Точна обробка - це процес видалення матеріалу з заготовки під час утримання тісної толерантності. Точна машина має багато типів, включаючи фрезер, поворот та обробку електричного розряду. Точність машини сьогодні, як правило, контролюється за допомогою комп'ютерних чисельних елементів керування (ЧПУ).
Майже всі металеві вироби використовують точну обробку, як і багато інших матеріалів, таких як пластик та дерево. Ці машини керуються спеціалізованими та навченими машиністами. Для того, щоб ріжучий інструмент виконував свою роботу, його потрібно перемістити у вказані вказівки, щоб зробити правильне розріз. Цей первинний рух називається "швидкістю різання". Заготовку також можна перемістити, відомий як вторинний рух "подачі". Разом ці рухи та різкість ріжучого інструменту дозволяють працювати точній машині.
Обробка точності якості вимагає можливості дотримуватися надзвичайно специфічних креслення, зроблених CAD (комп'ютерна конструкція) або CAM (комп'ютерне виробництво), таких як AutoCAD та Turbocad. Програмне забезпечення може допомогти створити складні 3-мірні діаграми або контури, необхідні для виробника інструменту, машини чи об'єкта. Ці креслення повинні дотримуватися з великою деталізацією, щоб переконатися, що продукт зберігає свою цілісність. У той час як більшість точних обробних компаній працюють з певною формою програм CAD/CAM, вони все ще часто працюють з намальними ескізами на початкових етапах дизайну.
Точна обробка використовується на ряді матеріалів, включаючи сталь, бронзу, графіт, скло та пластмас, щоб назвати декілька. Залежно від розміру проекту та матеріалів, які будуть використовуватися, будуть використовуватися різні інструменти точності обробки. Можна використовувати будь-яке поєднання токарних верстатів, фрезерних машин, пресів, пил та шліфувань та навіть швидкісної робототехніки. Аерокосмічна промисловість може використовувати обробку високої швидкості, тоді як галузь, що виробляє деревообробку, може використовувати фотохімічні процеси травлення та фрезерування. Викидання з пробігу або певна кількість будь -якого конкретного предмета може налічувати тисячі, або бути лише декількома. Точна обробка часто вимагає програмування пристроїв з ЧПУ, а це означає, що вони чисельно контролюються комп'ютером. Пристрій ЧПУ дозволяє дотримуватися точних розмірів протягом усього запуску продукту.
Фрезер - це процес обробки використання поворотних різців для видалення матеріалу з заготовки, просуваючи (або подаючи) різак у заготовку в певному напрямку. Різник також може утримуватися під кутом відносно осі інструменту. Фрезерування охоплює широкий спектр різних операцій та машин, на масштабах від невеликих індивідуальних частин до великих, важких операцій з фрезерування банди. Це один із найпоширеніших процесів для обробки спеціальних деталей для точних допусків.
Фрезерування можна здійснити за допомогою широкого спектру верстатів. Оригінальним класом верстатів для фрезерування була фрезерна машина (часто його називають млином). Після появи комп'ютерного чисельного управління (ЧПУ) фрезерні машини перетворилися на оброблювальні центри: фрезерні машини, доповнені автоматичними змінами інструментів, журналами інструментів або каруселями, можливостями ЧПУ, системами теплоносія та корпусами. Центри фрезерування, як правило, класифікуються як вертикальні обробні центри (VMC) або горизонтальні обробні центри (HMC).
Інтеграція фрезерування в обертальні середовища, і навпаки, розпочалася з живих інструментів для токарних верстатів та випадкового використання млин для поворотних операцій. Це призвело до нового класу верстатів, багатозадачних машин (MTMS), які побудовані для полегшення фрезерування та повороту в одному конверті роботи.
Для інженерів -дизайнерів, команд з НДДКР та виробників, які залежать від пошуку частин, точна обробка ЧПУ дозволяє створювати складні частини без додаткової обробки. Насправді точна обробка з ЧПУ часто дозволяє робити готові деталі на одній машині.
Процес обробки видаляє матеріал і використовує широкий спектр ріжучих інструментів для створення остаточного та часто дуже складного дизайну частини. Рівень точності підвищується за рахунок використання комп'ютерного числового управління (ЧПУ), який використовується для автоматизації управління інструментами обробки.
Роль "ЧПУ" в точній обробці
Використовуючи кодовані інструкції з програмування, точна обробка з ЧПУ дозволяє вирізати та формувати заготовку без специфікацій без ручного втручання оператором машин.
Взявши комп'ютерну модель дизайну (CAD), надану клієнтом, експерт -машиніст використовує програмне забезпечення для виробництва комп'ютера (CAM) для створення інструкцій для обробки деталі. На основі моделі CAD, програмне забезпечення визначає, які шляхи інструменту потрібні, і генерує код програмування, який розповідає машині:
■ Що таке правильні RPM та частота подачі
■ Коли і де перемістити інструмент та/або заготовку
■ Як глибоко вирізати
■ Коли застосовувати теплоносій
■ Будь -які інші фактори, пов'язані зі швидкістю, швидкістю подачі та координацією
Потім контролер ЧПУ використовує код програмування для управління, автоматизації та моніторингу рухів машини.
Сьогодні CNC є вбудованою особливістю широкого спектру обладнання, від токарних верстатів, млинів та маршрутизаторів до дротяного EDM (електрична обробка розряду), лазерної та плазмової різання. Окрім автоматизації процесу обробки та підвищення точності, ЧПУ усуває ручні завдання та звільняє машиністів для нагляду за декількома машинами, що працюють одночасно.
Крім того, після того, як буде розроблений шлях інструменту та запрограмовано машину, він може запускати частину будь -яку кількість разів. Це забезпечує високий рівень точності та повторюваності, що, в свою чергу, робить процес високоефективним та масштабованим.
Матеріали, що обробляються
Деякі метали, які зазвичай обробляються, включають алюміній, латунь, бронзу, мідь, сталь, титан та цинк. Крім того, також можна обробляти деревину, піну, склопластику та пластмаси, такі як поліпропілен.
Насправді майже будь -який матеріал можна використовувати при точності обробки ЧПУ - звичайно, залежно від програми та його вимог.
Деякі переваги точної обробки ЧПУ
Для багатьох невеликих деталей та компонентів, які використовуються в широкому спектрі виробничих продуктів, точна обробка ЧПУ часто є методом виготовлення вибору.
Як це стосується практично всіх методів різання та обробки, різні матеріали поводяться по -різному, а розмір і форма компонента також мають великий вплив на процес. Однак загалом процес точної обробки ЧПУ пропонує переваги перед іншими методами обробки.
Це тому, що обробка з ЧПУ здатна доставляти:
■ Висока ступінь складності частини
■ Теркі допуски, як правило, від ± 0,0002 "(± 0,00508 мм) до ± 0,0005" (± 0,0127 мм)
■ Винятково гладка поверхнева обробка, включаючи власні обробки
■ Повторюваність, навіть при великих обсягах
У той час як кваліфікований машиніст може використовувати ручний токарний верстат, щоб зробити якісну частину в кількості 10 або 100, що відбувається, коли вам потрібно 1000 частин? 10 000 частин? 100 000 або мільйон частин?
З точною обробкою з ЧПУ ви можете отримати масштабованість і швидкість, необхідні для цього типу виробництва великого обсягу. Крім того, висока повторюваність точної обробки ЧПУ дає вам частини, які все однакові від початку до кінця, незалежно від того, скільки деталей ви виробляєте.
Існують кілька дуже спеціалізованих методів обробки з ЧПУ, включаючи EDM Dire EDM (електрична обробка розряду), обробку добавок та 3D -лазерний друк. Наприклад, провідний EDM використовує провідні матеріали -як правило, метали -і електричні розряди, щоб розмивати заготовку у складні форми.
Однак тут ми зосередимось на процесах фрезерування та повороту - двох віднімальних методів, які широко доступні та часто використовуються для точної обробки ЧПУ.
Фрезерування проти повороту
Фрезерування - це процес обробки, який використовує обертовий, циліндричний ріжучий інструмент для видалення матеріалу та створення форм. Міллінг -обладнання, відоме як млин або обробний центр, здійснює всесвіт складної геометрії частини на деяких найбільших об'єктів, що обробляв метал.
Важливою характеристикою фрезерування є те, що заготовка залишається нерухомою, тоді як ріжучий інструмент крутиться. Іншими словами, на млині обертовий ріжучий інструмент рухається навколо заготовки, яка залишається закріпленою на місці на ліжку.
Поворот - це процес різання або формування заготовки на обладнанні, яке називається токарним верстатом. Зазвичай токарна верстата крутить заготовку на вертикальній або горизонтальній осі, тоді як фіксований ріжучий інструмент (який може або не може крутитися) рухається по запрограмованій осі.
Інструмент не може фізично обійти частину. Матеріал обертається, що дозволяє інструменту виконувати запрограмовані операції. (Існує підмножина токарних верстатів, в яких інструменти крутяться навколо дроту, що живиться котушкою, однак, який тут не покривається.)
У повороті, на відміну від фрезерування, заготовка крутиться. Частина запасу вмикає шпиндель токарного верстата, і ріжучий інструмент вводиться в контакт із заготовкою.
Посібник проти обробки ЧПУ
Незважаючи на те, що і млини, і токарні верстки доступні в ручних моделях, машини ЧПУ більш підходящі для цілей виробництва невеликих деталей - пропонуючи масштабованість та повторюваність для застосувань, що потребують великого обсягу виробництва щільних деталей толерантності.
Окрім того, що пропонують прості 2-осі машини, в яких інструмент рухається в осях X і Z, точне обладнання CNC включає моделі мультиосі, в яких також заготовка може рухатися. Це на відміну від токарного верстата, де заготовка обмежується спінінг, а інструменти будуть рухатися для створення потрібної геометрії.
Ці мультиосі конфігурації дозволяють виробляти більш складні геометрії в одній операції, не вимагаючи додаткової роботи оператора машини. Це не тільки полегшує створення складних частин, але й зменшує або усуває шанс помилки оператора.
Крім того, використання теплоносія з високим тиском з точною обробкою з ЧПУ гарантує, що мікросхеми не потрапляють у роботи, навіть при використанні машини з вертикально орієнтованим шпинделем.
Міллз ЧПС
Різні фрезерні машини різняться за їх розміром, конфігураціями осі, швидкостями подачі, швидкістю різання, напрямком подачі подачі та іншими характеристиками.
Однак загалом, Міллс з ЧПУ використовує обертовий шпиндель для вирізання небажаного матеріалу. Вони використовуються для вирізання жорстких металів, таких як сталь та титан, але також можуть використовуватися з матеріалами, такими як пластик та алюміній.
Міллі з ЧПУ побудовані для повторюваності і можуть бути використані для всього, від прототипування до виробництва високого обсягу. Точні фрезерування з ЧПУ високого класу часто використовуються для тісної толерантності, наприклад, фрезерування тонких штампів і форм.
Хоча фрезерування з ЧПУ може забезпечити швидкий поворот, оброблена обробка створює деталі з видимими знаками інструменту. Він також може створювати частини з деякими гострими краївами та задиром, тому можуть знадобитися додаткові процеси, якщо краї та запах не є неприйнятними для цих особливостей.
Звичайно, інструменти, що розробляються в послідовності, будуть дебатер, хоча зазвичай досягають 90% готової вимоги, залишаючи деякі функції для остаточної обробки руки.
Що стосується поверхні поверхні, то є інструменти, які створюватимуть не лише прийнятну обробку поверхні, але й дзеркальну обробку на ділянках робочого продукту.
Типи фрезерування ЧПУ
Два основні типи фрезерних машин відомі як вертикальні обробні центри та горизонтальні обробні центри, де основна різниця полягає в орієнтації веретена машини.
Вертикальний центр обробки-це млин, в якому осі веретена вирівнюється в осі Z-осі. Ці вертикальні машини можна додатково розділити на два типи:
■ Ліжкові млини, в яких шпиндель рухається паралельно власній осі, поки таблиця рухається перпендикулярно до осі шпинделя
■ Турельні млини, в яких шпиндель нерухомий, а стіл переміщується так, що він завжди перпендикулярний і паралельний осі шпинделя під час операції різання
У горизонтальному обробному центрі осі шпинделя млина вирівнюється в осі Y-осі. Горизонтальна конструкція означає, що ці млини, як правило, займають більше місця на підлозі машинного магазину; Вони також, як правило, важчі за вагою і потужніші, ніж вертикальні машини.
Горизонтальний млин часто використовується, коли потрібна краща обробка поверхні; Це тому, що орієнтація шпинделя означає, що різання стружки природно відпадає і їх легко видаляють. (Як додаткова користь, ефективне видалення мікросхеми допомагає збільшити термін експлуатації інструментів.)
Взагалі, вертикальні обробні центри є більш поширеними, оскільки вони можуть бути такими ж потужними, як горизонтальні обробні центри і можуть обробляти дуже маленькі деталі. Крім того, вертикальні центри мають менший слід, ніж горизонтальні обробки.
Багатоісні фрезелі з ЧПУ
Точні центри Mill CNC доступні з декількома осейами. 3-осі млин використовує осі x, y та z для найрізноманітніших робіт. За допомогою 4-осі млина машина може обертатися на вертикальній та горизонтальній осі і переміщувати заготовку, щоб забезпечити більш безперервну обробку.
5-осі-млин має три традиційні осей і дві додаткові обертові осей, що дозволяє обертати заготовку, коли голова шпинделя рухається навколо неї. Це дозволяє обробляти п'ять сторін заготовки, не знімаючи заготовку та скидання машини.
Вершники ЧПУ
Токарський тократник - також називається поворотним центром - має одну або кілька шпинделів, а осі X і Z. Машина використовується для обертання заготовки на своїй осі для виконання різних операцій різання та формування, застосовуючи широкий спектр інструментів на заготовку.
Токінальні верстки з ЧПУ, які також називаються токальними верствами інструментів, ідеально підходять для створення симетричних циліндричних або сферичних частин. Як і Міллз ЧПУ, токарні верстата з ЧПУ можуть обробляти менші операції, такі як прототипування, але також можуть бути створені для високої повторюваності, підтримуючи виробництво високого обсягу.
Товсткі верстата з ЧПУ також можуть бути створені для порівняно ручного виробництва, що робить їх широко використовуваними в автомобільній, електроніці, аерокосмічній, робототехніці та галузях медичних пристроїв.
Як працює токарний верстат з ЧПУ
З токталем з ЧПУ, в патруб веретена токарного верстата завантажується порожня смуга запасу матеріалу. Цей Чак тримає заготовку на місці, поки шпиндель обертається. Коли шпиндель досягає необхідної швидкості, нерухомий інструмент різання вводиться в контакт із заготовкою для видалення матеріалу та досягнення правильної геометрії.
Токарник ЧПУ може виконувати ряд операцій, таких як буріння, різьба, нудна, розмотування, звернення та конусне повороти. Різні операції потребують змін інструменту і можуть збільшити витрати та час налаштування.
Коли всі необхідні операції з обробки будуть завершені, частина відрізана від запасу для подальшої обробки, якщо це потрібно. Потім токарна верстат CNC готова повторити операцію, з невеликим або відсутнім додатковим часом налаштування, який зазвичай потрібен між ними.
Токарники з ЧПУ також можуть вмістити різноманітні автоматичні годівниці, які зменшують кількість ручної обробки сировини та забезпечують переваги, такі як наступне:
■ Зменшіть час і зусилля, необхідні для оператора машини
■ Підтримуйте барсток для зменшення вібрацій, які можуть негативно вплинути на точність
■ Дозвольте машині працювати з оптимальними швидкостями шпинделя
■ Мінімізуйте час переходу
■ Зменшіть матеріальні відходи
Типи вершників ЧПУ
Існує ряд різних типів токарних верстатів, але найпоширенішими є 2-осії торгівлі з ЧПУ та автоматичні верстати в стилі в Китаї.
Більшість токарних верстатів з ЧПУ використовують один або два основні шпинделі плюс один -два спини (або вторинні) шпинделі, при цьому обертова передача відповідає за перше. Основний шпиндель виконує первинну операцію обробки за допомогою направляючої втулки.
Крім того, деякі вершники в стилі в Китаї оснащені другою головою інструменту, яка працює як млин ЧПУ.
За допомогою автоматичного токарного верстата в стилі з ЧПУ, запас матеріалів подається через ковзаючу шпинделя в путівку. Це дозволяє інструменту розрізати матеріал ближче до того, що підтримується матеріал, що робить машину Китаю особливо корисною для довгих струнких повернутих деталей та для мікромашини.
Багатоісні центри з ЧПУ та токарні верстаті в стилі в Китаї можуть здійснити кілька операцій обробки за допомогою однієї машини. Це робить їх економічно вигідним варіантом для складних геометрії, яка в іншому випадку потребує декількох змін машин або інструментів за допомогою обладнання, такого як традиційний млин ЧПУ.