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.
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:
Большинство компаний, занимающихся прецизионной обработкой, выполняют ряд одинаковых этапов для различных типов деталей.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
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 — 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.
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.
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, 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.
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 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.
Существует четыре различных типа допусков при выполнении точной механической обработки:
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.
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.
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.
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.
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!
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.
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.
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.
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...