Principi fondamentali della divisione dei processi
►Datum-Primo principio
Dai priorità alla lavorazione delle superfici di riferimento di posizionamento: come piani, fori o diametri esterni. Ciò garantisce la precisione di posizionamento nei processi successivi.
Per le parti dell'albero, i fori centrali devono essere prima lavorati per fungere da riferimento per la successiva tornitura e rettifica.
►Principio della sgrossatura-Primo-Fine-Poi
La sgrossatura richiede che il tornio CNC rimuova rapidamente la maggior parte del sovrametallo, lasciando un sovrametallo sufficiente per la finitura (solitamente 0,5-2 mm).
Fine-Fine: garantisce precisione dimensionale e qualità della superficie (Ra inferiore o uguale a 1,6μm).
Per le parti soggette a deformazione (come le parti a parete sottile-), i torni CNC possono eseguire più operazioni di semi-finitura e di distensione-.
►Il principio di lavorare prima le superfici e poi la foratura
Lavorazione prima delle superfici: i torni CNC lavorano prima le superfici per fornire un supporto stabile per la foratura e prevenire la flessione della punta.
I torni CNC fresano la superficie superiore delle parti di tipo scatola-prima di forare e alesare.
►Bilanciare la concentrazione e il decentramento dei processi
Concentrazione del processo: i torni CNC possono anche combinare più processi (come tornitura e fresatura), riducendo i tempi di setup e migliorando la precisione.
Decentralizzazione dei processi: la semplificazione dei singoli processi facilita il controllo della qualità (ad esempio, suddividendoli su più macchine CNC nella produzione su larga-scala).
La decisione si basa sulla complessità della parte, sulle capacità del tornio CNC e sulla dimensione del lotto di produzione.
Passaggi specifici per la selezione del processo
►Analizzare i disegni delle parti e i requisiti tecnici
Identifica le dimensioni critiche e le tolleranze geometriche, come la coassialità e la perpendicolarità, e determina i processi che richiedono un controllo chiave sul tornio CNC.
Requisiti di qualità della superficie: i processi di tornitura CNC sono suddivisi in sgrossatura, semi-finitura e finitura.
Le proprietà dei materiali, come durezza e tenacità, influenzano i parametri di taglio del tornio CNC e la selezione dell'utensile.
►Selezione di un metodo di lavorazione
Lavorazioni esterne/interne: tornitura, rettifica, alesatura, ecc.
Lavorazioni piane: fresatura, piallatura, rettifica, ecc.
Lavorazione di superfici curve: fresatura (utensili con estremità sferica), elettroerosione (EDM), ecc.
Perforazione: perforazione, alesatura, alesatura, alesatura, ecc.
Filettatura: tornitura, rullatura, maschiatura, ecc.
Lavorazioni speciali: taglio laser e taglio a getto d'acqua (adatto per materiali difficili-da-lavorare a macchina).
►Esempio di sequenza tipica
1. Sgrossatura (rimozione della maggior parte del materiale) → 2. Semi-finitura (conservazione del materiale per la finitura) → 3. Finitura (garantendo qualità dimensionale e superficiale) → 4. Finitura (come lucidatura o molatura).
Disposizione del processo di trattamento termico:
La sgrossatura (riduzione della distorsione) viene eseguita prima dello spegnimento.
La finitura (come la rettifica) viene eseguita dopo la tempra.
Processi ausiliari come sbavatura, pulizia e ispezione dovrebbero essere intervallati dopo il processo chiave del tornio CNC.
►Scelta di un metodo di bloccaggio e di un dato di posizionamento
Metodo di serraggio:
Mandrino a tre-griffe (parti rotanti), pinze-a becchi piatti (parti quadrate), ventose (parti in lamiera sottile), ecc.
Apparecchio combinato (adatto per produzioni ad alto-mix e a basso-volume).
Dato di posizionamento:
Datum grezzo: superficie non lavorata (come il pezzo grezzo).
Infine datum: superficie lavorata (come fori, piani).
Principio dei Datum uniformi: i torni CNC dovrebbero utilizzare un set comune di datum quando possibile per ridurre al minimo l'accumulo di errori.
►Fasi di elaborazione
Sgrossatura: i torni CNC rimuovono in modo efficiente il materiale, con conseguente rapida usura dell'utensile e bassi requisiti di precisione.
Semi-finitura: i torni CNC mantengono un grezzo uniforme per la finitura e correggono gli errori di sgrossatura.
Finitura: i torni CNC garantiscono dimensioni finali e qualità superficiale con un'usura minima degli utensili.
Finitura: processi come la superfinitura e la lucidatura migliorano ulteriormente la qualità della superficie.
Ottimizzazione delle strategie per la selezione dei processi
►Sfruttare la multifunzionalità delle macchine utensili CNC
Fresatura-tornitura: i torni CNC eseguono operazioni di tornitura, fresatura e foratura in un unico setup, riducendo gli errori di posizionamento ripetitivi.
Lavorazione a cinque-assi: parti curve complesse possono essere formate in un unico passaggio, eliminando più configurazioni sul tornio CNC.
►Pianificazione razionale del percorso utensile
Fresatura concorde rispetto alla fresatura convenzionale: i torni CNC offrono una qualità superficiale superiore con la fresatura verso il basso (fresatura verso il basso), mentre la fresatura convenzionale (fresatura verso l'alto) offre una maggiore durata dell'utensile.
Metodi di ingresso/uscita dell'utensile: i torni CNC evitano l'ingresso verticale, che può danneggiare l'utensile, e utilizzano avanzamenti circolari o a spirale.
►Considerare le dimensioni e i costi del lotto di produzione
Produzione-di pezzi singoli: i torni CNC privilegiano la precisione, consentendo processi centralizzati.
Produzione ad-volumi elevati: i torni CNC utilizzano processi decentralizzati, mentre le macchine dedicate combinate con il carico e lo scarico automatizzati migliorano l'efficienza.
►Introduzione della tecnologia di simulazione per verificare i processi
I torni CNC richiedono un software CAM per la simulazione della lavorazione per verificare l'interferenza dell'utensile, il taglio eccessivo e altri problemi.