Термин ЧПУ означает «числовое программное управление», а обработка на станках с ЧПУ определяется как субтрактивный производственный процесс, который обычно использует компьютерное управление и станки для удаления слоев материала с заготовки (называемой заготовкой или обрабатываемой деталью) и производства детали по индивидуальному заказу.
Этот процесс применим к различным материалам, включая металл, пластик, дерево, стекло, пену и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка на станках с ЧПУ и финишная обработка на станках с ЧПУ деталей аэрокосмической отрасли.
Характеристики обработки на станках с ЧПУ
01. Высокая степень автоматизации и очень высокая эффективность производства. За исключением зажима заготовки, все остальные процедуры обработки могут быть выполнены станками с ЧПУ. В сочетании с автоматической загрузкой и выгрузкой это является основным компонентом безлюдного завода.
Обработка на станках с ЧПУ сокращает трудозатраты оператора, улучшает условия труда, устраняет необходимость в маркировке, многократном зажиме и позиционировании, проверке и других процессах, а также вспомогательных операциях, а также эффективно повышает эффективность производства.
02. Адаптируемость к объектам обработки ЧПУ. При смене объекта обработки, помимо смены инструмента и решения способа зажима заготовки, требуется только перепрограммирование без других сложных настроек, что сокращает цикл подготовки производства.
03. Высокая точность обработки и стабильное качество. Точность размеров обработки составляет от d0,005 до 0,01 мм, на которую не влияет сложность деталей, поскольку большинство операций автоматически выполняются станком. Поэтому размер партии деталей увеличивается, а устройства определения положения также используются на прецизионных станках с ЧПУ. , что еще больше повышает точность прецизионной обработки с ЧПУ.
04. Обработка с ЧПУ имеет две основные характеристики: во-первых, она может значительно повысить точность обработки, включая точность качества обработки и точность погрешности времени обработки; во-вторых, повторяемость качества обработки может стабилизировать качество обработки и поддерживать качество обработанных деталей.
Технология обработки на станках с ЧПУ и область применения:
Различные методы обработки могут быть выбраны в соответствии с материалом и требованиями к обрабатываемой детали. Понимание общих методов обработки и области их применения может позволить нам найти наиболее подходящий метод обработки детали.
Поворот
Метод обработки деталей на токарных станках в совокупности называется точением. С помощью формообразующих токарных резцов можно также обрабатывать вращающиеся криволинейные поверхности при поперечной подаче. Точением можно обрабатывать также резьбовые поверхности, торцевые плоскости, эксцентриковые валы и т. д.
Точность токарной обработки обычно IT11-IT6, а шероховатость поверхности составляет 12,5-0,8 мкм. При тонкой токарной обработке она может достигать IT6-IT5, а шероховатость может достигать 0,4-0,1 мкм. Производительность токарной обработки высокая, процесс резания относительно плавный, а инструменты относительно простые.
Область применения: сверление центровых отверстий, сверление, развертывание, нарезание резьбы, цилиндрическая токарная обработка, расточка, точение торцов, точение канавок, точение фасонных поверхностей, точение конических поверхностей, накатка и нарезание резьбы.
Фрезерование
Фрезерование — это метод обработки заготовки вращающимся многолезвийным инструментом (фрезой) на фрезерном станке. Основным режущим движением является вращение инструмента. В зависимости от того, совпадает ли направление скорости основного движения при фрезеровании с направлением подачи заготовки или противоположно ему, фрезерование подразделяется на попутное и восходящее.
(1) Попутное фрезерование
Горизонтальная составляющая силы фрезерования совпадает с направлением подачи заготовки. Обычно между винтом подачи стола заготовки и неподвижной гайкой имеется зазор. Поэтому сила резания может легко заставить заготовку и рабочий стол двигаться вперед вместе, что приведет к внезапному увеличению скорости подачи. Увеличьте, вызывая ножи.
(2) Контрфрезерование
Это позволяет избежать явления движения, которое происходит при нисходящем фрезеровании. При восходящем фрезеровании толщина реза постепенно увеличивается от нуля, поэтому режущая кромка начинает испытывать стадию сжатия и скольжения по закаленной режущей поверхностью, что ускоряет износ инструмента.
Область применения: фрезерование плоскостей, ступенчатое фрезерование, фрезерование пазов, фрезерование формообразующих поверхностей, фрезерование спиральных пазов, зубофрезерование, резка
Строгание
Строгальная обработка обычно относится к методу обработки, при котором рубанок совершает возвратно-поступательное линейное движение относительно заготовки на рубанке для удаления излишков материала.
Точность строгания обычно достигает IT8-IT7, шероховатость поверхности составляет Ra6,3-1,6 мкм, плоскостность строгания может достигать 0,02/1000, а шероховатость поверхности составляет 0,8-0,4 мкм, что превосходно подходит для обработки крупных отливок.
Область применения: строгание плоских поверхностей, строгание вертикальных поверхностей, строгание ступенчатых поверхностей, строгание прямоугольных пазов, строгание фасок, строгание пазов типа «ласточкин хвост», строгание D-образных пазов, строгание V-образных пазов, строгание криволинейных поверхностей, строгание шпоночных пазов в отверстиях, строгание реек, строгание композитных поверхностей
Шлифовка
Шлифование — способ обработки поверхности заготовки на шлифовальном станке с использованием в качестве инструмента искусственного шлифовального круга (шлифовального круга) высокой твёрдости. Основным движением является вращение шлифовального круга.
Точность шлифования может достигать IT6-IT4, а шероховатость поверхности Ra может достигать 1,25-0,01 мкм или даже 0,1-0,008 мкм. Еще одной особенностью шлифования является то, что оно может обрабатывать закаленные металлические материалы, что относится к области финишной обработки, поэтому его часто используют в качестве конечного этапа обработки. В зависимости от различных функций шлифование также можно разделить на круглое шлифование, шлифование внутренних отверстий, плоское шлифование и т. д.
Область применения: круглое шлифование, внутреннее круглое шлифование, плоское шлифование, фасонное шлифование, резьбошлифование, зубошлифование.
Бурение
Процесс обработки различных внутренних отверстий на сверлильном станке называется сверлением и является наиболее распространенным методом обработки отверстий.
Точность сверления низкая, обычно IT12~IT11, а шероховатость поверхности обычно Ra5.0~6.3um. После сверления часто используются расширение и развертывание для получистовой и чистовой обработки. Точность обработки развертыванием обычно IT9-IT6, а шероховатость поверхности Ra1.6-0.4μm.
Область применения: сверление, зенкерование, развертывание, нарезание резьбы, сверление отверстий, шабрение поверхностей.
Сверлильная обработка
Обработка расточкой — это метод обработки, при котором используется расточный станок для увеличения диаметра существующих отверстий и повышения качества. Обработка расточкой в основном основана на вращательном движении расточного инструмента.
Точность обработки расточкой высокая, как правило, IT9-IT7, а шероховатость поверхности составляет Ra6,3-0,8 мм, но производительность обработки расточкой низкая.
Область применения: высокоточная обработка отверстий, многоотверстийная чистовая обработка
Обработка поверхности зуба
Методы обработки поверхности зубьев шестерен можно разделить на две категории: метод формования и метод генерации.
Станок, используемый для обработки поверхности зуба методом формовки, как правило, представляет собой обычный фрезерный станок, а инструмент - формовочную фрезу, которая требует двух простых формовочных движений: вращательного движения и линейного движения инструмента. Обычно используемыми станками для обработки поверхности зуба методом обкатки являются зубофрезерные станки, зубодолбёжные станки и т. д.
Область применения: зубчатые передачи и т.п.
Комплексная обработка поверхности
Для резки трехмерных криволинейных поверхностей в основном применяются методы копировально-фрезерной обработки и фрезерования с ЧПУ или специальные методы обработки.
Область применения: детали со сложными криволинейными поверхностями.
EDM
Электроэрозионная обработка использует высокую температуру, создаваемую мгновенным искровым разрядом между электродом-инструментом и электродом заготовки, для эрозии поверхностного материала заготовки и достижения результата обработки.
Область применения:
① Обработка твердых, хрупких, вязких, мягких и тугоплавких токопроводящих материалов;
②Обработка полупроводниковых материалов и непроводящих материалов;
③Обработка различных типов отверстий, криволинейных отверстий и микроотверстий;
④Обработка различных трехмерных полостей с криволинейной поверхностью, таких как камеры форм кузнечных пресс-форм, литейных форм и пластиковых форм;
⑤ Используется для резки, фрезерования, укрепления поверхности, гравировки, печати табличек и маркировок и т. д.
Электрохимическая обработка
Электрохимическая обработка — это метод, использующий электрохимический принцип анодного растворения металла в электролите для придания формы заготовке.
Заготовка подключается к положительному полюсу источника постоянного тока, инструмент подключается к отрицательному полюсу, и между двумя полюсами поддерживается небольшой зазор (0,1 мм ~ 0,8 мм). Электролит с определенным давлением (0,5 МПа ~ 2,5 МПа) протекает через зазор между двумя полюсами с высокой скоростью (15 м/с ~ 60 м/с).
Область применения: обработка отверстий, полостей, сложных профилей, глубоких отверстий малого диаметра, нарезание резьбы, снятие заусенцев, гравировка и т. д.
лазерная обработка
Лазерная обработка заготовки выполняется на станке лазерной обработки. Станки лазерной обработки обычно состоят из лазеров, источников питания, оптических систем и механических систем.
Область применения: волочильные матрицы для алмазной проволоки, подшипники для часовых камней, пористые оболочки расходящихся листов с воздушным охлаждением, обработка небольших отверстий в форсунках двигателей, лопатках авиационных двигателей и т. д., а также резка различных металлических и неметаллических материалов.
Ультразвуковая обработка
Ультразвуковая обработка — это метод, при котором вибрация торцевой поверхности инструмента с ультразвуковой частотой (16 кГц ~ 25 кГц) воздействует на взвешенные в рабочей жидкости абразивные частицы, которые воздействуют на поверхность заготовки и полируют ее, обрабатывая ее.
Область применения: труднообрабатываемые материалы.
Основные отрасли применения
Как правило, детали, обработанные на станках с ЧПУ, имеют высокую точность, поэтому детали, обработанные на станках с ЧПУ, в основном используются в следующих отраслях:
Аэрокосмическая промышленность
Авиакосмической отрасли требуются компоненты с высокой точностью и повторяемостью, включая лопатки турбин в двигателях, оснастку, используемую для изготовления других компонентов, и даже камеры сгорания, используемые в ракетных двигателях.
Автомобилестроение и машиностроение
Автомобильная промышленность требует изготовления высокоточных форм для литья деталей (например, опор двигателя) или обработки деталей с высокими допусками (например, поршней). Машина портального типа отливает глиняные модули, которые используются на этапе проектирования автомобиля.
Военная промышленность
В военной промышленности используются высокоточные компоненты со строгими требованиями к допускам, включая компоненты ракет, стволы орудий и т. д. Все обрабатываемые компоненты в военной промышленности выигрывают от точности и скорости станков с ЧПУ.
медицинский
Медицинские имплантируемые устройства часто проектируются с учетом формы человеческих органов и должны быть изготовлены из современных сплавов. Поскольку ни один ручной станок не способен производить такие формы, станки с ЧПУ становятся необходимостью.
энергия
Энергетическая промышленность охватывает все области машиностроения, от паровых турбин до передовых технологий, таких как ядерный синтез. Паровым турбинам требуются высокоточные турбинные лопатки для поддержания баланса в турбине. Форма полости подавления плазмы R&D в ядерном синтезе очень сложная, изготовлена из современных материалов и требует поддержки станков с ЧПУ.
Механическая обработка развивалась и по сей день, и вслед за улучшением требований рынка были получены различные методы обработки. При выборе процесса обработки можно учитывать множество аспектов: включая форму поверхности заготовки, точность размеров, точность позиционирования, шероховатость поверхности и т. д.
Только выбрав наиболее подходящий процесс, мы можем гарантировать качество и эффективность обработки заготовки при минимальных инвестициях и максимизировать получаемые выгоды.
Время публикации: 18 января 2024 г.