Дешевле ли обработка сложных форм на станках с ЧПУ Полное руководство 2022 г.

В этой статье, основываясь на основах механической обработки, мы представим точки экономичности обрабатываемых деталей, в которые обычно попадают начинающие конструкторы-механики.

Фрезерование с ЧПУ Штамповка

Позвольте мне рассказать вам о той части, где вы можете сделать что-то дешевле с помощью резки.Когда вы думаете о механической обработке, у вас может быть представление обо всех грубых неорганических деталях промышленных товаров, но на самом деле вы можете создавать самые разные формы, например, искривленные изогнутые поверхности.

Обработка деталей с ЧПУ

На этот раз мы познакомим вас с различными «чудесными формами», а также познакомим вас с процессом создания сложных форм путем резки с текущим компьютерным управлением.

Что такое обработка ЧПУ?

Хотя это упоминалось много раз, резка — это процесс, в котором вращающееся лезвие прижимается к материалу по заданной траектории, чтобы соскоблить его и удалить ненужные части.

　Так что же означает «по заданной траектории»?

Я оставил это выражение расплывчатым до сих пор, но это очень важная часть резки, поэтому я объясню ее немного подробнее.

Давайте пока отложим в сторону станки общего назначения с «ручным управлением», такие как универсальные фрезы, и поговорим о так называемых «автоматических» станках с ЧПУ, таких как фрезерные станки с ЧПУ и обрабатывающие центры.

В таких машинах лезвия, которые режут материал, перемещаются с помощью языка команд к машине.Когда вы вводите в станок команду «Переместить концевую фрезу в это положение», станок автоматически перемещается в соответствии с командой.Положение концевой фрезы выражается каждым числовым значением X, Y и Z. Обработка происходит путем перемещения этих значений.​согласно программе.

Что такое фрезерный станок с ЧПУ?

Различные типы фрезерных станков с ЧПУ

«NC» в названии фрезы с ЧПУ означает «Числовое управление».«X» — «горизонтальное направление», «Y» — «назад и вперед», а «Z» — «вертикальное направление».Постоянно вводя «следующую позицию для перемещения», можно перемещать концевую фрезу, рисуя плавные кривые и сложные траектории.

И наоборот, машина работает только в соответствии с входными инструкциями.Окончательная форма зависит от входной программы ЧПУ.До появления компьютеров казалось, что программы ЧПУ печатались на специальных бумажных лентах и ​​пропускались через машину для их считывания.По-видимому, именно по этой причине мастера-ветераны называют программы ЧПУ «лентами».

Программы ЧПУ на специальных бумажных лентах

В настоящее время мы обрабатываем программы ЧПУ как компьютерные данные.Программа ЧПУ хранится в виде данных в памяти станка, и, читая ее построчно в виде инструкций, она работает в соответствии с содержанием инструкций.

Конфигурация программы ЧПУ

Программа ЧПУ в основном имеет общую конфигурацию для любого станка.«Часть, которая управляет движением станка», такая как «G-код» или «M-код», которая вращает шпиндель или изменяет скорость движения, и «положение конца концевой фрезы», поскольку координаты X, Y, Z определяют его значение. состоит из комбинации частей, дающих значение команды.

Современная резка с использованием компьютеров: CAD/CAM

Простые программы ЧПУ, такие как «просто просверлить отверстие» или «просто переместить лезвие по прямой линии», можно легко создать, но сложные программы ЧПУ, такие как «вырезание криволинейной поверхности», требуют мозгов инженера.Это выходит за рамки мышления и набора текста вручную.

В таких ситуациях на помощь приходит так называемая система CAD/CAM.”CAD/CAM«Компьютерное проектирование» и «Компьютерное производство», поэтому в основном это общий термин для «проектирования и производства с использованием компьютеров».

В настоящее время в узком смысле CAD относится к программному обеспечению, которое создает чертежи и 3D-модели на компьютере, а CAM относится к программному обеспечению, которое создаетпрограммы ЧПУс использованием данных САПР.Даже создание сложных программ ЧПУ требует помощи компьютера.Некоторое программное обеспечение имеет функции как CAD, так и CAM, а также есть программное обеспечение с независимыми функциями.

Определите подходящий процесс для обработки

CAD подробно обсуждался на различных сайтах, поэтому здесь я расскажу немного подробнее о CAM, о котором дизайнеры часто не подозревают.В процессе создания программы ЧПУ с использованием CAM необходимо определить соответствующий процесс, тип концевой фрезы и условия обработки на основе материала и формы заготовки и ввести их в качестве информации.

Существует бесчисленное множество вариантов, которые можно использовать в зависимости от материала и формы материала, порядка настройки и т. д. Какие настройки выполнять, во многом зависит от опыта и чутья инженера.

Например, существует множество способов фиксации материалов.Его можно зажать прецизионными механическими тисками, зафиксировать непосредственно с помощью шаблона, закрепить винтом и т. д. Существуют различные варианты в зависимости от формы и процесса.Он должен быть настроен в соответствии со всеми настройками и типами концевых фрез и преобразован в программы ЧПУ.

Применение концевых фрез для обработки криволинейных поверхностей

Существуют различные типы концевых фрез, например шаровые концевые фрезы, подходящие для резки криволинейных поверхностей с закругленными концами, плоские концевые фрезы, подходящие для резки прямых плоских поверхностей, и сверла для сверления отверстий.

различные типы концевых фрез

Каждый тип делится на различные формы, такие как диаметр, количество лезвий и эффективная длина лезвия.Установите, какой метод обработки и какоймеханическая обработкаусловия использования для каждой концевой фрезы.

Даже концевые фрезы не ограничиваются одним типом для одной настройки.Скорее, нередко используются десятки типов.Тогда параметры для установки становятся огромными.

Каковы условия обработки для изготовления более дешевых сложных деталей?

Условия обработки включают число оборотов шпинделя, скорость движения и количество удаляемого материала.Существует оптимальное сочетание в зависимости от формы концевой фрезы, материала и материала материала.Вопрос в том, как получить оптимальную комбинацию, предотвратить износ концевой фрезы и сократить время обработки.

Превосходный инженер-технолог ЧПУ создает программу ЧПУ в кратчайшие сроки в условиях резания, вызывающих вибрацию.Принимая во внимание рекомендованные производителем лезвия условия и свой прошлый опыт, я создал в голове образ состояния обработки.

Представляя звуки и вибрации резьбы в своей голове, я представляю себе такие вещи, как «Это состояние слишком быстрое» или «Интересно, смогу ли я вырезать немного глубже».Это точно часть профессионализма.Такое сочетание процессов и программ ЧПУ может сократить время обработки наполовину или даже на четверть.

Теперь давайте рассмотрим несколько примеров того, как CAD/CAM можно использовать для создания программ ЧПУ, которые в противном случае были бы невозможны, и для создания форм, более сложных, чем вы можете себе представить.

Представитель 5-осевой обработки: рабочее колесо

Типичным примером детали, которая может быть получена только с помощью так называемой одновременной 5-осевой обработки, является «крыльчатка», используемая в автомобильных турбокомпрессорах.

Без CAD/CAM программа ЧПУ для резки сложных деталей этого рабочего колеса была бы невозможна.Это потому, что он имеет форму подреза.

Одновременная 5-осевая обработка может быть достигнута только за счет сложных движений поверхности стола (ось A, ось B), на которую помещается материал, и концевых фрез (X, Y, Z), соединенных вместе.

Современная скульптура: 3D-моделирование

Пока у вас есть 3D-модель, вы можете полуавтоматически генерировать данные ЧПУ для вырезания формы с помощью CAM.Следовательно, можно реализовать все трехмерные формы, включая такие скульптуры, как статуи и фигуры.Конечно, необходимо учитывать угол R и подрезку, которые я представил до сих пор.

Форма может быть точно воспроизведена в 3D-модели.Некоторые из наших клиентов думают о том, чтобы вырезать известных персонажей, обрабатывая их и продавая как ультра-роскошные предметы.

Сделайте работу по резке более привычной!

Механически обработанные детали бывают разных форм в зависимости от применения, но независимо от того, насколько сложной может быть форма, ее можно обрабатывать, если позаботиться о углу R и поднутрении.

Вы можете подумать, что литье — лучший способ серийного производства более сложной формы, но механическая обработка имеет много преимуществ.Пористости, которая обычно является проблемой при литье, можно избежать, а поскольку нет необходимости изготавливать формы, можно снизить первоначальные затраты и сократить сроки доставки.

Краткое содержание

Я был бы рад, если бы вы могли помнить об использовании резки даже для серийно выпускаемых обрабатываемых деталей.Общая стоимость на удивление низка, а преимуществом является возможность гибкого реагирования на изменения конструкции.

Мы надеемся, что эта статья поможет вам лучше познакомиться с машинной обработкой и расширить горизонты проектирования.