Токарная vs фрезерная обработка на ЧПУ: как выбрать правильный процесс

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) обработка — это традиционный производственный метод, создающий детали путем удаления материала из твердого блока, известного как заготовка или бланк.

Однако термин «обработка на ЧПУ» может на самом деле относиться к ряду процессов, каждый из которых использует разные инструменты и машины для формовки желаемой детали. Фрезерная обработка на ЧПУ, например, использует вращающиеся резаки и перпендикулярное движение для удаления материала с лица заготовки, в то время как сверление на ЧПУ позволяет инженерам создавать отверстия и формы в бланке с точными диаметрами и длинами.

Многие ЧПУ-производственные процессы включают применение вращающихся режущих инструментов к зафиксированной заготовке, но токарная обработка на ЧПУ — это метод обработки, который работает наоборот. Вращая бланк вместо инструмента, этот процесс позволяет эффективное производство широкого спектра цилиндрических или продолговатых деталей. Вот что инженеры и команды продуктов должны держать в уме.

Как работает токарная обработка на ЧПУ

Обычно токарная обработка на ЧПУ производит детали путем движения режущего инструмента вдоль внешней поверхности быстро вращающейся заготовки. Этот процесс создает спиралевидный траекторию инструмента и результаты в высоко осесимметричных деталях. Когда применяется к внутренним поверхностям бланка, это же режущее действие известно как «растачивание» — вместе, токарная и растачивающая обработка составляют более крупное подмножество ЧПУ-процессов, известных как ЧПУ-точение.

Хотя некоторые мелкие детали варьируются по модели и производителю, большинство токарных станков с ЧПУ содержат похожий набор деталей. Те, наиболее релевантные для производства, включают:

• Зажим или коллет: Зажим хватает заготовку и держит её прочно на месте. Зажимы могут иметь жесткую или мягкую щеку. Коллеты обычно используются для меньших бланков.
• Шпиндель: Шпиндель — это вращающаяся ось токарного станка с ЧПУ, который получает инструкции от CAM-файла относительно соответствующих RPM.
• Режущие инструменты: Оповоротная головка инструментов несет различные режущие инструменты, требуемые для производства, и позволяет машине менять инструменты по мере необходимости.

Во время производства заготовка вставляется в зажим, шпиндель начинает вращаться, и режущие инструменты применяются к поверхности детали для формовки геометрии детали.

Заготовки, используемые в токарной обработке на ЧПУ, обычно длинные и цилиндрические, но могут быть квадратными или шестигранными в зависимости от дизайна детали. Шестигранные латунные шаровые клапаны, например, начинаются как шестигранные бары и точатся с обеих сторон гайки для создания резьбы.

Ключевые соображения для производства деталей на ЧПУ-токарных станках

В то время как обычные токарные станки обычно позволяют только оснащение вдоль двух осей (токарные центры, однако, вероятно, будут иметь некоторые возможности по оси Y), токарные станки с ЧПУ позволяют режущие операции происходить вдоль трех, четырех или пяти осей. Некоторые из этих дополнительных операций включают:

• Прямая или цилиндрическая токарная: Этот процесс может использоваться для создания однородных резов в диаметре заготовки и удаления больших количеств материала.
• Конусная токарная: Конусная токарная производит цилиндрическую форму с плавными уменьшениями диаметра (похоже на форму песочных часов).
• Нарезание пазов: Этот процесс использует формовочный инструмент для производства узких полостей в заготовке.
• Резьбление (Knurling): Эта техника включает нарезку зазубренного узора прямых, угловых или перекрещенных линий в заготовку, давая детали дополнительное сцепление.
• Нанесение резьбы: Это производит резьбы, видимые на гайках и винтах, позволяющие объектам крепиться вместе, и может применяться к относительно большим или малым геометриям.
• Отрезание: Отрезание используется для отрезания готовой детали от исходной заготовки.

Токарная обработка на ЧПУ обычно хорошо подходит для прототипирования и малогосерийного производства. Однако при определении того, является ли токарная обработка на ЧПУ наиболее рентабельным методом производства детали, один фактор, который нужно принять во внимание — внешний диаметр (OD) детали. Это потому что токарные станки с ЧПУ имеют максимальный OD для производства деталей с подачей бруска, и любая деталь с OD выше установленного лимита должна будет зажиматься индивидуально, что может увеличить как производственное время, так и затраты.

Другой элемент для учета — сами ЧПУ-инструменты. Многие из них цилиндрической формы с ограниченным режущим краем, что изначально определяет, как резы могут быть сделаны к заготовке. Это также означает, что дизайнерские элементы, как внутренние углы, будут иметь радиус, независимо от того, насколько тонким или малым размером режущий инструмент. Токарная обработка на ЧПУ хорошо подходит для создания выемок (также известных как шейные или рельефные пазы). Они обычны на цилиндрических точеных деталях и были бы очень громоздкими для производства на фрезерном станке с ЧПУ. Если требуются специализированные режущие инструменты, важно помнить, что они представляют свой собственный набор вызовов. Например, инструменты с более длинными штангами — полезные для достижения более глубоких частей полостей заготовки — увеличивают риск вибрации, менее точных резов и плохой шероховатости поверхности.

Когда рассмотреть фрезерную обработку на ЧПУ вместо токарной на ЧПУ

В то время как токарная обработка на ЧПУ предлагает беспрецедентную эффективность для производства деталей с вращательными профилями — таких как болты, шаровые подшипники и шайбы — она не оптимальна для создания не осесимметричных деталей.

Фрезерная обработка на ЧПУ — обычно используемая для автомобильных, аэрокосмических и мебельных производственных применений, а также в производстве роботов и промышленного оборудования — может также использоваться в тандеме с токарной обработкой на ЧПУ для добавления дизайнерских особенностей, таких как плоские грани, которые невозможно достичь иначе.

Fast Radius может начать вас с токарной обработкой на ЧПУ

Для того чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами токарной обработки на ЧПУ, команды продуктов и инженеры должны ознакомиться с рядом критических дизайнерских и производственных соображений, включая OD детали и объем производственного запуска.

Партнерство с по запросу цифровым производителем вроде Fast Radius может быть билетом к более быстрому, более эффективному дизайну и производству. Наша команда экспертов не только помогает оптимизировать дизайн детали для токарной обработки на ЧПУ, фрезерной обработки на ЧПУ или любого сочетания производственных процессов, наиболее эффективного и рентабельного для конкретного проекта — мы также помогаем упростить цепочки поставок и снизить операционные риски для наших клиентов. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы открыть для себя, как мы переопределяем возможное с современным производством.

Чтобы узнать больше о передовых ЧПУ-обработках — включая пять распространенных мифов о ЧПУ, о которых нужно знать, и как снизить расходы на обработку — а также наших других производственных возможностях, посетите учебный центр Fast Radius.

Готовы сделать свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости