Case hardening is a thermochemical surface-hardening treatment that diffuses carbon, nitrogen, or b...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕ
Контент
ЧПУ означает компьютерное числовое управление. Он описывает любой станок, чьи режущие движения, скорость шпинделя и траектория движения инструмента управляются компьютерной программой, а не человеком, поворачивающим маховики или рычаги. Когда в магазине говорят, что он работает Оборудование с ЧПУ Это означает, что фрезерные, токарные, фрезерные и шлифовальные станки на полу управляются заранее написанным кодом, который точно сообщает каждой оси, куда двигаться, с какой скоростью двигаться и когда остановиться.
«Цифровая» часть названия происходит от того, как записываются инструкции: в виде последовательности чисел и координат, чаще всего в формате, называемом G-кодом. Программа может читать что-то вроде G01 X50.0 Y25.0 F150, что указывает станку двигаться по прямой линии к определенному положению X-Y с определенной скоростью подачи. Контроллер считывает эту строку, преобразует ее в команды двигателя, и машина выполняет ее с воспроизводимой точностью, с которой человеческая рука не может справиться при длительных производственных циклах.
Это помогает разделить два связанных, но разных термина. Обработка на станке с ЧПУ — это процесс удаления материала под контролем компьютера для придания формы детали. Оборудование с ЧПУ или станок с ЧПУ — это физическое оборудование, выполняющее этот процесс. Цех может иметь широкий спектр оборудования с ЧПУ, фрезерных, токарных станков, шлифовальных станков, электроэрозионных станков, и каждое из них применяет одну и ту же базовую философию управления для разных типов режущих движений.
Числовое управление вообще началось не с компьютеров. В 1940-х и 1950-х годах первые станки с ЧПУ управлялись перфолентой, где каждый рисунок отверстий соответствовал определенной инструкции. Изменение программы означало физическое изготовление новой ленты, которая была медленной и хрупкой, а один-единственный порванный участок мог остановить производственный цикл на несколько часов, пока замена не была разрезана.
Переход к Компьютерное числовое управление в 1970-х годах эту ленту заменили встроенной памятью компьютера, что позволило операторам редактировать программы непосредственно на машине и сохранять несколько заданий для повторного использования. В этот период также появилось прямое числовое управление, при котором центральный компьютер распределял программы по нескольким машинам в цехе по сети, устраняя необходимость носить ленту или съемный диск с машины на машину.
Когда программы стали храниться в памяти компьютера, а не на ленте, производители могли вносить небольшие изменения без воссоздания всей программы, запускать моделирование перед резкой реального материала и объединять станки в сеть, чтобы один файл проекта можно было отправлять на несколько частей оборудования с ЧПУ одновременно. Именно эта комбинация гибкости и повторяемости является причиной того, что ЧПУ за пару десятилетий заменило ручную и базовую обработку с ЧПУ в большинстве промышленных стран.
Современные контроллеры добавляют функции, которых никогда не было в ранних системах ЧПУ, включая графическую проверку программы на экране, автоматическое измерение длины инструмента и сетевые соединения, которые позволяют программе перемещаться с рабочей станции проектирования на станок, даже не переносясь на физический носитель. Однако основной принцип остается неизменным: числа в программном файле преобразуются непосредственно в физическое движение в цеху.
Путь от идеи до готовой детали следует последовательной последовательности, независимо от того, является ли станок небольшим настольным фрезерным станком или промышленным пятикоординатным обрабатывающим центром.
Скорость резания обычно измеряется в футах поверхности в минуту, а скорость подачи описывает, насколько быстро инструмент продвигается сквозь материал. Оба значения программируются заранее и редко требуют ручной настройки после набора задания, что во многом объясняет, почему оборудование с ЧПУ производит стабильные детали от первой детали до тысячной.
Программисты также учитывают износ инструмента при длительных работах. По мере затупления режущей кромки размер разрезаемого элемента может измениться на небольшую, но измеримую величину, поэтому многие программы включают плановую замену инструмента или корректировки износа, которые автоматически компенсируют это до того, как деталь выйдет за пределы допуска.
Количество осей, которые имеет станок, описывает, в скольких независимых направлениях режущий инструмент и заготовка могут перемещаться относительно друг друга, и это напрямую влияет на то, какую геометрию может создать отдельная часть оборудования с ЧПУ без изменения положения детали вручную.
| Конфигурация | Движение | Лучше всего подходит для |
|---|---|---|
| 3-осевой | Линейное движение по X, Y и Z | Плоские грани, карманы, просверленные отверстия |
| 4-осевой | X, Y, Z плюс вращение по оси A | Угловые элементы, кулачковые профили, цилиндрические детали |
| 5-осевой | X, Y, Z плюс две оси вращения | Сложные криволинейные поверхности, поднутрения, единичные детали. |
Трехосевой станок перемещает режущий инструмент по трем прямым линиям: из стороны в сторону, вперед-назад, вверх и вниз. Это наиболее распространенная конфигурация, поскольку ее дешевле всего купить и проще всего запрограммировать, а также она охватывает большую часть повседневных деталей, таких как кронштейны, пластины и корпуса.
В 4-осном станке добавлена вращающаяся ось А, которая поворачивает заготовку вокруг одной из линейных осей. Это позволяет станку вырезать элементы на нескольких сторонах детали или вырезать дуги и спирали без того, чтобы оператор разжимал и перемещал деталь. Четырехосное движение может выполняться в индексном режиме, когда вращение приостанавливается во время резки, или в непрерывном режиме, когда вращение и резка происходят одновременно.
5-осевой станок добавляет вторую ось вращения, поэтому шпиндель или заготовка могут приближаться к поверхности практически под любым углом за одну установку. Это то, что позволяет обрабатывать сложные изогнутые поверхности, глубокие карманы с наклонными стенками и подрезы, для которых в противном случае потребовалось бы несколько приспособлений. Пятиосное оборудование с ЧПУ обычно обрабатывает сложные детали быстрее, чем трехосные станки. потому что это исключает повторное разжимание, перенастройку и повторное обнуление, которое требуется для нескольких настроек, хотя компромиссом является более крутая кривая программирования и более высокая стоимость машины.
ЧПУ — это не отдельный станок; это метод управления, применяемый во многих различных категориях станков. В таблице ниже указаны типы оборудования, встречающегося в большинстве производственных цехов.
| Тип оборудования | Первичное движение | Типичное использование |
|---|---|---|
| мельница с ЧПУ | Вращающийся резак, подвижный стол | Плоские поверхности, карманы, прорези, отверстия |
| Токарный станок с ЧПУ | Вращающаяся заготовка, стационарный фрезер | Цилиндрические и круглые детали |
| Токарный станок швейцарского типа | Скользящая бабка, направляющая втулка | Маленькие, тонкие, высокоточные токарные детали |
| Фрезерный станок с ЧПУ | Вращающийся резец над плоской заготовкой | Резка листового металла, пластика, мягкого металла. |
| шлифовальный станок с ЧПУ | Контакт с абразивным кругом | Чистая обработка поверхности, жесткие допуски |
| Электроэрозионная обработка проволоки | Электрический разряд через провод | Закаленные металлы, сложные внутренние формы |
| Лазерный или плазменный резак с ЧПУ | Сфокусированный луч или дуга | Профилирование и резка листового металла |
| Многозадачная машина | Комбинированное фрезерование и точение | Сложные детали в одной установке |
Многоосные обрабатывающие центры объединяют несколько таких движений в одном станке. Например, пятиосный фрезерный станок может вращать заготовку по двум дополнительным осям, в то время как режущий инструмент перемещается по стандартным трем, позволяя за одну установку достигать угловых и подрезанных поверхностей, которые в противном случае потребовали бы перемещения детали вручную. Многозадачные станки идут еще дальше, объединяя токарный шпиндель токарного станка с вращающейся фрезой фрезерного станка в одном блоке, поэтому деталь можно точить, сверлить и фрезеровать, не перемещая ее на второй станок.
Контроллер — это бортовой компьютер, который считывает программу и преобразует ее в команды двигателя. Несколько брендов контроллеров доминируют в промышленных магазинах, и, хотя они используют один и тот же базовый стандарт G-кода, каждый из них имеет свой собственный диалект и экранный интерфейс.
Сегодня операторы редко пишут длинные программы вручную. Вместо этого программное обеспечение CAM автоматически генерирует G-код из 3D-модели, а оператор просматривает или настраивает его перед запуском задания. Написанный от руки G-код по-прежнему распространен для простых деталей, быстрого редактирования в цехе или обучения новых операторов тому, как работает базовый язык.
Инструмент, фактически выполняющий резку, выбирается в зависимости от материала, разрезаемого элемента и требуемой отделки. Концевые фрезы удаляют материал сбоку и снизу кармана или профиля. Сверла создают круглые отверстия. Метчики нарезают внутреннюю резьбу. Торцевые фрезы быстро очищают большие плоские площади. Пластины, небольшие сменные режущие пластины, установленные в держателе инструмента, часто используются на токарных станках и фрезерных станках для тяжелых условий эксплуатации, поскольку изношенную пластину можно заменить, не заменяя весь инструмент.
Перед запуском программы заготовку необходимо удерживать достаточно надежно, чтобы противостоять силам резания, не деформируя деталь и не позволяя ей смещаться. Распространенные методы крепления включают тиски, которые зажимают плоскую или прямоугольную заготовку с боков; патроны, которые зажимают круглую заготовку на токарном станке; и специальные приспособления, специально изготовленные для удержания одной детали в повторяемом месте при больших объемах производства. Мягкие губки, обработанные по контуру конкретной детали, обычно используются, когда стандартные тиски могут оставить следы или исказить деликатную поверхность.
Выбор зажима влияет как на точность, так и на время цикла. Приспособление, которое позволяет оператору загружать и выгружать деталь за секунды, а не за минуты, напрямую влияет на то, сколько деталей цех может произвести за смену, поэтому проектированию приспособлений уделяется серьезное внимание при выполнении любой работы, выполняемой в значительных объемах.
Допуск — это допустимое отклонение между предполагаемым размером на чертеже и размером готовой детали. Оборудование с ЧПУ общего назначения обычно имеет допуски около ±0,005 дюйма (около 0,127 мм) примерно в два раза шире человеческого волоса. Прецизионные обрабатывающие центры, созданные для аэрокосмической или медицинской деятельности, могут выдерживать значительно более жесткие допуски, иногда до ±0,0004 дюйма (около 0,01 мм), хотя для достижения этого уровня обычно требуются более медленные скорости подачи, жесткое крепление и контролируемая температура в цеху.
Несколько факторов влияют на то, насколько жесткий допуск может реально соблюдаться при выполнении данной работы, включая жесткость самого станка, остроту и состояние режущего инструмента, термическую стабильность окружающей среды в цехе и то, насколько надежно деталь удерживается во время резки. Станок, допускающий точность ±0,0004 дюйма на небольшой жесткой детали, может не выдерживать такой же допуск на длинной тонкой детали, склонной к изгибу под давлением резания.
Не каждая деталь детали требует максимально жесткого допуска. Указание жестких допусков только там, где две детали фактически соприкасаются или движутся друг против друга, и оставление более жестких допусков в других местах позволяет сохранить разумные время и стоимость обработки без ущерба для функциональности. Завышение допуска по всему чертежу является одной из наиболее частых причин, по которой стоимость обработки оказывается выше ожидаемой.
Одна из причин, по которой внедрение ЧПУ так широко распространилось, заключается в том, что один и тот же метод управления работает с широким спектром материалов, при этом станок и инструменты меняются в соответствии с работой, а не фундаментально меняются процессы.
Выбор материала влияет практически на все настройки станка, включая скорость шпинделя, скорость подачи и покрытие, нанесенное на режущий инструмент, поэтому программу, написанную для алюминия, нельзя просто повторно использовать для обработки титана без корректировки. Титан, например, сохраняет тепло на режущей кромке гораздо лучше, чем алюминий, поэтому станки обычно обрабатывают его на более медленных скоростях с более сильным потоком охлаждающей жидкости, чтобы защитить как инструмент, так и качество поверхности детали.
| Фактор | обработка с ЧПУ | Ручная обработка |
|---|---|---|
| Повторяемость | Стабильность при больших тиражах | Зависит от навыков и усталости оператора |
| Время установки | Увеличение времени предварительного программирования | Меньше аванса, выше за часть рабочего времени |
| Сложная геометрия | Легко обрабатывает контуры и многоосные формы. | Ограничено ловкостью оператора |
| Труд во время резки | Машина работает практически без присмотра | Требуется постоянный контроль со стороны оператора. |
| Лучше всего подходит | Средний и большой объем, жесткие допуски | Разовые, простые или ремонтные работы |
Ручная обработка не устарела; он остается полезным для разового ремонта, быстрого создания прототипов и работ, где стоимость программирования работы с ЧПУ перевешивает выгоду. Но для всего, что производится в больших объемах или где размеры должны точно повторяться в сотнях или тысячах деталей, оборудование с ЧПУ является стандартным выбором практически во всех отраслях промышленности.
Расценки на обработку редко основаны на одном числе; Несколько факторов в совокупности определяют окончательную цену детали.
Конструкторы часто могут значительно снизить затраты, ослабив ненужные допуски, стандартизировав размеры отверстий в соответствии с обычными диаметрами сверл и избегая глубоких, узких карманов, для которых требуются длинные и тонкие инструменты, склонные к поломке или отклонению.
Обработка на станках с ЧПУ используется практически в каждом секторе, где требуются металлические, пластиковые или композитные детали точной формы.
К компонентам конструкции самолета и деталям двигателя часто предъявляются более жесткие требования к допускам, чем к общепромышленным работам, а также строгая отслеживаемость материалов, что делает оборудование с ЧПУ с обратной связью с обратной связью необходимым.
Хирургические инструменты, имплантаты и корпуса диагностического оборудования зависят от обработки на станках с ЧПУ как в плане точности размеров, так и в плане способности работать с биосовместимыми материалами, такими как титан и некоторые марки нержавеющей стали.
Блоки двигателей, корпуса трансмиссии и специальные инструменты — все они полагаются на обрабатывающие центры с ЧПУ, которые часто работают непрерывно в несколько смен, чтобы идти в ногу с производственными графиками.
Корпуса, радиаторы и прецизионные приспособления, используемые при производстве микросхем, требуют идеальной обработки поверхности и жестких допусков, на которые рассчитано оборудование с ЧПУ.
Корпуса клапанов, компоненты турбин и корпуса насосов, используемые в нефтегазовой и энергетической отраслях, часто изготавливаются из прочных сплавов, для эффективной резки которых требуется жесткое, мощное оборудование с ЧПУ.
Фрезерные станки с ЧПУ формируют все: от панелей шкафов и компонентов мебели до корпусов продуктов, обеспечивая одинаковую повторяемую точность при том же масштабе и стоимости, что подходит для более легких материалов, таких как дерево, пластик и тонкий алюминий.
Изготовление детали на оборудовании с ЧПУ — это только половина процесса; подтверждение того, что он действительно соответствует рисунку, — это вторая половина. Распространенные методы контроля включают штангенциркуль и микрометры для быстрой ручной проверки, штангенциркули для ступенчатых элементов и координатно-измерительные машины, часто называемые КИМ, которые используют сенсорный датчик для регистрации точных трехмерных точек на поверхности детали и сравнения их с моделью САПР.
При больших объемах производства цеха часто проверяют образцы деталей через определенные промежутки времени на протяжении всего производственного цикла, а не проверяют каждую отдельную деталь, используя статистический контроль процесса, чтобы выявить износ инструмента или смещение приспособления до того, как будет произведена партия деталей, выходящих за пределы допусков.
Как и любое точное оборудование, оборудование с ЧПУ работает лучше всего, когда оно обслуживается по постоянному графику, а не работает до тех пор, пока что-нибудь не выйдет из строя.
В мастерских, которые следуют документированному графику технического обслуживания, обычно наблюдается меньше незапланированных поломок и соблюдаются более жесткие допуски на протяжении всего срока службы машины, чем в мастерских, которые решают проблемы только после их появления.
Выбор оборудования для конкретной детали сводится к сопоставлению возможностей машины с геометрией, материалом и объемом детали, а не к выбору самой совершенной доступной машины.
Цеха, в которых имеется смешанный парк фрезерных, токарных и шлифовальных станков, обычно могут фрезеровать более широкий спектр конструкций деталей без аутсорсинга, что сокращает время выполнения заказов и обеспечивает контроль качества в одном месте.
| Срок | Значение |
|---|---|
| Заготовка | Необработанный блок или пруток материала, из которого обрабатывается деталь. |
| Траектория инструмента | Маршрут, по которому режущий инструмент проходит через материал |
| Скорость подачи | Скорость, с которой инструмент продвигается сквозь материал. |
| Скорость шпинделя | Скорость вращения режущего инструмента или заготовки в об/мин. |
| Толерантность | Допустимое отклонение размеров от чертежа |
| приспособление | Специальное устройство, используемое для удержания детали в повторяемом положении. |
Не совсем. ЧПУ описывает метод управления, а обрабатывающий центр — это особый тип оборудования с ЧПУ, обычно фрезерный станок, который может выполнять несколько операций, таких как сверление, нарезание резьбы и контурная обработка, за одну установку. Многие станки с ЧПУ не являются обрабатывающими центрами; Например, простой фрезерный станок с ЧПУ использует тот же принцип управления без многооперационного устройства смены инструмента.
Нет. Обработка на станке с ЧПУ является субтрактивной, то есть удаляет материал из твердого блока, чтобы выявить окончательную форму. 3D-печать является аддитивной: деталь строится слой за слоем из сырья. Оба управляются компьютером, но основной процесс противоположный.
G-код — это язык программирования, который большинство контроллеров ЧПУ читают для выполнения движений. Каждая строка определяет действие, например линейное перемещение, дугу или смену инструмента, а также координаты и скорость, необходимые для его выполнения.
Обычное оборудование с ЧПУ обычно имеет допуск около ±0,005 дюйма, а прецизионные станки могут работать еще жестче. Большинство настольных 3D-принтеров и 3D-принтеров среднего класса имеют более жесткие допуски, что является одной из причин, по которой ЧПУ остается предпочтительным методом изготовления деталей, которые должны точно соответствовать другим компонентам.
Многие станки с ЧПУ могут работать без присмотра в течение части цикла после правильной настройки, особенно с автоматическими устройствами смены инструмента и устройствами подачи прутка. Тем не менее, в большинстве мастерских по-прежнему поблизости находится оператор, который контролирует износ инструмента, проверяет качество деталей и реагирует на сигналы тревоги.
NC, или числовое управление, относится к оригинальному методу управления станками с помощью перфоленты или карт. ЧПУ заменило этот аппаратный метод встроенной памятью компьютера, что позволило редактировать, хранить и повторно использовать программы без создания каждый раз новых физических носителей.
5-осевой станок может обрабатывать деталь практически под любым углом за одну установку, что сокращает количество раз, когда деталь приходится разжимать и перемещать. Как правило, это сокращает общее время цикла и повышает точность обработки сложной геометрии, хотя требует более высокой стоимости станка и более сложной кривой обучения программированию.
В обоих случаях используется вращающийся фрезерный станок, но фрезерные станки обычно имеют более тяжелые рамы для резки металла и соблюдения более жестких допусков, а фрезерные станки оптимизированы для более быстрого перемещения по большим плоским листам дерева, пластика или пенопласта.
Время программирования сильно зависит от сложности детали. Настройка простого кронштейна может занять у CAM-программиста всего несколько минут, а для сложной пятиосевой детали с жесткими допусками могут потребоваться часы планирования и моделирования траектории движения инструмента, прежде чем будет выполнен первый рез.
Да, поскольку это субтрактивный процесс, материал, удаленный с заготовки, становится стружкой или ломом. Многие цеха собирают и перерабатывают металлическую стружку, а системы подачи СОЖ обычно предназначены для отделения и восстановления годной к употреблению СОЖ из стружки, образующейся во время резки.
Case hardening is a thermochemical surface-hardening treatment that diffuses carbon, nitrogen, or b...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕЧто означает ЧПУ в производстве? ЧПУ означает Компьютерное числовое управление ...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕДайте станочнику алюминиевую пластину 6061-T6 и блок инструментальной стали D2, и весь процесс...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕЧто такое фрезерный станок с ЧПУ A фрезерный станок с ЧПУ представляет собой ...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕЧто на самом деле означает прецизионное фрезерование с ЧПУ на практике Прецизионное фрез...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕЧто означает ЧПУ? ЧПУ означает компьютерное числовое управление. Он описывает л...
ЧИТАТЬ ДАЛЬШЕ
Китай, провинция Цзянсу, г. Наньтун, промышленный парк посёлка Чжаси (к западу от электростанции «Хуанэн»)
+86-13615235768
+86-15950816906
+86-513-85632766
pan.director@sunwayer.com
Если вы не можете найти ответ на свой вопрос, свяжитесь с нашей дружелюбной командой.
