CNC加工的機(jī)器有許多種,包含車床、銑床、雕刻機(jī)、磨床,利用不同的刀具,可以進(jìn)行不同的加工制造。視機(jī)器的規(guī)模大小,所需要的馬達(dá)種類有所不同。使用這些機(jī)器進(jìn)行CNC加工時(shí),背后都需要CAD軟體,才能讓機(jī)具移動(dòng)。今天就讓我們跟大家介紹在CNC加工時(shí),你不可不知的五種CNC加工工具。
CAD軟體
CAD(Computer-aided design)為電腦輔助設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)稱,透過(guò)CAD軟體,可以幫助設(shè)計(jì)師繪制2D工程圖,或制造3D模型。運(yùn)用3D CAD模型,設(shè)計(jì)過(guò)程中的各項(xiàng)步驟,包含分享、檢視、模擬、修正,都可變得更加容易,讓流程變得更有效率。以下介紹幾種常用于CNC加工建模的CAD軟體。
Auto CAD
AutoCAD是一套多維的CAD軟體,利用AutoCAD進(jìn)行CNC加工,可以自動(dòng)化從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)之間的工作流程。
Tinker CAD
2011年推出的Tinker CAD,是一款免費(fèi)的線上3D CAD軟體,至今已相當(dāng)普及。由于介面容易上手,且適用性廣,從教師、學(xué)生、業(yè)余人士,到設(shè)計(jì)師等,Tinker CAD都是一項(xiàng)非常適合的軟體。
Free CAD
2002年初次發(fā)行的Free CAD,是一款圍繞著參數(shù)化建模而設(shè)計(jì)的免費(fèi)開(kāi)源軟體,主要用在機(jī)械重產(chǎn)品設(shè)計(jì),也可用于建筑或電氣工程等領(lǐng)域。
Blocks CAD
Blocks CAD是一款免費(fèi)的3D CAD軟體,介面以彩色區(qū)塊堆疊而成,很像樂(lè)高玩具。盡管建模仍不容易,透過(guò)這款軟體,可以幫助孩子或是想要開(kāi)始學(xué)習(xí)建模卻遇到頻頸的建模初學(xué)者。
Fusion 360
Fusion 360是一套專業(yè)的3D CAD軟體,具有強(qiáng)大的參數(shù)化工具與分析網(wǎng)格工具,對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)師而言是一大利器。Fusion 360提供學(xué)生或教育工作者免費(fèi)使用軟體,如果是商業(yè)用途,則需負(fù)擔(dān)一些費(fèi)用。
Open SCAD
2010年發(fā)行的Open SCAD是一套為了創(chuàng)建實(shí)體而設(shè)計(jì)的免費(fèi)軟體,允許設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建精確的3D模型,以及參數(shù)化設(shè)計(jì)。OpenSCAD的適用門(mén)檻相較于其他軟體略高一些,適合對(duì)于建模有高度要求的人,目前也逐步用于研究與教育。
車床
車床是CNC加工過(guò)程中的一項(xiàng)工具機(jī),其歷史可追溯至古埃及時(shí)期。工業(yè)革命時(shí)期,車床扮演了重要的角色,因此又被稱為萬(wàn)業(yè)之母。在CNC車床加工的過(guò)程中,加工刀具會(huì)固定在車床上面,高速旋轉(zhuǎn)來(lái)削減原料,直到完成加工。
車床的使用范圍很廣,機(jī)械制造、金屬加工、設(shè)備維修等,經(jīng)常使用CNC車床來(lái)協(xié)助作業(yè)。組成車床的成分包含鑄鐵框架、平面切削用刀座、各式刀具、驅(qū)動(dòng)設(shè)備,以及控制設(shè)備。電動(dòng)馬達(dá)透過(guò)傳輸系統(tǒng)的皮帶、機(jī)具、凸輪、轉(zhuǎn)盤(pán),以不同的速率運(yùn)作,來(lái)帶動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。不同的車床的自動(dòng)化程度也不同,當(dāng)車床的運(yùn)作是由電腦程式所帶動(dòng)的,便稱之為CNC車床。
銑床
車床的加工方式是車床本身的工件旋轉(zhuǎn),而刀具不會(huì)自己旋轉(zhuǎn)。銑床與車床相反,銑床的加工方式則是由刀具旋轉(zhuǎn),銑床本身不會(huì)旋轉(zhuǎn),透過(guò)刀具旋轉(zhuǎn)削減原料,以完成加工。
銑床是常見(jiàn)的工業(yè)機(jī)具,因此種類很多,不同銑床之間常常僅有微小差異,因?yàn)榧庸つ康?、設(shè)計(jì)或功能不同,便須使用不同種的銑床。銑床經(jīng)常用來(lái)鉆孔、切割不同的材料,一般而言,使用銑床所達(dá)到的加工目的與車床相似,差異主要是在機(jī)具的旋轉(zhuǎn)。
與車床相同,銑床的作業(yè)可由手動(dòng)進(jìn)行,或由電腦控制。以電腦控制的銑床稱為CNC銑床,由電腦程式控制銑床以完成CNC加工流程。銑床的種類非常多,如立式、臥式、柱式、刀塔式、弓架式(C式)、床式、龍門(mén)式等。
刀具
利用車床或銑床加工時(shí),必須配合不同刀具來(lái)完成加工作業(yè)。分為車刀與銑刀,車刀適用于車床的切削工件,而銑刀是用于銑床的銑削工件。在CNC加工的過(guò)程中,將刀具固定于車床或銑床上,移除材料,以完成加工。
車刀是在車床上用來(lái)旋轉(zhuǎn)、鏜孔、開(kāi)槽、螺紋加工的刀具,銑刀,銑床本身移動(dòng),來(lái)完成銑削。刀具的尖端因應(yīng)需求的不同,而有不同的形狀、大小。
立銑刀
立銑刀可以多角度銑削,或沿著軸線銑削。立銑刀可用于輪廓銑削、靠模銑削、平面銑削、螺紋銑削等用途。
粗銑刀
粗銑刀利用波浪狀的刀齒,可在加工初期用來(lái)移除大量的材料,切除之后的部分會(huì)產(chǎn)生碎塊,清理容易。
球型銑刀
球型銑刀與槽鉆類似,但它的銑刀是半球型的,適合用在中心進(jìn)行立體的銑削,例如模具的制造。
馬達(dá)
首先,CNC雕刻機(jī)的大小不同,所適用的馬達(dá)種類也有所不同。較小規(guī)模的CNC雕刻機(jī),較適合使用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。一般而言,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)比較適合線性的加工路徑,如皮帶驅(qū)動(dòng)、導(dǎo)螺桿、滾珠螺桿等范圍比較小的工作上。在規(guī)模比較大的CNC雕刻機(jī)上,由于尺寸較大,容易彎曲。為了防止形變,因此較適合使用尺寸較大、重量較重的伺服馬達(dá)。
兩種馬達(dá)的移動(dòng)方式也不同,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的移動(dòng)式依既定的步數(shù)前進(jìn),機(jī)臺(tái)本身無(wú)法知道驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的移動(dòng)狀況,而伺服馬達(dá)的移動(dòng)狀況會(huì)回傳到機(jī)臺(tái),因此可以隨時(shí)馬達(dá)在運(yùn)作過(guò)程中是否出錯(cuò)。
速度與力矩方面,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度約1,200 RPM,且在低速時(shí)可以產(chǎn)生高力矩,速度愈快,力矩愈小。而伺服馬達(dá)可達(dá)2,000 RPM,轉(zhuǎn)速高于驅(qū)動(dòng)馬達(dá),且力矩高于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
維修的部分,驅(qū)動(dòng)馬達(dá)除了軸承之外,其他部分無(wú)法維修。而伺服馬達(dá)相較于驅(qū)動(dòng)馬達(dá),較容易維修。