Токарный станок с ЧПУ комбинированная обработка это технология производства, объединяющая несколько процессов, таких как поворот, фрезерованиеи сверление на одном станке, завершая обработку за один установ. Эта технология особенно подходит для деталей со сложной структурой и высокими требованиями к точности и позволяет значительно повысить точность обработки и эффективность производства.
Преимущества токарно-фрезерной обработки:
Сокращение времени зажима: На одном токарно-фрезерном станке можно обрабатывать одну деталь, включая обработку наружного диаметра, внутреннее отверстие обработка, обработка пазовсверление и фрезерование плоскостей. Это позволяет избежать множества операций подбора и установки и ошибок позиционирования.
Высокая точность обработки: Благодаря меньшему количеству ошибок позиционирования и лучшей жесткости станка, геометрические допуски легче контролировать.
Более короткая технологическая цепочка: Фрезерно-токарная обработка сокращает этапы от черновой обработки, полуфинишной до чистовой, что способствует ускорению поставок.
Адаптация к сложной геометрии и труднообрабатываемым материалам: Для деталей со сложной геометрией, нестандартными отверстиями или тонкостенными конструкциями токарно-фрезерные станки обладают большими преимуществами по сравнению с традиционными отдельными токарно-фрезерными станками.
Пример из практики: Графитовые фитинги WELDO PTFE + 15%
Ниже приведен типичный пример применения технологии WELDO Machining (WELDO), иллюстрирующий практическую ценность токарно-фрезерной обработки деталей из разнородных композитных материалов.
Материал/спецификации фитингов
Материал: PTFE matrix + 15% graphite filler (enhances wear resistance/sliding properties)
Тип детали: Композитная структура втулки-диска, включая такие характеристики, как внешний диаметр, внутреннее отверстие, пазы и фрезерованные поверхности
Количество: С сайта прототип для серийного производства (около 10 000 штук)
Метод обработки
WELDO использует токарно-фрезерный обрабатывающий центр для выполнения следующих процессов за один установ:
Черновая обработка (точение) по наружному диаметру
Фрезерование и пазование наружного диаметра
Фрезерование и сверление поверхностей
Обработка поверхности и осмотр
Результаты
Количество установок было сокращено с 3 до 1, что позволило уменьшить ошибки позиционирования примерно на 30%.
Время цикла обработки сократилось примерно на 40%.
Допуски готовых деталей контролируются в пределах ±0,02 мм, а шероховатость поверхности Ra ≤ 1,6 мкм.
Материал (PTFE + графит 15%) имеет сложные характеристики скольжения и теплового расширения; фрезерование-токарная обработка снижает риск деформации.
Почему стоит выбрать фрезерно-токарную обработку?
Поскольку эта деталь изготовлена из композитного пластика с графитовым наполнителем, она подвержена тепловой деформации, вибрации при резании и микросмещениям во время обработки. Благодаря высокой жесткости, возможности выполнения одного приспособления и многопроцессной связи фрезерно-токарных станков легче контролировать такие риски, как тепловое расширение и деформация при резании. WELDO Инженеры отмечают: "Выполнение нескольких фрезерно-токарных операций за один установ не только повышает эффективность, но и значительно улучшает согласованность обработки".
Типичные применяемые типы деталей:
Детали вала: Such as automotive drive shafts, machine tool spindles, motor rotor shafts, etc. These parts often require machining of external diameters, threads, and planes. Milling-turning can complete multiple processes in a single setup, ensuring coaxiality and accuracy.
Запчасти для дисков: Включая маховики, фланцы, клапанные крышки и т.д. Токарная обработка торцов, фрезерование пазов и сверление могут выполняться на одном и том же станке, что сокращает время переналадки.
Рукава и кольцеобразные деталиНапример, гильзы гидравлических цилиндров, втулки подшипников и кольца механических уплотнений. Фрезерно-токарная обработка позволяет выполнять обработку внутренних и внешних окружностей, масляных канавок и резьбы за одну операцию, обеспечивая высокую концентричность.
Детали неправильной формытаких как аэрокосмические конструктивные элементы, медицинские компоненты и шарниры роботов. Из-за сложных форм, в том числе с наклонными отверстиями или криволинейными поверхностями, требуется многоосевая работа; фрезерно-токарная обработка позволяет добиться высокой точности обработки.
Резьбовые или шлицевые валыНапример, валы редукторов и гидравлические штоки управления. Традиционные методы требуют использования нескольких станков, в то время как фрезерно-токарная технология позволяет добиться одноразовой формовки, что значительно повышает эффективность.
Промышленные применения cnc поворот фрезерный комплекс обработки
Аэрокосмическая промышленность: Высокоточные детали, такие как валы турбин и соединительные элементы.
Автомобильное производство: Компоненты, требующие согласованности, такие как приводные валы, фланцы и шатуны.
Медицинские приборы: Детали с высоким качеством поверхности, такие как сердечники клапанов и имплантаты.
Промышленное оборудование: Детали, требующие концентричности внутренних и внешних отверстий, например, корпуса клапанов и гильзы цилиндров.
Меры предосторожности для оператора
Для обеспечения бесперебойной, стабильной и эффективной работы токарно-фрезерного комплекса операторы должны обратить внимание на следующее:
Калибровка станков и проектирование приспособлений: Обеспечивают превосходную геометрическую точность станка, высокую жесткость крепления и хорошую повторяемость позиционирования.
Оптимизация программы: При токарно-фрезерной обработке обычно используются многоосевые/мощные инструменты, что предъявляет высокие требования к компенсации инструмента, параметрам резания и управлению магазином инструментов. Проверка и моделирование программы должны быть выполнены заранее.
Понимание свойств материалов: Как и в случае с PTFE+графит, тепловое расширение, теплота резания и вязкость отличаются от металлов, что требует выбора правильных покрытий для инструментов и условий резания.
Настройка параметров резки: При переключении между точением и фрезерованием на одной и той же заготовке необходимо учитывать влияние различных условий резания, направлений резания и входа/выхода инструмента на деформацию заготовки.
Управление охлаждением/смазкой: Особенно при резке композитных материалов или армированных наполнителями пластмасс условия смазки и охлаждения напрямую влияют на качество поверхности и деформацию.
Контроль температуры и деформации заготовок: Во время непрерывной обработки обращайте внимание на повышение температуры заготовки и тенденции деформации, при необходимости используйте промежуточный или онлайн-контроль измерений.
Безопасность и защита станков: В процессе фрезерования и токарной обработки происходит множество действий, таких как переключение инструмента, изменение направления вращения шпинделя и вмешательство электроинструментов. Операторы должны обращать внимание на защиту безопасности, состояние автоматической смены инструмента и предотвращение столкновений.
Проблемы и решения
| Проблема | Решение |
| Многочисленные операции/переключение инструментов приводят к сложному программированию и высокому риску ошибок. | Использование специализированного программного обеспечения CAM для поддержки токарно-фрезерных станков, проведение симуляционной проверки и установка безопасных траекторий предотвращения столкновений. |
| Деформация/тепловое расширение заготовки во время одной операции зажима приводит к снижению точности. | Оптимизация конструкции приспособлений (приспособления для уменьшения деформации, приспособления для охлаждения), контроль температуры резки, сегментированная обработка и обратная связь по результатам измерений в режиме онлайн. |
| Свойства материалов (например, композитных пластмасс, материалов, армированных наполнителями) вызывают износ инструмента/нестабильную обработку. | Выберите инструмент, подходящий для материала, отрегулируйте скорость резания и подачу, увеличьте количество смазки или используйте охлаждающие средства, а также следите за износом инструмента. |
| Сложная геометрия заготовки и затрудненный доступ к зоне фрезерования. | Используйте 5-осевой или конфигураций электроинструмента, позволяя инструментам напрямую достигать труднообрабатываемых позиций, сокращая смену инструмента/зажима. |
| Высокие инвестиции в оборудование и затраты на обучение персонала. | Разработайте модель окупаемости инвестиций, первоначально опробовав ее на типовых деталях; обучите операторов и программистов, а затем расширьте программу после накопления опыта. |
The Machining Process for Turn-Mill Composite Machining
- Drawing and Process Review: Review the 2D drawing and 3D model to confirm the material, dimensional tolerances, datums, and surface requirements. The part is also evaluated for turn-mill machining.
- Programming and Setup: Plan the sequence for turning, milling, drilling, and tapping. Suitable tools and fixtures are selected to minimize repeated setups.
- Поворот: Machine rotational features such as outside diameters, internal bores, end faces, steps, grooves, and threads.
- Фрезерование: Produce flats, keyways, side holes, eccentric holes, and complex profiles on the same machine without frequently repositioning the workpiece.
- Finishing and Secondary Operations: Finish-machine critical mating surfaces and precision features. Deburring, cleaning, and specified surface treatments are then completed as required.
- Quality Inspection: Use micrometers, calipers, height gauges, or a coordinate measuring machine (CMM) to inspect dimensions, concentricity, position, and surface quality before packaging and shipment.
Резюме
Токарно-фрезерная комбинированная обработка, являющаяся важным направлением в современной технологии обработки, позволяет значительно повысить эффективность обработки, точность и способность обрабатывать сложные детали. В WELDO Приведенный выше пример с компонентами из ПТФЭ+графита показывает, какую пользу приносит координированная работа с одной установкой и несколькими процессами.
Если у вас есть похожие детали, требующие обработки, и вы в настоящее время сосредоточены на скорости, качестве и стоимости обработки, вы можете связаться с нами за помощью.
Часто задаваемые вопросы по обработке соединений станка с ЧПУ
Какие типы деталей подходят для токарно-фрезерной обработки?
Детали, которые одновременно обладают вращающимися внешними и внутренними диаметрами, а также плоскостями, пазами, отверстиями и фрезерованием. Это особенно удобно для деталей неправильной формы, тонкостенных конструкций, труднообрабатываемых материалов, а также для задач, требующих выполнения нескольких операций за один установ.
Какой экономии средств можно добиться, используя токарно-фрезерную обработку?
Основная экономия включает в себя: сокращение количества настроек, уменьшение времени ручной обработки и смены инструмента/зажима, сокращение времени обработки и уменьшение количества приспособлений. Кроме того, повышение точности снижает количество повторных обработок/брака, тем самым снижая затраты на контроль качества.
В чем заключается наибольший риск по сравнению с традиционным раздельным точением и фрезерованием?
Наибольший риск представляет деформация заготовок или несоответствие размеров из-за единичного сбоя в настройке или неправильной конструкции приспособления/программы. Плохой контроль переключения инструмента, жесткости станка и вибрации также может привести к колебаниям качества.
Какие параметры следует контролировать при токарно-фрезерной обработке?
Необходимо контролировать: состояние инструмента (износ, поломка), температуру/тепловое расширение заготовки, вибрацию станка, нагрузку на шпиндель, усилие резания/подачу, стабильность позиционирования приспособления и обратную связь по результатам измерений в режиме онлайн. Если наблюдается повышение температуры или тенденция к деформации, калибровку следует немедленно приостановить.