Mecanitzat de gravat CNC
La figura 6-2 mostra una inserció de cavitat per a un motlle d'injecció de caixa de sabó, que inclou el text invers "Shaanxi University of Science and Technology" en xinès i el patró invers de les lletres angleses "SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY". Tots els patrons de text tenen una profunditat de 0,2 mm i l'amplada del traç de les lletres angleses és d'1 mm. El mecanitzat d'aquest text pot utilitzar el gravat CNC, el gravat làser o el gravat químic. Com que el gravat CNC es veu afectat per l'eina, alguns detalls són difícils de mecanitzar amb precisió. El gravat làser pot resoldre aquest problema, però l'equip de mecanitzat és més car. L'aplicació del gravat làser per processar text i patrons en la fabricació moderna de motlles és cada cop més àmplia. El gravat químic té una profunditat de mecanitzat relativament petita i un cost de mecanitzat més baix, i avui encara s'utilitza àmpliament en la fabricació de motlles. Aquí, primer presentarem els conceptes bàsics del gravat CNC.
Per al gravat CNC de text, el mecanitzat en brut es realitza generalment primer amb una eina de raspat més gruixuda segons el programa CNC, i després s'utilitza una eina de raspat més fina per a l'acabat. Per tant, per al gravat d'aquesta peça, primer s'utilitza una eina rodona d'1 mm de diàmetre per a la mecanització desbastada, i després una fresa de bola-de 0,1 mm de diàmetre per a l'acabat final.
La tecnologia de mecanitzat de gravat de control numèric per ordinador (CNC Engraving Machining Technology) és un producte de la combinació de la tecnologia de gravat tradicional i la moderna tecnologia de control numèric. Hereta les característiques operatives fines, àgils i flexibles del gravat tradicional, alhora que utilitza la tecnologia d'automatització en el mecanitzat tradicional de control numèric. La màquina de gravat CNC és un equip de mecanitzat de control numèric avançat que integra la tecnologia de disseny assistit per ordinador (CAD), la tecnologia de fabricació assistida per ordinador (CAM), la tecnologia de control numèric (NC) i la tecnologia de fabricació de precisió. El principi de funcionament de la màquina de gravat CNC és el mateix que el de les fresadores CNC i els centres de mecanitzat, on el programa numèric controla el funcionament de cada component de la màquina-eina. En canvi, la màquina de gravat CNC té les següents característiques:
① Els objectes processats són de mida petita, de forma complexa i requereixen una alta qualitat d'acabat;
② La característica del procés és l'ús de petites eines per al mecanitzat;
③ Els productes tenen una alta precisió dimensional i una bona consistència del producte;
④ S'adopta un mètode de fresat d'eliminació d'eines d'alta-velocitat,-alimentació petita i de configuració ràpida-.
A la superfície, les diferències entre els tres i les diferències en la configuració de la màquina-eina són les següents: el centre de mecanitzat té una revista d'eines i, després de subjectar una peça, diverses eines poden completar el mecanitzat alhora; la màquina de gravat CNC i la fresadora CNC no tenen una revista d'eines, i l'eina s'ha d'aturar i substituir manualment després que cada eina finalitzi el mecanitzat.
Les diferències en els sistemes de control de màquines-eina: les seves funcions del sistema de control són similars, però com que estan desenvolupats per diferents fabricants, hi haurà certes diferències en els mètodes de funcionament i les funcions específiques dels sistemes de control. Aquestes diferències no tenen un paper decisiu en la diferència en el rendiment de la màquina-eina.
La clau per determinar la diferència en el rendiment de la màquina-eina rau en detalls específics: els eixos de les fresadores CNC i els centres de mecanitzat són relativament grans i la velocitat és relativament baixa. En general, la velocitat màxima de les fresadores CNC és inferior20000 r/min, però la potència és relativament alta i el parell de sortida de l'eix és relativament gran, que és adequat per a eines de diàmetre més gran.
A més, la potència del cargol de les fresadores CNC és gran, generalment de 10 a 100 kW; la potència del cargol de les màquines de gravat CNC és petita (per sota de 4 kW) i la velocitat màxima és alta, generalment de 15.000 a 40.000 r/min, fins a 100.000 r/min. La velocitat d'alimentació és alta, generalment 400 m/min, i pot mecanitzar acer endurit al voltant de 60 HRC; és adequat per al mecanitzat fi de peces petites i mitjanes-.
La màquina de gravat CNC té una velocitat relativament alta i el parell de sortida de l'eix és relativament petit, adequat per a eines amb un diàmetre de 0,05 a 10 mm. A causa de l'alta velocitat del cargol i la petita mida de l'eina, les peces mecanitzades són relativament delicades i l'acabat superficial és alt. A més, el llit de la fresadora CNC i el centre de mecanitzat és relativament gran i les peces mòbils són corresponentment grans i pesades. L'acceleració és relativament lenta després del moviment, cosa que és més adequada per mecanitzar peces grans. El llit de la màquina de gravat CNC és relativament petit i les peces mòbils són petites i lleugeres, cosa que afavoreix un gir ràpid i canvis de capçal, i la velocitat mitjana de mecanitzat és relativament alta quan es mecanitza peces petites.
Per tant, la màquina de gravat CNC és adequada per utilitzar eines de mida -petita i mitjana, mecanitzar peces de mida petita i mitjana-, mecanitzat fi de peces detallades i un acabat superficial elevat; la fresadora CNC i el centre de mecanitzat són adequats per utilitzar eines més grans, mecanitzar peces grans. A causa de la seva menor velocitat de l'eix i de les eines més grans, l'acabat superficial és relativament baix en comparació amb la màquina de gravat CNC, i els petits detalls no es mecanitzen amb precisió. Aquestes situacions en què el mecanitzat no és precís i l'acabat és relativament deficient també es poden ajudar amb la màquina de gravat CNC per reduir la quantitat de post-processament. La màquina de gravat CNC, la fresadora CNC i el centre de mecanitzat tenen cadascun els seus punts forts i febles. Per al mecanitzat de peces, especialment per al mecanitzat de motlles, són eines de mecanitzat indispensables.
L'ús de la màquina de gravat CNC és similar al de les màquines eina CNC, i aquí no es farà cap introducció detallada. Podeu veure el vídeo de la biblioteca de recursos del MOOC de la Universitat de Xina "Tecnologia de fabricació de motlles" (número de curs: 0802SUST006) "Mold Engraving.mp4" a la carpeta "Vídeos de casos" per entendre el mecanitzat de gravat CNC.