Հիմնական գործոնները, որոնք պետք է հաշվի առնել CNC պտտման կենտրոնի մեջ ներդրում կատարելուց առաջ

CNC պտտման կենտրոնների մասին. հիմնական հնարավորություններ և սարքավորումների տեսակներ

Ինչ է CNC պտտման կենտրոնը և ինչպե՞ս է այն տարբերվում ավանդական հաստոցներից

CNC պտտման կենտրոնները օգտագործում են ծրագրավորված հրահանգներ՝ ավտոմատացնելով պտտակային մշակումը, ուստի օպերատորներին անընդհատ հսկողություն չի պահանջվում, ինչպես դա պահանջվում է ձեռքով կատարվող հորիզոնական հաստոցների դեպքում: Դասական հաստոցները կարող են մշակել միայն պարզ գլանաձև ձևեր, սակայն ժամանակակից CNC սարքավորումները սարքավորված են ակտիվ միլինգային և անցքա drilling գործիքներով: Այս առաջադեմ համակարգերն սովորաբար ունենում են երեքից ինը շարժման առանցքներ, ինչը նշանակում է, որ բարդ մասերը կարող են պատրաստվել մեկ անցումով՝ առանց բազմաթիվ կարգավորումների: Առավելություններն էլ բավականին զգալի են: Ըստ 2023 թվականին Precision Engineering Journal-ի վերջերս հրապարակված հետազոտությունների, այս ավտոմատացված համակարգերը մարդկային սխալները կրճատում են գրեթե կեսով՝ համեմատած ձեռքով կատարվող աշխատանքների հետ: Բացի այդ, դրանք արտադրության ընթացքում պահպանում են արտակարգ ճշգրիտ հանդուրժողականություն՝ ±0.005 միլիմետր:

CNC պտտման կենտրոնների տեսակները և դրանց շահագործման ոլորտը

Արդյունաբերական կիրառություններում գերակշռում են երեք հիմնական կոնֆիգուրացիա.

ՏԻՊ	Հիմնական առանձնահատկություններ	Կարևոր օգտագործման դեպքեր
Հորիզոնական	Ցածր թրթռոց, ավելի հեշտ պղարի հեռացում	Ավտոմոբայլ կոմպոնենտներ
Վերահորիզոնական	Ծանրության ուժին աջակցվող ամրացում	Մեծ տրամագծով ավիատիեզերական մասեր
Բազմախնդիր մշակում	Համակցված հորիզոնական և ֆրեզային հնարավորություններ	Բժշկական իմպլանտներ, հեղուկի փականներ

Հորիզոնական մոդելները կազմում են տեղադրումների 68%-ը՝ իրենց բազմանպատակային բնույթի շնորհիվ (IMTS 2024 սարքավորումների մարդահամար)։ Ուղղահայաց հորիզոնականացման կենտրոնները լավ են աշխատում ծանր, կարճ առանցք ունեցող մանրամասերի հետ, որտեղ ծանրության ուժը օգնում է ամրացման գործընթացում։ Բազմախնդիր ֆրեզային-հորիզոնականացման կենտրոնները նվազեցնում են մանրամասերի տեղափոխումը՝ թույլ տալով միաժամանակյա 5-առանցք գործողություններ, ինչը պարզեցնում է բարդ կոմպոնենտների արտադրությունը:

ԳՊԿ-ով հորիզոնականացման գործընթացի հիմնարար սկզբունքները և հնարավորությունները

ԳՊԿ-ով հորիզոնականացումը հիմնված է չորս հիմնական գործընթացների վրա.

1. Նյութի պտույտ : Վերամշակվող մանրամասը պտտվում է 100–3,500 ՌԴՄ արագությամբ՝ կախված սվաղի տեխնիկական բնութագրերից
2. Գործիքի շարժման ուղու կառավարում : 0,1 միկրոնային թույլատվությամբ ծրագրավորվող X/Z առանցքների շարժումներն ապահովում են ճշգրտություն
3. Չիփի առաջացում : Կարբիդե ներդիրները հեռացնում են նյութը՝ 0,05–0,5 մմ/պտույտ սնուցման արագությամբ
4. Icական կառավարում : Նվազագույն քանակի հակամարմարություն (MQL) 60% -ով կրճատում է ջերմության արտադրությունը համեմատած լցման սառեցման հետ

Օպտիմալացված լինելու դեպքում այս համակարգերը հասնում են 89% առաջնային ելքի ցուցանիշի բարձր ծավալով արտադրության մեջ (CNC Machining Association 2023 Benchmark), նվազեցնելով թափոններն ու վերամշակումը:

Կարևոր տեխնիկական պարամետրերի գնահատում արդյունավետության և ճշգրտության համար

Հիմնարար տեխնիկական պարամետրեր (կտրման արագություն, սնուցման արագություն, կտրման խորություն) և դրանց ազդեցությունը մշակման արդյունավետության վրա

Կտրման արագությունը (SFM), առաջխրման արագությունը (IPR) և կտրման խորությունը ճիշտ հարաբերակցությամբ օգտագործելը կախված է այն նյութից, որի հետ աշխատում ենք, և մեր գործիքների կարողություններից: Վերցրե՛ք պողպատը՝ եթե օպերատորները չափազանց բարձր արագություն են ընտրում, հաճախ դա հանգեցնում է ներդիրների կյանքի կտրուկ կրճատման, երբեմն՝ ծայրահեղ դեպքերում կեսի չափով: Անցյալ տարվա վերջերս կատարված աշխատանքները ցույց տվեցին հետաքրքիր արդյունքներ, երբ արտադրամասերը կենտրոնացան տիտանի մասերի համար ճիշտ ցուցանիշներ ստանալու վրա: Արտադրամասերը կարողացան ցիկլային ժամանակը կրճատել մոտ 22%, առանց վերջնական մակերեսների հարթության կորստի կամ ճշգրիտ չափսերի անհետացման: Դա տրամաբանական է, քանի որ ճիշտ կարգավորումը նշանակում է պակաս կորուստ և ավելի քիչ որակի խնդիրներ հետագայում:

Հստակություն, ճշգրտություն և թույլատրելի շեղումներ CNC հորդացման մեջ՝ ինչ մակարդակներ են հասանելի

Ժամանակակից CNC հորիզոնական սարքերը սովորաբար ապահովում են ±0,005 մմ-ի ճշգրտություն և մակերեւույթի հարթություն՝ ստորև 0,4 մկմ Ra: Ավիատիզեքի բաղադրիչները հաճախ համապատասխանում են AS9100 երկրաչափական հանգույցների 0,0127 մմ հանգույցներին՝ պահպանելով կրկնվելիությունը 0,0025 մմ-ի սահմաններում արտադրության ընթացքում: Վիճակագրական գործընթացի կառավարումը (SPC) թույլ է տալիս իրական ժամանակում հայտնաբերել միկրոնային շեղումները՝ ապահովելով հաստատուն որակ:

Բազամառանի CNC հորիզոնական/ֆրեզային կենտրոնների հնարավորությունները և դրանց դերը բարդ մասերի արտադրության մեջ

Կենդանի գործիքների և Y առանցքի շարժման ինտեգրմամբ՝ բազամառանի CNC հորիզոնական կենտրոնները կարող են կատարել ֆրեզային, անցքա drilling և խցանման գործողություններ՝ մասը չհանելով: 12-առանցքային համակարգը կարող է վերացնել բժշկական իմպլանտների արտադրության երկրորդային գործողությունների 70%-ը՝ բարելավելով հատվածների կենտրոնականությունը 40%-ով համեմատած հարթական կառուցվածքների հետ:

Արդյո՞ք ավելի բարձր սեղմակների արագությունը միշտ լավ է ճշգրտության համար. տարածված սխալ կարծիքների վերացում

15,000 ՊՏԱ-ի սահմաններում աշխատող շառավիղները հիանալի աշխատանք են կատարում ալյումինե մասերի մակերևույթի հարթ ավարտման համար, սակայն պողպատե մասերի հետ աշխատելիս այս բարձր արագությունները մեքենայական մշակման ընթացքում ստաբիլության խանգարման համար անհանգստացնող հարմոնիկ թրթռոցներ են ստեղծում: Որոշ ուսումնասիրություններ ցույց են տալիս, որ այդ պայմաններում անկայունության խնդիրները կարող են 35% -ով աճել: Կարբիդե գործիքներով չժանգոտող պողպատի կտրման համար շատ մեքենայական մշակողներ համարում են, որ 250-ից 350 ֆուտ/րոպե սահմաններում արագությունները ապահովում են լավագույն արդյունքները: Սակայն այդ օպտիմալ սահմաններից դուրս գալու դեպքում գործիքի կյանքը կտրուկ նվազում է՝ ըստ դաշտային փորձարկումների՝ մոտ 60%-ով կարճանալով, մինչդեռ ճշգրտության կամ վերջնական արտադրանքի տեսքի առումով իրական բարելավում չի տեղի ունենում:

Նյութի համատեղելիության և արտադրության բազմազանության գնահատում

Բարձր ամրության համաձուլվածքների համատեղելիությունը և մշակումը CNC պտտման կենտրոնների միջոցով

Ժամանակակից CNC հաստոցները կարող են մշակել տարբեր նյութեր՝ ներառյալ ալյումինը և պղինձը, ինչպես նաև ավելի դժվար նյութեր՝ ինչպես տիտանի 5-րդ կարգը և Inconel 718-ը: Ըստ վերջերս հրապարակված արդյունաբերական տվյալների, արտադրության մոտ երկու երրորդ ձեռնարկություններ նոր նախագծեր սկսելուց առաջ առաջին հերթին ստուգում են նյութերի համատեղելիությունը՝ հիմնականում խուսափելու համար գործիքների արագ մաշվելուց կամ մասերի վաղաժամկետ ձախողումներից: Տիտանի հետ աշխատելիս հաստոցավարները պետք է շառավիղի պտտման արագությունը նվազեցնեն մոտ քառասուն տոկոսով՝ համեմատած ալյումինի հետ աշխատելու ժամանակ, որպեսզի կտրող գործողությունների ընթացքում ջերմաստիճանը պահպանվի բավարար մակարդակում: Իսկ Inconel 718-ը հատկապես դիմադրում է մշակմանը և պահանջում է հատուկ կարբիդե վրանակներ, եթե որևէ մեկը ցանկանում է ստանալ բավարար մակերևույթի հարթություն՝ 0.8 միկրոնից ցածր Ra ստանդարտի սահմաններում, որը այսօր հաճախ պահանջվում է որակի վերահսկման բաժիններում:

Ինչպես է սարքավորումների տարբերատեսակությունը ազդում արտադրության ճկունության վրա տարբեր արդյունաբերություններում

Այսօրվա տեխնոլոգիական հնարավորությունների շնորհիվ՝ CNC պտտման կենտրոնները բավականին ճկուն են դարձել՝ շնորհիվ փոխարինելի ձողային ֆիդերների, ակտիվ գործիքավորման տարբերակների և բազմաառանցք ծրագրերի նման հատկությունների: Ինչ է սա նշանակում պրակտիկայում? Օրինակ՝ ավիատիեզերական ընկերությունները օրը սկսում են մշակելով 17-4PH խիստ չժանգոտվող պողպատից պատրաստված մասեր ինքնաթիռների վայրէջքի շարժակազմի համար, իսկ այնուհետև անցնում են PEEK ջերմապլաստիկ նմուշների վրա՝ բժշկական սարքերի համար: Տարբեր նյութեր մշակելու կարողությունը զգալիորեն կրճատում է սարքավորումների կանգնելու ժամանակը՝ համեմատած հին մասնագիտացված համակարգերի հետ: Автомեքենաների արտադրողներն էլ հետևում են այս միտումին: Նրանք նույն սարքավորումներով մեկ շաբաթ արտադրում են պինդ պողպատե վառելիքի ներարկման մասեր, իսկ հաջորդ շաբաթ՝ անցնում են պղնձի կոմպոզիտային կապույտներին, որոնք օգտագործվում են էլեկտրական ավտոմեքենաների մարտկոցներում: Այս ճկունությունը նշանակում է, որ գործարանները ստանում են ավելի շատ հնարավորություններ նույն ներդրումներից՝ առանց ամեն մի աշխատանքի համար առանձին սարքավորումներ գնելու անհրաժեշտության:

Ընդլայնված հնարավորություններ և Industry 4.0-ի ինտեգրում՝ ապագայի համար պատրաստ գործողությունների համար

Կենդանի գործարկման և բազմաստանցիայի համակցված մշակում (ֆրեզային-պտտման կենտրոններ)՝ ցիկլային ժամանակի կրճատման համար

Ինտեգրված կենդանի գործարկումը թույլ է տալիս CNC պտտման կենտրոններին կատարել ֆրեզային, արվածքի և փոսի ստեղծում պտտման ընթացքում, որը բացառում է ձեռքով վերադասավորումը: Բազմաստանցիայի կառուցվածքները թույլ են տալիս զուգահեռ մշակում անկախ աշխատանքային գոտիներում, որը զգալիորեն բարձրացնում է արտադրողականությունը: Այս հնարավորությունները կրճատում են ցիկլային ժամանակը մինչև 40%՝ բարդ մասերի համար, ինչպիսիք են ավիատիեզերական ամրացումները և վիրահատական գործիքները:

Արհեստական ինտելեկտ, IoT և ինտելեկտուալ հսկում. CNC պտտման կենտրոնների գործառույթների բարելավում

Արհեստական ինտելեկտի շարժվող կանխատեսող սպասարկման համակարգերը վերլուծում են շպինդլների թրթռոցը և հետևում են ջերմաստիճանի փոփոխություններին՝ հարմարանքների մաշվածությունը հայտնաբերելու համար: Այդ համակարգերը կարող են 92% ճշգրտությամբ հայտնաբերել խնդիրները դրանք առաջանալուց առաջ, ինչը նվազեցնում է անսպասելի կանգները: Ինտերնետ օբյեկտները (IoT) սա հնարավոր է դարձնում այն սենսորների շնորհիվ, որոնք անմիջապես տվյալներ են տալիս օպերատորներին: Երբ կատարվում են բարդ աշխատանքներ, ինչպես օրինակ տիտանի մշակումը, այդ սենսորները թույլ են տալիս մշակողներին անմիջապես կարգավորել մատուցման արագությունը, որպեսզի գործիքները չճկվեն և մակերեսները մնան հարթ: Այն արտադրամասերը, որոնք օգտագործում են այս տեխնոլոգիան, հաղորդում են, որ նրանց արտադրողականությունը աճել է 20-ից մինչև 35%-ի սահմաններում՝ ըստ արդյունաբերական զեկույցների, որոնք կազմվել են արտադրության միտումները ուսումնասիրող մասնագետների կողմից:

IoT և Industry 4.0-ի ինտեգրումը ժամանակակից CNC հեղուկներում

Ավանդական համակարգեր	IoT-ով հարստացված համակարգեր
Ռեակտիվ սպասարկում	Կանխատեսող պահպանման ալգորիթմներ
Ձեռքով տվյալների հավաքագրում	Օպերատիվ OEE (ընդհանուր սարքավորումների արդյունավետություն) հսկում
Մեկուսացված սարքավորման գործարկում	Ամպի վրա հիմնված արտադրության ծրագրավորում

Այսօրվա CNC հանքարկման կենտրոնները ինտեգրվում են արտադրության կատարման համակարգերին (MES), որպեսզի ավտոմատ ձևով կարգավորեն աշխատանքային գործընթացները՝ հիմնվելով պաշարների մակարդակի և պատվերների առաջնահերթությունների վրա։ Թվային երկվորյակի սիմուլյացիան օգնում է վավերացնել ծրագրերը դրանց կատարումից առաջ, ինչը բարդ արտադրության միջավայրում կարգավորման սխալները 65% կրճատում է։

Կապող օղակ. բարձր տեխնոլոգիական հնարավորությունները և օպերատորների հմտությունների բացը ինտելեկտուալ արտադրության ներդրման ընթացքում

Չնայած արհեստական ինտելեկտով հագեցած CNC սարքավորումների 78%-ի ներդրմանը, միայն արտադրողների 34%-ն է առաջարկում կառուցվածքված վերապատրաստման ծրագրեր։ Այս բացը սահմանափակում է ներդրումների վերադարձը առաջատար սարքավորումներում։ Լրացված իրականության (AR) վրա հիմնված վերապատրաստման մոդուլներն ու սկզբնական սարքավորումների արտադրողների (OEM) կրթական գործընկերությունները դառնում են կարևոր գործիքներ՝ օպերատորներին այն հմտություններով ապահովելու համար, որոնք անհրաժեշտ են ինտելեկտուալ մշակման հնարավորությունների լիարժեք օգտագործման համար։

Ընդհանուր սեփականության արժեք. սկզբնական ներդրումից մինչև երկարաժամկետ արդյունավետություն

Ընդհանուր արդյունավետության և արտադրության արդյունավետության աճ՝ ավտոմատացված CNC հանքարկման կենտրոնների շնորհիվ

Ըստ 2024 թվականի արտադրության վերջերս հրապարակված զեկույցների՝ ավտոմատացված CNC հորիզոնական ֆրեզային կենտրոնները նյութերի կորուստը կրճատում են մոտ 22-ից 35 տոկոսի չափով՝ համեմատած հին ձեռքով կառավարվող սարքերի հետ: Դա հիմնականում տեղի է ունենում, քանի որ դրանք հետևում են ավելի լավ կտրման ուղիների և գործողությունների ընթացքում մարդիկ ավելի քիչ են սխալվում: Այդ սարքերից մեկ ձեռք բերելու սկզբնական արժեքը սովորաբար տատանվում է 250 հազար դոլարից մինչև 800 հազար դոլար՝ կախված ներառված հատկություններից: Սակայն ժամանակի ընթացքում մեծամասնությունը ծախսվում է էլեկտրաէներգիայի հաշիվների, մաշված գործիքների փոխարինման և հովացման հեղուկների կառավարման վրա, որոնք միասին կազմում են սարքի սեփականատերության և շահագործման ընդհանուր ծախսերի մոտ 40-ից 60 տոկոսը: Այն արտադրամասերի համար, որոնք ձգտում են այդ թանկարժեք սարքավորումներից առավելագույն օգուտ ստանալ, այդ ընթացիկ ծախսերի կուտակման վրա ուշադրություն դարձնելը կարևոր է նրա համար, որ ներդրումը իրոք վերադառնա թե ոչ:

Պահպանում, վերապատրաստում և տեխնիկական աջակցության պահանջներ կայուն արդյունավետության համար

Նույնիսկ օպտիմալ պայմաններում CNC ռոտացիոն կենտրոնները պահանջում են խիստ սպասարկում՝ 99,2% աշխատանքային ժամանակի ապահովման համար: Առանց պարբերական սպասարկման՝ արտադրողականությունը կարող է նվազել 30%-ով 18 ամսվա ընթացքում: Կայունությունն ապահովելու համար օգտագործվում է երկու մոտեցում.

• Պրոֆիլակտիկ սպասարկում : Ներառում է եռամսյա գնդասյունի հարթուկի հարթուկի յուղում և սղոցի համակենտրոնացման ստուգում
• Ունակությունների զարգացում : Գ-կոդի սխալների հայտնաբերման մեջ օպերատորների համատեղ վերապատրաստումը կրճատում է դադարը 25%-ով

CNC սարքավորումների կյանքի տևողությունը երկարաձգելու համար ճիշտ պահպանման և ծրագրավորման մեթոդներ

ISO 13399 համատեղելի գործիքակալների և ադապտիվ մշակման տրամաբանության օգտագործումը նվազեցնում է ջերմային դեֆորմացիան ագրեսիվ մշակման ընթացքում: Օրինակ՝ տիտանի մշակման ընթացքում օպտիմալացված սնուցման ռազմավարությունները երկարաձգում են սղոցի ոսպնյակի կյանքը 1,8–2,3 տարով: Ռադիոհաղորդակից ստուգման ինտեգրումը սերիական մշակման ընթացքում կանխում է սխալների կուտակումը՝ բարելավելով ինչպես մասերի որակը, այնպես էլ սարքավորման կյանքի տևողությունը:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ո՞րն են CNC ռոտացիոն կենտրոնների հիմնական առավելությունները ավանդական ռոտացիոն սարքերի նկատմամբ

CNC-ի պտտման կենտրոնները ավտոմատացնում են ռոտացիոն մշակումը՝ նվազեցնելով մարդու սխալները և պահպանելով խիստ հանգույցները, ի տարբերություն ավանդական հողմակների, որոնք պահանջում են անընդհատ հսկողություն:

Կարո՞ղ են CNC-ի պտտման կենտրոնները մշակել տարբեր տեսակի նյութեր:

Այո, դրանք կարող են մշակել տարբեր մետաղներ, ներառյալ ալյումինը, պղինձը, տիտանը և ավելի դժվար համաձուլվածքներ, ինչպիսին է Inconel 718-ը:

Ինչպե՞ս են բազմաառանցք աշխատանքային CNC-ի պտտման կենտրոնները բարելավում արտադրությունը:

Այս կենտրոնները միաժամանակ կատարում են ֆրեզային, անցքա drilling և փոստի մշակման գործողություններ, ինչը նվազեցնում է երկրորդային գործողությունների կարիքը և բարձրացնում է հատկանիշների ճշգրտությունը:

Ինչ ազդեցություն ունի IoT-ն CNC-ի պտտման կենտրոնների վրա:

IoT-ն ընդլայնում է գործառույթները կանխատեսող սպասարկման և իրական ժամանակում հսկողության միջոցով, որը զգալիորեն բարելավում է արտադրողականությունը և սարքավորումների կյանքի տևողությունը: