Дакладная механічная апрацоўка - гэта працэс выдалення матэрыялу з нарыхтоўкі падчас фінішнай апрацоўкі. Дакладная машына мае мноства тыпаў, у тым ліку фрэзерную, такарную і электрычную разраджаную апрацоўку. Сёння дакладнай машынай звычайна кіруюць з дапамогай кампутарнага лічбавага кіравання (ЧПУ).
Амаль усе металічныя вырабы выкарыстоўваюць дакладную апрацоўку, як і многія іншыя матэрыялы, такія як пластык і дрэва. Гэтымі машынамі кіруюць спецыялізаваныя і падрыхтаваныя машыністы. Для таго, каб рэжучы інструмент спраўляўся са сваёй задачай, яго трэба перамяшчаць у паказаных кірунках, каб зрабіць правільны разрэз. Гэты асноўны рух называецца "хуткасць рэзання". Нарыхтоўку таксама можна перамяшчаць, што называецца другасным рухам "падачы". Разам гэтыя рухі і рэзкасць рэжучага інструмента дазваляюць працаваць дакладнаму станку.
Якасная дакладная апрацоўка патрабуе ўмення выконваць надзвычай канкрэтныя планы, зробленыя праграмамі CAD (аўтаматызаванае праектаванне) або CAM (вытворчасць з дапамогай кампутара), напрыклад AutoCAD і TurboCAD. Праграмнае забеспячэнне можа дапамагчы ў стварэнні складаных трохмерных схем або контураў, неабходных для вытворчасці інструмента, машыны або аб'екта. Гэтыя чарцяжы павінны выконвацца з вялікай дэталізацыяй, каб гарантаваць, што прадукт захоўвае сваю цэласнасць. У той час як большасць кампаній дакладнай апрацоўкі працуюць з некаторымі формамі праграм CAD/CAM, яны па-ранейшаму часта працуюць з эскізамі, зробленымі ад рукі на пачатковых этапах праектавання.
Дакладная апрацоўка выкарыстоўваецца для шэрагу матэрыялаў, уключаючы сталь, бронзу, графіт, шкло і пластмасы. У залежнасці ад памеру праекта і матэрыялаў, якія будуць выкарыстоўвацца, будуць выкарыстоўвацца розныя інструменты дакладнай апрацоўкі. Можна выкарыстоўваць любую камбінацыю такарных станкоў, фрэзерных станкоў, свердзелаў, піл і шліфавальных машын і нават высакахуткасных робататэхнічных вырабаў. Аэракасмічная прамысловасць можа выкарыстоўваць высокахуткасную апрацоўку, а дрэвабудаўнічая прамысловасць можа выкарыстоўваць фотахімічныя працэсы траўлення і фрэзеравання. Збіццё з прабегу або пэўная колькасць якога -небудзь канкрэтнага прадмета можа налічвацца тысячамі або быць толькі некалькімі. Дакладная апрацоўка часта патрабуе праграмавання прылад з ЧПУ, што азначае, што яны кіруюцца з дапамогай кампутара з лічбавым кіраваннем. Прылада з ЧПУ дазваляе выконваць дакладныя памеры на працягу ўсяго перыяду прадукту.
Фрэзераванне - гэта працэс апрацоўкі з дапамогай паваротных фрэз для выдалення матэрыялу з нарыхтоўкі шляхам прасоўвання (або падачы) фрэзы ў нарыхтоўку ў пэўным кірунку. Фрэзу можна таксама трымаць пад вуглом адносна восі інструмента. Фрэзераванне ахоплівае шырокі спектр розных аперацый і машын, на маштабах ад дробных асобных частак да вялікіх звышмоцных фрэзерных аперацый. Гэта адзін з найбольш часта выкарыстоўваюцца працэсаў апрацоўкі нестандартных дэталяў з дакладнымі допускамі.
Фрэзераванне можна вырабляць з дапамогай шырокага спектру станкоў. Першапачатковым класам станкоў для фрэзеравання быў фрэзерны станок (яго часта называюць млынам). Пасля з'яўлення кампутарнага лічбавага кіравання (ЧПУ) фрэзерныя машыны ператварыліся ў апрацоўчыя цэнтры: фрэзерныя машыны з аўтаматычнай зменай інструмента, інструментальныя крамы або каруселі, магчымасці ЧПУ, сістэмы астуджэння і корпуса. Фрэзерныя цэнтры звычайна класіфікуюцца як вертыкальныя апрацоўчыя цэнтры (VMC) або гарызантальныя апрацоўчыя цэнтры (HMC).
Інтэграцыя фрэзеравання ў токарныя асяроддзі і наадварот пачалася з жывога інструмента для такарных станкоў і перыядычнага выкарыстання фрэз для такарных аперацый. Гэта прывяло да стварэння новага класа станкоў, шматзадачных машын (МТМ), якія спецыяльна створаны для палягчэння фрэзеравання і тачэння ў адной канверце.
Для інжынераў -канструктараў, навукова -даследчых груп і вытворцаў, якія залежаць ад пошуку дэталяў, дакладная апрацоўка з ЧПУ дазваляе ствараць складаныя дэталі без дадатковай апрацоўкі. На самай справе, дакладная апрацоўка з ЧПУ часта дазваляе вырабляць гатовыя дэталі на адной машыне.
Працэс апрацоўкі выдаляе матэрыял і выкарыстоўвае шырокі спектр рэжучых інструментаў для стварэння канчатковага і часта вельмі складанага дызайну дэталі. Узровень дакладнасці павышаецца за кошт выкарыстання кампутарнага лікавага кіравання (ЧПУ), якое выкарыстоўваецца для аўтаматызацыі кіравання інструментамі апрацоўкі.
Роля "ЧПУ" у дакладнай апрацоўцы
Выкарыстоўваючы кадаваныя інструкцыі па праграмаванні, дакладная апрацоўка з ЧПУ дазваляе выразаць і фармаваць нарыхтоўку па тэхнічных характарыстыках без умяшальніцтва механізатара.
Узяўшы мадэль аўтаматызаванага праектавання (САПР), прадастаўленую заказчыкам, эксперт -машыніст выкарыстоўвае праграмнае забеспячэнне для аўтаматызаванага вытворчасці (САМ) для стварэння інструкцый па апрацоўцы дэталі. На аснове мадэлі САПР праграмнае забеспячэнне вызначае, якія шляхі да інструментаў неабходныя, і генеруе код праграмавання, які паведамляе машыне:
■ Якія правільныя абароты і хуткасць падачы
■ Калі і куды рухаць інструмент і/або нарыхтоўку
■ Як глыбока рэзаць
■ Калі ўжываць астуджальную вадкасць
■ Любыя іншыя фактары, звязаныя з хуткасцю, хуткасцю падачы і каардынацыяй
Затым кантролер з ЧПУ выкарыстоўвае код праграмавання для кіравання, аўтаматызацыі і кантролю за рухамі машыны.
Сёння ЧПУ-гэта ўбудаваная функцыя шырокага спектру абсталявання, пачынаючы ад такарных, фрэзерных і фрэзерных машын і заканчваючы металаапрацоўкай, метадам лазернай і плазменнай рэзкі. У дадатак да аўтаматызацыі працэсу апрацоўкі і павышэнню дакладнасці, ЧПУ ліквідуе ручныя задачы і вызваляе машыністаў кантраляваць працу некалькіх машын адначасова.
Акрамя таго, як толькі шлях да інструмента быў распрацаваны і машына запраграмавана, яна можа запускаць дэталь колькі заўгодна разоў. Гэта забяспечвае высокі ўзровень дакладнасці і паўтаральнасці, што, у сваю чаргу, робіць працэс высокаэфектыўным і маштабуецца.
Матэрыялы, якія апрацоўваюцца
Некаторыя металы, якія звычайна апрацоўваюцца, ўключаюць алюміній, латунь, бронзу, медзь, сталь, тытан і цынк. Акрамя таго, можна апрацоўваць дрэва, пенапласт, шкловалакно і пластмасу, напрыклад, поліпрапілен.
На самай справе, практычна любы матэрыял можа быць выкарыстаны для дакладнай апрацоўкі з ЧПУ - вядома, у залежнасці ад прымянення і яго патрабаванняў.
Некаторыя перавагі дакладнай апрацоўкі з ЧПУ
Для многіх дробных дэталяў і камплектуючых, якія выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне выпускаемай прадукцыі, дакладная апрацоўка з ЧПУ часта з'яўляецца метадам выбару.
Як і практычна ўсе метады рэзкі і апрацоўкі, розныя матэрыялы паводзяць сябе па -рознаму, а памер і форма кампанента таксама аказваюць вялікі ўплыў на працэс. Аднак у цэлым працэс дакладнай апрацоўкі з ЧПУ мае перавагі перад іншымі метадамі апрацоўкі.
Гэта таму, што апрацоўка з ЧПУ здольная забяспечыць:
■ Высокая ступень складанасці дэталяў
■ Жорсткія допускі, звычайна ад ± 0,0002 "(± 0,00508 мм) да ± 0,0005" (± 0,0127 мм)
■ Выключна гладкая аздабленне паверхні, у тым ліку індывідуальная аздабленне
■ Паўтаральнасць нават пры вялікіх аб'ёмах
У той час як дасведчаны машыніст можа з дапамогай ручнога такарнага станка зрабіць якасную дэталь у колькасці 10 ці 100, што адбудзецца, калі вам спатрэбіцца 1000 дэталяў? 10000 частак? 100 000 ці мільён частак?
З дапамогай дакладнай апрацоўкі з ЧПУ вы можаце атрымаць маштабаванасць і хуткасць, неабходную для гэтага тыпу аб'ёмнай вытворчасці. Акрамя таго, высокая паўтаральнасць дакладнай апрацоўкі з ЧПУ дае вам аднолькавыя дэталі ад пачатку да канца, незалежна ад таго, колькі дэталяў вы вырабляеце.
Існуюць некаторыя вельмі спецыялізаваныя метады апрацоўкі з ЧПУ, у тым ліку драцяная EDM (апрацоўка электрычным разрадам), адытыўная апрацоўка і 3D -лазерная друк. Напрыклад, драцяны EDM выкарыстоўвае токаправодныя матэрыялы -звычайна металы -і электрычныя разрады для размывання нарыхтоўкі да складаных формаў.
Аднак тут мы засяродзімся на працэсах фрэзеравання і тачэння - двух адымальных метадаў, якія шырока даступныя і часта выкарыстоўваюцца для дакладнай апрацоўкі з ЧПУ.
Фрэзераванне супраць тачэння
Фрэзераванне - гэта працэс апрацоўкі, які выкарыстоўвае круцільны цыліндрычны рэжучы інструмент для выдалення матэрыялу і стварэння фігур. Фрэзернае абсталяванне, вядомае як млын або апрацоўчы цэнтр, стварае мноства складаных геаметрый дэталяў на некаторых з буйнейшых аб'ектаў, апрацаваных металам.
Важнай характарыстыкай фрэзеравання з'яўляецца тое, што нарыхтоўка застаецца нерухомай, пакуль рэжучы інструмент круціцца. Іншымі словамі, на фрэзе круцільны рэжучы інструмент рухаецца вакол нарыхтоўкі, якая застаецца нерухомай на месцы.
Тачэнне - гэта працэс выразання або фарміравання нарыхтоўкі на абсталяванні, званым такарным станкам. Звычайна такарны станок круціць нарыхтоўку па вертыкальнай або гарызантальнай восі, а нерухомы рэжучы інструмент (які можа круціцца або не круціцца) рухаецца ўздоўж запраграмаванай восі.
Інструмент фізічна не можа абыходзіць дэталь. Матэрыял круціцца, што дазваляе інструменту выконваць запраграмаваныя аперацыі. (Існуе падмноства такарных станкоў, у якіх інструменты круцяцца вакол дроту, пададзенага ў катушку, аднак гэта не разглядаецца тут.)
Пры тачэнні, у адрозненне ад фрэзеравання, нарыхтоўка круціцца. Запас дэталі ўключаецца на шпіндзелі такарнага станка, і рэжучы інструмент датыкаецца з нарыхтоўкай.
Апрацоўка ўручную супраць ЧПУ
У той час як фрэзы і такарныя станкі даступныя ў ручных мадэлях, станкі з ЧПУ больш прыдатныя для вытворчасці дробных дэталяў - прапануюць маштабаванасць і паўтаральнасць для прыкладанняў, якія патрабуюць вялікага аб'ёму вытворчасці дэталяў з жорсткім допускам.
У дадатак да прапановы простых двухвосевых машын, у якіх інструмент рухаецца па восях X і Z, дакладнае абсталяванне з ЧПУ ўключае шматвосевыя мадэлі, у якіх нарыхтоўка таксама можа рухацца. Гэта ў адрозненне ад такарнага станка, дзе нарыхтоўка абмяжоўваецца прадзеннем, і інструменты будуць рухацца, каб стварыць патрэбную геаметрыю.
Гэтыя шматвосевыя канфігурацыі дазваляюць ствараць больш складаныя геаметрыі за адну аперацыю, не патрабуючы дадатковай працы механізатара. Гэта не толькі палягчае вытворчасць складаных дэталяў, але і зніжае або выключае верагоднасць памылкі аператара.
Акрамя таго, выкарыстанне астуджальнай вадкасці высокага ціску з дакладнай апрацоўкай з ЧПУ гарантуе, што стружка не патрапіць у працу нават пры выкарыстанні машыны з вертыкальна арыентаваным шпіндзелем.
Фрэзы з ЧПУ
Розныя фрэзерныя станкі адрозніваюцца сваімі памерамі, канфігурацыяй восі, хуткасцю падачы, хуткасцю рэзання, кірункам падачы фрэзера і іншымі характарыстыкамі.
Аднак, у цэлым, усе фрэзы з ЧПУ выкарыстоўваюць паваротны шпіндзель, каб адрэзаць непатрэбны матэрыял. Яны выкарыстоўваюцца для рэзкі цвёрдых металаў, такіх як сталь і тытан, але таксама могуць выкарыстоўвацца з такімі матэрыяламі, як пластык і алюміній.
Фрэзы з ЧПУ пабудаваныя для паўтарэння і могуць выкарыстоўвацца для ўсяго, ад прататыпаў да вялікіх аб'ёмаў вытворчасці. Высокадакладныя фрэзы з ЧПУ часта выкарыстоўваюцца для працы з жорсткімі допускамі, такіх як фрэзераванне дробных штампаў і формаў.
У той час як фрэзераванне з ЧПУ можа забяспечыць хуткі паварот, фрэзерная аздабленне стварае дэталі з бачнымі пазнакамі інструмента. Ён таксама можа вырабляць дэталі з некаторымі вострымі бакамі і задзірынамі, таму могуць спатрэбіцца дадатковыя працэсы, калі краю і задзірыны непрымальныя для гэтых функцый.
Вядома, інструменты для выдалення задзірын, запраграмаваныя ў паслядоўнасць, выдаляюць задзірыны, хоць звычайна дасягаюць максімум 90% гатовага патрабавання, пакідаючы некаторыя функцыі для канчатковай аздаблення рукой.
Што тычыцца аздаблення паверхні, існуюць інструменты, якія дазваляюць атрымаць не толькі прымальную аздабленне паверхні, але і люстраную аздабленне на частках працоўнага прадукту.
Віды фрэз з ЧПУ
Два асноўных тыпу фрэзерных станкоў вядомыя як вертыкальныя апрацоўчыя цэнтры і гарызантальныя апрацоўчыя цэнтры, дзе галоўнае адрозненне заключаецца ў арыентацыі шпіндзеля станка.
Вертыкальны апрацоўчы цэнтр-гэта млын, у якім вось шпіндзеля выраўноўваецца па восі Z. Гэтыя вертыкальныя машыны можна падзяліць на два тыпы:
■ Станіны, у якіх шпіндзель рухаецца паралельна сваёй уласнай восі, а стол рухаецца перпендыкулярна да восі шпіндзеля
■ Вежы з фрэзамі, у якіх шпіндзель нерухомы, а стол перамяшчаецца так, каб ён заўсёды быў перпендыкулярным і паралельным восі шпіндзеля падчас рэзання
У гарызантальным апрацоўчым цэнтры вось шпіндзеля фрэзы выраўноўваецца па восі Y. Гарызантальная канструкцыя азначае, што гэтыя млыны, як правіла, займаюць больш месца на майстэрні; яны таксама звычайна цяжэйшыя і больш магутныя, чым вертыкальныя машыны.
Гарызантальная фрэза часта выкарыстоўваецца, калі патрабуецца лепшая аздабленне паверхні; гэта таму, што арыентацыя шпіндзеля азначае, што рэзаная стружка натуральным чынам адвальваецца і лёгка выдаляецца. (У якасці дадатковай перавагі эфектыўнае выдаленне стружкі дапамагае павялічыць тэрмін службы інструмента.)
У цэлым вертыкальныя апрацоўчыя цэнтры больш распаўсюджаны, таму што яны могуць быць такімі ж магутнымі, як і гарызантальныя апрацоўчыя цэнтры, і могуць апрацоўваць вельмі дробныя дэталі. Акрамя таго, вертыкальныя цэнтры маюць меншую плошчу, чым гарызантальныя апрацоўчыя цэнтры.
Шматвосевыя фрэзы з ЧПУ
Дакладная станкі з ЧПУ даступныя з некалькімі восямі. 3-восевая млын выкарыстоўвае восі X, Y і Z для самых розных работ. Пры 4-восевай фрэзе машына можа круціцца па вертыкальнай і гарызантальнай восі і перамяшчаць нарыхтоўку, каб забяспечыць больш бесперапынную апрацоўку.
Пяцівосевая фрэза мае тры традыцыйныя восі і дзве дадатковыя паваротныя восі, што дазваляе паварочваць нарыхтоўку пры руху галоўкі шпіндзеля. Гэта дазваляе апрацоўваць пяць бакоў нарыхтоўкі без зняцця нарыхтоўкі і скіду машыны.
Такарныя станкі з ЧПУ
Такарны станок, які таксама называюць паваротным цэнтрам, мае адзін або некалькі шпіндзеляў і восі X і Z. Станок выкарыстоўваецца для павароту нарыхтоўкі вакол сваёй восі для выканання розных аперацый рэзання і фарміравання, ужываючы да нарыхтоўкі шырокі спектр інструментаў.
Такарныя станкі з ЧПУ, якія таксама называюць такарнымі станкамі з жывым дзеяннем, ідэальна падыходзяць для стварэння сіметрычных цыліндрычных або сферычных частак. Як і млыны з ЧПУ, такарныя станкі з ЧПУ могуць выконваць меншыя аперацыі, такія як стварэнне прататыпаў, але таксама могуць быць наладжаны для высокай паўтаральнасці, падтрымліваючы аб'ём вытворчасці.
Такарныя станкі з ЧПУ таксама могуць быць створаны для вытворчасці адносна "свабодных рук", што робіць іх шырока выкарыстанымі ў аўтамабільнай, электроннай, аэракасмічнай, робататэхнічнай і медыцынскай прамысловасці.
Як працуе такарны станок з ЧПУ
Пры дапамозе такарнага станка з ЧПУ ў патрон шпіндзеля такарнага станка загружаецца загатоўка. Гэты патрон утрымлівае нарыхтоўку на месцы, пакуль шпіндзель круціцца. Калі шпіндзель дасягае неабходнай хуткасці, стацыянарны рэжучы інструмент датыкаецца з нарыхтоўкай, каб выдаліць матэрыял і дасягнуць правільнай геаметрыі.
Такарны станок з ЧПУ можа выконваць шэраг аперацый, такіх як свідраванне, разьба, расточванне, разгортванне, абліцоўванне і тачэнне. Розныя аперацыі патрабуюць змены інструмента і могуць павялічыць кошт і час наладкі.
Пасля завяршэння ўсіх неабходных аперацый па апрацоўцы дэталь выразаецца з запасу для далейшай апрацоўкі, калі гэта неабходна. Такарны станок з ЧПУ гатовы да паўтарэння аперацыі, пры гэтым паміж імі звычайна патрабуецца невялікі час ці зусім няма.
Такарныя станкі з ЧПУ таксама могуць змяшчаць розныя аўтаматычныя падавальнікі пруткоў, якія зніжаюць колькасць ручной перапрацоўкі сыравіны і забяспечваюць такія перавагі, як:
■ Скараціць час і намаганні, неабходныя механізатару
■ Падтрымка барстоў для зніжэння вібрацыі, якая можа негатыўна паўплываць на дакладнасць
■ Дазвольце станку працаваць з аптымальнай хуткасцю кручэння шпіндзеля
■ Скараціце час пераходу да мінімуму
■ Скарачэнне матэрыяльных адходаў
Віды такарных станкоў з ЧПУ
Ёсць цэлы шэраг розных тыпаў такарных станкоў, але найбольш распаўсюджанымі з'яўляюцца 2-восевыя такарныя станкі з ЧПУ і аўтаматычныя такарныя станкі ў кітайскім стылі.
Большасць такарных станкоў з ЧПУ ў Кітаі выкарыстоўваюць адзін або два асноўных шпіндзеля плюс адзін ці два задніх (або другасных) шпіндзеля, прычым паваротны перанос адказвае за першы. Асноўны шпіндзель выконвае асноўную аперацыю апрацоўкі з дапамогай накіроўвалай утулкі.
Акрамя таго, некаторыя такарныя станкі ў кітайскім стылі абсталяваны другой галоўкай інструмента, якая працуе як фрэза з ЧПУ.
Пры дапамозе аўтаматычнага такарнага станка з ЧПУ ў Кітаі запасны матэрыял падаецца праз шпіндзель слізгальнай галоўкі ў накіроўвалую ўтулку. Гэта дазваляе інструменту рэзаць матэрыял бліжэй да таго месца, дзе матэрыял падтрымліваецца, што робіць кітайскую машыну асабліва карыснай для доўгіх, тонкіх точаных частак і для мікраапрацоўкі.
Шматвосевыя такарныя цэнтры з ЧПУ і такарныя станкі ў кітайскім стылі могуць выконваць некалькі аперацый апрацоўкі з дапамогай адной машыны. Гэта робіць іх эканамічна эфектыўным варыянтам для складанай геаметрыі, якая ў адваротным выпадку запатрабуе некалькіх змен машын або інструментаў з выкарыстаннем абсталявання, напрыклад, традыцыйнай млына з ЧПУ.