Все, что вам нужно знать о Фрезерование с ЧПУ
Добро пожаловать в полное руководство по Фрезерование с ЧПУ! В этом блоге мы расскажем все об этом точном производственном процессе, от основ до передовых технологий.
Узнайте, как фрезерные станки с ЧПУ с помощью станков с компьютерным управлением и ротационных фрез придают материалам точную форму, создавая широкий спектр деталей.
Узнайте о различных типах фрезерных операций, ключевых компонентах Фрезерные станки с ЧПУи многое другое.
Давайте начнем!
Что такое фрезерная обработка с ЧПУ?
Фрезерование - это субтрактивный производственный процесс, в котором используются различные вращающиеся фрезы для удаления материала с заготовки, формируя детали сложной формы и точных размеров.
Этот процесс включает в себя перемещение режущего инструмента, обычно установленного на вращающемся шпинделе, по поверхности материала блока для удаления лишнего материала и создания желаемой формы или размеров.
Это один из многих видов производственных процессов, который может использоваться для изготовления любых деталей - от простых отверстий до сложных контуров в многоосевых конфигурациях.
Фрезерные станки с ЧПУ позволяют быстро получать эффективные результаты, сохраняя неизменную точность размеров на протяжении всего производственного цикла.
Как работает фрезерный станок с ЧПУ?
Фрезерование с ЧПУ предполагает использование станков с компьютерным управлением для резки материалов на основе запрограммированных инструкций в G-код именно.
Эти станки рассчитывают движения инструмента для выполнения точных резов на различную глубину и под разными углами. Этот метод позволяет точно копировать детали и обладает такими преимуществами, как автоматизация и непревзойденная точность по сравнению с ручными методами обработки.
Система ЧПУ использует различные оси для маневрирования режущим инструментом с невероятной точностью, что позволяет эффективно удалять материал и воспроизводить сложные конструкции.
Восемь распространенных типов фрезерных работ
К распространенным видам фрезерных работ относятся торцевое, плоское, угловое, фигурное, зуборезное, параллельное, профильное и групповое фрезерование.
Давайте обсудим эти типы подробнее!
Фрезерование торцов
Торцевое фрезерование - это метод обработки, используемый для получения плоских, ровных поверхностей и пазов на заготовках.
Фреза для торцевой фрезы состоит из множества зубьев, расположенных по кругу вокруг корпуса, что позволяет за один проход отрезать больше материала, чем при использовании торцевой или боковой фрезы.
При торцевом фрезеровании используются как вертикальные, так и горизонтальные станки, обеспечивающие более высокую скорость подачи по сравнению с другими видами резки. Этот эффективный процесс позволяет быстро выполнять большие задачи, при необходимости делая пропилы различной глубины.
Типы станков, используемых для этой операции, зависят от материала, который подвергается фрезерованию, а также от его размера, формы, толщины и желаемой чистоты поверхности.
Например, крупные детали обычно фрезеруются на горизонтальных станках с ЧПУ, в то время как для небольших компонентов требуются вертикальные фрезы.
Помимо этих типов оборудования, при торцевом фрезеровании могут использоваться различные фрезы, такие как концевые фрезы с раковинами и концевые фрезы со ступенчатыми зубьями; конкретные конфигурации зависят от требований, предъявляемых к каждому проекту.
Плоская фрезеровка
Обычное фрезерование - один из самых основных видов операций, используемых в процессе обработки с ЧПУ. При этом типе фрезерования используются эффектные фрезы различной формы и ориентации, подходящие для различных потребностей и результатов.
Как правило, в этом типе операций используются горизонтальные шпиндели, которые вращаются на высоких скоростях для достижения оптимального режима резания материала.
Используя эти специальные инструменты, оператор может добиться высокоточных результатов, сохраняя при этом высокую точность обработки даже сложных деталей.
Обычные конструкции могут включать в себя угловые пазы, которые требуют тонких контролируемых движений от фрезеров и сверл, используемых на станках с ЧПУ, или тех, которые полагаются на сверла для выполнения сложных геометрических деталей со значительным уровнем точности.
Угловая фрезеровка
При угловом фрезеровании используются методы углового резания для получения угловых элементов на заготовках, которые могут быть не ортогональны оси инструмента.
При угловом фрезеровании дисковый режущий инструмент вращается вокруг своей оси с переменной скоростью. Он подается на заготовку под разными углами, что позволяет быстро и точно создавать уникальные формы.
Угловое фрезерование помогает создавать сложные контуры, такие как конусность, особенно если с ним сочетаются другие операции, например сверление или нарезание резьбы.
По сравнению с другими видами обработки угловое фрезерование обеспечивает большую гибкость, особенно при создании 3D-деталей, поскольку позволяет выполнять неортогональную обработку контуров во всех трех осевых направлениях.
Фрезерование форм
Фрезерование по форме - это операция обработки с использованием фрезы специальной формы для врезания и придания формы материалам заготовки.
Фрезерование форм чаще всего используется для создания сложных форм и элементов, а также для вырезания шпоночных пазов или канавок в деталях для точного выравнивания.
Этот вид обработки выполняется на горизонтальных или вертикальных станках, обычно с ЧПУ, что обеспечивает точность результатов.
При фрезеровании фреза медленно вращается вокруг центральной оси, прорезая материал по периметру под заданными углами; это позволяет придавать уникальные формы как мягким, так и твердым материалам, таким как металлы и пластмассы.
Резка зубчатых колес
Этот вид работ включает в себя использование вращающихся фрез, таких как формообразующие, торцевые и дисковые пилы, для создания точных форм путем контурирования или резки на заготовке для производства деталей с точными размерами.
Основной целью зуборезных работ с ЧПУ является достижение жестких допусков - это означает, что форма и размер создаваемых деталей должны быть предельно согласованы между собой при изготовлении нескольких изделий.
Для этого используются различные типы зубчатых фрез, которые имеют специфические характеристики, позволяющие получать чисто сформированные зубья с требуемым углом давления (обычно 14,50).
Зуборезные фрезы могут иметь от 12 зубьев - для зубофрезерования - до сотен и даже тысяч зубьев - для формирования сложных профилей зубьев, например V-образных, с высокой точностью и повторяемостью.
Фрезерные работы на стойках
Это важная операция фрезерования с ЧПУ, которая позволяет станку обрабатывать две или более параллельных заготовок за один проход.
Этот процесс предполагает использование двух расположенных рядом фрез, закрепленных на оправе, которые создают на заготовке параллельные пазы, канавки или поверхности.
Фрезерные станки с ЧПУ обычно используют для обработки фрезы с прямыми зубьями и могут эффективно обрабатывать несколько заготовок одновременно.
Сферы применения лепесткового станка - от создания канавок на валах и ребер для удобного крепления колес до быстрого изготовления деталей с высокой точностью измерений; производство деталей в больших количествах становится намного проще благодаря этой эффективной и надежной операции.
Фрезерование профиля
Существует четыре основных вида профильного фрезерования: черновое, получистовое, чистовое и суперчистовое.
Она включает в себя операции, связанные с простыми геометрическими характеристиками, например, изготовление отверстий и фрезерование карманов.
Круглые пластины и концепты с радиусом также используются в этом типе профильного фрезерования, поскольку они позволяют эффективно резать при изготовлении деталей с определенными геометрическими замысловатостями.
Процессы профильного фрезерования обеспечивают качество деталей, состоящих из пересекающихся плоскостей, таких как зоны или углубления, которые позволяют воплотить в реальность сложные эстетические формы, обеспечивая точные размеры и однородность конечных изделий даже из труднообрабатываемых материалов, таких как нержавеющая сталь, титан и сплавы инконель.
Фрезерование банды
Групповое фрезерование - это подкатегория фрезерования форм, которая предполагает использование двух или более фрез разного размера, формы или ширины на одной оправе станка. Этот процесс позволяет создавать сложные узоры и формы за счет одновременного выполнения нескольких резов.
Являясь передовой формой обработки с ЧПУ, бандажное фрезерование обеспечивает повышенную точность и эффективность по сравнению с традиционными методами, поскольку оно режет материалы быстрее и с высокой точностью.
С помощью этого метода инженеры могут создавать сложные детали гораздо проще, чем когда-либо прежде, а также значительно сократить время изготовления без ущерба для качества.
Основные компоненты фрезерного станка с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ состоит из нескольких основных компонентов, которые позволяют ему вырезать и придавать форму заготовке в соответствии с заданной программой.
Вот они:
Машинный интерфейс
Интерфейс машины служит основным связующим звеном между оператором и машиной.
Он предоставляет операторам платформу для ввода данных, отслеживания хода обработки изделия и внесения необходимых корректировок.
Панель управления включает в себя различные регуляторы, переключатели и кнопки, которые позволяют пользователям точно управлять оборудованием с ЧПУ и одновременно отслеживать любые изменения, которые могут потребоваться в процессе производства.
Колонка
В колонне размещено множество важных компонентов. Это вертикальная конструкция, соединенная с основанием, которая перемещается вдоль оси и удерживает башню инструмента и масляный корпус.
Это соединение обеспечивает точную настройку при резке или обточке материалов с минимальным отклонением или смещением от исходной точки.
Кроме того, соединяясь с основанием, он обеспечивает устойчивость, пока моторизованный шпиндель вращается, создавая сложные формы в точном соответствии с запрограммированными инструкциями.
Колено
Колено обеспечивает адаптацию к изменяющимся условиям и автоматическое перемещение. Он работает в сочетании с колонной, механизмом подачи, рабочим столом и шпинделем, обеспечивая точное выравнивание инструментов во время операций резки.
Этот важнейший элемент оборудования регулирует свое положение на основе G-кода, подаваемого на контроллер ЧПУ, что позволяет добиться единообразия результатов во всех партиях продукции.
Седло
Седло обеспечивает точность и устойчивость. Расположенный под рабочим столом, этот компонент использует свое параллельное движение для поддержки заготовок во время обработки.
Это позволяет делать точные разрезы и привлекательные детали, которые были бы невозможны без устойчивой опоры в виде прочного седла.
Рабочий стол
Рабочий стол изготовлен из чугуна и оснащен Т-образными пазами, которые позволяют надежно закрепить заготовку, чтобы ее можно было отдельно позиционировать или поворачивать относительно режущего инструмента.
Этот жестко закрепленный стол обеспечивает перемещение и вращение для обработки нескольких профилей.
Надежный рабочий стол для станков с ЧПУ, отличающийся точностью конструкции и способностью прочно удерживать заготовку во время рабочих циклов, имеет решающее значение для достижения высоких результатов.
Шпиндель
Шпиндель удерживает и приводит в движение режущий инструмент, используемый при фрезеровании. Он контролирует как число оборотов, так и скорость подачи при фрезеровании с ЧПУ.
Кроме того, когда замок устанавливается в определенное положение, он отвечает за позиционирование оси Z, обеспечивая движение вверх или вниз, необходимое для манипулирования формами, разработанными инженерами.
Для правильного функционирования станка с ЧПУ важны такие компоненты, как опоры, которые поддерживают шпиндель от опрокидывания под действием силы веса во время вращения, а также повышают точность при работе с материалами, используя более высокие значения крутящего момента на шпинделях.
Беседка
Оправка, также известная как шпиндель, удерживает и закрепляет режущий инструмент во время обработки.
Размер и конструкция оправки зависят от типа выполняемой фрезерной операции.
Жесткость также должна быть учтена для исключения смещения при крутящих нагрузках от сил резания, что может привести к неточному резу или, в крайнем случае, к повреждению деталей и инструментов.
Обеспечивая опору и устойчивость под различными углами, конструкция стабильного шпинделя позволяет снизить вибрацию и повысить плавность и точность обработки - все факторы, необходимые для успешного производства на фрезерных станках с ЧПУ.
Рам
Плунжер расположен в верхней части колонны. Он представляет собой регулируемый рычаг, который можно перемещать вверх или вниз, чтобы занять правильное положение для выполнения любой работы.
Она удерживает на месте фрезерную головку - вращающийся инструмент, используемый для отрезания материала от заготовки. Она позволяет ей двигаться во всех направлениях, что делает возможным точные расчеты и перемещения благодаря компьютерному числовому управлению (ЧПУ).
Станки
Чаще всего станок состоит из шпинделя, который удерживает и вращает режущий инструмент, используемый для удаления материала с заготовки, и рабочей поверхности или держателя, на который или в который помещается заготовка.
Способность различных типов станков поворачиваться в различных направлениях позволяет им выполнять сложные схемы резания с точностью и аккуратностью.
Например, некоторые из них могут поворачиваться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, что позволяет создавать большие углы для глубоких пропилов, которые невозможны при традиционных методах ручной обработки дерева.
Заключение
Фрезеровка с ЧПУ - это точный производственный процесс, в котором используются станки с компьютерным управлением для точной резки материалов.
Он обеспечивает универсальность благодаря различным операциям фрезерования, таким как торцевое, плоское, угловое, формообразующее, зубчатое, реечное, профильное и групповое фрезерование.
Фрезерные услуги с ЧПУ компании DEK оптимизируют точное проектирование, используя передовое оборудование и меры контроля качества для экономичного и сложного производства деталей.
Связаться с DEK в любое время!
Часто задаваемые вопросы
Обработка с ЧПУ - это то же самое, что и фрезерование?
Нет, обработка с ЧПУ - это не совсем то же самое, что фрезерование. Несмотря на то, что эти процессы связаны между собой тем, что оба они предполагают удаление материала с заготовки с помощью режущих инструментов, между ними есть важные различия.
Фрезерная обработка с ЧПУ - это особый вид обработки с ЧПУ, который предполагает использование ротационных режущих инструментов для удаления материала и создания детализированных или точных компонентов.
Фрезерование с ЧПУ предполагает использование ротационных фрез, работающих вдоль поверхности материала для получения желаемого конечного продукта, что особенно полезно для создания сложных элементов или текстур без использования химических методов отделки, таких как пескоструйная обработка или гальваническое покрытие.
Для каких целей обычно используется фрезерная обработка с ЧПУ?
Фрезерные станки с ЧПУ широко используются в аэрокосмической и медицинской отраслях для изготовления сложных деталей, металлообработки, создания прототипов, автомобильного производства и т.д.
Даже при изготовлении таких предметов, как инструменты или мебель, фрезеровка с ЧПУ обеспечивает точность форм.
Например, в медицине он изготавливает имплантаты с точностью, обеспечивающей их безопасную установку.
В аэрокосмической отрасли она гарантирует безопасность и легкость деталей, с которыми не могут сравниться другие методы.
Фрезерная обработка с ЧПУ и токарная обработка с ЧПУ - что лучше?
Фрезерная обработка с ЧПУ идеально подходит для создания замысловатых форм и детальных кривых благодаря способности эффективно обрабатывать сложные трехмерные поверхности, используя несколько осей движения. Фрезерование с ЧПУ рекомендуется в тех случаях, когда очень важна точная форма, и при этом образуется меньше отходов, чем при ручной обработке.
С другой стороны, Токарная обработка с ЧПУ подходит для более простых деталей, таких как круги или цилиндры, часто требуя меньшего количества инструментов, особенно для конструкций с изогнутыми краями или фрезерованными пазами/углублениями.
Фрезерные работы с ЧПУ - это дорого?
Стоимость фрезерной обработки с ЧПУ зависит от размера станка, сложности и требуемой точности.
Цены на машины варьируются от нескольких тысяч долларов (для любительских моделей) до сотен тысяч для промышленных, при этом стоимость обслуживания варьируется аналогичным образом.
Дополнительные факторы, такие как тип станка, квалифицированная рабочая сила и сложные производственные процессы, могут увеличить расходы.
Почасовая оплата составляет $10-$150, но предприятия могут реализовать стратегии по сокращению этих расходов при внедрении обработки с ЧПУ в свою деятельность.
Что такое 3-, 4- и 5-осевые фрезерные станки?
Трехкоординатный фрезер перемещается в плоскостях X, Y и Z для резки и придания формы.
Четырехкоординатное фрезерование добавляет вращение режущего инструмента вокруг собственной оси (ось A) для более точного попадания в различные точки пространства.
5-осевое фрезерование включает в себя индексное фрезерование с ЧПУ 3+2 и непрерывное фрезерование с ЧПУ, обеспечивая одновременное вращение заготовки и шпинделя. Это позволяет получать чрезвычайно точные результаты на сложных поверхностях благодаря использованию двух осей вращения наряду с тремя линейными, что идеально подходит для сложных конструкций и изогнутых форм в нескольких плоскостях.
Каковы преимущества фрезерной обработки с ЧПУ?
Фрезеровка с ЧПУ намного лучше ручной обработки, потому что она очень точная и аккуратная.
Компьютеры управляют инструментами, поэтому детали получаются точно такими же, как на чертежах, что позволяет экономить материалы и деньги за счет уменьшения количества ошибок.
Кроме того, он отлично подходит для больших партий продукции, поскольку работает быстрее и стабильнее, чем старые методы, а также позволяет сэкономить на оплате труда.
Какие отрасли промышленности нуждаются в фрезерной обработке с ЧПУ?
Такие отрасли, как аэрокосмическая, медицинская, машиностроительная, автомобильная и другие, в значительной степени полагаются на фрезерные станки с ЧПУ для обеспечения точности производства.
Он необходим для создания сложных деталей в аэрокосмической промышленности (например, лопастей турбин), обеспечения точности в медицинском оборудовании и создания прототипов в различных отраслях промышленности для металлических или пластиковых изделий.
Как получить максимальную отдачу от фрезерной обработки с ЧПУ с помощью DEK?
Услуги фрезерования с ЧПУ компании DEK предлагают инновационные решения для сложных деталей и потребностей в удалении материала.
Сочетая передовое оборудование с опытом в процессах обработки, DEK обеспечивает клиентам экономически эффективное производство, позволяющее реализовать сложные конструкции в рамках определенных параметров.
Чтобы получить максимальную выгоду от такого точного проектирования и при этом уложиться в бюджет, инженеры должны использовать ряд стратегий:
- Использование передового программного обеспечения CAD/CAM позволяет инженерам создавать 3D-модели и получать обратную связь в режиме реального времени
- Стратегический выбор подходящих режущих инструментов для каждой детали в соответствии с ее размерами и конструктивными особенностями вносит значительный вклад, сводя к минимуму количество брака или дефектных деталей
- Включение мер контроля качества в производственные циклы не только обеспечивает оптимальную производительность, но и подтверждает качество продукции, произведенной с жесткими допусками.
В конечном счете, это всего лишь несколько шагов к оптимизации проектов фрезерования с ЧПУ с помощью DEK.
DEK обеспечивает бесперебойную поддержку на каждом шагу, начиная с оптимального планирования проектов и заканчивая проверкой качества, превосходящего ожидания.
