全景工廠(chǎng)
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類(lèi)：其他手板模型加工
加工方式: cnc加工 使用材料: 鋁合金
最小精度: 0.05mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 18cm*3cm*3cm
后處理: 打磨，噴油
案例介紹
CNC（Computer Numerical Control）加工金屬結構件是一種高精度、高效率的加工方式，以下是詳細介紹：
一、CNC 加工原理
CNC 加工是通過(guò)計算機程序控制機床的運動(dòng)來(lái)實(shí)現對金屬材料的切削加工。在加工金屬結構件時(shí)，預先將零件的三維模型或加工工藝路徑編寫(xiě)成數控程序，這些程序包含了刀具的運動(dòng)軌跡、切削速度、進(jìn)給量等詳細指令。機床的控制系統讀取并解析這些程序指令，然后精確地驅動(dòng)刀具在金屬坯料上進(jìn)行各種加工操作，如銑削、車(chē)削、鉆削等。
二、加工設備類(lèi)型
數控銑床
數控銑床主要用于加工平面、曲面和各種形狀的輪廓。它通過(guò)銑刀的旋轉和工件的相對移動(dòng)來(lái)去除金屬材料。例如，在加工一個(gè)具有復雜曲面的金屬外殼結構件時(shí)，數控銑床可以根據程序精確地控制銑刀在不同的位置和角度進(jìn)行切削，使外殼表面達到設計要求的精度和光潔度。
它可以配備不同類(lèi)型的銑刀，如立銑刀、球頭銑刀等。立銑刀主要用于加工平面和直槽，球頭銑刀則適合加工曲面。
數控車(chē)床
數控車(chē)床主要用于加工回轉體類(lèi)的金屬結構件，如軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)零件。工件在車(chē)床上旋轉，刀具沿著(zhù)工件的軸向和徑向進(jìn)行切削。例如，在制造汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的曲軸時(shí)，數控車(chē)床可以精確地車(chē)削出曲軸的各個(gè)軸頸和偏心部分，保證其尺寸精度和表面質(zhì)量。
加工中心
加工中心是一種功能更強大的 CNC 設備，它集成了銑削、鉆削、鏜削等多種加工功能。它有自動(dòng)換刀裝置（ATC），可以在一次裝夾中完成多個(gè)工序的加工。例如，在加工一個(gè)復雜的航空發(fā)動(dòng)機葉片結構件時(shí)，加工中心可以先進(jìn)行銑削外形，然后通過(guò)換刀進(jìn)行鉆孔和鏜孔等操作，大大提高了加工效率和精度。
三、加工步驟
設計圖紙和編程
首先需要有金屬結構件的詳細設計圖紙，包括尺寸、形狀、公差要求等。然后，根據圖紙使用專(zhuān)業(yè)的編程軟件（如 Mastercam、UG 等）編寫(xiě)數控程序。編程人員需要考慮加工工藝，如刀具路徑規劃、切削參數選擇等，以確保加工質(zhì)量和效率。
坯料準備
根據結構件的尺寸和形狀要求，選擇合適的金屬坯料，如棒料、板材或鑄件。坯料的材質(zhì)也根據結構件的使用要求來(lái)確定，常見(jiàn)的有鋁合金、鋼、不銹鋼等。在使用坯料之前，需要對其進(jìn)行必要的預處理，如切割成大致尺寸、表面清理等。
裝夾定位
將坯料準確地安裝在 CNC 機床的工作臺上，并使用夾具進(jìn)行固定。裝夾的精度直接影響加工精度，因此需要選擇合適的夾具并正確定位。例如，在加工一個(gè)薄板金屬結構件時(shí)，可以使用真空吸盤(pán)等夾具來(lái)確保薄板在加工過(guò)程中不會(huì )變形。
加工操作
啟動(dòng)機床，按照數控程序進(jìn)行加工。在加工過(guò)程中，操作人員需要監控機床的運行狀態(tài)，包括刀具磨損情況、切削力變化等。如果發(fā)現異常情況，需要及時(shí)停機調整。例如，當刀具磨損嚴重時(shí)，會(huì )導致加工尺寸偏差和表面質(zhì)量下降，此時(shí)需要更換刀具。
質(zhì)量檢測
加工完成后，需要對金屬結構件進(jìn)行質(zhì)量檢測。檢測內容包括尺寸精度、形狀精度、表面粗糙度等。常用的檢測工具包括卡尺、千分尺、三坐標測量?jì)x等。如果發(fā)現結構件不符合質(zhì)量要求，需要進(jìn)行返修或報廢處理。
四、優(yōu)勢
高精度
CNC 加工可以實(shí)現非常高的精度，能夠滿(mǎn)足復雜結構件的公差要求。例如，在精密模具制造中，CNC 加工可以將模具的尺寸精度控制在 ±0.01mm 甚至更高的水平，從而保證模具的成型質(zhì)量。
高效率
由于是計算機程序控制，加工過(guò)程自動(dòng)化程度高。一旦程序調試好，就可以快速地進(jìn)行批量生產(chǎn)。而且加工中心等設備可以在一次裝夾中完成多個(gè)工序，減少了裝夾時(shí)間和加工周期。
靈活性
可以通過(guò)修改數控程序方便地加工不同形狀和尺寸的金屬結構件。對于小批量、多品種的生產(chǎn)模式非常適用。例如，在定制化的機械零件加工中，CNC 加工可以根據客戶(hù)的不同需求快速調整加工方案。
五、應用領(lǐng)域
航空航天領(lǐng)域
用于制造飛機發(fā)動(dòng)機的零部件、機身結構件等。這些結構件要求高的強度、輕量化和高精度，CNC 加工能夠滿(mǎn)足這些要求。例如，飛機機翼的大梁結構件，其復雜的形狀和嚴格的質(zhì)量要求只能通過(guò)高精度的 CNC 加工來(lái)實(shí)現。
汽車(chē)制造業(yè)
生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機、變速器的零部件以及車(chē)身框架等結構件。例如，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機缸體的加工，需要高精度的孔系和平面加工，CNC 加工可以保證其質(zhì)量和性能。
機械裝備制造業(yè)
制造各種機床的零部件、工程機械的結構件等。如數控銑床的工作臺、工程機械的臂架等結構件，通過(guò) CNC 加工可以達到設計要求的精度和強度。
