Често задавани въпроси – Прецизен метал

ЧЗВ

ЧЕСТО ЗАДАВАНИ ВЪПРОСИ

1. Какво представлява прецизната обработка?

Прецизната обработка е процес за отстраняване на материал от детайла по време на задържане на завършек с близък толеранс.Прецизната машина има много видове, включително фрезоване, струговане и електрическа обработка.Прецизната машина днес обикновено се управлява с помощта на компютърно цифрово управление (CNC).

Почти всички метални продукти използват прецизна механична обработка, както и много други материали като пластмаса и дърво.Тези машини се управляват от специализирани и обучени машинисти.За да може режещият инструмент да свърши своята работа, той трябва да се движи в посочените посоки, за да направи правилния разрез.Това основно движение се нарича "скорост на рязане".Заготовката може също да се движи, известно като вторично движение на "подаване".Заедно тези движения и остротата на режещия инструмент позволяват на прецизната машина да работи.

Качествената прецизна механична обработка изисква способността да се следват изключително специфични чертежи, направени от CAD (компютърно подпомагано проектиране) или CAM (компютърно подпомагано производство) програми като AutoCAD и TurboCAD.Софтуерът може да помогне за производството на сложни, 3-измерни диаграми или очертания, необходими за производството на инструмент, машина или обект.Тези чертежи трябва да се спазват с големи подробности, за да се гарантира, че продуктът запазва своята цялост.Докато повечето компании за прецизна обработка работят с някаква форма на CAD/CAM програми, те все още работят често с ръчно нарисувани скици в началните фази на дизайна.

Прецизната обработка се използва за редица материали, включително стомана, бронз, графит, стъкло и пластмаси, за да назовем само няколко.В зависимост от размера на проекта и материалите, които ще се използват, ще се използват различни прецизни инструменти за обработка.Може да се използва всяка комбинация от стругове, фрези, бормашини, триони и шлайфове и дори високоскоростна роботика.Аерокосмическата индустрия може да използва високоскоростна механична обработка, докато индустрията за производство на инструменти за дървообработване може да използва процеси на фотохимическо ецване и фрезоване.Изсипването на бягане или конкретно количество от всеки конкретен артикул може да се изброява в хиляди или да бъде само няколко.Прецизната обработка често изисква програмиране на устройства с ЦПУ, което означава, че те са компютърно цифрово управлявани.Устройството с ЦПУ позволява точните размери да се следват по време на целия цикъл на продукта.

2. Какво е фрезоване?

Фрезоването е процесът на механична обработка при използване на ротационни фрези за отстраняване на материал от детайла чрез придвижване (или подаване) на фреза в детайла в определена посока.Режещият инструмент може също да се държи под ъгъл спрямо оста на инструмента.Фрезоването обхваща голямо разнообразие от различни операции и машини, в мащаб от малки отделни части до големи, тежки групови операции за фрезоване.Това е един от най-често използваните процеси за обработка на детайли по поръчка до точни допуски.

Фрезоването може да се извърши с широка гама от машини.Първоначалният клас машини за фрезоване е фрезовата машина (често наричана мелница).След навлизането на компютърното цифрово управление (CNC), фрезовите машини се превърнаха в обработващи центрове: фрезови машини, допълнени от автоматични устройства за смяна на инструменти, магазини за инструменти или въртележки, възможности за ЦПУ, системи за охлаждане и заграждения.Фрезовите центрове обикновено се класифицират като вертикални обработващи центрове (VMC) или хоризонтални обработващи центрове (HMC).

Интегрирането на фрезоването в среда на струговане и обратно, започна с инструменти под напрежение за стругове и от време на време използване на фрези за струговане.Това доведе до нов клас машинни инструменти, многозадачни машини (MTM), които са специално създадени, за да улеснят фрезоването и струговането в рамките на една и съща работна обвивка.

3. Какво е прецизна CNC обработка?

За инженери-конструктори, екипи за научноизследователска и развойна дейност и производители, които зависят от снабдяването с части, прецизната CNC обработка позволява създаването на сложни части без допълнителна обработка.Всъщност прецизната CNC обработка често прави възможно завършените части да бъдат направени на една машина.
Процесът на механична обработка премахва материал и използва широк спектър от режещи инструменти за създаване на окончателния и често много сложен дизайн на детайл.Нивото на прецизност се повишава чрез използването на компютърно цифрово управление (CNC), което се използва за автоматизиране на управлението на обработващите инструменти.

Ролята на "CNC" в прецизната обработка
Използвайки кодирани инструкции за програмиране, прецизната обработка с ЦПУ позволява на детайла да бъде изрязан и оформен според спецификациите без ръчна намеса от страна на оператора на машината.
Вземайки модел с компютърно подпомагано проектиране (CAD), предоставен от клиента, експерт машинист използва софтуер за компютърно подпомагано производство (CAM), за да създаде инструкциите за обработка на детайла.Въз основа на CAD модела, софтуерът определя какви пътеки на инструмента са необходими и генерира програмния код, който казва на машината:
■ Какви са правилните обороти и скорости на подаване
■ Кога и къде да преместите инструмента и/или детайла
■ Колко дълбоко да режете
■ Кога да нанесете охлаждаща течност
■ Всички други фактори, свързани със скоростта, скоростта на подаване и координацията
След това CNC контролер използва програмния код, за да контролира, автоматизира и наблюдава движенията на машината.
Днес CNC е вградена характеристика на широка гама от оборудване, от стругове, фрези и рутери до телени EDM (електроразрядна обработка), лазерни и плазмени машини за рязане.В допълнение към автоматизирането на процеса на обработка и повишаването на прецизността, CNC елиминира ръчните задачи и освобождава машинистите да наблюдават няколко машини, работещи едновременно.
Освен това, след като е проектирана траекторията на инструмента и машината е програмирана, тя може да изпълнява част произволен брой пъти.Това осигурява високо ниво на прецизност и повторяемост, което от своя страна прави процеса много рентабилен и мащабируем.

Материали, които се обработват
Някои метали, които обикновено се обработват, включват алуминий, месинг, бронз, мед, стомана, титан и цинк.В допълнение, дърво, пяна, фибростъкло и пластмаси като полипропилен също могат да бъдат обработени.
Всъщност почти всеки материал може да се използва с прецизна CNC обработка - разбира се, в зависимост от приложението и неговите изисквания.

Някои предимства на прецизната CNC обработка
За много от малките части и компоненти, които се използват в широка гама от произведени продукти, прецизната обработка с ЦПУ често е предпочитаният метод за производство.
Както е вярно за почти всички методи на рязане и обработка, различните материали се държат различно, а размерът и формата на компонента също оказват голямо влияние върху процеса.Въпреки това, като цяло процесът на прецизна CNC обработка предлага предимства пред другите методи на обработка.
Това е така, защото CNC обработката е в състояние да достави:
■ Висока степен на сложност на детайла
■ Тесни толеранси, обикновено вариращи от ±0,0002" (±0,00508 mm) до ±0,0005" (±0,0127 mm)
■ Изключително гладки покрития на повърхността, включително индивидуални покрития
■ Повторяемост, дори при големи обеми
Докато опитният машинист може да използва ръчен струг, за да направи качествена част в количества от 10 или 100, какво се случва, когато имате нужда от 1000 части?10 000 части?100 000 или милион части?
С прецизна CNC обработка можете да получите мащабируемостта и скоростта, необходими за този тип производство с голям обем.В допълнение, високата повторяемост на прецизната CNC обработка ви дава части, които са едни и същи от началото до края, без значение колко части произвеждате.

4. Как се прави: какви процеси и оборудване обикновено се използват при прецизна механична обработка?

Има някои много специализирани методи за обработка с ЦПУ, включително EDM (електроразрядна обработка), адитивна обработка и 3D лазерен печат.Например, тел EDM използва проводими материали - обикновено метали - и електрически разряди, за да ерозира детайла в сложни форми.
Тук обаче ще се съсредоточим върху процесите на фрезоване и струговане - два метода на изваждане, които са широко достъпни и често използвани за прецизна CNC обработка.

Фрезоване срещу струговане
Фрезоването е процес на обработка, който използва въртящ се цилиндричен режещ инструмент за отстраняване на материал и създаване на форми.Оборудването за фрезоване, известно като мелница или обработващ център, постига цяла вселена от сложни геометрии на частите върху някои от най-големите обекти, обработени с метална обработка.
Важна характеристика на фрезоването е, че детайлът остава неподвижен, докато режещият инструмент се върти.С други думи, на фреза, въртящият се режещ инструмент се движи около детайла, който остава фиксиран на място върху леглото.
Стругането е процесът на рязане или оформяне на детайл върху оборудване, наречено струг.Обикновено стругът върти детайла по вертикална или хоризонтална ос, докато фиксиран режещ инструмент (който може или не може да се върти) се движи по програмираната ос.
Инструментът не може физически да заобиколи детайла.Материалът се върти, позволявайки на инструмента да изпълнява програмираните операции.(Има подмножество от стругове, в които инструментите се въртят около тел, захранван с макара, но това не е обхванато тук.)
При струговане, за разлика от фрезоването, детайлът се върти.Детайлният материал се завърта на шпиндела на струга и режещият инструмент влиза в контакт с детайла.

Ръчна срещу CNC обработка
Докато фрезите, така и струговете се предлагат в ръчни модели, машините с ЦПУ са по-подходящи за целите на производството на малки части - предлагат мащабируемост и повторяемост за приложения, изискващи голямо количество производство на части с строги толеранси.
В допълнение към предлагането на прости 2-осови машини, в които инструментът се движи по осите X и Z, прецизното CNC оборудване включва многоосни модели, в които детайлът също може да се движи.Това е в контраст със струг, където детайлът е ограничен до въртене и инструментите ще се движат, за да създадат желаната геометрия.
Тези многоосни конфигурации позволяват производството на по-сложни геометрии с една операция, без да се изисква допълнителна работа от оператора на машината.Това не само улеснява производството на сложни части, но също така намалява или елиминира вероятността от грешка на оператора.
В допълнение, използването на охлаждаща течност под високо налягане с прецизна CNC обработка гарантира, че стружки няма да попаднат в работата, дори когато се използва машина с вертикално ориентиран шпиндел.

CNC фрези
Различните фрезови машини се различават по своите размери, конфигурации на оси, скорости на подаване, скорост на рязане, посока на подаване на фрезоване и други характеристики.
Въпреки това, като цяло всички фрези с ЦПУ използват въртящ се шпиндел, за да отрежат нежелан материал.Използват се за рязане на твърди метали като стомана и титан, но могат да се използват и с материали като пластмаса и алуминий.
CNC мелниците са създадени за повторяемост и могат да се използват за всичко - от прототипиране до производство с голям обем.Прецизните мелници с ЦПУ от висок клас често се използват за работа с строги толеранси, като фрезоване на фини матрици и форми.
Докато фрезоването с ЦПУ може да осигури бърза обработка, довършителните работи създават части с видими следи от инструменти.Може също да произвежда части с някои остри ръбове и ръбове, така че може да са необходими допълнителни процеси, ако ръбовете и ръбовете са неприемливи за тези характеристики.
Разбира се, инструментите за премахване на ръбове, програмирани в последователността, ще премахнат, въпреки че обикновено постигат най-много 90% от крайното изискване, оставяйки някои функции за окончателно ръчно довършване.
Що се отнася до покритието на повърхността, има инструменти, които ще произведат не само приемливо покритие на повърхността, но и огледално покритие на части от работния продукт.

Видове фрези с ЦПУ
Двата основни типа фрезови машини са известни като вертикални обработващи центрове и хоризонтални обработващи центри, където основната разлика е в ориентацията на шпиндела на машината.
Вертикален обработващ център е фреза, в която оста на шпиндела е подравнена в посока на оста Z.Тези вертикални машини могат да бъдат допълнително разделени на два типа:
■ Фрези, при които шпинделът се движи успоредно на собствената си ос, докато масата се движи перпендикулярно на оста на шпиндела
■Решечни фрези, при които шпинделът е неподвижен и масата се движи така, че да е винаги перпендикулярна и успоредна на оста на шпиндела по време на операцията на рязане
В хоризонтален обработващ център оста на шпиндела на фрезата е подравнена в посока на оста Y.Хоризонталната структура означава, че тези мелници са склонни да заемат повече място на пода в машинния цех;те също като цяло са по-тежки и по-мощни от вертикалните машини.
Хоризонтална мелница често се използва, когато се изисква по-добро покритие на повърхността;това е така, защото ориентацията на шпиндела означава, че режещите стружки естествено падат и лесно се отстраняват.(Като допълнително предимство, ефективното отстраняване на стружки помага за увеличаване на живота на инструмента.)
Като цяло вертикалните обработващи центрове са по-разпространени, защото могат да бъдат толкова мощни, колкото хоризонталните обработващи центрове и могат да обработват много малки части.В допълнение, вертикалните центрове имат по-малък отпечатък от хоризонталните обработващи центрове.

Многоосни фрези с ЦПУ
Прецизните центрове за фрезоване с ЦПУ се предлагат с множество оси.3-осова фреза използва осите X, Y и Z за голямо разнообразие от работа.С 4-осова фреза машината може да се върти по вертикална и хоризонтална ос и да премества детайла, за да позволи по-непрекъсната обработка.
5-осова фреза има три традиционни оси и две допълнителни въртящи се оси, което позволява на детайла да се върти, докато главата на шпиндела се движи около него.Това позволява да се обработват пет страни на детайла, без да се отстранява детайлът и да се нулира машината.

CNC стругове
Стругът - наричан още център за струговане - има един или повече шпиндела и оси X и Z.Машината се използва за завъртане на детайла по оста му за извършване на различни операции на рязане и оформяне, като се прилага широк набор от инструменти към детайла.
Струговете с ЦПУ, които също се наричат ​​стругове за инструменти с живо действие, са идеални за създаване на симетрични цилиндрични или сферични части.Подобно на фрезите с ЦПУ, струговете с ЦПУ могат да се справят с по-малки операции като прототипиране, но също така могат да бъдат настроени за висока повторяемост, поддържайки производство в голям обем.
Струговете с ЦПУ също могат да бъдат настроени за относително производство без ръце, което ги прави широко използвани в автомобилната, електрониката, аерокосмическата, роботиката и индустриите за медицински устройства.

Как работи стругът с ЦПУ
С струг с ЦПУ, празен прът от заготовки се зарежда в патронника на шпиндела на струга.Този патронник държи детайла на място, докато шпинделът се върти.Когато шпинделът достигне необходимата скорост, стационарен режещ инструмент се привежда в контакт с детайла, за да се отстрани материалът и да се постигне правилната геометрия.
Стругът с ЦПУ може да извършва редица операции, като пробиване, нарязване на резба, пробиване, райбероване, облицовка и струговане на конус.Различните операции изискват смяна на инструмента и могат да увеличат разходите и времето за настройка.
Когато всички необходими операции по обработка са завършени, детайлът се изрязва от заготовката за по-нататъшна обработка, ако е необходимо.След това стругът с ЦПУ е готов да повтори операцията, с малко или никакво допълнително време за настройка, което обикновено се изисква между тях.
CNC струговете могат също да побират различни автоматични подаващи пръти, които намаляват количеството ръчна обработка на суровини и осигуряват предимства като следните:
■ Намалете времето и усилията, необходими на оператора на машината
■ Поддържайте стойката за намаляване на вибрациите, които могат да повлияят негативно на прецизността
■ Оставете машината да работи при оптимални скорости на шпиндела
■ Минимизиране на времето за смяна
■ Намалете материалните отпадъци

Видове стругове с ЦПУ
Има редица различни видове стругове, но най-често срещаните са 2-осовите стругове с ЦПУ и автоматичните стругове в китайски стил.
Повечето китайски стругове с ЦПУ използват един или два основни шпиндела плюс един или два задни (или вторични) шпиндела, като за първия е отговорен ротационен трансфер.Основният шпиндел извършва основната операция на обработка с помощта на направляваща втулка.
В допълнение, някои стругове в китайски стил са оборудвани с втора инструментална глава, която работи като фреза с ЦПУ.
С автоматичен струг в китайски стил с ЦПУ, материалът на базата се подава през шпиндел с плъзгаща се глава в направляваща втулка.Това позволява на инструмента да реже материала по-близо до точката, в която материалът се поддържа, което прави китайската машина особено полезна за дълги, тънки обърнати части и за микромеханична обработка.
Многоосните центрове за струговане с ЦПУ и струговете в китайски стил могат да извършват множество операции на обработка с помощта на една машина.Това ги прави рентабилна опция за сложни геометрии, които иначе биха изисквали множество машини или смяна на инструменти с помощта на оборудване като традиционна фреза с ЦПУ.

ИСКАТЕ ДА РАБОТАТЕ С НАС?