ЧПУ обработка: типы, материалы и ключевые преимущества — полное руководство

Численное программное управление (ЧПУ) обработка — это высокоточный метод производства кастомных деталей, полученных из различных материалов и в очень жестких допусках. Существует много преимуществ, исходящих от внедрения производственного решения ЧПУ обработки.

Понимание ЧПУ обработки

ЧПУ обработка считается вычитающей производственной технологией, что означает, что конечный продукт формируется путем селективного удаления лишнего материала из заготовки. Каждая end-to-end операция ЧПУ обработки следует похожему четырехэтапному производственному процессу.

Эти четыре производственных этапа:

• Проектирование детали

Детали, производимые через ЧПУ обработку, обычно начинаются как исходные дизайны из Computer Aided Design (CAD) софтвер. В фазе дизайна инженеры дают тщательное внимание всем аспектам желаемого конечного продукта, таким как параметры для оптимальной производительности, операционные условия для конечной детали и допустимые уровни вариации допусков.

• Конвертация дизайна

По завершении исходной фазы дизайна, CAD-модель должна быть конвертирована в функциональную ЧПУ программу с использованием Computer Aided Manufacturing (CAM) софтвер. CAM софтвер способен извлечь геометрические требования из файла происхождения CAD-модели и перевести их в ЧПУ-совместимый язык программирования — такой как G-код или M-код — который будет диктовать механические операции станка.

• Подготовка ЧПУ станка

Далее, оператор ЧПУ станка должен настроить как станок, так и целевой материал согласно спецификациям, требуемым ЧПУ программой. Оператор обеспечит, что правильные режущие или сверлящие инструменты правильно установлены и соответствуют соответствующим битам или концевым фрезам. Оператор также должен настроить заготовку, обычно либо в неподвижном зажиме, либо присоединенной непосредственно к ЧПУ станку.

• Выполнение запрограммированных операций

Наконец, оператор ЧПУ станка выполняет желаемые механические процессы. Во время операции ЧПУ программа точно контролирует движения станочного оснащения.

Типы ЧПУ станков

Самые распространенные типы ЧПУ станков — это те, которые используют режущие инструменты для удаления лишнего материала из заготовки. Хотя есть ЧПУ станки, использующие водорезку и электроэрозионную обработку (ЭЭО), это руководство сфокусируется на пяти самых распространенных категориях в следующем списке, разделенных на две базовые классификации: 3-осевые и многоосевые станки.

3-осевые ЧПУ станки

3-осевые станки позволяют режущим инструментам двигаться вдоль прямых трехмерных векторов (вверх и вниз, влево и вправо, вперед и назад). Существует два типа 3-осевых ЧПУ станков:

• ЧПУ фрезерные станки

В операциях ЧПУ фрезеровки заготовка остается неподвижной, и высокоскоростной вращающийся режущий инструмент опускается на заготовку для удаления лишнего материала. Этот тип станка очень полезен для формирования базовых геометрических форм.

• ЧПУ токарные станки (токарные)

В операциях ЧПУ точения режущий инструмент остается неподвижным, в то время как заготовка вращается на высокой скорости на шпинделе. ЧПУ точение предлагает способность производить цилиндрические детали быстро и с жесткими допусками. Например, Technox Machine and Manufacturing имеет ЧПУ токарные станки, которые могут производить детали с размерами до 3860 мм в диаметре и 6096 мм в длине, удерживая жесткие допуски ± 0,0254 мм. Большим недостатком 3-осевых операций точения является то, что только цилиндрические детали могут быть произведены эффективно.

Многоосевые ЧПУ станки

Многоосевые ЧПУ станки похожи на 3-осевые станки, но с более высокой степенью свободы в механических движениях. Например, многоосевые станки могут использовать вращательные и диагональные режущие операции. Существует три основных типа многоосевых ЧПУ станков:

• Индексные 5-осевые ЧПУ фрезерные станки

Хотя этот тип фрезерного станка может резать только вдоль 3 линейных осей во время операции, между операциями оператор имеет возможность вращать станину и головку инструмента для следующего среза, позволяя увеличенные возможности формования.

• Непрерывные 5-осевые ЧПУ фрезерные станки

Этот тип станка позволяет непрерывное движение вдоль трех линейных осей и двух вращательных осей во время операции. Это дает оператору способность создавать высоко сложные формы из целевой заготовки.

• Фрезерно-токарные ЧПУ центры

Фрезерно-токарные центры комбинируют функциональность ЧПУ токарных станков и ЧПУ фрезерных станков. Заготовка может вращаться на высоких скоростях на шпинделе или быть точно позиционирована для фрезерных операций.

Проектирование ЧПУ обработанных деталей — CAD модели дизайн

2D векторный или 3D твердотельный CAD дизайн — это точка зачатия для ЧПУ обработанной детали. Помимо дизайн-требований, прямо связанных с конечным применением продукта, инженеры также должны быть внимательны к возможностям и ограничениям ЧПУ станка, который будет использован для фактических режущих операций.

Инженер должен конвертировать файл происхождения CAD-модели в ЧПУ-совместимый формат, такой как открытый STEP или IGES формат, или более ограниченный формат вроде IPT или SAT. Это также считается лучшей практикой для инженера создать технический чертеж, который будет послан вместе с цифровыми CAD инструкциями. Эти чертежи используются для верификации дизайн-допусков и геометрий; помогают механику идентифицировать салиентные особенности детали; и служат как осязаемый источник верификации, если возникают вопросы.

Преимущества ЧПУ обработки

ЧПУ обработка предлагает несколько конкурентных преимуществ, включая:

• Быстрые сроки выполнения заказов
• Высокая точность
• Высокая кастомизируемость
• Создает продукты с исключительными физическими свойствами и порогами производительности

Используемые материалы

Подходящий выбор материала критичен для операций ЧПУ обработки. Этот выбор во многом зависит от ожидаемого использования для конечного продукта. Вам нужно будет изучить ряд материальных свойств для определения, какой лучше для вашего дизайна, таких как:

• Предел прочности на разрыв
• Твердость
• Легкость операции
• Химическая стойкость
• Коррозионная стойкость
• Термические свойства

В Technox мы используем широкий спектр материалов для наших операций обработки, включая:

• Сталь
• Нержавеющая сталь
• Алюминий
• Латунь
• Медь
• Бронза
• Никель
• Чугун
• Inconel®
• Hastelloy®
• Пластики

Приложения ЧПУ обработки

ЧПУ обработанные детали применяются в огромном массиве приложений по отраслям. В Technox мы обслуживаем широкий спектр секторов, включая:

• Сталь
• Пища и напитки
• Пластики
• Бумага
• Текстиль
• Переработка
• Нефть и газ
• Гидросила
• Строительство

ЧПУ обработанные детали в Technox

В Technox Machine and Manufacturing мы предлагаем универсальные, кастомизированные решения нашим клиентам и доставляем только высшее качество работы. Наши возможности обработки включают:

• Растачивание
• Фрезеровка
• Сверление
• Резьбование
• Нарезание резьбы
• Развертывание
• Закругляние
• Кнурлинг

Если вы хотите больше информации о преимуществах партнерства с Technox, пожалуйста, свяжитесь с нами или запросите котировку.