Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) становится все более распространенной в производстве. Технология ЧПУ обеспечивает универсальное автоматизированное средство для производства высококачественных деталей. Высокая точность и повторяемость, обеспечиваемые процессом обработки с ЧПУ, делают его идеальным инструментом для большинства производителей. Поскольку они становятся все более популярными, в настоящее время легко найти несколько технологических мастерских, специализирующихся на различных услугах по обработке с ЧПУ.
Эта статья посвящена некоторым базовым знаниям об услугах обработки с ЧПУ, преимуществах и областях применения.
Что такое механическая обработка с ЧПУ?
Механическая обработка с ЧПУ — это термин, обычно используемый в производстве и промышленных приложениях, но что именно означает аббревиатура CNC?
Термин ЧПУ расшифровывается как «компьютерное числовое управление», а механическая обработка с ЧПУ определяется как субтрактивный производственный процесс, обычно использующий компьютерное управление и станки для удаления слоя материала с заготовки и изготовления деталей по индивидуальному заказу. Различные режимы обработки, пластины и валы могут использоваться при токарной обработке, фрезеровании и других процессах для получения наилучших результатов. Этот процесс подходит для различных материалов, включая металл, пластик, дерево, стекло, пенопласт и композитные материалы, и используется в различных отраслях промышленности, таких как крупномасштабная механическая обработка с ЧПУ и обработка деталей аэрокосмической промышленности с ЧПУ.
Автоматизированный характер механической обработки с ЧПУ позволяет изготавливать высокоточные, простые детали и экономить средства при выполнении разовых и среднеобъемных производственных циклов. Обработка с ЧПУ использует компьютерное управление для управления всем процессом обработки от начала до конца, и, наконец, производство обеспечивает стабильную точность деталей. Обработка с ЧПУ особенно выгодна благодаря своим возможностям автоматизации. Автоматизация позволяет станку работать самостоятельно, тем самым сокращая ручной труд и производя точные детали.
Обзор процесса механической обработки с ЧПУ
Все операции механической обработки с ЧПУ начинаются с CAD-модели детали. Программа CAM считывает сгенерированный файл и преобразует его в серию инструкций по кодированию, которым может следовать обрабатывающее оборудование. Главное преимущество использования этих процессов заключается в том, что после утверждения документа практически не требуется вмешательства человека (если таковое имеется). Вместо этого компьютеризированные элементы управления контролируют движение машины и направляют его, тем самым сводя к минимуму потенциальные ошибки и получая исключительно стабильные результаты.
Различное обрабатывающее оборудование с ЧПУ может обрабатывать различные инструменты, функции и операции. Процесс обработки с ЧПУ обычно включает в себя следующие этапы:
1. Спроектируйте CAD-модель
Процесс обработки с ЧПУ начинается собственными силами или создается компанией, предоставляющей услуги проектирования CAD / CAM, для создания 2D-векторного или 3D-твердотельного CAD-проекта детали. Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) позволяет проектировщикам и производителям создавать модели или визуализации своих деталей и изделий, включая подробную информацию, такую как геометрия, размеры и другие технические характеристики деталей.
После завершения проектирования в САПР разработчик экспортирует его в формат файла, совместимый с ЧПУ, такой как STEP или IGES.
2. Преобразование CAD-файлов в программы для ЧПУ
После завершения проектирования преобразуйте спецификацию проекта в направление, которому может следовать станок с ЧПУ. Файлы САПР запускаются с помощью программного обеспечения для автоматизированного производства (CAM). Эти программы создадут программные коды, которые станок с ЧПУ будет использовать для ориентации инструмента во время обработки. Программное обеспечение также извлекает информацию о геометрии детали, которую оператор может использовать, чтобы убедиться, что исходная деталь имеет правильный размер и ориентацию.
Эти наборы команд, совместимые с ЧПУ, обычно представляют собой один из следующих двух типов файлов: STEP или IGES. Они включают в себя G-код и M-код. Наиболее известные универсальные или геометрические коды на языке программирования ЧПУ (называемые G-кодами) управляют тем, когда, где и как перемещается станок (например, когда он включен или выключен, и как быстро он перемещается к станку). Конкретное местоположение на заготовке, какой путь выбрать и т.д. Различные функциональные коды (называемые M-кодами) управляют вспомогательными функциями машины, такими как автоматическое снятие и замена крышек машины в начале и конце производства.
После создания программы ЧПУ оператор загружает ее на станок с ЧПУ.
3. Подготовьте станки с ЧПУ
По сравнению с автоматизированным производством ручные операции играют гораздо меньшую роль в автоматизированном производстве, но они по-прежнему выполняют важные операции, с которыми машины справиться не могут.
Включая загрузку файла программы ЧПУ в станок, закрепление заготовки непосредственно на станке, на механическом шпинделе или на тисках или аналогичном устройстве для фиксации заготовки, а также подключение необходимых инструментов (таких как сверла и концевые фрезы) к соответствующим компонентам станка для проверки рабочей зоны, станка и заготовка.
4. Выполнять операции обработки
После подготовки оборудования и запуска программы она отправляет команды станка, указывающие на действие и перемещение инструмента, на встроенный компьютер станка. Компьютер управляет станком и манипулирует им, а обрабатывающее оборудование с ЧПУ выполняет необходимые действия и выполняет операции обработки заготовки. Программа направляет станок на протяжении всего процесса, выполняя необходимые машинные операции для изготовления деталей или изделий по индивидуальному заказу без дополнительного вмешательства оператора. После выполнения инструкций детали можно продолжать отделывать и упаковывать.
Виды операций механической обработки с ЧПУ
Ниже приведены некоторые обычно используемые методы обработки. Каждый из этих процессов играет ключевую роль в изготовлении детали и повышении ее уникальных эксплуатационных характеристик.
Токарный станок с ЧПУ
Во время точения заготовка поворачивается, а режущий инструмент помещается на движущийся ползун и подается в заготовку для удаления материала желаемого рисунка. Ползунок может поворачивать заготовку по длине вверх и вниз.
Точно так же он может удаляться от центральной линии или приближаться к ней. Эта операция очень подходит для быстрого удаления большого количества материала.
Токарные станки — это широко используемое токарное оборудование для изготовления концентрических форм по внешней окружности круглых деталей. Токарный станок может выполнять пазы, кольцевые канавки, ступенчатые выступы, внутреннюю и наружную резьбу, цилиндры и валы — множество круглых элементов. Они также могут обеспечить характерную гладкую и однородную отделку поверхности.
Фрезерный станок с ЧПУ
Принципиальное различие между фрезерованием и токарной обработкой заключается в том, что обрабатываемая деталь остается неподвижной, а режущий инструмент вращается на шпинделе. Как правило, заготовка фиксируется горизонтально в тисках, которые устанавливаются на рабочий стол, перемещающийся в направлениях X и Y. Главный вал оснащен различными режущими инструментами и может перемещаться по осям X, Y и Z.
(Подробнее о фрезеровании с ЧПУ читайте в разделе Что такое фрезерование с ЧПУ?)
Фрезерование включает в себя два способа: периферийное фрезерование и торцевое фрезерование. Периферийным фрезерованием можно вырезать глубокие канавки, а торцевым фрезерованием — разрезать плоскость заготовки. Фрезерование может использоваться в качестве вспомогательного процесса для обрабатываемых заготовок. Фрезы используются для изготовления квадратов / плоскостей, насечек, фасок, пазов, контуров, шпоночных пазов и других элементов, которые зависят от точного угла резания.
Хотя прокатный стан также может сверлить, он хорош для удаления заготовок из более сложных и асимметричных деталей.
Как и при любых операциях по обработке металла, используйте смазочно-охлаждающую жидкость для охлаждения заготовки и режущих инструментов, смазывания и смывания частиц металла.
Подобно токарным центрам, распространены фрезерные станки, которые могут выполнять ряд операций с деталями без вмешательства оператора, часто называемые вертикальными или горизонтальными обрабатывающими центрами. Они всегда основаны на ЧПУ. Фрезерование и токарная обработка совместно отвечают за большинство операций на станках с ЧПУ.
Шлифование поверхности
Во многих областях применения требуются очень плоские поверхности металлических деталей. Лучший способ получить такую точную поверхность — использовать шлифовальную машину. Плоскошлифовальная машина совершает возвратно-поступательное движение по рабочему столу при подаче заготовки на шлифовальный круг. Глубина пропила колеса обычно составляет от 0,00025 до 0,001 дюйма. Цилиндрическая шлифовальная машина фиксирует заготовку в центре и вращает, одновременно прикладывая к ней внешнюю периферию вращающегося шлифовального круга.
Бесцентровое шлифование используется для массового производства мелких деталей, шлифовка которых не связана ни с какой другой поверхностью, кроме цельной.
Шлифование используется для удаления небольших количеств материала из плоских и цилиндрических форм. В зависимости от шлифуемого материала используются различные типы абразивов. Тепловое и механическое воздействие в процессе шлифования может отрицательно сказаться на обрабатываемой детали, поэтому необходимо тщательно контролировать скорость и температуру инструмента.
Электроэрозионная обработка
Электроэрозионная обработка, также называемая искровой эрозией, использует электрический разряд для выполнения требуемых надрезов на заготовке. Электроэрозионную обработку можно использовать с заготовками, изготовленными из токопроводящих материалов. При этом используются искры, передаваемые от электрода к поверхности токопроводящей заготовки через диэлектрическую жидкость. С помощью этого метода можно обрабатывать очень мелкие детали, включая отверстия малого диаметра, полости формы и т.д., без необходимости термообработки для их размягчения.
Преимущества механической обработки с ЧПУ
По сравнению с традиционными методами производства механическая обработка с ЧПУ имеет много преимуществ. Многие производители предпочитают технологию обработки с ЧПУ. Преимущества механической обработки с ЧПУ заключаются в следующем:
Большая точность и аккуратность
Станок с ЧПУ может воспроизводить одни и те же детали тысячи раз, и каждая деталь имеет тот же размер, что и предыдущая. Кроме того, при обработке с ЧПУ используются очень детализированные операции программирования по сравнению с ручными методами обработки. Машина следует этим инструкциям и не допускает никаких ненужных изменений или человеческих ошибок. Детали будут высококачественными, точными и идентичными. Обработка с ЧПУ также позволяет изготавливать детали со сложным дизайном.
Повышенная производительность
Процесс обработки с ЧПУ также экономит много времени и повышает эффективность производства. При использовании традиционного обрабатывающего оборудования оператор должен вручную настраивать станок для каждой операции. Напротив, обрабатывающее оборудование с ЧПУ может вносить необходимые изменения, просто корректируя компьютерный код. Оборудование с механической обработкой с ЧПУ позволяет изготавливать детали в режиме 24/7. Машина может работать непрерывно при незначительном ручном вмешательстве.
Более широкая универсальность
Операции механической обработки с ЧПУ подходят для различных конструкций из металлов, полимеров и других материалов. Наличие вертикальных и горизонтальных фрезерных станков с ЧПУ и многоосевых фрезерных центров с ЧПУ обеспечивает превосходную универсальность. Они могут точно выполнять проекты различной сложности и параметров. Эта универсальность делает его пригодным для изготовления множества различных деталей и изделий
Высокая консистенция
Как только мастер-файл дизайна будет создан, вы можете использовать его для создания неограниченного количества копий, все копии будут одинакового качества, без каких-либо отклонений, и каждая часть будет идеально соответствовать предыдущей версии.
Отрасли промышленности и применение механической обработки с ЧПУ
Механическая обработка с ЧПУ применяется во многих отраслях промышленности. Это идеальный выбор, особенно для отраслей промышленности, где требуются высокоточные детали.
В медицинской промышленности:
Производим большое количество стандартных прецизионных деталей и специализированного оборудования для лечения пациентов. Медицинская промышленность полагается на индивидуальные продукты для удовлетворения многочисленных потребностей своих пациентов. Детали в этой отрасли требуют высокой точности, чтобы гарантировать, что каждый компонент имеет точные требуемые размеры. Детали, которые могут быть собраны вместе, должны иметь наименьшую погрешность, чтобы избежать ошибочного медицинского диагноза и выхода детали из строя.
В аэрокосмической промышленности:
Производим точные и с жесткими допусками компоненты со сложными конструкциями для самолетов. Обработка с ЧПУ в аэрокосмической промышленности должна соответствовать этим высокоточным требованиям. Используя механическую обработку с ЧПУ для создания деталей, аэрокосмическая промышленность получила необходимые индивидуальные детали с чрезвычайно высокими требованиями к допускам.
В транспортной отрасли:
Поскольку станки с ЧПУ могут использовать различные материалы для изготовления деталей, эти станки могут производить все — от тормозов до деталей двигателя и даже инструментов. Транспортной отрасли могут потребоваться детали, изготовленные на станках с ЧПУ, включая детали, используемые в различных транспортных средствах, детали для тестирования и прототипирования более совершенного оборудования и систем.
В электронной промышленности:
Хотя механическая обработка позволяет изготавливать крупные детали, она также отлично подходит для проектирования мелких деталей (например, тех, которые используются в электронной промышленности). Чем меньше деталь, тем жестче допуск. Когда дело доходит до электронных и электрических компонентов, в процессе микрообработки практически нет места ошибкам. Передача задач по резке и управлению инструментами компьютеру может повысить возможную точность до уровня, недоступного людям. Электронная промышленность в значительной степени выиграла от превосходной точности деталей, обработанных на станках с ЧПУ.
В нефтяной и газовой промышленности:
Для производства крупногабаритных машин для нефтеперерабатывающих заводов и буровых установок нефтехимической промышленности необходимы прецизионные детали, которые хорошо собираются вместе. Операции с ЧПУ позволяют изготавливать крупные или мелкие детали для промышленности, а также компоненты, необходимые для электронных устройств, которые все чаще используются в промышленности.
Свяжитесь с экспертом по механической обработке SANS
Механическая обработка с ЧПУ идеально подходит для производства деталей и изделий практически для любой отрасли промышленности. Это обеспечивает большую точность, безошибочность и скорость обработки.
В SANS Machiningмы понимаем необходимость обеспечения качества, последовательности и отзывчивого обслуживания клиентов.
Как фабрика по производству механической обработки, мы имеем более чем 10-летний опыт работы и специализируемся на производстве деталей, обработанных на заказ с ЧПУ, без минимального количества заказов, быстрой доставкой и качественной продукцией.
Для получения дополнительной информации о наших возможностях обработки с ЧПУ или других продуктах и услугах по изготовлению крепежных, изделий запросите ценовое предложение сегодня.