La foratura CNC è il processo di lavorazione di un foro circolare in un pezzo fisso mediante un utensile da taglio rotante o una punta da trapano. I fori realizzati vengono dimensionati con punte da trapano CNC, solitamente per alloggiare viti o bulloni a scopo di assemblaggio. Pertanto, i processi di foratura CNC sono comuni nella lavorazione di componenti che richiedono l'assemblaggio. Oltre a ciò, la foratura CNC viene utilizzata anche per scopi estetici.
Il processo di foratura CNC prevede fasi simili a operazioni come la fresatura CNC , la tornitura CNC e l'alesatura. Queste includono:
1. Creare un progetto digitale del componente in un software CAD. Il primo passo nella produzione di un componente forato consiste nel creare un file CAD del componente stesso utilizzando un software come Autodesk Inventor o SolidWorks. Il file CAD fornirà all'operatore informazioni tecniche sul componente, come tolleranze, dimensioni, quantità, ecc.
2. Convertire il progetto in istruzioni macchina. Una volta finalizzato il progetto del componente, è necessario convertirlo in un linguaggio comprensibile all'unità CNC, come ad esempio i formati STEP e STL. Questo passaggio in genere richiede l'elaborazione del progetto CAD tramite un software CAM per generare un codice G comprensibile alla macchina.
3. Caricare le istruzioni nella macchina CNC. Quando le istruzioni vengono caricate in una macchina CNC, il codice G della macchina controlla il movimento e il funzionamento della macchina CNC e degli utensili da taglio durante l'intero processo di foratura, come il movimento rotatorio e lineare, i percorsi utensile, le velocità e altre funzioni.
4. Impostare la macchina CNC. L'impostazione di una macchina CNC di solito prevede l'installazione della punta del trapano e il fissaggio del pezzo in lavorazione secondo le specifiche.
5. Eseguire le operazioni di foratura. Dopo aver acceso la macchina CNC, l'operatore può avviare l'operazione di foratura CNC.
6. Valutazione dei componenti. Al termine dell'operazione di foratura CNC, l'operatore ispeziona il pezzo per individuare eventuali errori o difetti.
Vantaggi della foratura CNC
Gli impianti di perforazione CNC offrono molti vantaggi rispetto alle tecniche di perforazione tradizionali.
Maggiore precisione. Le macchine foratrici integrate con tecnologia CNC possono realizzare fori che soddisfano i requisiti con maggiore precisione. La tolleranza della foratura CNC dipende dalla complessità della macchina e dall'affilatura dell'utensile di foratura.
Maggiore scelta di materiali. Le macchine foratrici CNC sono compatibili con una varietà di materiali, dal legno alla plastica al metallo. Inoltre, poiché le macchine utensili CNC possono utilizzare più punte, è possibile realizzare diversi fori contemporaneamente. Un buon esempio è la trapano a colonna multimandrino, che consente di installare più punte e forare un pezzo in lavorazione simultaneamente.
Maggiore capacità di replicazione. Poiché il dispositivo di foratura CNC è controllato da un computer, la macchina CNC realizza una completa automazione ed evita l'intervento manuale. Pertanto, gli errori nel processo di foratura CNC sono pressoché nulli e la probabilità di errore è ridotta al minimo. I produttori rapidi possono ottenere un elevato grado di uniformità dei fori tra lotti e lotti.
Tipi di trapani CNC
La foratura CNC può essere eseguita utilizzando diversi tipi di trapani a colonna e, come qualsiasi altra macchina utensile CNC, ogni trapano a colonna ha le sue caratteristiche e capacità. Ecco le macchine comuni che puoi utilizzare e i loro usi di base e specifici.
Trapano a colonna verticale. È dotato di una testa mandrino a ingranaggi specificamente progettata per la foratura CNC di pezzi pesanti e di grandi dimensioni. Può essere a controllo numerico (CNC) o manuale e richiede un operatore per alimentare il pezzo in lavorazione all'utensile di taglio.
Trapano radiale. Questo tipo di trapano a controllo numerico utilizza un meccanismo di base che posiziona un mandrino mobile su un pezzo fisso. Le teste di rettifica forniscono utensili da taglio sufficientemente versatili da eseguire una varietà di operazioni su pezzi di quasi tutte le dimensioni e forme. Di conseguenza, è più versatile e in grado di eseguire una varietà di operazioni di foratura non riscontrabili nei modelli precedenti.
Trapano a file. I trapani a file hanno più teste di lavoro (per evitare confusione con i mandrini, possono esserci più mandrini in una singola testa di lavoro). In genere, queste teste di lavoro sono posizionate sopra il banco di lavoro dove i pezzi vengono fissati o montati. Possono eseguire più operazioni consecutive simultaneamente.
Trapano a colonna multiasse . È dotato di più mandrini collegati a una testa di lavoro, e tutti i mandrini alimentano simultaneamente il pezzo. Queste macchine sono molto richieste per la produzione di pezzi con un gran numero di fori ravvicinati. Sono tra le macchine più comuni offerte da molti fornitori di servizi di lavorazione CNC e sono adatte alla produzione di componenti porosi.
La microforatrice è attualmente la foratrice CNC a mandrino piccolo più precisa sul mercato. Grazie al mandrino compatto e all'elevata precisione, è ideale per la foratura di componenti che richiedono tolleranze e precisione elevate.
Trapano a torretta. I trapani a torretta sono dotati di più teste di lavoro montate su una torretta. Ciò consente un rapido cambio degli utensili da taglio e il loro posizionamento sul pezzo. Questo tipo di trapano a torretta ha una torretta con più teste di lavoro. Pertanto, è adatto per operazioni di foratura che richiedono continui cambiamenti di posizione dell'utensile sul pezzo.
Precauzioni e suggerimenti per la foratura e la progettazione CNC
Per ottimizzare il processo di foratura CNC, i progettisti devono considerare fattori quali le superfici di ingresso e uscita della punta, la rettilineità del foro, la rimozione dei trucioli, il design del prodotto filettato, la forma del foro e la disposizione complessiva della parte. L'ottimizzazione di ogni aspetto contribuisce al successo complessivo della foratura CNC e migliora la qualità finale e la funzionalità del pezzo.
1. Scegli la punta da trapano CNC giusta
Selezionare la punta giusta in base al materiale, alla struttura e alla funzionalità può essere difficile ed è una causa comune di difetti nei fori realizzati. Puoi discutere l'approccio migliore consultando un esperto di perforazione CNC o un fornitore di servizi.
2. La punta del trapano è perpendicolare all'ingresso
La superficie di ingresso del trapano deve essere perpendicolare alla punta del trapano, questo aiuta a garantire che il foro sia nella posizione corretta, come mostrato nell'immagine seguente.
Anche la superficie di uscita della punta deve essere perpendicolare all'asse della punta per evitare problemi di rottura quando la punta esce dal pezzo, come mostrato di seguito.
3. Evitare il taglio interrotto
Se la rettilineità del foro finito è particolarmente critica è meglio evitare tagli interrotti. Se la punta del trapano interseca un'altra apertura su un lato, si verificherà una certa deflessione. Anche se la rettilineità non è fondamentale, il punto centrale della punta del trapano deve rimanere nel materiale durante tutto il processo di taglio per evitare una deflessione estrema e la possibile rottura della punta del trapano.
4. Utilizzare punte da trapano standard
La forma inferiore del foro cieco dovrebbe essere la forma praticata con una punta da trapano standard, come mostrato nella figura qui sotto. Quando sono necessari fori a fondo piatto, è consentito l'uso di punte di foratura standard (118° o 140° per acciaio inossidabile).
5. Evitare l'uso di fori profondi
Evitare di utilizzare fori profondi (più di 8 volte il diametro) in quanto ciò può causare problemi di evacuazione del truciolo e possibili deviazioni di rettilineità. Le punte speciali in commercio possono raggiungere il diametro di 40x, ma il loro costo è molto più elevato; dovrebbero essere evitati.
6. Evitare di progettare parti con fori piccoli
Se l'applicazione del pezzo non richiede dimensioni ridotte, evitare di progettare pezzi con fori piccoli. Questo perché le punte piccole hanno maggiori probabilità di rompersi. Per facilitare la produzione, un diametro di circa 3 mm è il minimo ideale.
7. Coordinate cartesiane
Utilizzare le coordinate rettangolari invece delle coordinate angolari per specificare la posizione dei fori sulle parti fresate. Per i macchinisti, rendono più semplice e sicura la disposizione delle parti o degli strumenti di perforazione. Per i pezzi torniti, il centro del pezzo è l'origine naturale delle dimensioni.
8. Avanzamento e velocità
Assicurati di capire come ridurre la velocità e le velocità di avanzamento per mantenere la produttività. Questi fattori dipendono dalla forma del taglio e dal tipo di materiale.
9. Asportazione e rottura del truciolo
I trucioli devono essere scaricati in modo efficace durante la foratura CNC e dopo la lavorazione. È molto importante controllarli poiché possono causare alcuni problemi. Potresti provare a utilizzare una punta da trapano specializzata per la rottura dei trucioli. Inoltre, utilizzare liquido refrigerante quando necessario per migliorare la dissipazione del calore.
Differenza tra foratura e maschiatura CNC
La foratura CNC è il processo di pressione di una punta nel pezzo in lavorazione per creare un foro nel pezzo. La maschiatura CNC è il processo di creazione di fori filettati in un pezzo, utilizzando un maschio per creare una cresta a spirale continua nel pezzo. Quindi, la differenza più grande tra loro è che la foratura CNC comporta la creazione di fori, mentre la maschiatura comporta la creazione di filettature all'interno dei fori esistenti.
Inoltre, un'altra importante differenza tra la foratura CNC e la maschiatura è il tipo di punta utilizzata. La foratura CNC utilizza generalmente punte elicoidali, mentre la maschiatura utilizza generalmente punte per maschi. Le punte per maschi sono progettate specificatamente per la creazione di filettature e pertanto non sono adatte per l'uso in applicazioni di foratura CNC.
Applicazione della foratura CNC
La perforazione CNC è ampiamente utilizzata. AN-Prototype riassume alcune applicazioni comuni della perforazione:
Fabbricazione della lamiera
Sheet Metal Fabrication è adatto per la foratura di parti come cruscotti, motori, ecc. nei settori automobilistico, aerospaziale ed edile. Funziona con altri processi di lavorazione CNC come fresatura e tornitura.
Produzione del legno
Le operazioni di perforazione sono una parte fondamentale della produzione del legno. Con questa macchina, i produttori di legname possono godere di automazione, accuratezza, precisione e tolleranze elevate. Inoltre, l'industria valorizza l'estetica, garantita dall'artigianato.
Servizi di foratura CNC di precisione
A causa di diversi fattori, come gli elevati costi di investimento iniziali, gli errori operativi e la manutenzione, l'acquisto di macchine foratrici non è economicamente vantaggioso per i progettisti. Pertanto, affidarsi a un fornitore di servizi di lavorazione CNC personalizzati rappresenta una soluzione migliore. Noi di AN-Prototype offriamo servizi di produzione personalizzati su richiesta che vi aiuteranno a creare componenti lavorati di precisione, non solo tramite foratura CNC. Siamo specializzati anche in altri processi produttivi come la lavorazione CNC, la lavorazione della lamiera, la stampa 3D e lo stampaggio a iniezione, la fusione sottovuoto e altro ancora. Che i vostri componenti siano complessi e richiedano foratura, filettatura o altri trattamenti superficiali, AN-Prototype soddisferà le vostre esigenze con elevati standard qualitativi. Caricate subito i vostri file CAD e ottenete un servizio di qualità a prezzi competitivi e con tempi di consegna rapidi.
