Обзор станков с ЧПУ: процессы станков с ЧПУ, общие процессы и преимущества

ЧПУ обработка (Обработка с Численным Программным Управлением) - это высокоточный производственный процесс, основанный на управлении компьютерными программами. Он использует систему числового программного управления (ЧПУ), подключенную к станку, для управления режущими инструментами станка. G-коды и M-коды, содержащие инструкции по параметрам обработки, полученные из CAD-модели, передаются на станок. Затем станок следует заданному пути, выполняя точение, сверление, фрезерование и другие операции обработки, удаляя материал с заготовки. Это позволяет выполнять точную обработку таких материалов, как металл, пластик и дерево, в результате чего получаются детали или изделия, соответствующие требованиям дизайна.

ЧПУ обработка обычно включает в себя четыре основных этапа, и независимо от используемого процесса обработки, необходимо следовать следующему процессу:

• Шаг 1: Разработка CAD-модели

  Первым шагом в ЧПУ обработке является создание 2D или 3D модели изделия. Дизайнеры обычно используют AutoCAD, SolidWorks или другое программное обеспечение CAD (автоматизированное проектирование) для создания точной модели изделия. Для более сложных деталей 3D-моделирование может более наглядно продемонстрировать такие особенности изделия, как допуски, конструктивные линии, резьбы и интерфейсы сборки.

• Шаг 2: Преобразование в формат, совместимый с ЧПУ

  Станки с ЧПУ не могут напрямую читать CAD-файлы. Поэтому для преобразования CAD-модели в код числового программного управления (например, G-код), совместимый с ЧПУ, требуется программное обеспечение CAM (автоматизированное производство), такое как Fusion 360 и Mastercam. Этот код инструктирует станок выполнять точные траектории резания, скорости подачи, траектории движения инструмента и другие параметры для обеспечения точности обработки.

• Шаг 3: Выбор подходящего станка и установка параметров обработки

  На основе материала, формы и требований к обработке детали выберите подходящий станок с ЧПУ (например, фрезерный станок с ЧПУ, токарный станок или шлифовальный станок). Затем оператор выполняет следующие подготовительные задачи:

  • Установка и калибровка инструмента
  • Установка параметров, таких как скорость обработки, скорость подачи и глубина резания
  • Обеспечение надежного крепления заготовки для предотвращения смещения во время обработки
• Шаг 4: Выполнение ЧПУ обработки

  После завершения всех подготовительных этапов станок с ЧПУ может выполнить задачу обработки в соответствии с предварительно установленной программой ЧПУ. Процесс обработки полностью автоматизирован, при этом инструмент режет по заданной траектории до тех пор, пока деталь не будет сформирована.

• Шаг 5: Контроль качества и постобработка

  После обработки деталь проходит контроль качества, чтобы убедиться, что ее точность размеров и качество поверхности соответствуют требованиям дизайна. Методы контроля включают в себя:

  • Измерение размеров: Измерение размеров с использованием штангенциркулей, микрометров или координатно-измерительной машины (КИМ)
  • Контроль качества поверхности: Проверка шероховатости поверхности детали для определения необходимости дополнительной полировки или покраски
  • Тестирование сборки: Если деталь будет собираться с другими компонентами, проводится тестирование сборки для обеспечения совместимости

  При необходимости может быть выполнена постобработка, такая как удаление заусенцев, термообработка или нанесение покрытия на поверхность, для повышения производительности и долговечности детали.

Хотя процесс ЧПУ обработки автоматизирован, техники ЧПУ по-прежнему играют жизненно важную роль в устранении как ожидаемых, так и непредвиденных сбоев и обеспечении бесперебойной обработки. Ниже приведены основные обязанности техника ЧПУ:

• Подтверждение спецификаций изделия: Точное понимание размеров изделия, допусков и требований к материалам на основе требований заказа и технической документации.

• Интерпретация инженерных чертежей: Чтение чертежей, эскизов от руки и CAD/CAM-файлов для понимания деталей конструкции изделия.

• Создание CAE-моделей: Использование программного обеспечения Computer-Aided Engineering (CAE) для оптимизации планов обработки и повышения точности и эффективности обработки.

• Выравнивание и регулировка инструментов и заготовок: Обеспечение правильной установки и регулировки режущих инструментов, приспособлений и заготовок для оптимальных условий обработки.

• Установка, эксплуатация и разборка станков с ЧПУ: Правильная установка и разборка станков с ЧПУ и их принадлежностей, а также квалифицированная эксплуатация различного оборудования с ЧПУ.

• Мониторинг работы станка: Наблюдение за скоростью станка, износом инструмента и стабильностью обработки для обеспечения надлежащей работы.

• Контроль и контроль качества готовой продукции: Контроль готовых деталей для выявления дефектов и обеспечения соответствия стандартам качества.

• Подтверждение соответствия детали CAD-модели: Сравнение фактической детали с CAD-проектом для подтверждения того, что размеры, геометрия и допуски изделия точно соответствуют требованиям дизайна.

Профессиональные навыки и тщательный подход техника ЧПУ имеют решающее значение для обеспечения качества обработки, повышения эффективности производства и снижения брака, и являются неотъемлемой частью системы ЧПУ обработки.

Технология ЧПУ (числового программного управления) широко используется в обрабатывающей промышленности для прецизионной обработки различных металлических и неметаллических материалов. В зависимости от требований к обработке требуются различные процессы ЧПУ обработки. Ниже приведены некоторые распространенные процессы ЧПУ обработки:

• 1. Фрезерование с ЧПУ

  Фрезерование с ЧПУ - это метод обработки, при котором для резки заготовок используется вращающийся инструмент. Он подходит для обработки плоских поверхностей, криволинейных поверхностей, канавок, отверстий и сложных геометрических структур. Его основные особенности заключаются в следующем:

  • Подходит для обработки различных материалов, таких как алюминий, сталь, нержавеющая сталь и пластмассы.
  • Возможна высокоточная и высокоэффективная многоосевая обработка (например, 3-осевое, 4-осевое и 5-осевое фрезерование).
  • Подходит для массового производства прецизионных деталей, таких как корпуса, кронштейны и пресс-формы.
• 2. Токарная обработка с ЧПУ

  Токарные станки с ЧПУ используют вращающуюся заготовку и фиксированный инструмент для резки. Они в основном используются для обработки цилиндрических деталей, таких как валы, кольца и диски. Их основные особенности заключаются в следующем:

  • Подходит для эффективной обработки симметричных вращающихся деталей.
  • Может обрабатывать внутренние и внешние круги, конические поверхности, резьбы, канавки и другие структуры. Подходит для массового производства, обычно используется в производстве автомобильных деталей, авиационных подшипников, электронных разъемов и многого другого.
• 3. Сверление с ЧПУ

  Сверление с ЧПУ - это процесс обработки сквозных или глухих отверстий в заготовке. Обычно используется для отверстий под винты, штифты и другие компоненты, используемые при сборке деталей. Его основные особенности заключаются в следующем:

  • Подходит для обработки отверстий различной глубины и диаметра.
  • Может сочетаться с нарезанием резьбы для создания резьбы внутри отверстия.
  • Применимо к различным материалам, включая металлы, пластмассы и композиты.
• 4. Растачивание с ЧПУ

  Растачивание с ЧПУ используется для увеличения или точной настройки существующих отверстий для улучшения точности размеров и качества поверхности. Его основные особенности заключаются в следующем:

  • Подходит для обработки высокоточных отверстий большого размера.
  • Обычно используется для деталей, требующих жесткого контроля допусков, таких как блоки двигателей и гидроцилиндры.
  • Может сочетаться с другими процессами, такими как фрезерование и точение, для удовлетворения более сложных потребностей в обработке.
• 5. Электроэрозионная обработка (ЭЭО) с ЧПУ

  Электроэрозионная обработка (ЭЭО) использует импульсные электрические разряды между электродом и заготовкой для удаления материала. Она подходит для обработки материалов высокой твердости и сложных деталей.

  • Подходит для материалов, которые трудно обрабатывать традиционными методами резки, таких как карбид и титановые сплавы.
  • Может обрабатывать мелкие детали и высокоточные пресс-формы, такие как литьевые формы и прецизионные электронные компоненты.
  • Подходит для безударной обработки без механического повреждения поверхности заготовки.

Процессы ЧПУ обработки разнообразны, каждый из них имеет свои уникальные характеристики, подходящие для различных потребностей обработки. Фрезерование, точение и сверление являются наиболее распространенными основными процессами, в то время как ЭЭО, лазерная резка и гидроабразивная резка подходят для обработки специализированных материалов и сложных структур. Выбор правильного процесса ЧПУ обработки не только повышает эффективность производства, но и обеспечивает точность и качество деталей, соответствующие высоким стандартам современного производства.

ЧПУ (числовое программное управление) обработка стала основной технологией в современном производстве. По сравнению с традиционными ручными или полуавтоматическими методами обработки, ЧПУ обработка обеспечивает более высокую точность, эффективность и согласованность. Ниже приведены основные преимущества выбора ЧПУ обработки:

• Высокая точность и согласованность

  ЧПУ обработка использует компьютерные программы для управления движением инструмента, обеспечивая точные размеры и форму для каждой заготовки. По сравнению с традиционными методами обработки, ЧПУ обработка может достигать точности на уровне микронов и обеспечивать согласованность при массовом производстве, исключая отклонения продукта, вызванные человеческой ошибкой. Она подходит для обработки деталей с высокими требованиями к допускам, например, в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, медицинские устройства и электроника. Многоосевая обработка (например, 5-осевое ЧПУ) также может использоваться для достижения сложных геометрий, сокращения времени настройки и повышения точности.

• Повышенная эффективность производства

  Станки с ЧПУ могут работать непрерывно, уменьшая ручное вмешательство и повышая эффективность производства. Кроме того, благодаря автоматической смене инструмента (ATC) и технологии многоосевой обработки станки с ЧПУ могут выполнять несколько этапов обработки за одну настройку, значительно сокращая производственные циклы и делая их подходящими для крупномасштабного производства. Это сокращает время смены инструмента и настройки станка, тем самым увеличивая производительность за единицу времени. По сравнению с традиционной ручной обработкой, станки с ЧПУ могут работать круглосуточно, снижая производственные затраты.

• Сильная способность к обработке сложных деталей

  ЧПУ обработка может легко обрабатывать детали со сложной геометрией и высокими требованиями к точности. В частности, многоосевые станки с ЧПУ могут выполнять обработку нескольких поверхностей за одну операцию, избегая накопления ошибок, вызванных повторным зажимом. Это делает их подходящими для отраслей с высокими требованиями к сложности деталей, таких как аэрокосмическая промышленность, медицинские устройства и автомобилестроение. Они также могут обрабатывать спиральные формы, сложные внутренние структуры и криволинейные поверхности, что трудно достичь с помощью традиционных процессов.

• Совместимость с различными материалами

  ЧПУ обработка подходит для широкого спектра материалов, включая металлы (алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь, титановые сплавы, медь и т. д.), пластмассы (POM, ABS, нейлон и т. д.), композитные материалы и керамику. Это позволяет ЧПУ обработке удовлетворять потребности различных сценариев применения. Кроме того, ЧПУ обработка также может обрабатывать высокопрочные и твердые материалы, такие как титановые сплавы авиационного класса и высокопрочная нержавеющая сталь, что делает ее подходящей для производства прецизионных компонентов в различных отраслях, включая электронику, медицину и автомобилестроение.

• Снижение производственных затрат

  Хотя ЧПУ обработка требует значительных первоначальных инвестиций в оборудование, она может значительно снизить удельные затраты в долгосрочной перспективе. Ее высокая производительность обработки, низкий процент брака и функции экономии труда делают ЧПУ обработку более экономичной для крупномасштабного производства.