Чи дешевша обробка з ЧПУ для складних форм Ultimate guide 2022

У цій статті, ґрунтуючись на основах механічної обробки, ми познайомимося з економічно ефективними обробленими деталями, до яких схильні потрапляти початківці конструктори-механіки.

ЧПУ фрезерування Штампування

Дозвольте мені розповісти вам про частину, де ви можете зробити речі дешевшими за допомогою різання.Коли ви думаєте про механічну обробку, ви можете мати образ усіх грубих, неорганічних частин для промислових виробів, але насправді ви можете створити різноманітні форми, наприклад, скручені вигнуті поверхні.

Обробка деталей з ЧПУ

Цього разу ми познайомимося з різноманітними «чудовими формами», одночасно представляючи процес створення складних форм шляхом різання за допомогою поточного комп’ютерного керування.

Що таке обробка NC?

Хоча про це згадувалося багато разів, різання — це процес, у якому обертове лезо притискається до матеріалу вздовж заданої траєкторії, щоб зішкребти його та видалити непотрібні частини.

　Отже, що означає «по заданій траєкторії»?

Я залишив цей вираз розпливчастим, але це дуже важлива частина різання, тому я поясню це трохи докладніше.

Давайте на даний момент залишимо осторонь верстати загального призначення, які «керуються вручну», такі як фрези загального призначення, і поговоримо про так звані «автоматичні» верстати з ЧПУ, такі як фрези з ЧПУ та обробні центри.

У таких машинах леза, які ріжуть матеріал, переміщуються мовою команд до машини.Коли ви вводите команду «Перемістити кінцеву фрезу в це положення» у верстат, верстат автоматично рухається відповідно до команди.Положення кінцевої фрези виражається кожним числовим значенням X, Y і Z. Механічна обробка відбувається шляхом переміщення цих значень​згідно з програмою.

Що таке фреза з ЧПУ?

Різні типи фрез з ЧПУ

«NC» у фрезі з ЧПУ означає «числове керування».«X» — «горизонтальний напрямок», «Y» — «напрямок вперед і назад», а «Z» — «вертикальний напрямок».Постійно вводячи «наступну позицію для переміщення», можна переміщати кінцеву фрезу, малюючи плавні криві та складні траєкторії

І навпаки, машина працює лише відповідно до введених інструкцій.Кінцева форма залежить від вхідної програми ЧПУ.Здається, до появи комп’ютерів програми NC штампувалися на спеціальних паперових стрічках і проходили через машину для їх читання.Здається, це причина, чому досвідчені майстри називають програми NC «стрічками».

Програми ЧПУ на спеціальних паперових стрічках

Зараз ми обробляємо програми NC як комп’ютерні дані.Програма NC зберігається як дані в пам'яті верстата, і, зчитуючи її рядок за рядком як інструкції, вона працює відповідно до змісту інструкцій.

Конфігурація програми NC

Програма NC в основному має загальну конфігурацію для будь-якого верстата.«Деталь, яка керує рухом верстата», наприклад «код G» або «код M», який обертає шпиндель або змінює швидкість руху, а також «положення наконечника кінцевої фрези» як значення координат X, Y, Z складається з комбінації частини, яка надає значення команди.

Сучасна розкрій з використанням комп'ютерів: CAD/CAM

Прості програми ЧПУ, такі як «просто просвердлити отвір» або «просто рухати лезо по прямій лінії», можна легко створити, але складні програми ЧПУ, такі як «різання криволінійної поверхні», вимагають розуму інженера.Це виходить за рамки рівня мислення та друкування вручну.

У таких ситуаціях в дію вступає так звана система CAD/CAM.»CAD/CAM” — це „комп’ютерне проектування” та „комп’ютерне автоматизоване виробництво”, тому в основному це загальний термін для „проектування та виробництва з використанням комп’ютерів”.

Зараз у вузькому розумінні CAD означає програмне забезпечення, яке створює креслення та 3D-моделі на комп’ютері, а CAM – програмне забезпечення, яке створюєПрограми NCз використанням даних CAD.Навіть для створення складних програм NC потрібна допомога комп’ютера.Деяке програмне забезпечення має функції CAD і CAM, а також є програмне забезпечення з незалежними функціями.

Визначте відповідний процес для обробки

CAD детально розглядалося на різних сайтах, тому тут я трохи докладніше поясню CAM, про який дизайнери не часто знають.У процесі створення програми NC за допомогою CAM необхідно визначити відповідний процес, тип кінцевої фрези та умови обробки на основі матеріалу та форми заготовки та ввести їх як інформацію.

Існує незліченна кількість варіантів, які можуть бути прийняті залежно від матеріалу та форми матеріалу, порядку налаштування тощо. Які саме налаштування потрібно зробити, багато в чому залежить від досвіду та почуття інженера.

Наприклад, існує багато способів закріплення матеріалів.Його можна затиснути за допомогою прецизійних механічних лещат, безпосередньо закріпити за допомогою шаблону, закріпити гвинтом тощо. Існують різні варіанти залежно від форми та процесу.Його необхідно налаштувати відповідно до всіх налаштувань і типів кінцевих фрез і конвертувати в програми ЧПУ.

Застосування кінцевих фрез при різанні криволінійних поверхонь

Існують різні типи кінцевих фрез, наприклад, кульові, які придатні для різання вигнутих поверхонь із закругленими кінцями, плоскі кінцеві фрези, які придатні для різання прямих плоских поверхонь, і свердла для свердління отворів.

різні види кінцевих фрез

Кожен тип поділяється на різні форми, такі як діаметр, кількість лез і ефективна довжина леза.Встановіть тип і тип обробкимеханічна обробкаумови використання для кожної кінцевої фрези.

Навіть кінцеві фрези не обмежуються одним типом для однієї установки.Навпаки, нерідко використовують десятки типів.Тоді параметри для встановлення стають величезними.

Які умови обробки для виготовлення більш дешевих складних деталей?

Умови обробки включають кількість обертів шпинделя, швидкість руху та кількість матеріалу, який потрібно видалити.Існує оптимальне поєднання в залежності від форми кінцевої фрези, матеріалу та матеріалу матеріалу.Питання полягає в тому, як отримати оптимальну комбінацію, запобігти зносу кінцевої фрези та скоротити час обробки.

Чудовий інженер з обробки NC створює програму NC за найкоротший час за умов різання, які викликають тріскотіння.Беручи до уваги рекомендовані умови виробника леза та мій минулий досвід, я створив у своїй голові образ стану обробки.

Уявляючи звуки та вібрацію різьблення в своїй голові, я уявляю такі речі, як «Цей стан занадто швидкий» або «Мені цікаво, чи зможу я вирізати трохи глибше».Це точно частина професіоналізму.Ця комбінація процесів і програм ЧПУ може скоротити час обробки вдвічі або навіть на чверть.

Тепер давайте розглянемо кілька прикладів того, як CAD/CAM можна використовувати для створення програм NC, які інакше були б неможливі, і для створення форм, складніших, ніж ви можете собі уявити.

Представник 5-осьової обробки: робоче колесо

Типовим прикладом деталі, яку можна отримати лише за допомогою так званої одночасної 5-осьової обробки, є «крильчатка», яка використовується в автомобільних турбокомпресорах.

Без CAD/CAM програма NC для різання складних частин цього робочого колеса була б неможливою.Це тому, що він має форму грудки підрізу.

Одночасна 5-осьова обробка може бути досягнута лише складними рухами поверхні столу (вісь A, вісь B), на якій розміщено матеріал, і кінцевих фрез (X, Y, Z), пов’язаних разом.

Сучасна скульптура: 3D моделювання

Якщо у вас є 3D-модель, ви можете напівавтоматично генерувати дані NC для вирізання форми за допомогою CAM.Таким чином, можна реалізувати всі тривимірні форми, включаючи скульптури, такі як статуї та фігури.Звичайно, необхідно враховувати кут R і підріз, які я ввів досі.

Форму можна точно відтворити у 3D-моделі.Деякі з наших клієнтів думають про те, щоб вирізати відомих персонажів за допомогою механічної обробки та продавати їх як об’єкти надзвичайної розкоші.

Зробіть роботу з різання більш знайомою!

Оброблені деталі бувають різних форм залежно від застосування, але незалежно від того, наскільки складною може бути форма, її можна обробити, якщо врахувати кут R і підріз.

Ви можете подумати, що лиття — найкращий спосіб масового виробництва складнішої форми, але механічна обробка має багато переваг.Пористості, яка, як правило, є проблемою при литті, можна уникнути, а оскільки немає необхідності виготовляти прес-форми, початкові витрати можна зменшити, а доставку можна скоротити.

Резюме

Я був би радий, якби ви могли пам’ятати про використання різання навіть для оброблених деталей масового виробництва.Загальна вартість напрочуд низька, і є також перевага можливості гнучко реагувати на зміни дизайну.

Ми сподіваємося, що ця стаття допоможе вам ближче познайомитися з машинобудуванням і розширити кругозір дизайнера.