EDC'nin Ruhu - Takım Tezgahlarından CNC'ye

 

Ben Arkaplan

EDC (Everyday Carry) topluluğuna giren çoğu insanın ilk duyduğu profesyonel terim varsa, şüphesiz CNC'dir. Bunu üç eksenli, dört eksenli, beş eksenli ve hassas oyma gibi çeşitli yüksek teknoloji terimleri takip eder. Bu makale, EDC'nin ruhu olan CNC'nin gerçekte ne olduğuna dair kapsamlı ancak erişilebilir bir anlayış sağlamayı amaçlamaktadır (esas olarak CNC işleme merkezlerini ve CNC tel kesmeyi tanıtmak; daha sonra daha fazla CNC makinesi tanıtılacaktır).

 

II Köken

CNC'ye dalmadan önce, işleme endüstrisindeki iki geleneksel takım tezgahını - torna tezgahını ve freze tezgahını - anlayalım.

 

▲Manuel Torna Tezgahı İşlemi

 

Torna Tezgahının Çalışma Prensibi:İş parçası iki merkez arasına sıkıştırılarak, iş parçasının döndürülmesi ve takımın hareket ettirilmesiyle kesme işlemi gerçekleştirilir.

 

▲Manuel Freze Makinesi İşlemi

 

Freze Makinesinin Çalışma Prensibi: Takım, iş parçasının yüzeyini kesmek için yüksek hızda döner. Video gösterimleri aracılığıyla, manuel bir freze makinesinin kolları döndürerek üç hareket yönünü kontrol ettiğini görebiliriz: çalışma masasını yatay veya dikey olarak hareket ettirme (X ve Y eksenleri) ve çalışma masasını dikey olarak hareket ettirme (Z ekseni). İş parçasının hareketi, dönen takımın iş parçasının yüzeyini ve derinliğini işlemesini sağlar.

 

 

Geleneksel işleme, geleneksel makine aletlerinin elle çalıştırılmasını içerir ve metal, elle kulpların döndürülmesi ve kumpas ve diğer aletlerle hassasiyetin ölçülmesiyle kesilir. Bu geleneksel makinelere bilgisayar sayısal kontrol teknolojisinin eklenmesiyle CNC makineleri yaratılır. CNC, "Bilgisayar Sayısal Kontrol" anlamına gelir ve bir bilgisayar tarafından kontrol edilen otomatik makine aletleri anlamına gelir. Bilgisayar, önceden programlanmış talimatlara göre ürünleri ve parçaları otomatik olarak işler ve yaygın olarak CNC işleme olarak bilinir.

 

III Başlık İşçiliği

Bu noktada, okuyucular üç eksenli işlemenin nasıl çalıştığını anlamalıdır: freze makinesinin üç kontrol yönü bir bilgisayar tarafından yönetilir. İş parçası takıma göre yalnızca X, Y ve Z yönlerinde hareket ettiğinden, her kurulum yalnızca bir yüzün işlenmesini tamamlayabilir. Başka bir yüzün işlenmesi gerekiyorsa, iş parçası yeniden sıkıştırılmalı ve tekrar işlenmelidir.

 

▲Üç Eksenli İşleme GösterimiFreze-Torna İşleme Gösterimi

 

Dört eksenli işleme uygulaması oldukça basittir: iş parçası için ek bir hareket yönü sağlanır (A ekseni). Dört eksenli işleme elde etmek için en yaygın makine freze-torna makinesidir. İş parçasının torna merkezi etrafındaki dönüşünü (A ekseni) ve freze bıçağının üç eksenli hareketini (X, Y, Z) kontrol ederek, makine iş parçasının işlenmesini tam bir daire içinde tamamlar. Standart dört eksenli bir makine ile freze-torna makinesi arasındaki fark, odaklarında yatar: freze-torna makineleri "tornalama" işlevini vurgular, A eksenli ayna işleme için yeterli güç sağlarken, standart dört eksenli makineler A eksenini öncelikle işleme gücü sağlamadan iş parçasının yönünü değiştirmek için kullanır.

 

▲DemonstrasyonFreze-Torna İşleme Demonstrasyonu

 

Sırada, uygulamasında oldukça açık olan en gelişmiş sesli beş eksenli işleme var: C ekseni olarak adlandırılan başka bir serbestlik derecesi eklemek. Modele bağlı olarak, bu, çift döner kafalar, çift döner tablalar veya bir döner ve bir döner mekanizmanın birleşimiyle elde edilebilir.

 

▲Bir Pervanenin Beş Eksenli Eşzamanlı İşlenmesi

 

▲Beş Eksenli İşlemede Beş Eksen

 

Ancak, sıklıkla "sahte beş eksenli" ve "3+2" gibi terimler duyarız. Bunlar ne anlama geliyor? Beş serbestlik derecesine ulaşma yeteneği, gerçek "beş eksenli eş zamanlı işleme" anlamına gelmez. Çoğu işleme merkezi, sözde "3+2" kurulumu olan ek eksenleri sonradan takma seçeneğiyle tasarlanmıştır. Bunları gerçek beş eksenli eş zamanlı işleme merkezlerinden ayıran temel özellik "RTCP'dir (Döner Takım Merkez Noktası)". "3+2" ilkesi, esasen belirli açılarda (yani "konumlandırma") üç eksenli işlevselliğe ulaşmaktır, yani makine belirli bir açıya döndükten sonra bile standart üç eksenli bir makine olarak çalışmaya devam eder. Bu iki işleme türü arasındaki fiyat farkı da önemlidir.

 

 

 

 

 

▲Takım Merkez Noktası (TCP) Kontrolü ile Beş Eksenli İşleme

 

IV Ortak Sorun

 

S: CNC işlemede daha fazla eksen her zaman daha mı iyidir?

A: Uygulamada, eksen seçimi iş parçasının gerçek ihtiyaçlarına bağlıdır. Resimde gösterildiği gibi, daha fazla serbestlik derecesi aletin daha iyi kullanılmasını sağlayabilir, işleme verimliliğini artırabilir ve sıkıştırma sürelerinin sayısını azaltarak daha az hataya yol açabilir. Ancak, tüm iş parçaları dört eksenli veya beş eksenli işleme için uygun değildir. Özellikle günlük EDC işlemede, hiçbir tasarım son derece karmaşık yüzeyler, içbükey alanlar veya türbin kanatları gibi nispeten ince yüzeyler gerektirmez. Bu nedenle, üç eksenli ve dört eksenli işleme çoğu EDC işleme ihtiyacını karşılayabilir. 3+2 ile kavisli yüzey kalitesindeki iyileştirme asgari düzeydedir ve RTCP sistemleriyle endüstriyel sınıf gerçek beş eksenli eş zamanlı işleme kullanmanın maliyeti ve faydaları orantılı değildir. Herhangi bir tasarımcının bu yöntemi seçmesi olası değildir.

 

 

 

 

S: Hangi tür tasarımlar daha yüksek CNC maliyetlerine neden olur?

A: Öncelikle, CNC maliyetlerinin işleme süresine dayandığını açıklamak önemlidir. EDC işlemede, işleme süresini etkileyen en önemli faktör yüzey karmaşıklığıdır. Düz yüzeylerin aksine, kavisli yüzey işleme, bilyalı uçlu frezelerle yavaş "tırmanma" gerektirir. İki farklı kavisli yüzey keskin bir şekilde kesişiyorsa, net kenarları garantilemek için daha yavaş ve daha titiz bir işleme gerekir (pahlar ve filetolar bilyalı uçlu frezeler gerektirmez).

 

 

 

 

S: Farklı makineler arasındaki hassasiyet farkları ne kadar önemlidir?

A: İşlemede hassasiyet "tolerans" ile ölçülür. EDC işlemede yaygın frezeleme işlemleri için tolerans aralıkları aşağıdaki gibidir:

 

 

 

 

 

 

Frezeleme doğruluğu genellikle IT8 ile IT7 arasında değişir. Kaba frezeleme için, işleme doğruluğu IT{2}}IT13'tür ve yüzey pürüzlülüğü 5-20μm'dir. Yarı son frezeleme için doğruluk IT{6}}IT11'dir ve yüzey pürüzlülüğü 2.{9}}μm'dir. Son frezeleme için doğruluk IT{1{12}}}}IT8'dir ve yüzey pürüzlülüğü 0.{13}}μm'dir.

 

Peki, EDC işleme için hassasiyet aralığı nedir? Aslında, çoğu EDC ürünü yalnızca "yarı-bitiş işleme" gerektirir, burada ürün toleransı IT{1}}IT7 civarındadır ve yüzey pürüzlülüğü yaklaşık R 3.{4}}.6'dır. Bu hassasiyet seviyesi, yatakların, mıknatısların ve bilyalı olukların takılması gibi EDC'nin montaj gereksinimleri için yeterlidir. Parlatma işleminden sonra, yüzey pürüzlülüğü R 0.8'e ulaşabilir. Böylece, işleme hassasiyeti bazı oluklu üst kısımlarda görsel olarak gözlemlenebilir ve belirli hassasiyet değerleri "yüzey pürüzlülüğü örnekleri" karşılaştırılarak belirlenebilir. Taş yıkama ve kumlama gibi işlemlerin iş parçasının yüzey pürüzlülüğünü değiştireceğini belirtmekte fayda var. Bu işlemler, yeterli kenarları korurken yüzey pürüzlülüğünü artırabilir. Belirli yüzey işleme seçimi, ürün özelliklerine göre yapılmalıdır.

 

 

 

 

IVMaliyet ve Fiyatlandırma

EDC topluluğunun niş kalmasının temel nedeni CNC maliyetlerinden kaynaklanan yüksek fiyatlardır. Ancak CNC maliyetleri başlı başına bir satış noktası haline getirilmeli midir? Bana göre, işçilik her zaman ürüne hizmet etmelidir. İyi bir ürün, maliyet ve tasarım arasında bir denge gerektirir. Karmaşık işçilik daha iyi bir sunuma yol açabilse de, aynı zamanda yüksek fiyatlar ve uzun üretim süreleri getirir. Bazen, işleri sadece bunun uğruna aşırı karmaşık hale getirmek potansiyel alıcıları caydırabilir. Elbette, bir ürünün itibarı birçok faktöre bağlıdır ve mükemmel bir tasarım pazar coşkusunu ateşleyerek fiyatı daha az kritik bir faktör haline getirebilir. Sevgili okuyucular, bu makaleyi okuduktan sonra kendi cevabınızı bulacağınıza inanıyorum.