Список выбранных товаров
  • Нет выбранных товаров

Что такое прецизионная обработка? [Часть 1]

Наш мир окружен сложными технологиями, развивающимися быстрыми темпами. В повседневной жизни мы видим множество замысловатых деталей, таких как шестеренки и компоненты внутри машин, что заставляет задуматься о том, как они изготавливаются. Для большинства этих изделий ответ один - прецизионная обработка с ЧПУ.

Процессы с числовым программным управлением (ЧПУ) стали фундаментом для современной промышленности, производя детали в автоматизированном режиме с невообразимой скоростью. Прецизионная обработка с ЧПУ продвинулась еще дальше, добавив точность и упростив процесс производства.

В этой статье мы расскажем о прецизионной обработке, о том, как ее выполнять, о необходимых инструментах и многом другом.

Что такое прецизионная обработка?

Прецизионная обработка - это производственный процесс, в котором для изготовления деталей используются станки с компьютерным управлением. Это высокоскоростной процесс обработки для изготовления деталей, требующих жестких допусков, высокой сложности или и того, и другого. Прецизионная обработка может выполняться квалифицированным оператором прецизионного станка или даже высокоскоростной робототехникой.

Это субтрактивный производственный процесс, при котором станок начинает с блока и удаляет с него материал с помощью режущего инструмента. Прецизионная обработка часто используется для изготовления целого ряда деталей, которые подходят друг другу и работают вместе.

Успешная прецизионная обработка зависит от сочетания двух факторов:

  • Во-первых, для качественной прецизионной обработки требуется высококлассный режущий инструмент, способный аккуратно снимать материал, чтобы он соответствовал требуемым размерам изделия;
  • Во-вторых, для этого процесса необходим станок с числовым программным управлением (ЧПУ). Процессы обработки с ЧПУ, обычно включающие высокоскоростную робототехнику, автоматически управляют режущим инструментом, направляя его в нужное место для резки/фрезерования заготовки.

Каковы этапы процесса прецизионной обработки?

Большинство компаний, занимающихся прецизионной обработкой, выполняют ряд одинаковых этапов для различных типов деталей.

1. Разработка графической модели

Для создания любой детали необходима графическая модель. Это достигается с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования (CAD). Программное обеспечение CAD позволяет конструктору создавать 2D и 3D модели любой детали для производства.

Обычно проектирование начинается с эскизов, нарисованных от руки, чтобы понять основные концепции детали. Затем конструктор системы автоматизированного проектирования (CAD) ссылается на эти эскизы для создания графической модели с точными размерами. Для автоматизированного проектирования существует множество популярных программ, как бесплатных, так и платных. Производители также могут передать процесс проектирования на аутсорсинг для разработки любой сложной конструкции.

2. Преобразование CAD в CAM

Компьютерное проектирование создает графическое представление детали в цифровом формате. Это представление легко понять конструкторам, операторам и производителям. Однако станки с ЧПУ, используемые для создания детали, не понимают этот цифровой формат напрямую.

Станок понимает координаты, по которым он может перемещать режущий инструмент или сдвигать заготовку. Поэтому станки с ЧПУ требуют, чтобы проект детали был выполнен в подходящем формате, обеспечивающем необходимые производственные инструкции. Программное обеспечение Computer Aided Manufacturing (CAM) используется для создания формата, пригодного для обработки на станках с ЧПУ. Программное обеспечение CAM берет модель CAD и преобразует ее в формат понятный станкам с ЧПУ.

Программное обеспечение Computer Aided Manufacturing (CAM) использует два типа кодов - G и M. Код G управляет координатами режущего инструмента. Код M управляет вспомогательными функциями станка, например, включением или выключением потока охлаждающей жидкости.

3. Настройка станка

После того как проекты готовы в формате CAM, наступает время настройки станка. Обычно для этого требуется калибровка станка и установка заготовки на станок. Станки могут различаться в зависимости от материала заготовки и конструкции конечной детали. Существуют различные инструменты для прецизионной обработки, предназначенные для разных целей. На этом этапе важно правильно затянуть все зажимы и убедиться, что параметры станка, например, уровень охлаждающей жидкости, приемлемы.

4. Выполнение обработки

После завершения настройки станка, можно приступать к обработке детали. Большинство станков с ЧПУ имеют дисплей для контроля программы и настройки различных параметров. Когда программа будет выполнена, станок с ЧПУ начнет процесс точной обработки.

5. Завершение

После того как деталь изготовлена на прецизионном станке, ее можно снять. В зависимости от требований, деталь может быть отправлена на вторичные процессы, такие как шлифовка или полировка. Однако в большинстве случаев готовое изделие, созданное с помощью прецизионной обработки, не нуждается в какой-либо вторичной обработке.

Какие существуют методы и оборудование для прецизионной обработки?

Существует множество различных станков и оборудования для прецизионной обработки в связи с широким применением этого процесса. Различные детали требуют различных видов резки, поэтому был разработан целый ряд режущих инструментов.

Фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерование с ЧПУ — это субтрактивный производственный процесс, в котором используются вращающиеся фрезы для удаления материала с заготовки. Направление, угол, давление и скорость режущего инструмента могут меняться для создания различных эффектов резания. Фрезерные станки с ЧПУ бывают разных типов, например, фрезерно-гравировальные, фрезерно-сверлильные, вертикальные, горизонтальные, настольные, универсальные, широкоуниверсальные и т.д.

Токарная обработка с ЧПУ

На токарных станках с ЧПУ заготовка вращается вокруг центральной оси, а линейно движущийся режущий инструмент снимает материал с заготовки. Режущий инструмент обычно не вращается, в отличие от фрезерных станков с ЧПУ. Чаще всего в этом процессе используется одноточечный режущий инструмент.

Прецизионные шлифовальные станки

Прецизионные шлифовальные станки применяются на завершающих производственных процессах после обработки деталей/компонентов. При прецизионном шлифовании абразивные шлифовальные круги создают идеально ровную поверхность с очень гладкой отделкой на обработанных деталях. Кроме того, прецизионное шлифование может помочь получить чистовую обработку готового изделия, удаляя небольшие кусочки лишнего материала.

Сверлильные прессы с ЧПУ

В сверлильных прессах с ЧПУ заготовка удерживается неподвижно, а вращающееся сверло перемещается вокруг нее и создает в ней отверстия. Отверстия могут быть предназначены для сборки деталей или для эстетических целей. Сверлильные прессы с ЧПУ могут создавать отверстия разного размера, изменяя размер сверла. Глубина отверстия может быть отрегулирована путем управления калибровкой станка.

Многоосевая обработка с ЧПУ

Многоосевая обработка с ЧПУ — это целая система обработки. Режущий инструмент может двигаться в четырех или более направлениях. Многоосевая обработка с ЧПУ позволяет создавать сложные детали с использованием различных режущих инструментов и процессов, таких как фрезерование, гидроабразивная резка или лазерная резка.

Электроэрозионная обработка

При электроэрозионной обработке (EDM) металлу придается форма с помощью электрических разрядов (искр). Электроэрозионная обработка работает только с металлами, поскольку они проводят электричество. При этом используются два электрода - электрод инструмента и электрод заготовки. При этом методе обработки два электрода приближаются друг к другу, но не вступают в физический контакт.

Это создает электрическую дугу между электродами, повышая температуру электрода-инструмента и расплавляя металл. Электроэрозионная обработка обычно применяется для обработки самых твердых металлов из-за сложности их обработки на фрезерных станках. Электроэрозионная обработка обычно применяется для создания отверстий, пазов и конусов в зубчатых колесах.

Лазерные станки с ЧПУ

Лазерная станки с ЧПУ используют высокочастотный лазерный луч для нарезки или гравировки материалов. В отличие от электроэрозионных станков, лазерные станки могут использоваться для обработки неметаллов так же хорошо, как и металлов.

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ, объединяют фрезерные и токарные операции. Традиционно фрезерование и точение выполняются на отдельных станках с ЧПУ. Однако объединение этих операций в одном станке может значительно упростить производственный процесс. Токарно-фрезерные центры с ЧПУ выпускаются в двух конфигурациях - вертикальной и горизонтальной. Вертикальная конфигурация считается более устойчивой благодаря воздействию силы тяжести на установку.

Каковы преимущества прецизионной обработки на станках с ЧПУ?

Стоимость прецизионной обработки с ЧПУ может быть немного выше, чем при использовании традиционных методов обработки. Однако преимущества, которые дает этот процесс, оправдывают дополнительные инвестиции. Ниже перечислены некоторые из этих преимуществ:

Жесткие допуски

Жесткие допуски являются основной причиной для использования прецизионной обработки с ЧПУ. Допуск также известен как точность размеров. Он означает незначительное отклонение размеров обрабатываемой детали от чертежей CAD. Прецизионная обработка с ЧПУ использует специализированные процессы и режущие инструменты для уменьшения допусков до минимально возможных значений. Это приводит к повышению точности деталей по сравнению с исходными чертежами.

Что такое допуски прецизионной обработки

Существует четыре различных типа допусков при выполнении точной механической обработки:

  • Односторонние допуски: в этом типе допуска изменение размеров допускается в одном направлении. Предел допуска может быть либо выше, либо ниже намеченного размера;
  • Двусторонние допуски: при этом виде допуска отклонения размеров допускаются в обоих направлениях. Допускается, чтобы предел допуска был как выше, так и ниже намеченного размера;
  • Составные допуски: составной допуск — это окончательный допуск, рассчитанный после сложения или вычитания допусков различных размеров, составляющих деталь;
  • Предельные размеры: верхний и нижний предельные размеры определяются вместо определения требуемого размера. Например, задается, что размер может находиться в диапазоне от 20 мм до 22 мм.

Высокая точность

Жесткие допуски напрямую указывают на то, что конечный продукт, созданный в результате прецизионной обработки, будет обладать высокой точностью. Прецизионная обработка обычно выполняется для деталей, которые требуют взаимодействия с другими деталями и компонентами. Поэтому высокая точность становится необходимым условием для безупречной работы этих деталей на последующих этапах.

Высокая повторяемость

Концепция повторяемости является одним из важных камней в фундаменте современной обрабатывающей промышленности. Каждая деталь, изготовленная в результате технологического процесса, должна быть похожа на все остальные детали для конечного пользователя. Любое отклонение от этого воспроизведения часто считается дефектом. В этом отношении привлекательна прецизионная обработка. При высокоточной обработке с ЧПУ каждая деталь идентична оригиналу с незначительными отклонениями.

Низкие производственные затраты

Благодаря отсутствию отклонений при прецизионной обработке, количество бракованных изделий меньше. Таким образом, процесс приводит к снижению процента брака деталей. Следовательно, стоимость материалов ниже. Кроме того, автоматизированный производственный процесс приводит к снижению трудозатрат. Совокупное снижение трудозатрат и стоимости материалов означает, что производственные затраты на обработку с ЧПУ ниже, чем у любых альтернатив.

Скорость и эффективность

Прецизионная обработка включает в себя высокоскоростную робототехнику, которая может создавать детали быстрее, чем при ручном производстве на обычных токарных станках. Кроме того, детали имеют высокую точность и близкие допуски, поэтому нет необходимости во вторичных процессах. Это приводит к ускорению сроков производства, повышая производительность и эффективность цеха.

Безопасность

Станок с ЧПУ заменяет человеческий труд компьютерными системами числового управления и устраняет фактор риска человеческой ошибки, связанный с процессами резки. Рабочие могут быть переведены на более квалифицированные должности.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Будущее станков с ЧПУ»‎ и «‎23 отрасли, использующие технологию обработки с ЧПУ [Часть 1]»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Станки, которые могут вас заинтересовать:

Производитель Stankoff.RU (Россия, Китай) 13 Оптоволоконный лазерный станок для резки металла STL-1530FP/1500 IPG

Оптоволоконный лазерный станок для резки металла STL-1530FP/1500 IPG

Листовая станина. Рабочая зона 1500х3000 мм. Источник 1500 Вт IPG. Резка углеродистой стали до 14 мм, нержавеющей стали до 6 мм.

Производитель MetalTec (Китай) 1 Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ MetalTec TOPMILL 650S

Вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ MetalTec TOPMILL 650S

Размеры стола 800x420 мм. Нагрузка до 500 кг. Перемещение по осям 650 / 450 / 510. Количество инструментов 16 шт.

Производитель MetalTec (Китай) Токарный станок c ЧПУ с прямой станиной MetalTec CK 50x1000 ПРОФИ

Токарный станок c ЧПУ с прямой станиной MetalTec CK 50x1000 ПРОФИ

Ø обработки, 500 мм. Расстояние между центрами, 1000 мм. Мощность двигателя, 11/15 кВт. Система ЧПУ, Siemens/Fanuc Тип направляющих, скольжения. Вес, 3450 кг.

Понравилась статья? Жми
3
10 января 2023
6285
Присоединяйтесь к нам!
Подписывайтесь
Комментарии
Оставить комментарий

Читайте также

Новые комментарии

Станки для поддонов: как запустить и расширить производство Антон Здравствуйте, телефон менеджера по продаже станков для...


Умная рассрочка 0% "Антилизинг 2024" Андрей Александрович Хотел бы попробовать , но есть сомнения


Удивительный набор инструментов созданный Генри О. Стадли Виктор Полностью согласен с Аркадием. Жаль что подобные шедевры...


Пусконаладка фрезерно-гравировального станка с ЧПУ Woodtec HA 2030 в Горно-Алтайске Денис Классный станок


Станки с итальянским характером: новое поступление от SICAR Антон Здравствуйте, телефон менеджера по продаже...


Пусконаладка высокоскоростного лазерного трубореза LPC80-A5-AF6000/2000 Raycus в Можге Алексей Шикарные скорости, да? :) Особенно радует время между...

Популярные статьи