Zehaztasun mekanizazioa pieza batetik materiala kentzeko prozesu bat da, tolerantzia estuko akaberak mantentzen diren bitartean.Doitasun-makinak mota asko ditu, fresatzeko, torneatzeko eta deskarga elektrikoko mekanizazioa barne.Gaur egun, zehaztasun-makina bat, oro har, ordenagailuko Zenbakizko Kontrolak (CNC) erabiliz kontrolatzen da.
Metalezko produktu ia guztiek zehaztasun-mekanizazioa erabiltzen dute, beste hainbat material bezala, hala nola plastikoa eta egurra.Makina hauek makinista espezializatuek eta trebatuek erabiltzen dituzte.Ebaketa-erremintak bere lana egin dezan, ebaketa zuzena egiteko zehaztutako norabideetan mugitu behar da.Lehen mugimendu horri "ebaketa-abiadura" deitzen zaio.Pieza ere mugitu daiteke, "elikadura" bigarren mailako mugimendua bezala ezagutzen dena.Batera, mugimendu hauek eta ebaketa-erremintaren zorroztasunari esker, doitasun-makinak funtzionatzen du.
Kalitatezko doitasuneko mekanizazioak AutoCAD eta TurboCAD bezalako CAD (ordenagailuz lagundutako diseinua) edo CAM (ordenagailuz lagundutako fabrikazioa) programek egindako plano oso zehatzak jarraitzeko gaitasuna eskatzen du.Softwareak tresna, makina edo objektu bat fabrikatzeko beharrezkoak diren 3 dimentsioko diagrama edo eskema konplexuak sortzen lagun dezake.Plano hauek xehetasun handiz bete behar dira produktu batek osotasuna mantentzen duela ziurtatzeko.Doitasunezko mekanizazio-enpresa gehienek CAD/CAM programa batzuekin lan egiten duten arren, oraindik ere eskuz marraztutako zirriborroekin lan egiten dute diseinu baten hasierako faseetan.
Doitasunezko mekanizazioa hainbat materialetan erabiltzen da, besteak beste, altzairua, brontzea, grafitoa, beira eta plastikoak, besteak beste.Proiektuaren tamainaren eta erabili beharreko materialen arabera, doitasun handiko mekanizazio-erreminta ezberdinak erabiliko dira.Tornuen, fresatzeko makinen, zulagailuen, zerra eta artezteko edozein konbinazio erabil daiteke, baita abiadura handiko robotika ere.Industria aeroespazialak abiadura handiko mekanizazioa erabil dezake, eta egurra lantzeko erremintak egiteko industriak, berriz, grabatu fotokimikoa eta fresatzeko prozesuak erabil ditzake.Korrika bat edo elementu jakin baten kantitate zehatz bat ateratzea milaka izan daiteke edo gutxi batzuk izan daitezke.Doitasunezko mekanizazioak askotan CNC gailuen programazioa eskatzen du, hau da, ordenagailuz zenbakizko kontrolatuta daude.CNC gailuak produktu baten exekuzio osoan dimentsio zehatzak jarraitzeko aukera ematen du.
Fresaketa fresaketa birakariak pieza batetik materiala kentzeko ebakigailuak erabiltzearen mekanizazio-prozesua da ebakitzailea norabide jakin batean aurreratuz (edo elikatuz).Ebakitzailea erremintaren ardatzarekiko angelu batean ere eduki daiteke.Fresak eragiketa eta makina ezberdin ugari hartzen ditu, banakako pieza txikietatik hasi eta talde handiko fresatzeko eragiketa astunetaraino.Pieza pertsonalizatuak tolerantzia zehatzetara mekanizatzeko gehien erabiltzen den prozesuetako bat da.
Fresaketa makina-erreminta sorta zabalarekin egin daiteke.Fresatzeko makina-erremintaren jatorrizko klasea fresatzeko makina zen (askotan errota deitua).Zenbakizko kontrol informatikoaren (CNC) agerpenaren ondoren, fresatzeko makinak mekanizazio-zentro bihurtu ziren: fresatzeko makinak erreminta-aldagailu automatikoek, erreminta-biltegiak edo karruselak, CNC gaitasuna, hozte-sistemak eta itxiturak.Fresatzeko zentroak, oro har, mekanizazio zentro bertikalak (VMC) edo mekanizazio zentro horizontalak (HMC) gisa sailkatzen dira.
Fresaren integrazioa torneaketa-inguruneetan, eta alderantziz, tornuetarako erreminta biziarekin eta noizean behin errotak torneatzeko eragiketetarako erabiltzen hasi ziren.Honek makina-erremintaren klase berri bat sortu zuen, zeregin anitzeko makinak (MTMs), lan-esparru berean fresatzea eta torneatzea errazteko diseinatutakoak.
Diseinu ingeniarientzat, I+G taldeentzat eta piezen hornikuntzaren menpe dauden fabrikatzaileentzat, doitasuneko CNC mekanizazioak pieza konplexuak sortzea ahalbidetzen du prozesatu gehigarririk gabe.Izan ere, CNC doitasuneko mekanizazioak sarritan aukera ematen du amaitutako piezak makina bakarrean egitea.
Mekanizazio-prozesuak materiala kentzen du eta ebaketa-erreminta ugari erabiltzen ditu pieza baten azken diseinua sortzeko, eta askotan oso konplexua.Zehaztasun-maila hobetu egiten da ordenagailuko zenbakizko kontrolaren (CNC), mekanizazio-erreminten kontrola automatizatzeko erabiltzen dena.
"CNC"-en eginkizuna doitasun-mekanizazioan
Kodetutako programazio-jarraibideak erabiliz, doitasuneko CNC mekanizazioak pieza bat moztu eta zehaztapenen arabera moldatzea ahalbidetzen du, makina-operadore batek eskuz esku hartu gabe.
Bezero batek emandako ordenagailuz lagundutako diseinua (CAD) eredu bat hartuta, makinista aditu batek ordenagailuz lagundutako fabrikazio softwarea (CAM) erabiltzen du pieza mekanizatzeko argibideak sortzeko.CAD ereduan oinarrituta, softwareak zehazten du zer erreminta-ibilbide behar diren eta makinari esaten dion programazio kodea sortzen du:
■ Zeintzuk diren RPM eta elikadura-tasa zuzenak
■ Erreminta eta/edo pieza nora eta noiz mugitu
■ Zenbateko sakonera ebaki
■ Noiz aplikatu hozgarria
■ Abiadurarekin, aurrerapenarekin eta koordinazioarekin lotutako beste edozein faktore
Ondoren, CNC kontrolagailu batek programazio kodea erabiltzen du makinaren mugimenduak kontrolatzeko, automatizatzeko eta kontrolatzeko.
Gaur egun, CNC ekipamendu sorta zabal baten ezaugarri integratua da, tornu, errota eta bideragailuetatik hasi eta hari bidezko EDM (deskarga elektrikoko mekanizazioa), laserra eta plasma mozteko makinak.Mekanizazio-prozesua automatizatzeaz eta zehaztasuna hobetzeaz gain, CNCak eskuzko zereginak ezabatzen ditu eta makinistak askatzen ditu aldi berean martxan dauden hainbat makina gainbegiratzeko.
Gainera, erremintaren ibilbidea diseinatu eta makina bat programatu ondoren, pieza bat edozein aldiz exekutatu dezake.Horrek zehaztasun eta errepikagarritasun maila altua eskaintzen du, eta horrek prozesua oso errentagarria eta eskalagarria da.
Mekanizatutako materialak
Mekanizatu ohi diren metal batzuk aluminioa, letoia, brontzea, kobrea, altzairua, titanioa eta zinka dira.Horrez gain, egurra, aparra, beira-zuntza eta polipropilenoa bezalako plastikoak ere mekanizatu daitezke.
Izan ere, edozein material erabil daiteke doitasuneko CNC mekanizazioarekin, noski, aplikazioaren eta bere eskakizunen arabera.
Doitasun CNC mekanizazioaren abantaila batzuk
Fabrikatutako produktuen sorta zabalean erabiltzen diren pieza eta osagai txiki askorentzat, doitasuneko CNC mekanizazioa izan ohi da aukeratutako fabrikazio metodoa.
Ebaketa- eta mekanizazio-metodo ia guztietan gertatzen den bezala, material ezberdinek portaera desberdina dute, eta osagai baten tamainak eta formak ere eragin handia dute prozesuan.Hala ere, oro har, doitasuneko CNC mekanizazio prozesuak abantailak eskaintzen ditu beste mekanizazio metodo batzuen aldean.
Hori da CNC mekanizazioak emateko gai delako:
■ Piezen konplexutasun maila altua
■ Perdoi estuak, normalean ±0,0002" (±0,00508 mm) eta ±0,0005" (±0,0127 mm) bitartekoak.
■ Gainazaleko akabera aparte leunak, akabera pertsonalizatuak barne
■ Errepikagarritasuna, bolumen handietan ere
Makinista trebe batek eskuzko tornua erabil dezakeen bitartean kalitatezko pieza bat egiteko 10 edo 100 kantitatetan, zer gertatzen da 1.000 pieza behar dituzunean?10.000 zati?100.000 ala milioi bat zati?
Doitasun handiko CNC mekanizazioarekin, bolumen handiko ekoizpen mota honetarako behar den eskalagarritasuna eta abiadura lor ditzakezu.Horrez gain, doitasuneko CNC mekanizazioaren errepikakortasun handiak hasieratik amaierara arte berdinak diren piezak ematen dizkizu, edozein pieza ekoizten ari zaren.
CNC mekanizatzeko metodo oso espezializatuak daude, besteak beste, alanbrearen EDM (deskarga elektrikoaren mekanizazioa), mekanizazio gehigarria eta 3D laser inprimaketa.Esate baterako, alanbrezko electroerosioak material eroaleak —normalean metalak— eta deskarga elektrikoak erabiltzen ditu pieza bat forma korapilatsuetan higatzeko.
Hala ere, hemen fresatzeko eta torneatzeko prozesuetan zentratuko gara: oso eskuragarri dauden eta maiz erabiltzen diren doitasuneko CNC mekanizaziorako bi metodo kengarrietan.
Fresatzea vs torneatzea
Fresatzea ebaketa-erreminta birakaria eta zilindriko bat erabiltzen duen mekanizazio-prozesu bat da, materiala kentzeko eta formak sortzeko.Fresatzeko ekipamenduak, errota edo mekanizazio zentro gisa ezagutzen dena, pieza geometria konplexuen unibertsoa lortzen du metal mekanizatutako objektu handienetako batzuetan.
Fresaren ezaugarri garrantzitsu bat ebaketa-erremintak bira egiten duen bitartean pieza geldirik mantentzea da.Beste era batera esanda, errota batean, ebaketa-erreminta birakaria piezaren inguruan mugitzen da, eta ohe baten gainean finkatuta geratzen da.
Torneatzea tornu izeneko ekipoan pieza bat mozteko edo moldatzeko prozesua da.Normalean, tornuak pieza ardatz bertikalean edo horizontalean biratzen du, ebaketa-erreminta finko bat (biratzen egon daitekeen edo ez) programatutako ardatzean zehar mugitzen den bitartean.
Erremintak ezin du fisikoki piezaren inguruan ibili.Materialak biratzen du, erremintari programatutako eragiketak egiteko aukera emanez.(Badatornuen azpimultzo bat, zeinetan erremintak biribilgailuz elikatzen den alanbre baten inguruan biraka egiten duten, hala ere, hori ez da hemen estaltzen).
Torneatzean, fresan ez bezala, piezak bira egiten du.Piezen stockak tornuaren ardatza pizten du eta ebaketa tresna piezarekin kontaktuan jartzen da.
Eskuzko mekanizazioa vs CNCa
Errotak eta tornuak eskuzko modeloetan eskuragarri dauden arren, CNC makinak egokiagoak dira pieza txikiak fabrikatzeko helburuetarako, eskalagarritasuna eta errepikakortasuna eskainiz tolerantzia estuko piezen bolumen handiko ekoizpena behar duten aplikazioetarako.
Erreminta X eta Z ardatzetan mugitzen den 2 ardatzeko makina sinpleak eskaintzeaz gain, doitasuneko CNC ekipamenduak ardatz anitzeko ereduak biltzen ditu, zeinetan pieza ere mugi daitekeen.Hau tornu baten kontrakoa da, non pieza biratzera mugatzen den eta tresnak mugituko dira nahi den geometria sortzeko.
Ardatz anitzeko konfigurazio hauek eragiketa bakarrean geometria konplexuagoak ekoiztea ahalbidetzen dute, makinaren operadorearen lanik gehigarririk behar izan gabe.Horrek pieza konplexuak ekoiztea erraztu ez ezik, operadorearen errore-aukera murrizten edo kentzen du.
Horrez gain, presio handiko hozgarria erabiltzeak CNC mekanizazio zehatzarekin bermatzen du txirbilak ez direla obretan sartzea, baita bertikalki orientatutako ardatza duen makina bat erabiltzen denean ere.
CNC errotak
Fresatzeko makina desberdinak tamaina, ardatzen konfigurazioa, aurrerapen-abiadura, ebaketa-abiadura, fresatzeko elikadura-norabidea eta beste ezaugarri batzuen arabera aldatzen dira.
Hala ere, oro har, CNC errota guztiek ardatz birakaria erabiltzen dute nahi ez den materiala kentzeko.Metal gogorrak mozteko erabiltzen dira, hala nola altzairua eta titanioa, baina plastikoa eta aluminioa bezalako materialekin ere erabil daitezke.
CNC errotak errepikagarritasunerako eraikita daude eta prototipoetatik hasi eta bolumen handiko ekoizpenera denetarako erabil daitezke.Doitasun handiko CNC errotak tolerantzia estuko lanetarako erabiltzen dira sarritan, hala nola trokel eta molde finak fresatzeko.
CNC fresak buelta azkarra eman dezakeen arren, fresatutako akaberak erreminta-markak ikusgai dituzten piezak sortzen ditu.Ertz eta erreba zorrotz batzuk dituzten piezak ere sor ditzake; beraz, prozesu osagarriak behar dira ezaugarri horietarako ertzak eta errebak onartezinak badira.
Jakina, sekuentzian programatutako erremintak babatuko dira, nahiz eta normalean amaitutako eskakizunaren % 90 lortzen duten gehienez, azken eskuko akaberarako ezaugarri batzuk utziz.
Gainazaleko akaberari dagokionez, gainazaleko akabera onargarria ez ezik, lan-produktuaren zatietan ispilu-itxurako akabera ere sortuko duten tresnak daude.
CNC errota motak
Oinarrizko bi fresatzeko makina motak mekanizazio zentro bertikala eta mekanizazio zentro horizontal gisa ezagutzen dira, non diferentzia nagusia makinaren ardatzaren orientazioan dagoen.
Mekanizazio-zentro bertikala errota bat da, non ardatzaren ardatza Z ardatzaren norabidean lerrokatzen den.Makina bertikal hauek bi motatan bana daitezke:
■Ohe-errotak, zeinetan ardatza bere ardatzarekiko paralelo mugitzen den bitartean mahaia ardatzaren ardatzarekiko perpendikular mugitzen den bitartean.
■Dorre-errotak, zeinetan ardatza geldirik dagoen eta mahaia mugitzen den, ebaketa-eragiketetan beti ardatzaren ardatzarekiko perpendikularra eta paraleloa izan dadin.
Mekanizazio zentro horizontal batean, errotaren ardatzaren ardatza Y ardatzaren norabidean lerrokatzen da.Egitura horizontalak esan nahi du errota hauek leku gehiago hartu ohi dutela makinen dendako solairuan;oro har, makina bertikalak baino pisu handiagokoak eta indartsuagoak dira.
Errota horizontala erabili ohi da gainazaleko akabera hobea behar denean;hori da ardatzaren orientazioak ebaketa-txirbilak modu naturalean erortzen direlako eta erraz kentzen direlako.(Onura gehigarri gisa, txirbilak kentzea eraginkorrak erremintaren bizitza handitzen laguntzen du).
Oro har, mekanizazio-zentro bertikalak gehiago dira mekanizazio-zentro horizontalak bezain indartsuak izan daitezkeelako eta oso pieza txikiak maneiatu ditzaketelako.Gainera, zentro bertikalek mekanizazio zentro horizontalek baino aztarna txikiagoa dute.
Ardatz anitzeko CNC errotak
Zehaztasun CNC errota zentroak hainbat ardatzekin eskuragarri daude.3 ardatzeko errota batek X, Y eta Z ardatzak erabiltzen ditu hainbat lan egiteko.4 ardatzeko errota batekin, makinak ardatz bertikalean eta horizontalean biratu eta pieza mugitu dezake mekanizazio jarraituagoa ahalbidetzeko.
5 ardatzeko errota batek hiru ardatz tradizional eta bi ardatz birakari gehigarri ditu, eta, horri esker, pieza bira daiteke ardatzaren burua bere inguruan mugitzen den heinean.Horri esker, pieza baten bost aldeak mekaniza daitezke pieza kendu eta makina berrezarri gabe.
CNC tornuak
Tornuak - torneaketa zentroa ere deitzen zaio - ardatz bat edo gehiago ditu, eta X eta Z ardatzak.Makina bere ardatzean pieza bat biratzeko erabiltzen da, hainbat ebaketa eta konformazio eragiketa egiteko, piezari erreminta ugari aplikatuz.
CNC tornuak, akzio zuzeneko erreminta-tornuak ere deitzen direnak, aproposak dira pieza zilindriko edo esferiko simetrikoak sortzeko.CNC erroten antzera, CNC tornuek eragiketa txikiagoak kudeatu ditzakete, hala nola prototipoak egitea, baina errepikagarritasun handia izateko ere konfigura daitezke, bolumen handiko ekoizpena onartzen duena.
CNC tornuak esku libreko ekoizpenerako ere konfigura daitezke, eta horrek oso erabiliak dira automobilgintza, elektronika, aeroespaziala, robotika eta gailu medikoen industrietan.
Nola funtzionatzen duen CNC tornu batek
CNC tornuarekin, stock-materialeko barra huts bat kargatzen da tornuaren ardatzaren zorroan.Mandril honek piezari eusten dio ardatza biratzen duen bitartean.Ardatzak behar den abiadura lortzen duenean, ebaketa-erreminta geldi bat jartzen da piezarekin kontaktuan, materiala kentzeko eta geometria zuzena lortzeko.
CNC tornu batek hainbat eragiketa egin ditzake, hala nola, zulaketa, harizketak, mandrinaketak, espresak, aurresak eta biraketa.Eragiketa ezberdinek tresna aldaketak behar dituzte eta kostua eta konfigurazio denbora handitu ditzakete.
Beharrezko mekanizazio-eragiketa guztiak amaitzen direnean, pieza stocketik mozten da prozesatzeko, behar izanez gero.CNC tornua eragiketa errepikatzeko prest dago, normalean konfigurazio-denbora gutxi edo bat ere ez delarik behar.
CNC tornuek barra automatikoko hainbat elikadura ere har ditzakete, eskuzko lehengaien manipulazioaren kopurua murrizten dutenak eta abantaila hauek eskaintzen dituztenak:
■ Makinaren operadoreak behar duen denbora eta esfortzua murriztea
■ Sustatu barra-barra, zehaztasuna kaltetu dezaketen bibrazioak murrizteko
■ Utzi makina-erreminta ardatzaren abiadura ezin hobean funtziona dezan
■ Aldaketa-denborak minimizatu
■ Material-hondakinak murriztea
CNC tornu motak
Hainbat tornu mota daude, baina ohikoenak 2 ardatzeko CNC tornuak eta Txinako estiloko tornu automatikoak dira.
Txinako CNC tornu gehienek ardatz nagusi bat edo bi gehi atzealdeko (edo bigarren mailako) ardatz bat edo bi erabiltzen dituzte, lehenengoaren arduradun birakariarekin.Ardatz nagusiak mekanizazio-eragiketa primarioa egiten du, gida-buska baten laguntzaz.
Gainera, Txina estiloko tornu batzuk CNC errota gisa funtzionatzen duen bigarren erreminta buru batekin hornituta daude.
Txinako CNC estiloko tornu automatiko batekin, stock-materiala buru irristagarri baten bidez elikatzen da gida-zuskai batera.Horri esker, tresnak materiala eusten zaion puntutik hurbilago moztu dezake, Txinako makina bereziki onuragarria bihurtuz pieza torneatu luze eta lirainetarako eta mikromekanizaziorako.
Ardatz anitzeko CNC torneaketa zentroek eta Txinako estiloko tornuek hainbat mekanizazio-eragiketa egin ditzakete makina bakarra erabiliz.Horrek aukera errentagarri bihurtzen ditu geometria konplexuetarako, bestela hainbat makina edo erreminta aldaketa beharko liratekeen CNC errota tradizionala bezalako ekipoak erabiliz.