Cos'è la progettazione di macchine utensili?
La progettazione di macchine utensili comprende la progettazione, la costruzione e la costruzione di macchine utensili utilizzate per una varietà di scopi industriali. I tipi di macchine utensili comunemente utilizzati nelle industrie di oggi includono torni, trapani e fresatrici, nonché macchine transfer, rettificatrici e levigatrici. Ogni progetto di macchina utensile deve tenere conto del carico che la macchina dovrà gestire, chi utilizzerà la macchina e le sollecitazioni sui componenti chiave, nonché i suoi requisiti di potenza e quanto della sua funzione sarà automatizzata.
Numerosi aspetti chiave dei vari tipi di macchine utensili devono essere focalizzati dal progettista della macchina utensile. Il primo di questi è il telaio, o telaio, su cui è costruito lo strumento. Può essere un telaio pressofuso, fabbricato o costruito che ospiterà tutti i motori, le tabelle e i controlli richiesti dallo strumento. Spesso questi telai sono realizzati in acciaio o ghisa, ma un moderno design di macchine utensili può anche utilizzare una struttura in plastica composita. La funzione chiave del telaio è che deve essere in grado di resistere e smorzare gli effetti di vibrazioni, calore e suono a lungo termine per rendere lo strumento più efficace e affidabile.
Altri componenti spesso inclusi nella progettazione di una macchina utensile sono le slitte e le guide, che sono guide che consentono lo spostamento di tavoli e mandrini. Esistono due forme primarie per questi. Lo scivolo a forma di scatola, o binario, è lo standard e il più semplice da costruire, con una buona capacità di smorzamento e resistenza agli urti, sebbene sia spesso difficile da riparare e sostituire. Il design a rulli incorpora un cuscinetto tra la slitta e la guida, rendendolo più versatile e più facile da posizionare. Tuttavia, i progetti delle vie a rulli occupano più spazio e, a causa della loro maggiore complessità, sono generalmente più costosi da costruire.
I motori elettrici nella progettazione di macchine utensili sono disponibili in una delle tre varietà. I motori mandrino sono i più comuni e sono azionati da alberi. I motori di alimentazione forniscono energia alle diapositive che spostano i piani di lavoro e vengono spesso chiamati servomotori. I motori lineari forniscono il movimento in una direzione lineare tramite un rotore collegato alla slitta e sono generalmente piccoli e leggeri.
La progettazione di una macchina utensile deve anche avere controlli, che possono essere manuali o basati su vari microprocessori, come il controllore logico programmabile (PLC). Il software che funziona con il PLC genera una parte di macchina utensile utilizzando i programmi di produzione assistita da computer (CAM) e il software di controllo numerico computerizzato (CNC) per eseguire CAM ed eseguire lo strumento. Questo software controlla utensili rimovibili e punte in carburo di tungsteno temprato che sono il punto focale del design della macchina utensile.
Si prevede che il mercato delle macchine utensili continuerà a crescere, alimentando un'esigenza sempre presente di laureati in progettazione di macchine utensili. Secondo le stime, nel 2015 si tratterà di un'industria globale da 80,7 miliardi di dollari (USD), che fornirà nazioni in tutta Europa e in Asia in settori come quello aerospaziale, eolico e automobilistico. Il mercato nordamericano è considerato maturo, mentre l'invecchiamento delle macchine utensili per il taglio, la rettifica, la levigatura, così come i torni, le fresatrici e altro sarà sostituito da modelli più recenti che sono molto richiesti altrove.