Обработка с ЧПУ

Что такое обработка с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ, также известное как фрезерование с числовым программным управлением, представляет собой прецизионный производственный процесс, в котором используются компьютеризированное управление и многоточечные режущие инструменты для формирования деталей, изготовленных по индивидуальному заказу. Этот процесс идеально подходит для создания деталей сложной формы и функций и широко используется в различных отраслях промышленности.

Фрезерные станки с ЧПУ оснащены вращающимися режущими инструментами, которые перемещаются по нескольким осям, что позволяет им удалять материал с заготовки для достижения желаемой формы, включая отверстия и сложную геометрию. Эти машины могут работать с различными материалами, включая металлы, пластмассы и другие материалы, что делает их универсальными для широкого спектра применений.

В Keming Machine Shop мы предлагаем фрезерную обработку с ЧПУ как часть наших комплексных услуг по механической обработке. Помимо фрезерования с ЧПУ, мы можем интегрировать другие процессы, такие как литье, ковка и штамповка, чтобы предоставить универсальное решение для всех ваших потребностей в обработке. Наша цель — поставлять высококачественную продукцию по конкурентоспособным ценам, отвечающую разнообразным требованиям наших клиентов из разных отраслей.

В этой статье мы предоставим полный обзор фрезерования с ЧПУ, включая его определение, рабочий процесс, типы фрезерных станков, особенности проектирования и многое другое. Наша цель — предоставить ценную информацию о фрезеровании с ЧПУ и его применении, помогая нашим клиентам понять возможности и преимущества этого передового производственного процесса.

Как работает фрезерная обработка с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ — это процесс обработки, в котором используются станки с компьютерным управлением для резки и удаления материала для создания желаемой формы. Процесс включает в себя несколько этапов:

Создание 3D-модели: создается 3D-модель системы автоматизированного проектирования (САПР), включающая такие детали, как размер, геометрия и форма. Конструкторам необходимо учитывать возможности фрезерных станков с ЧПУ, особенно в отношении таких функций, как поднутрения.

Преобразование проектов САПР. Модель САПР используется для создания программы ЧПУ с использованием программного обеспечения CAM. Эта программа предоставляет инструкции для станка с ЧПУ, управляющего движением инструментов и фрез. Программа обычно пишется с использованием G-кода и M-кода и может включать инструмент моделирования для проверки процесса.

Подготовка фрезерного станка с ЧПУ: Программа ЧПУ загружается в станок, а заготовка помещается в держатель. Станок оснащен необходимыми инструментами, шпинделями и приспособлениями.

Выполнение процесса фрезерования: после того, как все настроено, станок с ЧПУ работает независимо, следуя программе, для выполнения задач обработки материала. Участие человека на этом этапе минимально.

В целом, фрезерование с ЧПУ работает с использованием компьютерного управления для точной резки и придания формы материалам в соответствии со спецификациями, представленными в модели САПР и программе ЧПУ.

Типы методов фрезерования с ЧПУ

Плоское фрезерование, также известное как фрезерование слябов, представляет собой фундаментальный метод фрезерования с ЧПУ, используемый для создания гладких поверхностей на заготовках. Он предполагает использование плоского режущего инструмента с несколькими лезвиями, который вращается, в то время как заготовка остается неподвижной на столе фрезерного станка. Этот метод обеспечивает точное удаление материала и особенно эффективен для изготовления плоских, параллельных поверхностей, канавок и пазов. Простое фрезерование универсально и может использоваться как для простых, так и для сложных задач, с возможностью регулировки глубины фрезы и скорости подачи для достижения желаемого результата. В производстве простое фрезерование необходимо для достижения точной отделки и выполнения таких задач, как рихтовка блоков или нарезание шпоночных пазов. Наличие как вертикальных, так и горизонтальных фрез повышает его универсальность, что делает его решающим методом для достижения точных плоских поверхностей при различных операциях обработки.

Торцевое фрезерование — это метод обработки, при котором основное внимание уделяется созданию плоских поверхностей с использованием специализированной фрезы, известной как «торцевая фреза». Этот метод высокоэффективен и играет решающую роль в различных отраслях промышленности для удаления материала и достижения гладкой поверхности. Торцевая фреза, оснащенная множеством режущих кромок, вращается вокруг своей оси, удаляя материал с поверхности заготовки, в результате чего получается полированная поверхность. Он особенно хорошо подходит для быстрого и точного создания больших плоских поверхностей. Торцевое фрезерование очень эффективно для быстрого удаления материала, что делает его идеальным для черновых операций и достижения стабильной и качественной отделки. Его способность регулировать скорость и подачу обеспечивает точный контроль размеров, что делает его широко используемым в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая и строительная, для обработки блоков двигателей, компонентов самолетов и плоских монтажных поверхностей.

Угловое фрезерование — это специализированный метод фрезерования с ЧПУ, который фокусируется на обработке под определенными углами для создания угловых элементов, пазов и канавок. Это особенно важно в точном машиностроении и приборостроении. При угловом фрезеровании заготовка располагается на столе фрезы под углом, что позволяет фрезе войти в зацепление под необходимым наклоном. Этот метод хорошо подходит для изготовления деталей с «ласточкин хвостом», V-образными канавками или другими угловыми конструкциями. Угловое фрезерование играет решающую роль в таких отраслях, как аэрокосмическая и специализированная инструментальная промышленность, где требуется точная угловая резка. Достижение точной настройки угла заготовки и выбор подходящих инструментов имеют важное значение для успешных операций углового фрезерования.

Форменное фрезерование — это особый метод фрезерования с ЧПУ, известный своей способностью создавать сложные формы и контуры с исключительной точностью. Он предполагает использование специально разработанных режущих инструментов, форма которых соответствует желаемому профилю, систематическое удаление материала для создания детальных деталей. Этот метод особенно подходит для изготовления деталей нелинейной или неправильной формы, таких как шестерни, распределительные валы и декоративные элементы. Форменное фрезерование, широко используемое в таких отраслях, как автомобильная, аэрокосмическая и инструментальная промышленность, требует тщательного выбора соответствующего инструмента и программирования станка с ЧПУ для точного отслеживания точного контура. Для достижения оптимальных результатов необходимо тщательно учитывать такие факторы, как выбор материала, скорость инструмента и скорость подачи. Форменное фрезерование играет жизненно важную роль в производстве сложных нестандартных компонентов в современных производственных процессах.

Общие фрезерные станки с ЧПУ

Одним из ключевых факторов, способствующих популярности фрезерования с ЧПУ в современном производстве, является его способность перемещаться по нескольким осям. Эта функция позволяет создавать сложные конструкции на более высоких скоростях обработки и с меньшим количеством операций. Фрезерные станки с ЧПУ в основном делятся на три типа: вертикальные фрезерные станки с ЧПУ, горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ и многоосные фрезерные станки с ЧПУ.

Вертикальные фрезерные станки с ЧПУ

Вертикальные фрезерные станки с ЧПУ широко используются из-за их экономичности и широкого применения. Эти станки работают при движении инструмента вверх и вниз, а сам станок движется по трем осям – X, Y и Z. Обычно перемещается верстак, а не головка. Этот тип фрезерного станка с ЧПУ, как правило, легче программировать, но он по-прежнему предоставляет широкий спектр функций.

Горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ

Фрезерная головка горизонтального фрезерного станка с ЧПУ расположена горизонтально, в отличие от вертикальных фрезерных станков с ЧПУ, где головка движется вверх и вниз. Подобно вертикальным фрезерным станкам с ЧПУ, горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ работают как минимум по трем основным осям. Однако горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ можно вращать для создания более сложных конструкций. Из-за способности перемещаться по пяти осям они более дорогостоящие. Тем не менее они лучше подходят для производств, выпускающих большое количество одинаковых деталей. Программирование этих машин требует больше усилий, поскольку для них требуется более совершенное программное обеспечение.

Горизонтальные фрезерные станки с ЧПУ обычно используются для вырезания канавок и пазов на изделии. Кроме того, доступны специализированные инструменты для резки фасок и радиусов, хотя эти инструменты, как правило, дороже. Эти станки хорошо подходят для резки заготовок зубчатых колес.

Многоосевые фрезерные станки с ЧПУ

Многоосные фрезерные станки с ЧПУ — это современные фрезерные станки, способные работать более чем по четырем осям, обеспечивающие повышенную гибкость и способность решать сложные задачи. Добавление дополнительных осей приводит к увеличению затрат, но также позволяет производить детали более высокого качества. Одним из ключевых преимуществ включения дополнительных осей является то, что оно позволяет фрезерной головке выполнять больше операций в одном и том же пространстве. Многоосные фрезерные станки с ЧПУ самодостаточны и могут выполнять задачи, не требуя ручного вмешательства для их перемещения.

Трехосевые фрезерные станки с ЧПУ — это простые и эффективные станки, в которых заготовка остается зафиксированной в одном положении. 4-осевые фрезерные станки с ЧПУ требуют сложного программного обеспечения, но они обеспечивают повышенную гибкость и производительность. 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ способны перемещать режущие инструменты или заготовки по пяти осям одновременно, что позволяет производить широкий спектр сложных и точных деталей.

Понимание 3-, 4- и 5-осевых фрезерных станков

3-осевой фрезерный станок с ЧПУ

Трехосевой фрезерный станок с ЧПУ обычно имеет три оси, которые движутся в линейных направлениях, включая вверх и вниз, вперед и назад, влево и вправо.

Из-за ограничения обработки одной грани за раз этот тип станка подходит для обработки некоторых дисковидных деталей. Однако это может налагать ограничения на детали, требующие обработки отверстий или канавок на нескольких гранях.

4-осевой фрезерный станок с ЧПУ

4-осевой фрезерный станок с ЧПУ включает дополнительную ось вращения к стандартным трем осям, что обычно обеспечивает горизонтальное вращение на 360°. Однако скорость вращения обычно ограничена, что делает ее пригодной для обработки некоторых деталей коробчатой ​​формы.

Кроме того, большинство 4-осевых фрезерных станков с ЧПУ обеспечивают возможность вращения заготовки, известную как ось B, что позволяет станку работать как фрезерный станок, так и токарный станок.

Когда дело доходит до сверления боковой части детали или изогнутой поверхности цилиндра, предпочтительным методом является 4-осевая обработка с ЧПУ. Это значительно ускоряет процесс обработки, сохраняя при этом высокую точность.

5-осевой фрезерный станок с ЧПУ

5-осевой фрезерный станок с ЧПУ имеет дополнительный вращающийся вал помимо 4-осевого, что обычно обеспечивает вращение вертикальной поверхности на 360°. Благодаря возможности 5-осевой обработки можно выполнять комплексные операции обработки и одиночного зажима, что снижает как затраты на зажим, так и риск повреждения продукта.

Исключительная универсальность 5-осевого фрезерного станка с ЧПУ делает его хорошо подходящим для производства сложных прецизионных деталей. Это включает в себя производство компонентов, таких как медицинские детали для протезов конечностей или костей, детали для аэрокосмической отрасли, детали из титана, детали нефтегазового оборудования, продукция военного назначения и многое другое.

Фрезерные материалы с ЧПУ

Металл

Фрезерные станки с ЧПУ демонстрируют отличную адаптируемость для обработки металлических материалов и могут эффективно обрабатывать широкий спектр металлов, включая сталь, алюминий, медь и железо. Однако различные металлические материалы имеют разные характеристики и проблемы при обработке на фрезерных станках с ЧПУ. Например, медь обладает хорошей теплопроводностью и электропроводностью, но имеет низкую твердость, что делает инструмент подверженным заклиниванию. С другой стороны, материалы из нержавеющей стали имеют более высокую твердость и сложны в обработке, часто требуя использования высокоскоростных режущих инструментов. В целом фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность и эффективность обработки различных металлических материалов.

Пластик

Фрезерный станок с ЧПУ хорошо подходит для обработки пластиковых материалов, таких как АБС, ПК, ПОМ, ПВХ и других широко используемых пластиков. Пластиковые материалы известны своей легкостью и устойчивостью к коррозии. По сравнению с металлическими материалами пластмассы имеют меньшую твердость, что приводит к относительно менее сложным процессам обработки. Благодаря способности фрезерного станка с ЧПУ регулировать скорость, глубину и угол во время обработки он повышает точность и эффективность процесса обработки.

Композитные материалы

В последние годы использование композиционных материалов в промышленном производстве значительно расширилось, что привело к повышенному вниманию к механической обработке этих материалов на фрезерных станках с ЧПУ. Обработка композитных материалов представляет собой более сложную задачу, поскольку традиционные методы обработки не подходят для различных материалов. Контролируя скорость и скорость подачи пильного полотна, фрезерные станки с ЧПУ могут эффективно выполнять обработку композитных материалов. Композитные материалы характеризуются легким весом, тонкостью и устойчивостью к давлению, что делает их широко используемыми в высокотехнологичных областях, таких как авиация, аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение.

При выборе материалов для фрезерования на станках с ЧПУ следует учитывать несколько факторов. Эти факторы включают обрабатываемость материала, желаемые свойства конечного продукта (такие как прочность, вес и коррозионная стойкость), выход продукции и стоимость материала.

Например, если требуется крупносерийное производство, идеальным вариантом будет легко обрабатываемый и относительно недорогой материал. И наоборот, если конечный продукт должен обладать высокой прочностью и устойчивостью к коррозии, лучшим выбором могут быть твердые металлы или композитные материалы.

Преимущества и недостатки фрезерования с ЧПУ

Преимущества фрезерования с ЧПУ:

Высокая точность размеров:Фрезерные станки с ЧПУ могут производить детали с точным соблюдением спецификаций, исключая вероятность человеческой ошибки и обеспечивая допуск всего 0,004 мм.

Быстро и эффективно:В отличие от обычных фрезерных станков, требующих смены инструмента вручную, фрезерные станки с ЧПУ могут автоматически переключаться между 30 различными инструментами, что обеспечивает быстрые и эффективные операции резки и сокращение времени производства.

Универсальность материала:Фрезерные станки с ЧПУ способны обрабатывать широкий спектр материалов, включая пластмассы, металлы и композиты, обеспечивая гибкость в выборе материалов для производственных процессов.

Недостатки фрезерования с ЧПУ:

Высокая стоимость машины:Первоначальные инвестиции в фрезерные станки с ЧПУ выше, чем в традиционное ручное оборудование, что потенциально увеличивает общие производственные затраты.

Интенсивное обучение операторов:Правильная эксплуатация фрезерных станков с ЧПУ требует комплексной подготовки проектировщиков, программистов и операторов станков для оптимизации производственного процесса.

Высокие требования к техническому обслуживанию:Фрезерные станки с ЧПУ требуют частого технического обслуживания для обеспечения правильной работы и продления срока службы инструмента, что приводит к увеличению времени простоя во время использования станка.

Существенная стоимость оборудования:Первоначальные инвестиции, необходимые для фрезерных станков с ЧПУ, превышают инвестиции в традиционное ручное оборудование, что потенциально может привести к более высоким общим производственным затратам.

Расширенное обучение операторов:Работа на фрезерном станке с ЧПУ требует комплексного обучения проектировщиков, программистов и операторов станков, чтобы максимизировать эффективность процесса.

Повышенные потребности в техническом обслуживании:Регулярное техническое обслуживание фрезерных станков необходимо для обеспечения их правильного функционирования и продления срока службы инструментов, что приводит к увеличению времени простоев во время использования станков.

Как проектировать детали для фрезерования с ЧПУ?

Принципы проектирования деталей для фрезерования с ЧПУ:

Понимание возможностей фрезерования с ЧПУ:Прежде чем проектировать детали для фрезерования с ЧПУ, важно иметь полное представление о возможностях и ограничениях станков с ЧПУ. Ознакомьтесь с ассортиментом фрезерных станков с ЧПУ, вариантами инструментов и совместимыми материалами. Эти знания позволят принимать обоснованные решения на этапе проектирования и облегчат оптимизацию конструкций для эффективной обработки.

Проектирование для обрабатываемости:Проектируйте детали с учетом технологичности, учитывая такие факторы, как доступ к инструменту, оптимизация траектории движения инструмента и выбор материала. Избегайте сложных или острых внутренних углов, которые могут затруднить обработку или потребовать использования специального инструмента. По возможности используйте стандартные размеры инструментов и траектории, чтобы минимизировать время обработки и износ инструмента. Кроме того, продумайте последовательность операций обработки, чтобы обеспечить стабильность и точность на протяжении всего процесса.

Допуски и качество поверхности:Четко определите необходимые допуски и качество поверхности вашей детали. Хотя фрезерование с ЧПУ позволяет добиться жестких допусков и превосходного качества поверхности, эти факторы влияют на время обработки и стоимость. Эффективно сообщайте свои требования к допускам на чертежах и взвешивайте компромиссы между более жесткими допусками и повышенной сложностью обработки. Обратите внимание, что достижение высокого качества поверхности может повлечь за собой дополнительную оснастку или процессы последующей обработки.

Выбор материала:Выберите подходящий материал для вашей детали, исходя из его механических свойств, условий окружающей среды и требований применения. Различные материалы имеют разные характеристики обрабатываемости, поэтому подумайте, как выбор материала повлияет на процесс обработки. Проконсультируйтесь со своим поставщиком станков с ЧПУ, чтобы обеспечить выбор наиболее подходящего материала для вашего проекта.

Конструкция для доступа к инструментам:При проектировании детали учитывайте доступ к инструментам. Фрезерные станки с ЧПУ имеют ограничения по вылету инструмента и зазору, особенно для изделий сложной геометрии. Избегайте глубоких карманов или элементов, которые могут потребовать длинных выдвижений инструмента, поскольку это может привести к отклонению инструмента и снижению точности. Подумайте о том, чтобы разбить сложные детали на несколько более простых компонентов, которые можно будет легче обрабатывать и собирать позже.

Минимизация отходов материалов:

При проектировании деталей для фрезерования на станках с ЧПУ стремитесь свести к минимуму отходы материала, что не только снижает затраты на материалы, но и приносит пользу окружающей среде. Используйте эффективное размещение и размещение деталей в запасе сырья для оптимизации использования материала. Создавайте детали с функциями, которые облегчают эффективное удаление отходов во время обработки. Кроме того, рассмотрите возможность использования предварительно нарезанного или заранее заданного размера материала, чтобы свести к минимуму отходы и сократить время обработки.

Для расширенной поддержки при проектировании деталей для фрезерования на станках с ЧПУ рассмотрите возможность использования программного обеспечения CAD (автоматизированного проектирования), которое интегрируется с возможностями CAM (автоматизированного производства). Эта интеграция позволяет создавать траектории движения инструмента непосредственно на основе вашего проекта, обеспечивая бесперебойную связь между процессами проектирования и производства.

Эффективное сотрудничество между дизайнерами и экспертами в области обработки с ЧПУ, такими как CFS Machine Shop, имеет решающее значение для оптимизации конструкции деталей для фрезерования с ЧПУ. Привлечение поставщика механической обработки на ранних этапах процесса проектирования может привести к более эффективным и экономичным решениям, гарантируя при этом, что ваш конечный продукт будет соответствовать требуемым стандартам качества и производительности.

Приложения для фрезерования с ЧПУ

Фрезерование с ЧПУ — это метод прецизионной обработки, в котором используются станки с ЧПУ и компьютерные системы управления для достижения высокой точности формы и точности поверхности заготовок. Он предлагает такие преимущества, как высокая эффективность, точность и гибкость, что делает его широко применимым в машиностроении, аэрокосмической отрасли, производстве пресс-форм, автомобилестроении и различных других областях.

В машиностроении фрезерование с ЧПУ используется для изготовления широкого спектра механических деталей, включая седла подшипников, фланцы, шестерни и шпоночные пазы. Путем настройки соответствующих параметров обработки можно добиться высокой точности размеров и формы, тем самым повышая точность и качество деталей.

В аэрокосмической промышленности фрезерование с ЧПУ играет решающую роль из-за высоких требований к механической обработке деталей, требующих высокой точности и сложных форм. Фрезерование с ЧПУ позволяет точно контролировать траекторию движения фрезы по заготовке с помощью компьютерных систем управления, облегчая обработку сложных поверхностей, тонкостенных конструкций и других форм, что в конечном итоге повышает производительность и безопасность детали.

Производство пресс-форм также во многом зависит от фрезерования с ЧПУ, особенно для достижения высокоточной обработки. Например, при производстве пресс-форм для литья пластмасс под давлением фрезеровка с ЧПУ позволяет создавать сложные структуры полостей и формы с высокими требованиями к качеству поверхности. Точно так же при обработке многоосных штампов для штамповки фрезерные станки с ЧПУ могут удовлетворить требования к сложным кривым и высокой точности.

Кроме того, фрезерование с ЧПУ находит применение в автомобилестроении, особенно для обработки сложных изогнутых деталей в современных конструкциях легких автомобилей. Он позволяет обрабатывать сложные поверхности и легкие конструкции путем обработки таких материалов, как алюминиевые и титановые сплавы, тем самым улучшая производительность и надежность автозапчастей.

Кроме того, фрезерование с ЧПУ широко применяется в электронных изделиях, оптических приборах, медицинском оборудовании и других областях. Это часто требуется для высокоточной обработки электронных изделий, таких как мобильные телефоны и планшетные компьютеры. Кроме того, фрезерование с ЧПУ отвечает требованиям точности и качества поверхности оптических инструментов и медицинского оборудования.

Для чего мы обслуживаемся?

Keming Machine Shop, ведущий производитель станков с ЧПУ, специализируется на предоставлении прецизионных решений для фрезерования с ЧПУ широкого спектра металлических деталей на заказ. Благодаря нашим собственным фрезерным станкам с ЧПУ и квалифицированной команде мы гарантируем высококачественные результаты с жесткими допусками и эффективными производственными процессами.

Независимо от того, связаны ли ваши требования с компонентами для аэрокосмической отрасли, автомобильными запчастями, прототипами медицинского оборудования или индивидуальными решениями для обработки, мы обладаем опытом и ресурсами для эффективного удовлетворения ваших потребностей.

Если вам нужны услуги механической обработки с ЧПУ в Китае, мы рекомендуем вам обратиться к нам сегодня. Позвольте нам стать вашим надежным партнером в области точной обработки, обеспечивая исключительные результаты, которые точно соответствуют вашим спецификациям и ожиданиям.