Понимание типов ЧПУ-станков: исчерпывающее руководство

ЧПУ-обработка стала одним из самых популярных методов резки и производства деталей и компонентов в производстве, так как компьютерно-контролируемые процессы выполняются быстро и точно, предлагая значительную экономию по сравнению с традиционными методами. Однако существует много типов ЧПУ-станков: фрезерные, сверлильные, токарные. Некоторые классифицируются по методам резки: инструменты, лазер, плазма, электроэрозия. Владельцам цехов и изготовителям может быть сложно определить, какой ЧПУ-станок лучше для их отрасли.

В этой статье мы объясним применения и ограничения каждого типа ЧПУ-станка, чтобы помочь вам решить, какой станок лучше подойдет для ваших требований к обработке.

Типы ЧПУ-станков

ЧПУ-станки делятся на две основные категории: 3-осевые и многоосевые ЧПУ-станки.

3-осевой ЧПУ-станок можно использовать для фрезерования или точения, а многоосевой ЧПУ-станок имеет три классификации:

• Индексная ЧПУ-обработка 3+2 оси
• Непрерывный 5-осевой ЧПУ-станок
• Фрезерно-токарные (Mill-turning)

3-осевые ЧПУ-станки

Это самые распространенные типы ЧПУ-станков в мастерских. Они позволяют инструменту двигаться относительно заготовки в трех направлениях: оси X, Y и Z. Базовая номенклатура осей:

• Ось X: влево-вправо
• Ось Y: назад-вперед
• Ось Z: вверх-вниз

Существует два типа 3-осевых ЧПУ-станков: фрезерные и токарные.

ЧПУ-фрезерные станки

Здесь заготовка закреплена неподвижно в тисках, материал удаляется специальными режущими инструментами. Инструменты закреплены на шпинделе, вращающемся на очень высокой скорости по трем линейным осям: X, Y, Z.

Преимущества:

• Относительно легко программировать
• Работает лучше других конфигураций
• Низкая стоимость

Применения:

• Хорошо для производства стандартных геометрий

Ограничения:

• Не подходит для применений, где требуются комбинации двух и более осей для создания нужной формы

ЧПУ-токарные станки (Станки с ЧПУ)

ЧПУ-токарные станки производят большие объемы работы при меньшей стоимости на деталь, чем фрезерные. Здесь заготовка закреплена на шпинделе, а режущий инструмент обрабатывает ее внешнюю и внутреннюю периферию для получения нужной формы. Токарный станок также может сверлить отверстия в центре заготовки центральными сверлами и внутренними режущими инструментами.

Преимущества:

• Низкая стоимость на единицу
• Отличная точность

Применения:

• Полезны для производства резьб, плоских поверхностей или трехмерных сложных изделий

Ограничение:

• Могут производить детали только в цилиндрической форме

5-осевой ЧПУ-станок

5-осевой ЧПУ-станок легко преодолевает ограничения токарного станка. Как следует из названия, этот тип вращается в пяти направлениях: X, Y, Z, A и B. Ось A — четвертая ось, обозначает вращение вокруг стола (или оси X). Аналогично, ось B — пятая ось, вращение вокруг головки инструмента (или оси Y).

Преимущества:

• Легко проектировать сложные геометрии быстрее за счет позиционирования составных углов
• Меньшее циклическое время для оптимизации затрат на обработку
• Повышенная размерная стабильность

Применения:

• Детали со сложными формами и минимальными зазорами: рабочие колеса, турбины, впускные порты и др.

Ограничения:

• Требует дорогую установку и экспертных операторов

Стоит знать, что существует два типа 5-осевых ЧПУ-станков: индексный и непрерывный. Непрерывный позволяет одновременное движение всех пяти осей, тогда как индексный не обеспечивает непрерывный контакт вокруг осей A и B — он вращается вокруг них, остается неподвижным во время операции и реориентируется для новой зоны резки.

Фрезерно-токарные ЧПУ-центры (Mill Turning CNC Center)

Фрезерно-токарные ЧПУ-центры эквивалентны токарным станкам, но имеют фрезерные возможности. Таким образом, удаление материала из заготовки становится относительно легче. Шпиндель держит заготовку и может вращаться как токарный станок для достижения более высокой продуктивности. Фрезерно-токарные центры нацелены на сложную геометрическую гибкость как 5-осевые фрезерные станки.

Преимущества:

• Сокращает время закрепления
• Снижает затраты на закупку
• Экономит время на смену инструмента
• Повышает эффективность процесса

Применения:

• Полезны для создания круглых деталей, требующих фрезерования или сверления

Ограничения:

• Вращение вокруг оси Z невозможно

7-осевой ЧПУ-станок

Иногда проектирование сложных топографий для авиации и военных деталей требует вращения вокруг заготовки или головки инструмента. Эти функции недоступны в 5-осевых станках. Вот где 7-осевые ЧПУ-станки становятся необходимыми. Помимо всех осей 5-осевого, они предлагают движение вдоль оси Z и вращение рычага для экономии времени на передаче заготовки на другой станок.

Преимущества:

• Вращение вокруг заготовки
• Экономит время на смену станков
• Повышает скорость обработки

Применения:

• Используются для проектирования сложных авиационных и военных компонентов

Ограничения:

• Дороже 5-осевых станков

12-осевые ЧПУ-станки

Среди всех типов ЧПУ-станков 12-осевые — самые передовые. Они предлагают великолепную автономию обработки без человеческого вмешательства. Могут выполнять фрезерование, сверление и резку на легких сплавах вроде алюминия. Лучшая часть — эти станки идут с двумя головками: вертикальным (VMC) и горизонтальным (HMC) центрами обработки. Таким образом, они достигают прецизии в 12 разных углах, как показано на рисунке ниже.

Преимущества:

• Беспрецедентная гибкость дизайна
• Быстрая смена установки

Применения:

• Идеальны для самых сложных процессов обработки

Ограничения:

• Требуют высоко сложную установку и экспертных операторов

Закупите ЧПУ-готовые материалы у надежного поставщика

Industrial Metal Service поставляет широкий спектр металлов, обычно используемых для ЧПУ-обработки: алюминий, титан, нержавейка. Наши пилочные услуги гарантируют, что материалы раскроены под размер, экономя ваше драгоценное производственное время и снижая материальные отходы. Наш MetlSaw NF12-T12 способен резать 12-дюймовые алюминиевые пластины до 12 футов длины и ширины, а наш ленточный пилочный станок Amada PCSAW 530 X с технологией импульсной резки быстро и точно режет твердые титановые сплавы.