Обработка с ЧПУ (Computer Numerical Control) - это высокоточный производственный процесс, в котором используются компьютерные программы для управления станками для автоматической резки металлических или пластиковых деталей. Его основные преимущества заключаются в высокой точности, высокой эффективности и высокой повторяемости.
Ниже приводится подробное описание стандартных шагов выполнения Обработка на станках с ЧПУ Полное руководство:
Дизайн продукции и 3D-моделирование (проектирование и CAD-моделирование)
Проектирование трехмерных моделей деталей с использованием профессиональных CAD программное обеспечение (например, SolidWorks, AutoCAD, или CATIA);
Определите критические размеры, допуски, спецификации резьбы, фаски и требования к посадке;
Экспортируйте файлы в стандартные форматы, такие как .ШАГ, .IGES, илиDXF;
При проектировании учитывайте припуски на обработку, чтобы обеспечить стабильность процесса.
Цель: Генерировать 3D-модели, соответствующие инженерным требованиям, предоставляя точные данные для программирования и планирования процессов.
Планирование процессов и программирование в CAM
Импорт моделей CAD в CAM Программное обеспечение (например, Mastercam, Fusion 360, UG NX);
Выберите тип станка (например, 3-осевой, 4-осевой, или 5-осевой Станок с ЧПУ);
Установите режущий инструмент, скорость вращения (об/мин), скорость подачи и глубину резания;
Моделирование траекторий движения инструмента для предотвращения помех и столкновений;
Выход G-код и М-код-Распознаваемые машиной управляющие инструкции.
Цель: Преобразование проектных чертежей в исполняемые программы обработки для точной и эффективной обработки.
Настройка станка и установка заготовок
Выберите подходящие инструменты (фрезы, сверла, метчики и т.д.) и приспособления (тиски, магнитные патроны, зажимные приспособления и т.д.);
Надежно установите заготовку на рабочий стол, чтобы обеспечить стабильное позиционирование;
Откалибруйте длину инструмента, точки установки инструмента и установите начало координат заготовки;
Проверьте состояние машины: охлаждающая жидкость, смазка, давление воздуха, электропитание и устройства безопасности.
Задача: Обеспечение оптимального состояния оборудования для предотвращения отклонений размеров, вызванных ошибками зажима или неисправностями оборудования.
Сухой запуск и моделирование
Выполните пробный прогон для проверки траекторий инструментов;
Моделирование процесса обработки с помощью CAM-симулятора или системы управления станком;
Проверьте, нет ли ошибок в программе, столкновений инструментов или нарушений границ траектории;
Выполнение пробных резов на критических участках обработки для проверки размеров и качества поверхности.
Цель: Предотвращение столкновений инструментов и отходов материалов, обеспечение безопасности и надежности программы.
Черновая обработка
Быстрое удаление лишнего материала с заготовки с использованием больших скоростей подачи и глубины резания;
Используйте износостойкие инструменты (например, твердосплавные) для повышения эффективности;
Оставьте небольшой запас для последующих операций полуфинишной обработки;
Контролируйте износ инструмента и изменение температуры заготовки в процессе обработки.
Цель: Быстрое определение общего контура детали, обеспечивающее стабильную основу для последующих операций отделки.
Получистовая и чистовая обработка
Настройте параметры резки и используйте высокоточные инструменты для коррекции размеров;
Сосредоточьтесь на обработке критических поверхностей, сопряженных отверстий и высокоточных участков;
Выполните удаление заусенцев и фаска шлифование кромок деталей в конце обработки;
Контролируйте допуски размеров в пределах проектных спецификаций;
При финишной обработке обычно используются более низкие скорости подачи и меньшая глубина резания;
Убедитесь, что шероховатость поверхности соответствует проектным требованиям (например, Ra ≤ 0,8 мкм).
Детали, обработанные после ЧПУ, должны пройти процедуру удаления заусенцев в соответствии с ISO 13715 стандарты:
Высота заусенцев на функциональной поверхности ≤ 0,05 мм
Поверхности подгонки требуют фаски C0,3-C0,5 мм
Автоматизированное шлифование с использованием 6-осевых роботов + нейлоновых шлифовальных головок (3000 об/мин)
Цель: Достижение высокой точности размеров и гладкой поверхности.
Различия между 3-осевой, 4-осевой и 5-осевой обработкой на станках с ЧПУ и рекомендуемый выбор
Трехкоординатная обработка на станках с ЧПУ: Базовая и эффективная, подходит для простых конструкций
Трехкоординатная обработка: Базовая и эффективная, подходящая для простых конструкций
Принцип: Инструмент перемещается по линейным осям X, Y и Z, а заготовка остается неподвижной.
Применяемые детали:
Плоскости, пазы, отверстия, 2D-контуры (например, приборные панели и кронштейны)
Простые 3D-поверхности (требующие многократного зажима)
Преимущества:
Низкая стоимость: Оборудование имеет простую конструкцию, что приводит к низким затратам на обслуживание и эксплуатацию.
Высокая эффективность: Простые траектории обработки и быстрое программирование делают его подходящим для мелко- и среднесерийного производства (например, 50-5 000 деталей).
Стабильная точность: Проблема нулевой центральной скорости шаровой фрезы может быть решена путем оптимизации процесса, что делает ее пригодной для пресс-форм с низкими требованиями к точности.
Ограничения:
Невозможность обработки сложных поверхностей; при боковой обработке требуется многократное зажатие, что может привести к ошибкам.
Эффективность значительно снижается при обработке глубоких полостей или отверстий специальной формы.
Рекомендуемые области применения:
Предприятия с ограниченным бюджетом, которым необходимо быстро изготовить простые детали.
Обработка непрофильных компонентов в аэрокосмической и автомобильной промышленности (например, кронштейнов из алюминиевого сплава).
Четырехкоординатная обработка на станках с ЧПУ: Гибкость и эффективность, подходит для многогранных деталей.
Принцип: Добавление поворотной оси (A или B) к трехосевой системе обработки позволяет вращать заготовку, что дает возможность обрабатывать инструмент под разными углами.
Применяемые детали:
Цилиндрические детали, детали с боковыми отверстиями (например, турбины, червячные передачи и пропеллеры);
Детали коробчатой формы, многогранные детали (когда требуется непрерывная обработка нескольких вертикальных поверхностей);
Преимущества:
Сокращение времени зажима: За один зажим можно обрабатывать несколько поверхностей, что повышает эффективность на 30%-50%.
Повышенная точность: Точное позиционирование поворотной оси позволяет избежать вторичных ошибок зажима, что делает его пригодным для обработки наклонных поверхностей или деталей с определенными углами.
Контролируемая стоимость: Стоимость оборудования аналогична стоимости трехкоординатной системы обработки, но производительность обработки значительно выше.
Ограничения:
При интенсивной эксплуатации механизм червячной передачи может подвергаться сильному износу.
Сложные детали требуют частой регулировки угла поворота оси, что повышает сложность программирования.
Рекомендуемые области применения:
Предприятия с ограниченным бюджетом, нуждающиеся в обработке сложных криволинейных поверхностей (например, пресс-форм и фармацевтических препаратов).
Непрофильные прецизионные детали в аэрокосмической промышленности (например, формы для обуви и манекены).
5-осевая обработка на станках с ЧПУ: Универсальность и точность, подходит для высокотехнологичного производства.
Принцип: Добавление двух поворотных осей (двух осей A/B/C) к 3-осевому обрабатывающему центру позволяет инструменту приближаться к заготовке под любым углом.
Применяемые детали:
Сложные изогнутые поверхности (например, лопасти самолетов и турбин);
Конструктивные детали особой формы (например, ортопедические имплантаты и оптические линзы);
Детали с полостями (требующие одноэтапного формования).
Преимущества:
Обработка нескольких поверхностей за одну установку зажима: Позволяет избежать интерференции, перерезания и подрезания, повышая эффективность более чем на 50%.
Сверхвысокая точность: Достигает субмикронного уровня (±0,001 мм), подходит для высокотехнологичных применений, таких как оптика и медицина.
Широкая совместимость с материалами: Возможность обработки твердых материалов, таких как титановые сплавы и керамика.
Ограничения:
Высокая стоимость оборудования: в 2-3 раза выше, чем у трехкоординатного обрабатывающего центра, сложное обслуживание и эксплуатация.
Высокая сложность программирования: Требуется многоосевое планирование траектории инструмента, обнаружение столкновений и управление вектором оси инструмента.
Рекомендуемые области применения:
Обработка основных компонентов в таких высокотехнологичных отраслях промышленности, как аэрокосмическая, энергетика и производство электроэнергии.
Детали, требующие чрезвычайно высокой точности (например, искусственные суставы), в медицине и производстве точных приборов.
Обработка проволочным электроэрозионным станком (EDM)
При обработке с ЧПУ электроэрозионная обработка является критически важным процессом для обработки материалов высокой твердости (HRC 50+) и сложных полостей. Он также удаляет излишки материала с фрезерованных деталей для предотвращения деформации:
Быстрый проволочный электроэрозионный станок
Описание: Высокоскоростной проволочный электроэрозионный станок (WEDM-HS) использует в качестве электрода молибденовую проволоку, вращающуюся со скоростью 8-10 м/с. Она удаляет металл посредством искрового разряда, обеспечивая единичный рез.
Точность: ±0,01 мм, шероховатость поверхности Ra 1,25-2,5 мкм, удовлетворяет общие потребности в обработке.
Скорость обработки: Скорость резки обычно увеличивается с 20-40 мм²/мин до более чем 100 мм²/мин, а максимальная скорость составляет 260 мм²/мин.
Стоимость обработки: Низкая стоимость, простая структура и доступная цена, что делает его подходящим для крупносерийной и низкоточной обработки.
Средний проволочный электроэрозионный станок
Описание: Станки для электроэрозионной обработки средней проволоки (MS-WEDM) относятся к категории высокоскоростных проволочно-вырезных станков, позволяющих выполнять несколько резов. Черновая обработка молибденовой проволокой выполняется на высоких скоростях (8-12 м/с), а чистовая - на более низких (1-3 м/с).
Точность: ±0,003 мм, шероховатость поверхности Ra 0,65 мкм, что обеспечивает более высокое качество обработки по сравнению с быстрой проволочной резкой.
Скорость обработки: Приблизительно как при быстрой резке проволоки, с уменьшением скорости для повышения качества при многократной резке.
Стоимость обработки: Умеренный баланс между стоимостью и эффективностью, сохраняющий преимущества быстрой резки проволокой при улучшении качества за счет многократной резки. Подходит для обработки со средней точностью.
Медленный проволочный электроэрозионный станок
Описание: В низкоскоростном проволочном электроэрозионном станке (WEDM-LS) используется медленный однонаправленный проволочный электрод, движущийся со скоростью менее 0,2 м/с и прекращающий работу после разряда.
Точность: ±0,001 мм, шероховатость поверхности Ra не менее 0,05 мкм, достижение высокого качества обработки. Скорость обработки: максимум 400 мм/мин, медленнее, чем при быстрой проволочной резке, что обеспечивает высокое качество обработки сложных деталей.
Стоимость обработки: Высокая стоимость и дорогостоящее оборудование, с одноразовой электродной проволокой. Подходит для высокоточной, сложной обработки пресс-форм.
Различия между быстрым проволочным электроэрозионным станком, медленным проволочным электроэрозионным станком и средним проволочным электроэрозионным станком:
Быстрый проволочный электроэрозионный станок
Обеспечивает самую высокую скорость обработки и подходит для простых форм, тонкостенных деталей, плоских поверхностей и высокой шероховатости поверхности.
Области применения: Быстрая резка металла и изготовление форм и деталей низкой и средней точности. Подходит для малых и средних производств с жесткими сроками.
Средний проволочный электроэрозионный станок
Обеспечивает скорость и точность между высоко- и тихоходной проволочной электроэрозионной обработкой, балансируя между временем обработки и качеством поверхности.
Области применения: Обработка пресс-форм и среднеточная резка механических деталей. Подходит для массового производства или там, где требуется баланс между точностью и эффективностью.
Медленный проволочный электроэрозионный станок
Обеспечивает более низкую скорость обработки, но высокую точность и качество поверхности с минимальной тепловой деформацией, что делает его пригодным для сложной и точной обработки.
Области применения: Обработка высокоточных деталей с высоким качеством поверхности, таких как детали для аэрокосмической промышленности, медицинского оборудования и производства высококачественных пресс-форм.
Инспекция и контроль качества
Измерения после обработки выполняются с помощью специализированных инструментов:
Штангенциркули, микрометры, глубиномеры (для быстрого контроля)
Координатно-измерительная машина (КИМ) (высокоточный контроль размеров)
Тестер шероховатости поверхности (измерение значения Ra)
Проверка геометрической точности (перпендикулярность, концентричность, плоскостность и т.д.)
Результаты проверок документируются и архивируются; при возникновении отклонений параметры процесса оперативно корректируются.
Задача: Убедиться, что каждая деталь соответствует требованиям допусков и стандартам заказчика (например, ISO 2768).
Постобработка и отделка
Ручное удаление заусенцев в местах, недоступных для шлифовальных инструментов, и очистка заготовок;
Выполните необходимую обработку поверхности:
Полировка, пескоструйная обработка, анодирование, гальваническое покрытие, пассивацияи т.д;
Нанесите номера деталей или сделайте лазерную гравировку;
Надежно упакуйте во избежание повреждений при транспортировке.
Цель: Улучшение внешнего вида, коррозионной стойкости и функциональных характеристик продукта.
Обратная связь с данными и оптимизация процессов
Сохраняйте параметры обработки, срок службы инструмента и данные контроля;
Обобщите опыт оптимизации траекторий движения инструмента, конструкций приспособлений или параметров резания;
Создание стандартизированной базы данных по обработке на станках с ЧПУ;
Обеспечение повторяемости и прослеживаемости технологических решений для однотипных деталей.
Цель: Добиться непрерывного совершенствования, повысить стабильность и эффективность производства.
Реферат на тему Обработка на станках с ЧПУ Полное руководство
Обработка на станках с ЧПУ это высокоавтоматизированная технология прецизионного производства, где каждый шаг - от моделирования конструкции до оптимизации контроля - напрямую влияет на качество деталей и эффективность производства.
Благодаря стандартизированным процессам, научному программированию и тщательному контролю достигается высокая точность, стабильность и постоянство результатов производства. Если вам нужно изготовить детали с ЧПУ, свяжитесь с нами. Weldo Обработка по последнему слову техники.
