Je CNC obrábění levnější pro složité tvary Ultimate guide 2022

V tomto článku, založeném na základech obrábění, představíme body cenově výhodných obráběných dílů, do kterých začínající strojní konstruktéři obvykle padnou.

CNC frézování Děrování

Řeknu vám o části, kde můžete dělat věci levněji s řezáním.Když přemýšlíte o obrábění, můžete mít představu o všech hrubých, anorganických součástech pro průmyslové výrobky, ale ve skutečnosti můžete vytvářet různé tvary, například kroucení zakřivených povrchů.

CNC obrábění dílů

Tentokrát si představíme různé „úžasné tvary“ a zároveň představíme proces realizace složitých tvarů řezáním se současným počítačovým řízením.

Co je NC zpracování?

I když to bylo mnohokrát zmíněno, řezání je proces, při kterém je rotující čepel přitlačována k materiálu po stanovené trajektorii, aby jej seškrábala a odstranila nepotřebné části.

　Co tedy znamená „po stanovené trajektorii“?

Výraz jsem zatím nechal vágní, ale je to velmi důležitá součást řezání, takže to vysvětlím trochu podrobněji.

Ponechme prozatím stranou univerzální obráběcí stroje, které jsou „ručně ovládané“, jako jsou univerzální frézy, a mluvme o tzv. „automaticky ovládaných“ NC obráběcích strojích, jako jsou NC frézy a obráběcí centra.

U takových strojů jsou nože, které řežou materiál, přesunuty příkazovým jazykem do stroje.Když do stroje zadáte příkaz „Přesuňte stopkovou frézu do této polohy“, stroj se automaticky pohybuje podle příkazu.Poloha stopkové frézy je vyjádřena každou číselnou hodnotou X, Y a Z. Obrábění probíhá posunutím těchto hodnotapodle programu.

Co je NC fréza?

Různé typy NC fréz

„NC“ v NC fréze znamená „Numerical Control“.„X“ je „horizontální směr“, „Y“ je „směr tam a zpět“ a „Z“ je „vertikální směr“.Nepřetržitým zadáváním „další polohy k pohybu“ je možné posouvat stopkovou frézu kreslením hladkých křivek a složitých trajektorií

Naopak stroj pracuje pouze podle vstupních pokynů.Konečný tvar závisí na vstupním NC programu.Před vývojem počítačů se zdá, že NC programy byly raženy na speciální papírové pásky a procházely strojem k jejich čtení.Zdá se, že to je důvod, proč zkušení řemeslníci označují NC programy jako „pásky“.

NC programy na speciálních papírových páskách

V současné době zpracováváme NC programy jako počítačová data.NC program je uložen jako data v paměti stroje a při jeho čtení řádek po řádku jako instrukce pracuje podle obsahu instrukcí.

Konfigurace NC programu

NC program má v zásadě společnou konfiguraci pro jakýkoli obráběcí stroj.„Součást, která řídí pohyb stroje“, jako je „G kód“ nebo „M kód“, který otáčí vřetenem nebo mění rychlost pohybu, a „poloha hrotu čelní frézy“ jako hodnoty souřadnic X, Y, Z sestává z kombinace části, která udává hodnotu příkazu.

Moderní řezání pomocí počítačů: CAD/CAM

Jednoduché NC programy jako „jen vyvrtat díru“ nebo „jen pohnout kotoučem v přímce“ lze snadno vytvořit, ale složité NC programy jako „řezání zakřiveného povrchu“ vyžadují mozek inženýra.Přesahuje úroveň myšlení a ručního psaní.

V takových situacích přichází na řadu tzv. CAD/CAM systém.“CAD/CAM“ je „Computer Aided Design“ a „Computer Aided Manufacturing“, takže v podstatě jde o obecný termín pro „navrhování a výrobu pomocí počítačů“.

V současné době se v úzkém slova smyslu CAD označuje software, který vytváří výkresy a 3D modely na počítači, a CAM označuje software, který vytváříNC programypomocí CAD dat.I vytváření složitých NC programů vyžaduje počítačovou asistenci.Některý software má funkce CAD i CAM a existuje také software s nezávislými funkcemi.

Určete vhodný proces obrábění

CAD byl podrobně popsán na různých stránkách, takže zde vysvětlím trochu podrobněji o CAM, což si designéři často neuvědomují.V procesu tvorby NC programu pomocí CAM je nutné určit vhodný proces, typ stopkové frézy a podmínky obrábění na základě materiálu a tvaru obrobku a zadat je jako informaci.

Existuje nespočet možností, které lze použít v závislosti na materiálu a tvaru materiálu, pořadí nastavení atd. Jaký druh nastavení provést, závisí do značné míry na zkušenostech a citu technika.

Existuje například mnoho způsobů, jak opravit materiály.Může být upnut přesným mechanickým svěrákem, přímo fixován přípravkem, fixován šroubem atd. Existují různé možnosti v závislosti na tvaru a procesu.Musí být nastaven podle všech nastavení a typů stopkových fréz a převeden do NC programů.

Použití čelních fréz při řezání zakřivených ploch

Existují různé typy stopkových fréz, jako jsou kulové stopkové frézy, které jsou vhodné pro řezání zakřivených ploch se zaoblenými konci, ploché stopkové frézy, které jsou vhodné pro řezání rovných plochých povrchů, a vrtáky pro vrtání otvorů.

různé typy stopkových fréz

Každý typ je rozdělen do různých tvarů, jako je průměr, počet lopatek a efektivní délka ostří.Nastavte, jaký způsob obrábění a jakýobráběnípodmínky pro použití pro každou stopkovou frézu.

Ani stopkové frézy nejsou omezeny na jeden typ pro jedno nastavení.Spíše není neobvyklé používat desítky typů.Pak se parametry, které je třeba nastavit, stanou obrovskými.

Jaké jsou podmínky obrábění pro výrobu levnějších složitých dílů?

Podmínky obrábění zahrnují počet otáček vřetena, rychlost pohybu a množství odebraného materiálu.Existuje optimální kombinace v závislosti na tvaru frézy, materiálu a materiálu materiálu.Otázkou je, jak odvodit optimální kombinaci, zabránit opotřebení stopkové frézy a zkrátit dobu obrábění.

Vynikající inženýr NC zpracování vytvoří NC program v co nejkratším čase za řezných podmínek, které způsobují chvění.Při zohlednění doporučených podmínek výrobce čepele a mých minulých zkušeností jsem si v hlavě nastavil obraz stavu zpracování.

Při představě zvuků a vibrací řezbářství v mé hlavě si představuji věci jako: „Tento stav je příliš rychlý“ nebo „Zajímalo by mě, jestli mohu řezat trochu hlouběji.“Je to přesně součást profesionality.Tato kombinace procesů a NC programů může zkrátit dobu obrábění na polovinu nebo dokonce na čtvrtinu.

Nyní se podívejme na několik příkladů, jak lze pomocí CAD/CAM vytvářet NC programy, které by jinak nebyly možné, a vytvářet tvary, které jsou složitější, než si dokážete představit.

Představitel 5osého obrábění: oběžné kolo

Typickým příkladem dílu, kterého lze dosáhnout pouze tzv. simultánním 5osým obráběním, je „oběžné kolo“ používané u automobilových turbodmychadel.

Bez CAD/CAM by NC program pro řezání složitých částí tohoto oběžného kola nebyl možný.Je to proto, že má tvar jako hrudka podříznutí.

Simultánního 5osého obrábění lze dosáhnout pouze složitými pohyby povrchu stolu (osa A, osa B), na kterém je umístěn materiál, a vzájemně propojenými stopkovými frézami (X, Y, Z).

Současné sochařství: 3D modelování

Pokud máte 3D model, můžete poloautomaticky generovat NC data pro řezání tvaru pomocí CAM.Proto je možné realizovat všechny trojrozměrné tvary, včetně soch, jako jsou sochy a postavy.Samozřejmě je nutné uvažovat roh R a podřez, který jsem doposud zavedl.

Tvar lze věrně reprodukovat 3D modelu.Někteří naši zákazníci uvažují o vyříznutí slavných postav obráběním a jejich prodeji jako ultraluxusních předmětů.

Udělejte si práci s řezáním známější!

Obráběné díly mají různé tvary v závislosti na aplikaci, ale bez ohledu na to, jak složitý může být tvar, lze jej obrábět, pokud je postaráno o roh R a podříznutí.

Možná si myslíte, že odlévání je nejlepší způsob hromadné výroby složitějšího tvaru, ale obrábění má mnoho výhod.Pórovitosti, která bývá při odlévání problémem, se lze vyhnout, a protože není potřeba vyrábět formy, lze snížit počáteční náklady a zkrátit dodávku.

souhrn

Byl bych rád, kdybyste mohli mít na paměti použití řezání i u sériově vyráběných zpracovaných dílů.Celkové náklady jsou překvapivě nízké a výhodou je také možnost flexibilně reagovat na změny designu.

Doufáme, že vám tento článek pomůže lépe se seznámit s obráběním a rozšířit si obzory designu.