Как повысить точность станков с ЧПУ

Одна из наиболее важных задач при обработке - обеспечение точности и точности вашего нового станка с ЧПУ. Но как выбрать подходящий инструмент для своей фабрики, учитывая ошеломляющее количество доступных опций, конфигураций и цен?

В этой статье мы проведем вас через пошаговый процесс, необходимый для оптимизации точности, повторяемости и допусков вашего станка с ЧПУ при покупке нового станка.

Время инвестировать в новый станок с ЧПУ

Представьте, что вам доступны новые производственные возможности или задачи. Вы проверяете чертеж инженера, чтобы понять, что нужно сделать, и начинаете планировать последовательность и процесс обработки конкретной детали.

Вы просматриваете существующие станки и проверяете уровень квалификации операторов станков, чтобы узнать, смогут ли они изготовить эту деталь.

К сожалению, ваши современные станки с ЧПУ не имеют требуемых допусков для изготовления детали. Они могут иметь более низкие характеристики или слишком старые, чтобы удовлетворить эту новую потребность.

Когда это произойдет, вы можете начать инвестировать в более новые и современные технологии.

Сказка о поставщиках станков с ЧПУ

На этом этапе вам необходимо сопоставить стоимость производства каждой детали со стоимостью приобретения новых станков с ЧПУ.

Вы помните, что раньше тратили на свои текущие машины, и устанавливаете максимально низкий бюджет, чтобы получить максимальную прибыль.

10 лет назад вы бы потратили 80 000–100 000 долларов США на свой вертикальный обрабатывающий центр. Хорошо, вы решили установить свой бюджет на новый станок с ЧПУ в размере 75 000 долларов США. Посмотрим, что есть на рынке.

Проходят недели, и вы связываетесь с разными продавцами станков. Они с нетерпением ждут вас, предлагая множество станков с ЧПУ в соответствии с вашим установленным бюджетом.

Некоторые дешевле. Остальные чуть выше. А другие могут быть дороже.

Все обещания этих продавцов зависят от того факта, что их машины новее и лучше, чем ваши нынешние. Однако ни один из этих поставщиков не учитывает подробности и жесткие допуски обработанной детали.

Однако однажды к вам приходит конкретный продавец. После того, как вы проинформируете его о ваших конкретных требованиях, показав ему рисунок вашей новой работы, он внимательно изучит его и некоторое время изучает.

Комментируя, что такую ​​обработанную деталь «трудно удерживать», он затем предположил, что вам понадобятся станки с хорошими держателями инструмента и режущими инструментами . .

Он также подчеркнул, что контроль температуры Ключевым моментом является, в частности, температура вашего цеха и всего оборудования. Он также добавляет, что вашему новому станку с ЧПУ потребуются линейные стеклянные весы, лазерные измерительные инструменты . и щуп для измерения обработанной детали и выполнения автоматической коррекции .

Продавец объясняет, что его станок с ЧПУ лучше, чем ваши нынешние подразделения и его конкуренты. После того, как вы спросите у него ориентировочную цену, он назовет вам 150 000–200 000 долларов США с учетом ваших окончательных спецификаций.

Это шокирующе превышает установленный вами бюджет! Вы даже можете представить, что продавец пытался обокрасть вас.

Однако вы также начинаете думать о том, что он объяснил, и понимаете, что это имеет смысл. В конце концов, другие поставщики никогда не говорили об этих факторах. Их интересовали только ваша ось XYZ, цена и доступные запасы их станков, при необходимости предлагая дополнительные скидки.

Вы обращаетесь к другому поставщику уважаемой марки, хорошо известной на рынке.

Во время своего визита он упомянул и повторил большинство пунктов 2-го торгового представителя. Далее он объяснил, что в его станке используется система линейного привода, которая считается лучшей на рынке.
Цена его станка с ЧПУ? Шокирующие 280 000–310 000 долларов США - это даже больше, чем у второго поставщика, даже несмотря на то, что размер станка, скорость шпинделя и элементы управления ЧПУ схожи.

Кому вы должны верить?

Понимание стандартов обработки и точности ЧПУ

То, что мы только что описали, происходит каждый день по всему миру. Есть много разных категорий, стандартов качества и уровней станков с ЧПУ - вам нужно знать различия, чтобы сделать правильный выбор.

Хотя поставщики станков могут обещать допуски +/- 1,5 микрон или меньше, имейте в виду, что поставщики из разных мест или стран могут применять разные стандарты.

Например, существует большая разница между стандартом JIS (используемым в основном станками с ЧПУ японского производства) и стандартом VDI (используемым авторитетными европейскими производителями, а также используемым Hwacheon Machine Tool в Южной Корее).

Эти стандарты уже используются более 30 лет для измерения и сравнения уровней точности станков, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

Чтобы понять различия - и важность этих различий - необходимо изучить и понять процесс, который производитель станков с ЧПУ использует при измерении своих станков с ЧПУ после окончательной сборки.

Роль «материнских машин» в станках с ЧПУ

Все уважаемые производители станков, которые предлагают высококачественные станки с ЧПУ, используют «материнскую машину» для изготовления своих собственных критически важных деталей. Это машины, которые могут достигать самых высоких допусков - часто в пределах нескольких микрон. Стоимость таких машин часто очень высока и может исчисляться миллионами долларов.

Если конечный пользователь получает коммерческое предложение / предложение на базовый стандартный вертикальный обрабатывающий центр стоимостью 70 000–100 000 долларов США (X =1000 со шпинделем 10–12 000 об / мин) и обещание от поставщика, что этот станок может достичь того же уровня или даже «на бумага »лучшая точность, чем дорогая« Мать-машина », ему нужно быть крайне скептичным!

Такие утверждения слишком хороши, чтобы быть правдой.

Как приводные системы, направляющие и шарико-винтовые передачи влияют на точность

А как насчет систем линейного привода? Они действительно необходимы?

Такие системы были разработаны очень давно, чтобы помочь станкам достичь более высоких скоростей. У Hwacheon Machine Tools был собственный опыт, когда мы спроектировали и построили горизонтальный обрабатывающий центр более 18 лет назад.

Сегодня спрос на системы линейных приводов все еще существует. Однако стандартные станки с ЧПУ часто не используют такие системы из-за их более высокой стоимости и большей сложности.

Система линейного привода может помочь вам добиться хороших допусков и точности. Однако современные станки с шарико-винтовой передачей и линейными роликовыми направляющими хорошего качества или направляющие со сплошной коробкой (закаленные, отшлифованные и очищенные вручную до совершенства) могут обеспечить лучшие результаты с точки зрения долговременной точности и стабильности.

Таким образом, обрабатывающий центр с ЧПУ с высококачественной шарико-винтовой парой по всем осям, а также цельнолитые направляющие с ручным скребком может обеспечить такую ​​же или аналогичную точность, что и версия с линейным приводом.

Факторы, влияющие на допуски вашего станка с ЧПУ

Достичь допусков на детали в диапазоне менее десяти (10) микрон действительно сложно. Для этого примите во внимание следующие факторы, влияющие на допуски вашего станка:

• Температура помещения / рабочего цеха.
• В помещении / цеху колебания и изменения температуры.
• Сквозняк, создаваемый дверями, воротами и системами кондиционирования воздуха, может нарушить стабильную температуру в вашей мастерской.
• Обратите внимание, что температура вашей машины будет меняться с раннего утра (когда ваш оператор только начинает работу) до обеда и перерыва до вечера.
• Шпиндель работает на более высокой скорости в течение длительного времени (обратите внимание на систему охлаждения корпуса шпинделя, носка и подшипников).
• Материал, из которого изготовлена ​​машина (качество литейного материала).
• Дизайн вашей машины (равномерно ли тепло распределяется по корпусу и деталям вашей машины?)
• Калибровка машины перед началом работы.
• Регулярное обслуживание
• И многое другое.

Чтобы гарантировать, что производительность вашего станка не будет снижена, Hwacheon использует линейные роликовые направляющие, произведенные известной компанией в Германии, на всех наших станках с ЧПУ. К ним относится линия обрабатывающих центров Hwacheon VESTA. Размер и количество колодок / башмаков, используемых на каждой направляющей, варьируется в зависимости от размера и назначения конкретной машины.

Цены на линейные роликовые направляющие могут сильно различаться в зависимости от марки, типа, размера, класса качества и страны происхождения.

Примечание. Эти факторы часто могут напрямую обрабатываться или управляться пользователями компьютеров

Факторы, влияющие на допуск деталей вашего станка с ЧПУ

Помимо вашего станка, также учитывайте следующие факторы, которые влияют на допуски обрабатываемой детали:

• Материал вашей части
• Зажим детали (для работы с микронным допуском требуется микронный зажим).
• Обработка по 2–3 осям или даже до 5 осей (при использовании большего количества осей ваш станок может обеспечить большее количество допусков).
• Форма детали - круглая, квадратная, прямоугольная или другой формы.
• Нагрев во время обработки - убедитесь, что вы используете достаточное количество охлаждающей жидкости во время резки.
• Чрезмерное удаление материала за один раз вызовет стресс с вашей стороны. Следовательно, вам следует снять этот стресс, прежде чем продолжить чистую отделку.
• Разрешение измерительной системы вашего станка с ЧПУ)
  • а) Кодировщик
  • б) Система прямого измерения (чем мельче - тем выше точность).
• Ваши инструменты (качественные инструменты обеспечивают качественную работу)
• Стандартные и качественные державки.
• Подход и метод резки, а также программа ЧПУ
• И многое другое.

Примечание. Эти факторы часто могут напрямую обрабатываться или управляться пользователями компьютеров

Конструкция станка, литье и другие факторы, влияющие на точность станка с ЧПУ

Помимо вышеперечисленного, вам также необходимо учитывать другие факторы, относящиеся к самому вашему станку с ЧПУ. Для такой компании, как Hwacheon Machine Tools, мы позаботимся о следующих факторах:

• Изготовлен из литья лучшего качества (отлит в собственном литейном цехе).
• Разработан в виде структуры типа «мост» для достижения высочайшей точности с самого начала.
• Роликовые направляющие немецкого качества - лучшие шарико-винтовые передачи по качеству, стандарту и градуировке, с меньшим шагом и диаметром больше обычного (опционально также с жидкостным охлаждением).
• Линейные стеклянные весы с максимальным разрешением по всем осям.
• Весь корпус машины обернут специальной температурной пеной для равномерного распределения температурных колебаний.
• Датчики температуры на станине, раме и корпусе шпинделя станка для быстрой и точной реакции и компенсации любых температурных изменений.
• Конвейер с двумя стружками, работающий в отдельных изолированных съемных крышках - они установлены на вибропоглощающих подушках, чтобы избежать передачи тепла и вибрации на корпус машины.
• Кабели и трубы смонтированы и тщательно подогнаны к механической конструкции машины, чтобы избежать вибраций.
• Бак с охлаждающей жидкостью расположен в задней части машины, чтобы избежать воздействия тепла от охлаждающей жидкости на станину машины (а также простота очистки и обслуживания).
• Прямой встроенный мотор-шпиндель доступен со скоростью 20-32-45 000 об / мин, с BBT 40 / HSK-A63 до HSK-E40 и HSK-E32.
• Система охлаждения шпинделя с высококачественной системой охлаждения и фильтрации.
• Корпус и носовая часть шпинделя имеют небольшие сечения для эффективного и равномерного охлаждения. Это предотвращает движение масла сверху вниз, как в большинстве других машин.
• В подшипники напрямую заливается свежее масло с регулируемой температурой - это гарантирует, что подшипники не будут постоянно работать в горячем масле.
• В машину загружено стандартное программное обеспечение для автоматизации. Для Хвачхона он включает следующее:
  • а) HSDC - Система управления перемещением шпинделя Hwacheon
  • б) HTDC - Система контроля теплового вытеснения Хвачхон
  • c) HFDC - Система управления смещением рамы Hwacheon
• Система управления с ЧПУ и двигатель / усилитель проверены на всех рынках и во всех отраслях по всему миру.

Примечание. Эти факторы должны учитываться производителями станков.

Вернуться к нашему заказчику станков…

Вернемся к нашему клиенту. У него есть новый заказ на обработку, но он понимает, что на имеющихся станках он не может выполнить требования.

Должен ли он потратить как можно меньше или инвестировать в лучшие станки с ЧПУ, доступные на рынке?

Ответ наверняка находится где-то посередине.

Дело в том, что достижение большей точности обработки и стандартов требует больших инвестиций в ваш станок с ЧПУ.

Однако даже самый лучший и сложный станок с ЧПУ не может обеспечить желаемых результатов, если окружающие обстоятельства не соответствуют его развертыванию - или если такой высокопроизводительный станок работает как базовый стандартный станок!

Окрестности и рабочая среда

Окружение и среда вашей мастерской должны подходить для рассматриваемой машины.

Убедитесь, что он чистый, без вибрации на полу и с регулируемой температурой.

Оператор вашего станка с ЧПУ должен будет понимать самые основные требования и проявлять осторожность, необходимую для достижения жестких допусков при изготовлении вашей детали. В противном случае ваши новые инвестиции не принесут того, что требуется. Вы можете использовать контрольный список, который мы предоставили в качестве руководства.

Качественные держатели для инструментов

Вы также должны понимать, что повторное использование старых державок на других машинах может быть копейкой, но глупо. Это может привести к выходу из строя вашей новой машины и сокращению ее срока службы - точно так же, как вы не купите новую машину и не будете использовать шины от старой машины!

Таким образом, ваше зажимное оборудование должно быть выбрано соответствующим образом, чтобы обеспечить наилучший и наиболее точный зажим и воспроизводимость.

Заключение

Серийный станок с ЧПУ всегда дает средние результаты. Вот для чего они созданы.

Станок, спроектированный и тщательно изготовленный собственными силами, удовлетворит даже самые высокие требования - естественно, за определенную цену.

В инженерном деле нет коротких путей. Хотя каждый хотел бы дешево инвестировать для достижения максимальной прибыли, сделать это без правильных инструментов и оборудования не просто сложно, но часто невозможно.

Если все моменты учтены и учтены, 3-осевой вертикальный обрабатывающий центр с ЧПУ с X-ходом 1 м и Y-ходом 600 мм, который хорошо оборудован и предназначен для достижения таких жестких допусков, а также хорошей производительности (и вашей потребности) может быть в диапазоне от 180 000 до 200 000 долларов США.

Такой инструмент, безусловно, обеспечивает необходимое качество и допуски в пределах 10 (десяти) микрон и ниже.

Станки Hwacheon - ваш выбор для высокой точности станков с ЧПУ

Компания Hwacheon в Южной Корее известна более 74 лет как ведущий производитель станков. Наша компания особенно сильна в производстве качественных пресс-форм и штампов, а также в производстве прецизионных деталей.

Чтобы удовлетворить ваши потребности в производстве новой детали - например, ситуацию, которую мы описали выше - вам следует рассмотреть SIRIUS UM + или SIRIUS UL + от Hwacheon. Эти новые и улучшенные станки с ЧПУ созданы на основе высококачественной линии SIRIUS и считаются лучшими на рынке по очень конкурентоспособным ценам.