ЧПУ фрезеровка: техники, применения и преимущества

ЧПУ фрезеровка — одна из самых впечатляющих технологий этого века. Благодаря надежности и универсальности ЧПУ фрезеровки, технология быстро расширилась в новые отрасли, такие как производство музыкальных инструментов, электроника, медицина и автомобили. Это идеальный метод для быстрого прототипирования и массового производства пластиков и металлов. Хотя большинство ЧПУ фрезеровки подходит для обработки металлов, эти инструменты крайне универсальны и могут производить индивидуальные точные детали для различных отраслей.

Хотя процесс и использование ЧПУ фрезеровки хорошо известны тем, кто в отрасли, люди снаружи могут не быть знакомы с её применением и даже тем, как она работает.

Поэтому мы изучим фрезеровку вглубь, сосредоточившись на различных аспектах самого процесса и оборудования. Это поможет вам понять, нужны ли вам услуги ЧПУ фрезеровки для производства деталей.

Что такое ЧПУ фрезеровка

Люди часто запрашивают ЧПУ обработку, когда ищут фрезеровку. Обработка делится на фрезеровку и токарную, но между ними есть четкая разница. Механическая обработка относится к технологии механического резания, которая использует различные инструменты для удаления материала через физический контакт. ЧПУ фрезеровка — один из производственных методов, использующих систему компьютерного числового управления для автоматизации процесса.

До появления вычислительной технологии фрезеровка выполнялась вручную или механически. В настоящее время она выполняется на станках с ЧПУ. ЧПУ фрезеровка (компьютерное числовое управление фрезеровки) — это технологический процесс, использующий компьютерное управление и вращающиеся режущие инструменты для постепенного удаления материала с заготовки и производства индивидуально спроектированных деталей или продуктов.

Эти станки называются machining центрами, и они горизонтальные или вертикальные в зависимости от направления шпинделя режущего инструмента. Обрабатывающий центр состоит из магазина инструментов, вращающегося стола, системы автоматической смены инструментов, компьютерного управления, оболочки и охлаждающей жидкости. Сейчас фрезеровка интегрирована с токарной обработкой и наоборот, что обеспечивает большую гибкость и повышает производительность. Процесс подходит для обработки различных материалов, таких как металл, пластик, стекло и дерево, и производства различных индивидуально спроектированных деталей и продуктов.

Компьютерно-управляемое ЧПУ может достичь беспрецедентной точности и преобразовывать конкретные цифровые коды в декартовы координаты, тем самым гарантируя, что каждая деталь производится с абсолютной точностью до мельчайших деталей, что почти невозможно выполнить вручную.

Для производства точных деталей ЧПУ фрезеровка действительно бесподобна. Гарантирует покупателям экстремально высокую точность деталей ЧПУ фрезеровки, которой не может сравниться традиционные методы фрезеровки. Производство деталей может обеспечить высокую степень повторяемости, будь то одна деталь или множество деталей, может обеспечить высокое качество, точную точность.

Процесс ЧПУ фрезеровки

Как и большинство традиционных механических процессов ЧПУ обработки, процесс ЧПУ фрезеровки использует компьютерное управление для работы и манипулирования станками, которые могут резать и формировать сырье. Кроме того, процесс следует тем же базовым производственным этапам всех процессов ЧПУ обработки, включая:

Проектирование 2D или 3D CAD моделей

Преобразование CAD модели в ЧПУ программу

Программу можно использовать для проверки и модификации (при необходимости) для соответствия функциям станка. Более того, производственные инженеры могут использовать это программное обеспечение для моделирования всего процесса резания.

Это позволяет проверить ошибки в дизайне и избежать создания моделей, которые нельзя произвести.

Программу также можно написать вручную, как в прошлом. Однако это значительно удлинило бы весь процесс. Поэтому мы рекомендуем максимально использовать возможности, предоставляемые современным инженерным программным обеспечением.

Настройка ЧПУ фрезерного станка

Хотя ЧПУ станок выполняет работу по резке автоматически, многие другие аспекты процесса все еще требуют помощи оператора станка. Закрепите заготовку на рабочей поверхности станка (т.е. столе) или приспособлении для заготовки (таком как тиски), а затем установите фрезерный инструмент на шпиндель станка.

После завершения начальной настройки оператор проверяет программу станка в последний раз, а затем дает станку зеленый свет.

Выполнение фрезерных операций

Процесс фрезеровки использует вращающийся инструмент, который соприкасается с заготовкой для образования стружки. Как только процесс ЧПУ фрезеровки запущен, станок начинает вращаться и резать со скоростью до нескольких тысяч об/мин для производства желаемой формы. Фрезеровка использует цилиндрические режущие инструменты, которые могут вращаться в разных направлениях. В отличие от традиционного сверления, фреза может двигаться по нескольким осям. У неё также есть способность создавать различные формы, пазы, отверстия и другие необходимые вдавливания. Кроме того, заготовка ЧПУ фрезерного станка может перемещаться через фрезу в определенном направлении.

Операции ЧПУ фрезеровки

ЧПУ фрезеровка подходит для многих разных функций, включая резьбу, фаски, пазы, карманы и т.д. Это позволяет производить сложные дизайны с завидной точностью на одном ЧПУ фрезерном центре. Допуск составляет около +/- 0,1 мм. SANS высокоточный допуск в пределах +/-0,003 мм. Самые распространенные операции ЧПУ фрезеровки включают:

• Фронтальная фрезеровка
• Поверхностная фрезеровка
• Угловая фрезеровка
• Формовочная фрезеровка
• Профильная фрезеровка

Фронтальная фрезеровка

Фронтальная фрезеровка относится к фрезерным операциям, в которых ось вращения режущего инструмента перпендикулярна поверхности заготовки. Этот метод использует торцевую фрезу, у которой зубья на внешней периферии и на поверхности инструмента. Зубья внешней периферии в основном используются для резки, в то время как торцевые зубья используются для финишной обработки и отвечают за качество поверхности. Обычно фронтальная фрезеровка используется для создания плоских поверхностей и контуров на готовых деталях и может производить более качественную финишную обработку, чем другие процессы фрезеровки. Типы фронтальной фрезеровки включают торцевую фрезеровку и периферийную фрезеровку, которые используют торцевые и периферийные фрезы соответственно.

Поверхностная фрезеровка

Плоская фрезеровка, также известная как поверхностная или плитная фрезеровка. Она использует горизонтальную фрезу, и ось вращения режущего инструмента параллельна поверхности заготовки. В зависимости от необходимых результатов, можно использовать широкие или узкие поверхностные инструменты для поверхностной фрезеровки.

В зависимости от спецификаций фрезерного применения, можно использовать узкие и широкие ножи. Узкие ножи могут делать более глубокие разрезы, в то время как широкие ножи могут использоваться для резки более крупных площадей поверхности. При использовании более широких ножей медленные скорости резки и быстрые скорости подачи производят приблизительную геометрию индивидуально спроектированных деталей.

Конечно, качество поверхности этого разреза может не соответствовать требованиям. Оператор затем вводит более мелко зубчатые фрезы, более быстрые скорости резки и более медленные скорости подачи для производства более точных деталей готовой детали. Поэтому с экономической точки зрения комбинация двух — хороший выбор.

Угловая фрезеровка

Угловая фрезеровка, также известная как фрезеровка под углом. С помощью этой фрезерной операции ось вращения режущего инструмента находится под определенным углом к поверхности заготовки, мы можем создавать фаски, канавки и т.д. Используется одноугловая фреза (угол определяется на основе конкретного дизайна, который обрабатывается) для производства угловых особенностей, таких как фаски, пильные зубья и канавки. Обычное применение угловой фрезеровки — производство ласточкиных хвостов, которые используют инструменты ласточкиных хвостов 45°, 50°, 55° или 60° в зависимости от дизайна ласточкиного хвоста.

Формовочная фрезеровка

Формовочная фрезеровка относится к фрезерным операциям, включающим неправильные поверхности и контуры. Специальные инструменты требуются для производства более сложных контуров поверхности. Выпуклые, вогнутые и круговые фасочные ножи — все примеры инструментов, используемых здесь. Эти инструменты могут помочь создавать круговые канавки, круговые края и т.д., такие как детали со сложными дизайнами с изогнутыми и плоскими поверхностями или полностью изогнутыми поверхностями. Эти инструменты должны иметь правильные параметры для достижения желаемых результатов.

Профильная фрезеровка

Распространенная фрезерная операция, станок создает режущий путь на вертикальной или наклонной поверхности заготовки. Этот процесс использует контурную фрезерную оснастку и режущие инструменты, которые могут быть параллельны или перпендикулярны поверхности заготовки, используемые для производства выпуклых и вогнутых деталей. Процесс включает 3 этапа — черновую, полуфинишную и финишную обработку.

Такая работа будет 크게 выигрывать от ЧПУ фрезеровки, потому что 4-осевая и 5-осевая технологии могут значительно ускорить операцию и обеспечить более высокое качество.

Другие фрезерные операции

Помимо вышеуказанных операций, фрезерный станок также может использоваться для завершения других специализированных фрезерных и обработческих операций. Примеры других типов доступных операций фрезерных станков включают:

Страддл фрезеровка: Страддл фрезеровка относится к фрезерным операциям, в которых станок обрабатывает две или более параллельные поверхности заготовки за один разрез. Этот процесс использует два инструмента на том же шпинделе станка, которые расположены так, что инструменты находятся по обе стороны заготовки, и обе стороны могут быть обработаны одновременно.

Ганг фрезеровка: Ганг фрезеровка относится к использованию двух или более инструментов (обычно инструментов разных размеров, форм или ширин) на том же шпинделе станка. Каждая фреза может выполнять одну и ту же режущую операцию или разные режущие операции одновременно, тем самым производя более сложные дизайны и сложные детали за более короткое производственное время.

Шестеренная фрезеровка

Да, фрезеровка также может использоваться для производства шестерен. Первая — шестеренная фрезеровка. Гибкость материала облегчает изготовление деталей, достигая при этом больших допусков. Затем шестерня проходит процесс термической обработки для закалки поверхности. После этого ЧПУ токарная обработка ответит за конечный результат.

Преимущества ЧПУ обработки

Как и другие типы компьютерного числового управления, используемые в обработке, ЧПУ фрезеровка имеет следующие преимущества

Высокая точность

Будь вы производите начальный прототип или готовый продукт, вы можете быть уверены, что проект будет соответствовать размерам, указанным в CAD или CAM файле. Такая высокая точность может принести вам много преимуществ, включая повышение производительности и сокращение отходов материала. Она также максимизирует стоимость обработки оборудования.

Экстремально высокая точность и точность ЧПУ фрезеровки делают её используемой в областях авиакосмической и медицины, которым нужно выполнять каждую деталь без какой-либо ошибки.

Универсальность

Наличие вертикальных и горизонтальных ЧПУ фрезерных станков и многоосевых ЧПУ фрезерных центров обеспечивает отличную универсальность. В результате они могут точно обрабатывать проекты с различной сложностью и параметрами.

Высокая воспроизводимость

Независимо от того, как вы применяете ЧПУ, будь то токарная, фрезерная или сверлильная обработка, вы можете полагаться на станок для производства продуктов на основе CAD или CAM файлов каждый раз. Это приносит преимущества, аналогичные тем, которые обеспечивает точность ЧПУ фрезерного центра, такие как сокращение отходов и повышение эффективности.

Высокая эффективность

Поскольку ЧПУ фрезерные станки могут фактически работать на автопилоте и не требуют большого человеческого вмешательства, они могут работать непрерывно несколько дней без простоя, тем самым последовательно производя детали с той же точностью. Автоматизированный процесс, на котором основана ЧПУ фрезеровка, также означает, что для мониторинга и управления ей требуется меньше людей, что не только повышает эффективность, но и снижает производственные затраты.

Требуется всего несколько квалифицированных экспертов для надзора за всем процессом, что означает более высокую стоимостную эффективность для конечного клиента.

Продвинутые возможности

Благодаря продвинутому программному обеспечению автоматизации и дизайна, даже если производственный процесс сам по себе похож, ЧПУ фрезерные станки могут превзойти самых квалифицированных техников, управляющих ручными станками. Это не только означает лучшую последовательность и устранение человеческих ошибок, но также означает, что возможно производить гораздо более сложные дизайны с разными размерами, формами и даже текстурами.

Высокая согласованность

Поскольку процесс за ЧПУ фрезеровкой в основном автоматизирован, он может производить отличную согласованность даже если человек, управляющий инструментом, меняется. После создания мастер-файла дизайна, его можно использовать для создания неограниченного количества копий, все которых имеют одинаковое качество без любого отклонения. Каждая деталь будет идеально соответствовать предыдущей версии, даже для самого квалифицированного ручного оператора.

Применение ЧПУ обработки

Поскольку ЧПУ станки имеют экстремально высокую точность, понятно, почему они широко используются в авиакосмической отрасли, где технология играет решающую роль в производстве различных деталей, используемых для обеспечения безопасности и нормальной функции самолетов. Важная роль.

ЧПУ обработка также играет жизненно важную роль в области медицинских технологий, потому что позволяет использовать множественные марки титана и нержавеющей стали для производства деталей и инструментов, которые обычно используются для изготовления скальпелей, медицинского оборудования и имплантатов.

С развитием ЧПУ технологии, делая её дешевле и более надежной, она всё чаще используется в потребительских продуктах, таких как электронные продукты или спортивное оборудование, особенно для деталей, требующих точности и сочетающих металл и пластиковые материалы.