מכונות כרסום CNC מודרניות הן כלים מדהימים, המסוגלים ליצור אבות טיפוס וחלקי ייצור במהירות ובאמינות. לשם כך הם חייבים להיות מסוגלים לנוע לאורך מספר צירי תנועה תוך שמירה על דיוק ממדי.
לפיכך, כרסמות CNC מסווגות לפי מספר הצירים שלאורכם הם פועלים, כאשר כרסמות 3, 4 ו-5 צירים הן הנפוצות ביותר. תנועות אלו קובעות את תכונות החלק שניתן לבצע וגם משפיעות על יעילות הייצור והדיוק. באופן כללי, ככל שיש יותר דרגות חופש זמינות, כך הגיאומטריות שניתן לייצר מורכבות יותר. כדי לראות אם עיבוד CNC מתאים לפרויקט הבא שלך, הבה נחקור את היתרונות והשימושים של סוגים שונים אלה.
איך מכונת CNC זזה?
ברור שאנחנו לא מדברים על המכונה עצמה שקמה והולכת. במקום זאת אנו מתארים את התנועה של כלי החיתוך ביחס לחומר העבודה, וזה מה שחשוב כאן.
ראשית, כיצד אנו קובעים איזה ציר הוא איזה? תארו לעצמכם שאתם עומדים בפני מכבש CNC טיפוסי בן 3 צירים. מנקודת ההתייחסות שלך, ציר ה-X יהיה מקביל לחלק הקדמי של הגוף שלך, נע משמאל לימין. ציר ה-Y הוא אז הכיוון המאונך אליך, קדימה ואחורה, בעוד שציר Z אנכי.
בטחנה טיפוסית שולחן העבודה נע במישור X/Y. הציר, המחזיק את כלי החיתוך, נע על ציר Z. שימו לב גם שכלי החיתוך מסתובב בציר, אך תנועה סיבובית זו אינה נחשבת לציר תנועה.
ביחד, טווח התנועות הללו מגדיר חלל תלת מימדי, נפח מעוקב, שבתוכו המכונה מבצעת פעולות חיתוך.
למה משמש טחנת 3 צירים?
אנו משתמשים בכל יום במכונות 3 צירים למגוון פעולות כרסום. הם נהדרים להסרת חומרים מהירה ויעילה ויצירת משטחים שטוחים או מישוריים. צורות גיאומטריות אלו נקראות פריזמטיות, בעצם ישרות, בניגוד לצורות אורגניות יותר. כן, טחנת 3 צירים יכולה ליצור פרופילים מעוגלים אבל היא לא מתאימה באופן אידיאלי למשימה זו.
כרסמות 3 צירים משמשות בדרך כלל לקידוח וחורים, אך רק לאורך ציר ה-Z. הסיבה לכך היא שהציר נע למעלה ולמטה ואינו יכול להיכנס לחומר העבודה מהצד. זוהי מגבלה עבור חלקים רבים הזקוקים לחורים או כיסים המעובדים על פני מספר רב של פנים, שאליהם המכונה בעלת 3 הצירים אינה יכולה לגשת בדרך כלל.
כמובן שניתן להתגבר על מגבלה זו אם מורידים את החלק משולחן העבודה ואז ממקמים אותו מחדש. זה מקובל אם אין ברירה אחרת, אבל אז יש להרכיב מחדש את חומר העבודה. המשמעות היא שימוש בבדיקות מגע כדי לקבוע נקודת ייחוס חדשה לפני שניתן להתחיל מחדש את העיבוד.
זהו תהליך איטי והוא יוצר את האפשרות האמיתית מאוד ליצור שגיאות מימדיות. זו הסיבה שתמיד יש להימנע במידת האפשר להוציא חלק מהמתקן שלו ולמקם אותו מחדש באמצע העבודה.
טחנת 3 צירים יכולה ליצור מאפיינים מעגליים אך רק במישור X/Y. ובכל זאת, הפשטות היחסית של התנועה היא בסדר עבור פרויקטים רבים שאינם דורשים מורכבות ובמקום זאת נהנים מתפוקה מקסימלית של חלקים ויעילות התהליך.
מהם היתרונות של מכבש CNC בעל 4 צירים?
הוספת ציר תנועה רביעי פותחת אפשרויות רבות של עיבוד שבבי. בדרך כלל זה מושג על ידי הוספת תנועה סיבובית לאורך ציר X. סיבוב נוסף כזה לאורך X נקרא ציר A.
השולחן הסיבובי מאפשר למכונאי להרכיב חלק בקצה אחד ולאחר מכן לסובב אותו כדי לגשת לצדדים הנותרים של חומר העבודה. זה ימנע את הבעיה של הרכבה מחדש והוספה מחדש, כפי שהיית עושה על כרסום 3 צירים. מכיוון שהחלק תלוי בחלקו – כלומר, לא נוגע במשטח של שולחן העבודה – ניתן כעת לקדוח חורים או מאפיינים אחרים שחודרים לגמרי דרך חלק.
באופן משמעותי ביותר, הסיבוב של חומר העבודה בזמן עיבודו פותח את האפשרות ליצור עיקולים וקווי מתאר מורכבים יותר. ניתן אפילו להפוך חלק כמו על מחרטה, וליצור פרופילים גליליים וכדוריים. עם זאת, הטחנת 4 צירים אינה מותאמת לסוג פעולה זה ולכן היא תהיה איטית יותר מאשר במחרטה ייעודית.
מהם היתרונות של מכבש CNC בעל 5 צירים?
ניתן להוסיף עוד דרגת חופש, הפעם לאורך ציר ה-Y. סיבוב סביב Y נקרא ציר B.
כדי להשיג חמישה צירים של חופש, ניתן להרכיב טחנת 3 צירים עם ראש טרמפ. זהו חיבור עזר המספק תנועה על צירי A ו-B. יחד עם היכולות האחרות של טחנת 3 צירים, ניתן כעת ליצור צורות מתוחכמות יותר כגון רוטורים סלילניים. לאלה יש עקומות מורכבות בכמה כיוונים שניתן לעשות רק במכונה בעלת 5 צירים.
עם זאת, ישנה הגבלה למכונה בעלת 3 צירים עם ראש טרמפ. ראשית, מכונה ייעודית בעלת 5 צירים היא בדרך כלל הרבה יותר קשיחה. הסיבה לכך היא שהוא צריך לשמור על דיוק גם תוך כדי תנועה לכיוונים רבים בו זמנית. דיוק זה אומר סובלנות קרובה יותר אפילו עבור חלקים פשוטים יחסית.
