Токарная обработка с ЧПУ 101: Основная информация, которую стоит прочитать
В механической обработке существует множество процессов, используемых для выполнения конкретных работ. Каждый процесс имеет свой собственный набор рекомендаций и спецификаций. В этой статье мы узнаем о токарной обработке с ЧПУ. Это универсальный и экономически эффективный производственный процесс, позволяющий изготавливать большое количество деталей из различных материалов.
Токарная обработка с ЧПУ используется во многих отраслях промышленности для решения различных задач. В этой статье мы подробно расскажем о том, что такое токарная обработка с ЧПУ, как она работает, в чем ее преимущества и недостатки, а также сравним токарную обработку с другими производственными процессами, такими как фрезерование или шлифование.
1. Что такое токарная обработка с ЧПУ?
Чтобы лучше понять этот процесс, мы можем разделить термин на две части: "ЧПУ" и "токарная обработка".
Компьютерное числовое управление (ЧПУ) относится к слишком компьютеризированным системам, которые берут на себя управление функциями и движениями машины. Это достигается с помощью программы, содержащей цифровые кодовые данные. Этот код управляет такими функциями, как перемещение инструмента, скорость и подача, глубина резания, а также другими функциями, такими как включение/выключение шпинделя и подача СОЖ.
Токарная обработка - это производственный процесс, в котором сырье удаляется для создания необходимой детали. Термин "токарная обработка" означает изготовление деталей путем вращения исходного материала с высокой скоростью при подаче режущего инструмента на поверхность материала. В процессе точения диаметр заготовки уменьшается до определенного размера и получается гладкая поверхность детали.
2. Для чего используется токарная обработка с ЧПУ?
Токарная обработка с ЧПУ используется для изготовления преимущественно цилиндрических деталей, а также деталей других форм. Примерами готовых изделий могут быть валы, полые трубы, конические формы, резьбовые шпильки или втулки. Токарные детали обычно имеют очень гладкую поверхность с высокими допусками точности. Токарная обработка с ЧПУ способна производить детали с допуском ± 0,0002".
3. Преимущества токарной обработки с ЧПУ
В целом, токарная обработка с ЧПУ имеет множество преимуществ. К основным преимуществам относятся последовательность, точность и избыточность. Еще одним важным преимуществом является непрерывное использование, то есть, в отличие от ручного труда, токарные станки с ЧПУ могут работать непрерывно в течение длительного времени без перерыва. Это повышает производительность и эффективность. Кроме того, один человек может контролировать и загружать несколько станков, что снижает потребность в рабочей силе.
Вот некоторые другие преимущества, которые следует учитывать:
- Неизменное качество готовых деталей с высокой точностью и аккуратностью
- Повышение производительности и снижение количества брака
- Надежность работы и минимальные затраты человеческого труда после настройки
4. Недостатки токарной обработки с ЧПУ
Помимо преимуществ, важно учитывать и некоторые отрицательные стороны токарной обработки с ЧПУ. Как правило, первоначальные затраты на установку являются дорогостоящими и требуют больших первоначальных инвестиций, чем при ручной обработке.
К недостаткам следует отнести:
- Дорогостоящая установка, требующая высокой квалификации оператора.
- Для начала работы необходимы знания компьютерного программирования
- Процесс токарной обработки ограничивается только вращающимися или радиальными деталями
- Сменная оснастка может быть дорогой
- Если требуется техническое обслуживание, его сложно сразу же устранить
Если взвесить преимущества токарной обработки с ЧПУ, то окажется, что плюсы значительно перевешивают минусы. Важно признать как плюсы, так и минусы этого процесса.
5. Как работает токарная обработка с ЧПУ?
Хотя сам процесс резки довольно прост, мы разберем всю последовательность действий от проектирования до эксплуатации. Это можно упростить до двух частей, каждая из которых содержит набор шагов.
Часть 1: Проектирование в CAD/CAM
Самый важный набор - первый, который заключается в использовании программного обеспечения CAD для создания цифрового представления желаемой детали и ее G-кода, необходимого для обработки детали. Обычно эта работа выполняется в таких компьютерных программах, как MasterCAM из AutoCAD Fusion. Эти программы позволяют нам рисовать и моделировать процесс токарной обработки, и мы можем визуализировать его от исходного материала до конечного продукта.
Часть 2: Процесс токарной обработки
Далее следует производственный аспект. Хотя большая часть этой части автоматизирована, оператор играет важную роль. В этой части мы начинаем настройку и загрузку турели с инструментами. Револьверная головка может вмещать множество инструментов одновременно для непрерывной работы от начала до конца. В это время мы можем поместить исходный материал в станок. Патрон удерживает исходный материал на месте. Перед началом цикла токарной обработки необходимо выполнить калибровку всего оборудования. Начинается процесс резания, который называется временем выполнения цикла. После этого наступает время простоя, когда готовая деталь удаляется, а новый материал устанавливается для следующего цикла.
6. Виды токарных работ с ЧПУ
Процесс токарной обработки состоит из множества различных операций. Эти операции позволяют получить заготовку различной формы, например, с прямыми кромками, коническую, изогнутую или с канавками. В общем случае при токарной обработке используются простые одноточечные режущие инструменты. Для каждой группы операций существует оптимальный набор углов резцов.
Лицо
При торцевании одноточечный токарный инструмент движется в радиальном направлении вдоль торца заготовки, снимая тонкий слой материала, чтобы получить гладкую плоскую поверхность. Глубина торца, обычно очень небольшая, может быть обработана за один проход или может быть достигнута путем обработки с меньшей осевой глубиной резания и несколькими проходами.
Токарная обработка конуса
Этот процесс представляет собой постепенное уменьшение диаметра от одной части заготовки к другой.
Токарная обработка контуров
Контурирование - это обработка округлых, изогнутых или сглаженных деталей. Контурирование позволяет получить непрерывную кривую различной степени.
Формирование
В процессе формовки используется режущий инструмент, заточенный по форме или геометрии требуемой формы. Этот инструмент продвигается перпендикулярно оси обрабатываемой детали, чтобы воспроизвести ее форму на заготовке.
Снятие фаски
Как правило, фаска представляет собой угол в 45 градусов, который снимает острую кромку в 90 градусов. Фаски используются для облегчения острых кромок, предотвращения повреждения края детали и, кроме того, для безопасности обслуживающего персонала. Кромка с фаской гораздо более устойчива к повреждениям, чем квадратная кромка.
Отключение
Отрезка - это операция отрезания заготовки путем прорезания канавки по всей длине специальным разделительным инструментом.
Нарезка резьбы
Нарезание резьбы в одной точке - это нарезание спиралевидной канавки в просверленном отверстии в соответствии со спецификациями равномерной резьбы болта.
Скука
Этот процесс включает в себя увеличение или сглаживание существующего отверстия в материале или увеличение отверстия, созданного в результате сверления.
Бурение
Сверление используется для создания отверстия и удаления материала с внутренней стороны заготовки. В этом процессе используются специализированные сверла, которые удерживаются неподвижно, а вращение материала заготовки создает отверстие.
Насечка
Это вырезание зубчатого узора на поверхности детали. Насечка может использоваться для увеличения сцепления с заготовкой, а также для визуального улучшения в некоторых случаях.
7. Какие материалы можно использовать при токарной обработке с ЧПУ?
В зависимости от назначения вашей конструкции существует широкий выбор материалов, совместимых с токарной обработкой с ЧПУ. Использование и выбор подходящего материала для ваших нужд имеет решающее значение для успеха заготовки. Ниже мы представим некоторые из наиболее широко используемых в промышленности материалов, а также объясним, для каких областей применения каждый из них подходит лучше всего.
7.1 Металлы
Одним из наиболее широко используемых типов материалов для токарной обработки с ЧПУ являются металлы. Существует широкий выбор металлов, каждый из которых имеет свои характеристики и сферы применения.
Алюминий
Алюминий - отличный вариант, а благодаря своей мягкости он сравнительно быстро поддается обработке по сравнению с более твердыми металлами. Алюминий также чрезвычайно устойчив к коррозии при воздействии окружающей среды, что приводит к увеличению прочности и долговечности. Алюминий, обработанный с помощью ЧПУ, идеально подходит для использования в автомобильной, аэрокосмической и медицинской промышленности. Некоторые специфические области применения включают фитинги, электронные корпуса и медицинские приборы.
Сталь
В основном сталь используется в деталях, подвергающихся высоким нагрузкам, а также в деталях, которые впоследствии будут свариваться. Некоторые области применения, подверженные высоким нагрузкам, - это шестерни и валы. Постоянное трение требует особой прочности.
Нержавеющая сталь
Основное преимущество использования нержавеющей стали заключается в том, что она может подвергаться термической обработке для придания дополнительной прочности и антикоррозийных свойств. Потенциальные возможности применения этого материала обширны: от автомобильной промышленности до бытовой электроники. Сплавы из нержавеющей стали также широко используются в аэрокосмической промышленности и хирургическом оборудовании, где погрешность минимальна.
Титан
Титан обеспечивает прочность, что позволяет использовать его в таких областях, как медицинские имплантаты, самолеты и даже ювелирные изделия. Титан является отличительным материалом благодаря своей высокой температуре плавления, что делает его практичным выбором для многих применений. Он также считается устойчивым к коррозии.
Латунь
Латунь - отличный вариант для изготовления точеных деталей, которые часто встречаются в водопроводной и паровой арматуре. Латунь обладает низким коэффициентом трения и высокой коррозионной стойкостью, что делает ее идеальным материалом для изготовления трубопроводной арматуры.
7.2 Пластмассы
Помимо всех металлов, упомянутых выше, важную роль в процессе токарной обработки с ЧПУ играют пластмассы. Выбор пластмасс не так велик, однако все же существует множество вариантов, каждый из которых имеет свои характеристики и типы применения. Пластмассы можно превращать как в готовые детали, так и использовать на стадии разработки и создания прототипов.
ПВХ
ПВХ широко используется практически во всех видах токарной обработки - от игрушек до водопроводной и газовой арматуры. Приобретать и обрабатывать ПВХ выгоднее, так как это менее затратный материал, а инструмент, необходимый для обработки ПВХ, изнашивается не так быстро. ПВХ обладает очень важными свойствами, включая устойчивость к химическим веществам и коррозии в окружающей среде.
Нейлон
Это универсальный недорогой пластик, который обычно используется для изготовления деталей, требующих высокой прочности на сжатие и способных обтачиваться с очень жесткими допусками. В некоторых случаях он может использоваться вместо металла, что позволяет создавать более долговечные детали, требующие реже замены. Нейлон обладает такими свойствами, как термостойкость, химическая стойкость и стойкость к истиранию.
Стекловолокно
Это легкий и чрезвычайно прочный пластиковый материал. Его прочность и долговечность обусловлены наличием тонких стеклянных волокон, вплетенных в материал. Различные типы и рисунки стекла обеспечивают различную прочность и гибкость материала. Высокое соотношение прочности и веса делает его идеальным для использования в деталях самолетов.
7.3 Леса
Помимо наиболее распространенных материалов, таких как металл и пластик, в процессе токарной обработки с ЧПУ может использоваться и дерево. Из твердых пород дерева, таких как дуб, можно делать перила для домов, а также столбы для других целей. Дерево чаще всего используется в мебельной и жилищной промышленности, где требуются эстетически привлекательные материалы.
8. В каких отраслях промышленности нужны токарные детали с ЧПУ?
В наше время токарные станки с ЧПУ используются практически во всех отраслях промышленности, от небольших мастерских до крупных предприятий. Токарная обработка с ЧПУ используется в профессиональной сфере: от аэрокосмической до медицинской, от прототипирования до производства. Она не ограничивается каким-либо сектором. Механическая обработка используется практически везде, помогая создавать детали для самолетов и хирургические инструменты. Области применения обработки с ЧПУ можно разделить на различные отрасли. В таблице ниже представлена эта информация.
Аэрокосмическая промышленность
Металлические авиационные компоненты можно точить с высокой точностью, что очень важно для систем безопасности. Диапазон металлов, совместимых с токарной обработкой с ЧПУ, предоставляет инженерам аэрокосмической отрасли широкие возможности. К типичным авиакосмическим компонентам относятся крепления двигателей, механизмы подачи топлива и детали шасси.
Автомобили
Автомобильная промышленность часто использует механическую обработку как для создания прототипов, так и для производства. Из металла можно изготавливать блоки цилиндров, коробки передач, клапаны и многие другие компоненты, необходимые для автомобилей. Из пластмассы можно изготавливать такие детали, как втулки и стержни.
Военное дело и оборона
Производство прочных и надежных деталей имеет решающее значение для того, чтобы выдерживать большой износ при минимальном обслуживании. Многие из этих деталей схожи по своей природе с другими отраслями промышленности, такими как аэрокосмическая и электронная, однако возможность для военных изготавливать собственные запасные части с засекреченными спецификациями особенно ценна в отрасли, требующей постоянных инноваций и безопасности.
Потребительские товары
В электронной промышленности токарная обработка используется для создания пластиковых цилиндрических корпусов, оснастки и приспособлений.
Медицина
Большинство медицинского оборудования изготавливается из титана. В медицинской промышленности почти все оборудование является узкоспециализированным и изготавливается с предельно жесткими допусками. Приборы и инструменты, необходимые врачам, необходимы для проведения хирургических операций и установки имплантатов.
Нефть и газ
Нефтегазовый сектор - еще одна отрасль, в которой для обеспечения безопасности необходимы малые допуски. Токарные детали с ЧПУ для точных и надежных поршней, цилиндров, штоков, штифтов и клапанов необходимы для ежедневной работы. Эти детали широко используются в трубопроводах и на нефтеперерабатывающих заводах. В нефтегазовой промышленности часто требуются металлы, устойчивые к коррозии.
9. В чем разница между токарной обработкой с ЧПУ и фрезерной обработкой с ЧПУ
Обработка с ЧПУ включает в себя несколько различных типов процессов. Два из них, которые мы будем сравнивать, - это токарная и фрезерная обработка. Оба эти метода относятся к обработке с ЧПУ, однако это не одно и то же. Материал удаляется в Фрезерование с ЧПУ при фрезеровании используется вращающийся инструмент, а при токарной обработке с ЧПУ - вращающаяся деталь для резки. При фрезеровании инструмент вращается с высокой скоростью, а при токарной обработке материал заготовки вращается с высокой скоростью. При фрезеровании исходный материал остается неподвижным, закрепленным на станке, а при токарной обработке инструмент остается неподвижным, закрепленным на станке.
Для создания деталей используются разные технологии. Фрезерные станки изготавливают сложные детали из блоков материала, а токарные используются преимущественно для цилиндрических деталей, таких как валы. Хотя эти два вида обработки часто объединяют под одним термином, это не одно и то же. Они дополняют друг друга в производственном процессе, позволяя изготавливать детали любых форм и размеров с высокой точностью. Например, при токарной обработке вала впоследствии может потребоваться фрезерование, например, сверление карманов или облицовка плоского материала.
10. В чем разница между токарной и шлифовальной обработкой с ЧПУ
Основное различие между токарными и шлифовальными станками с ЧПУ заключается в том, что для снятия материала с заготовки используется вращающийся шлифовальный круг. При токарной обработке инструментом является режущий инструмент с острыми краями, а при шлифовании - шлифовальный круг. Шлифовальный круг вращается относительно детали, и его абразивные зерна удаляют материал. Шлифовальные станки обычно используются для тонкой обработки деталей. Обработка поверхности на шлифовальных станках с ЧПУ позволяет получить высококачественную гладкую полированную поверхность. Во многих системах ЧПУ шлифование с ЧПУ применяется после токарной обработки с ЧПУ в качестве финишного процесса.
Заключение
На этом мы завершаем тему токарной обработки с ЧПУ. Мы рассмотрели основные аспекты этого процесса и затронули некоторые преимущества и недостатки. Мы также рассмотрели основные виды операций, такие как прямое точение и коническое точение. Кроме того, мы рассказали о распространенных типах материалов, используемых в этом процессе, и о многих отраслях промышленности, в которых в значительной степени используется токарная обработка с ЧПУ.
Если вы ищете профессионального Поставщик токарных станков с ЧПУПожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам в любое время, DEK - профессиональная компания, которой вы можете доверять!
