Lavorazione di incisione CNC
La Figura 6-2 mostra un inserto con cavità per uno stampo a iniezione per una scatola di sapone, incluso il testo inverso "Shaanxi University of Science and Technology" in cinese e lo schema inverso delle lettere inglesi "SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY". Tutti i modelli di testo hanno una profondità di 0,2 mm e la larghezza del tratto delle lettere inglesi è di 1 mm. La lavorazione di questo testo può utilizzare l'incisione CNC, l'incisione laser o l'incisione chimica. Poiché l'incisione CNC è influenzata dall'utensile, alcuni dettagli sono difficili da lavorare con precisione. L'incisione laser può risolvere questo problema, ma le attrezzature di lavorazione sono più costose. L'applicazione dell'incisione laser per l'elaborazione di testi e motivi nella moderna produzione di stampi sta diventando sempre più ampia. L'incisione chimica ha una profondità di lavorazione relativamente ridotta e costi di lavorazione inferiori ed è ancora oggi ampiamente utilizzata nella produzione di stampi. Qui introdurremo innanzitutto le basi dell'incisione CNC.
Per l'incisione CNC di testi, la sgrossatura viene generalmente eseguita prima con uno strumento di raschiatura più grossolano secondo il programma CNC, quindi viene utilizzato uno strumento di raschiatura più fine per la finitura. Pertanto, per l'incisione di questa parte, viene prima utilizzato un utensile rotondo di diametro 1 mm per la lavorazione di sgrossatura, quindi viene utilizzata una fresa a sfera- di diametro 0,1 mm per la finitura finale.
La tecnologia di lavorazione per incisione a controllo numerico computerizzato (tecnologia di lavorazione per incisione CNC) è un prodotto della combinazione della tecnologia di incisione tradizionale e della moderna tecnologia di controllo numerico. Eredita le caratteristiche operative precise, agili e flessibili dell'incisione tradizionale, utilizzando la tecnologia di automazione nella tradizionale lavorazione a controllo numerico. La macchina per incidere CNC è un'apparecchiatura di lavorazione a controllo numerico avanzata che integra la tecnologia di progettazione assistita da computer (CAD), la tecnologia di produzione assistita da computer (CAM), la tecnologia di controllo numerico (NC) e la tecnologia di produzione di precisione. Il principio di funzionamento della macchina per incidere CNC è lo stesso delle fresatrici e dei centri di lavoro CNC, dove il programma numerico controlla il funzionamento di ciascun componente della macchina utensile. Al contrario, la macchina per incidere CNC ha le seguenti caratteristiche:
① Gli oggetti lavorati sono di piccole dimensioni, di forma complessa e richiedono un'elevata qualità di finitura;
② La caratteristica del processo è l'uso di piccoli utensili per la lavorazione;
③ I prodotti hanno un'elevata precisione dimensionale e una buona consistenza del prodotto;
④ Viene adottato un metodo di fresatura con rimozione dell'utensile ad alta-velocità,-avanzamento ridotto e-impostazione rapida.
In superficie, le differenze tra i tre e le differenze nella configurazione della macchina utensile sono le seguenti: il centro di lavoro ha un magazzino utensili e, dopo aver bloccato un pezzo, più utensili possono completare la lavorazione contemporaneamente; la macchina per incidere CNC e la fresatrice CNC non dispongono di un magazzino utensili e lo strumento deve essere arrestato e sostituito manualmente dopo che ciascun utensile ha completato la lavorazione.
Le differenze nei sistemi di controllo delle macchine utensili: le funzioni dei loro sistemi di controllo sono simili, ma poiché sono sviluppate da produttori diversi, ci saranno alcune differenze nei metodi operativi e nelle funzioni specifiche dei sistemi di controllo. Queste differenze non giocano un ruolo decisivo nella differenza nelle prestazioni della macchina utensile.
La chiave per determinare la differenza nelle prestazioni delle macchine utensili risiede in dettagli specifici: i mandrini delle fresatrici CNC e dei centri di lavoro sono relativamente grandi e la velocità è relativamente bassa. Generalmente, la velocità massima delle fresatrici CNC è inferiore20000 giri/min, ma la potenza è relativamente elevata e la coppia di uscita del mandrino è relativamente elevata, adatta per utensili di diametro maggiore.
Inoltre, la potenza del mandrino delle fresatrici CNC è elevata, generalmente da 10 a 100 kW; la potenza del mandrino delle macchine per incidere CNC è ridotta (sotto i 4 kW) e la velocità massima è elevata, generalmente da 15.000 a 40.000 giri/min, fino a 100.000 giri/min. La velocità di avanzamento è elevata, generalmente 400 m/min, e può lavorare acciaio temprato a circa 60 HRC; è adatto per la lavorazione fine di pezzi di piccole e medie-dimensioni.
La macchina per incidere CNC ha una velocità relativamente elevata e la coppia di uscita del mandrino è relativamente piccola, adatta per utensili con un diametro compreso tra 0,05 e 10 mm. A causa dell'elevata velocità del mandrino e delle dimensioni ridotte dell'utensile, le parti lavorate sono relativamente delicate e la finitura superficiale è elevata. Inoltre, il basamento della fresatrice CNC e del centro di lavoro è relativamente grande e le parti mobili sono corrispondentemente grandi e pesanti. L'accelerazione è relativamente lenta dopo il movimento, il che è più adatto alla lavorazione di pezzi di grandi dimensioni. Il basamento della macchina per incidere CNC è relativamente piccolo e le parti mobili sono piccole e leggere, il che favorisce una rapida rotazione e cambio della testa e la velocità di lavorazione media è relativamente elevata quando si lavorano pezzi di piccole dimensioni.
Pertanto, la macchina per incidere CNC è adatta per l'utilizzo di utensili di piccole e medie-dimensioni, la lavorazione di pezzi di piccole e medie-dimensioni, la lavorazione fine di parti dettagliate e un'elevata finitura superficiale; la fresatrice CNC e il centro di lavoro sono adatti per l'utilizzo di utensili più grandi, per la lavorazione di pezzi di grandi dimensioni. A causa della minore velocità del mandrino e degli utensili più grandi, la finitura superficiale è relativamente bassa rispetto alla macchina per incidere CNC e i piccoli dettagli non vengono lavorati con precisione. Queste situazioni in cui la lavorazione non è precisa e la finitura è relativamente scarsa possono essere assistite anche dalla macchina per incisione CNC per ridurre la quantità di post-elaborazione. La macchina per incidere CNC, la fresatrice CNC e il centro di lavoro hanno ciascuno i propri punti di forza e di debolezza. Per la lavorazione dei pezzi, in particolare per la lavorazione degli stampi, sono strumenti di lavorazione indispensabili.
L'uso della macchina per incidere CNC è simile a quello delle macchine utensili CNC e in questa sede non verrà fornita alcuna introduzione dettagliata. È possibile guardare il video della libreria di risorse "Mold Engraving.mp4" del MOOC della China University "Mold Manufacturing Technology" (numero del corso: 0802SUST006) nella cartella "Case Videos" per comprendere la lavorazione dell'incisione CNC.