Определение обработки с ЧПУ
Вообще говоря, обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это метод дедуктивного производства, при котором готовые детали производятся путем удаления слоев из твердых блоков, называемых заготовками. Фрезерование с ЧПУ, один из основных типов обработки с ЧПУ, в котором используется режущий инструмент, вращающийся со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту (об/мин), для точного удаления материала до достижения общей формы. Помимо фрезерования, при обработке с ЧПУ также могут использоваться токарные станки и сверла для изготовления деталей или функций.
В качестве производственного процесса, управляемого компьютером, обработка с ЧПУ производит детали на основе модели автоматизированного проектирования (САПР), которая отправляется на станок с ЧПУ через программное обеспечение автоматизированного производства (CAM).
Станки с ЧПУ работают на переменном количестве осей. Традиционный трехосный станок с ЧПУ может изменять работу и рабочие детали трех линейных осей X, Y и Z. Этот метод наиболее эффективен для относительно простых, неглубоких деталей. Пятиосевой станок может работать как с тремя линейными осями, так и вокруг двух поворотных осей. Можно выполнить этот более сложный и глубокий разрез, расширяя дизайнерские возможности детали.
Благодаря высокой точности, высокой скорости и высокой степени автоматизации обработка с ЧПУ стала одним из наиболее широко используемых субтрактивных производственных процессов. Одним из наиболее распространенных применений этой технологии является изготовление металлических прототипов, поскольку в настоящее время это один из наиболее эффективных методов производства небольших серий или отдельных металлических деталей. обработка с ЧПУ Кроме того, он обладает высокой масштабируемостью, что означает, что его можно использовать для единичного производства и прототипов, а также для мелкосерийного или крупносерийного производства.
Обработка с ЧПУ дает производителям множество преимуществ, в том числе высокий уровень автоматизации, исключительную надежность, повторяемость и высокую геометрическую точность. Этот процесс также обеспечивает превосходное качество поверхности деталей и исключительную стабильность.
К счастью, если эти ограничения будут приняты во внимание в процессе проектирования, время и стоимость производства могут быть сокращены, а также может быть оптимизирован производственный процесс.
Проектное ограничение обработки с ЧПУ
Обработка на станках с ЧПУ — популярный производственный процесс, поскольку с его помощью можно изготавливать самые разнообразные детали: от простых форм до сложных конструкций. Однако, как и любая производственная технология, обработка с ЧПУ также имеет некоторые особенности. ограничения конструкции. Мы разбиваем их следующим образом, чтобы убедиться, что ваша продукция оптимально спроектирована и соответствует нашим возможностям обработки на станках с ЧПУ.
толерантность
При отправке производственного проекта полезно указать приемлемый диапазон или допуски размеров каждой детали. Допуски должны быть подтверждены для соответствия функциональным требованиям данной детали.
Хотя обработка на станках с ЧПУ позволяет добиться очень жестких допусков, важно помнить, что более жесткие допуски, чем наши стандарты обслуживания, часто приводят к увеличению времени производства и более высоким затратам.
Если в конструкции изделия не указан конкретный допуск, Rapid Direct поддерживает стандартный допуск +/- -005 для металлических деталей и +/- 0,010 для пластиковых деталей. Возможны более жесткие допуски, хотя для реализации может потребоваться больше времени, поскольку необходимо снизить скорость вращения, чтобы учесть более высокую точность.
угол
С Фрезерование с ЧПУ, важно знать, что все внутренние вертикальные края или стены будут иметь радиус, а не прямой угол. Это связано с тем, что инструменты, используемые при фрезеровании с ЧПУ, имеют цилиндрическую форму, а это означает, что они не могут создавать прямые кромки. Этот тип угла называется скруглением внутреннего угла.
При проектировании деталей учет скруглений внутренних углов может сделать производственный процесс более эффективным. Например, рекомендуется указать нестандартный радиус, чтобы инструмент мог свободно резать и вращаться без необходимости останавливаться и менять положение. Кроме того, фрезерование круглых углов большего радиуса происходит быстрее и дешевле, чем меньшего радиуса.
Подрезы
Поскольку для обработки нельзя использовать стандартные фрезы, при обработке на станках с ЧПУ следует избегать использования подрезов деталей. Прежде всего, если геометрия фаски не имеет стандартных размеров, необходимо изготовить специальный инструмент для обработки, что значительно увеличит время и стоимость обработки. Поэтому, если необходимо обрезать нестандартную деталь, убедитесь, что она имеет стандартные размеры.
Во-вторых, поскольку длина инструмента ЧПУ ограничена, подрез нельзя делать слишком глубоко. Если они слишком глубокие или труднодоступные, мы не сможем их изготовить, потому что инструменты ЧПУ не смогут получить к ним доступ.
Толщина стен
Обработка на станке с ЧПУ, как и другие производственные процессы, важна для того, чтобы гарантировать, что конструкция вашей детали соответствует минимальной толщине стенки. В общем, рекомендуется выбирать максимально толстые стены и избегать очень тонких или необычных стен. Это связано с тем, что тонкие или тонкие детали инструментов с ЧПУ легко вызывают вибрацию, которая может привести к поломке или повреждению.
Стандартная минимальная толщина стенки для металлов, обработанных на станке с ЧПУ, составляет 0,030 дюйма (~ 0,76 мм) и 0,060 дюйма (~ 1,5 мм) для пластмасс.
Нить
Если деталь была обработана до заданного размера и формы, добавление потоки Это возможно с использованием режущих метчиков, формовочных метчиков или резьбофрез. При проектировании деталей полезно выбирать максимально возможный размер резьбы, поскольку метчики меньшего размера имеют более высокий риск растрескивания в процессе производства.
По возможности также избегайте глубокой резьбы, поскольку глубокие отверстия приведут к увеличению производственных затрат (если потребуются специальные инструменты). Аналогичным образом, соблюдение нестандартных размеров резьбы при проектировании детали может помочь сократить затраты и время производства.
Фрезерование с ЧПУ
В кратком руководстве мы предоставляем ряд услуг по механической обработке с ЧПУ, включая один из наиболее распространенных процессов с ЧПУ: Фрезерование с ЧПУ. В процессе фрезерования с ЧПУ на станок устанавливается заготовка материала, где режущий инструмент (например, концевая фреза) вращается для резки сырья. Эти инструменты вращаются с чрезвычайно высокой скоростью, тысячами оборотов в минуту (об/мин), чтобы удалить материал из конечной детали.
Краткие советы по фрезерованию на станке с ЧПУ
Настаивайте на закругленных внутренних углах: невозможно создать острый внутренний угол, поскольку при фрезеровании на станке с ЧПУ используются круглые вращающиеся инструменты.
Используйте максимально возможный радиус: чем больше используемый инструмент, тем быстрее можно удалить материал. Убедитесь, что в конструкцию включен максимально возможный внутренний радиус, это облегчит процесс фрезерования.
Токарная обработка с ЧПУ
Заготовка материала устанавливается на вращающийся патрон во время Процесс токарной обработки с ЧПУ. Когда фиксированный инструмент работает, патрон будет перемещать деталь. токарные станки с ЧПУ очень подходят для изготовления симметричных деталей вдоль центральной оси. Обычно они быстрее и дешевле, чем фрезерные станки с ЧПУ.
Краткие советы по токарной обработке с ЧПУ
избегайте острых внутренних углов: аналогично фрезерованию с ЧПУ, токарная обработка с ЧПУ также может обрабатывать внешние и внутренние скругления.
Симметрично, но не слишком тонко и не слишком длинно: если деталь спроектирована слишком длинной или слишком тонкой, вращение станет нестабильным во время производственного процесса, что вызовет производственные проблемы.
Выбор материала
В качестве субтрактивного производственного процесса обработка на станках с ЧПУ производит детали из куска заготовки. сырье (металл или пластик). Этот блок называется заготовкой материала. Независимо от того, какой материал вы используете, выбор правильного размера заготовки из материала является решающим производственным процессом. В общем, разумно выбирать заготовку, размер которой как минимум на 0,125 дюйма (~ 0,3 см) больше конечного размера детали, чтобы объяснить несоответствие сырья. Между тем, избегайте использования слишком больших заготовок, чтобы минимизировать отходы материала.
Металлы
Вообще говоря, металлы с высокой прочностью легче обрабатывать, поскольку фрезерные станки с ЧПУ легче режут их и достигают более высоких скоростей. Например, латунь — один из самых простых в обработке металлов из-за ее хорошей пластичности. Причина, по которой алюминиевый сплав также очень подходит для обработки на станках с ЧПУ, заключается в быстром времени производства.
полимер
Хотя обработка термопластов возможна, свойства материалов полимеров по-прежнему создают проблемы для обработки на станках с ЧПУ. Прежде всего, из-за плохой теплопроводности многие термопласты плавятся или сгибаются при контакте с фрезерными станками с ЧПУ или сверлами. Однако для тех деталей, к которым не предъявляются никакие требования по прочности и твердости металла, термопласты могут стать более дешевой альтернативой.
Обработка поверхности с ЧПУ
Постобработка — это заключительный этап процесса обработки на станке с ЧПУ. В кратком руководстве мы предоставляем большое количество обработка поверхности для завершения ваших окончательных деталей и приведения их в соответствие с вашими конкретными требованиями. Следует отметить, что при обработке на станках с ЧПУ постобработка необязательна, поскольку качество обработанных деталей уже очень высокое (см. Фрезерованная обработка).
Анодирование (Тип II или Тип III)
Анодирование обеспечивает отличную коррозионную стойкость механических деталей, повышает твердость и износостойкость поверхности, а также рассеивает тепло. Анодирование является наиболее распространенным видом окраски и грунтовки поверхности, поскольку оно обеспечивает высококачественную обработку поверхности. Краткое руководство предлагает два типа анодирования: тип II, устойчивый к коррозии; Тип III более толстый и имеет повышенный слой износостойкости. Оба этих процесса анодирования позволяют получить широкий спектр цветовых решений.
Фрезерованный
Являясь шлифовальной полировкой поверхности, обеспечивает максимально быструю оборачиваемость деталей и не требует последующей обработки. Шероховатость поверхности шлифованных деталей эквивалентна 125 микродюймам Ra, а требования могут быть увеличены до 63, 32 или 16 микродюймов Ra. На последней детали все еще могут быть видны незначительные следы инструмента.
Порошковое покрытие
Порошковое покрытие распыляется непосредственно на обрабатываемые детали в процессе порошкового напыления. Затем деталь с покрытием запекается в печи для образования прочного, износостойкого и устойчивого к коррозии слоя. В процессе порошкового покрытия возможен широкий спектр цветов.
Бисерный взрыв
Дробеструйная обработка заключается в выдувании мелких стеклянных шариков на поверхность обрабатываемой детали контролируемым образом. Результатом этой техники является гладкая поверхность с матовой текстурой. В процессе шлифовки различные материалы, такие как песок, гранат, скорлупа грецкого ореха и металлические бусины, наносятся для очистки деталей или подготовки к последующей обработке поверхности.
Краткие советы по оптимизации обработки деталей на станках с ЧПУ
Упростите дизайн продуктов
Если возможно, упрощение конструкции изделий обычно приводит к сокращению сроков производства и снижению затрат. Причина в том, что при создании сложных структур и поверхностей будет использоваться множество мелких разрезов, выполнение которых требует большего времени, чем более простые и крупные разрезы на плоской поверхности.
Уменьшение необходимости замены инструмента
Судя по советам, упрощение конструкции и обеспечение единообразия размеров внутреннего углового радиуса и отверстий может значительно сократить время обработки. Другими словами, если возможно, использование одного и того же размера уменьшит количество замен инструмента, а каждая замена инструмента потребует дополнительных затрат времени и средств.
Выбирайте материалы правильно
Как упоминалось в руководстве ранее, выбор материала может оказать большое влияние на время производства и стоимость обработки на станке с ЧПУ. Если возможно, выбирайте материалы с хорошей обрабатываемостью, например латунь или алюминий. Для тех применений, которые не требуют твердости и прочности металла, обработка пластмасс с ЧПУ также может помочь снизить затраты, поскольку заготовки из материала дешевле.
Учитывайте допуски и толщину стенок.
Более высокие допуски и более тонкие стенки часто приводят к более высоким затратам при обработке на станках с ЧПУ, поскольку для достижения более высокой точности резки потребуется время. Если ваш продукт или компонент имеет допустимый диапазон допусков, выберите более низкий допуск, чтобы сократить время и стоимость производства. То же самое касается и толщины стены: по возможности выбирайте больший припуск на толщину стены.
Настаивайте на отделке одной поверхности
Обработка поверхности обычно это заключительный этап процесса обработки на станке с ЧПУ, который также может повлиять на стоимость всего вашего проекта. Выбор одной поверхности для вашей детали или продукта может сэкономить время и снизить затраты. Если требуется несколько обработок поверхности, это все равно помогает сократить количество необходимых различных обработок поверхности.