Обработка на станках с ЧПУ: типы, классификации, основы станков

Введение

 

Добро пожаловать в наше всеобъемлющее руководство по CNC-обработка! В этой статье мы углубимся в различные типы и классификации обработки с ЧПУ, а также изучим основы станков. Независимо от того, новичок вы или опытный профессионал, это руководство снабдит вас знаниями, необходимыми для понимания и преуспевания в мире обработки с ЧПУ. Итак, давайте нырнем прямо сейчас!

 

 

 

Что такое ЧПУ?

 

 

Обработка с ЧПУ (числовым программным управлением) — это производственный процесс, в котором используются компьютеризированные элементы управления и автоматизированные машины для создания точных и сложных деталей и компонентов. Она произвела революцию в обрабатывающей промышленности, предлагая более высокую эффективность, точность и повторяемость по сравнению с традиционными методами обработки.

 

Существует много типов станков с ЧПУ, которые можно классифицировать по разным категориям с разных точек зрения и по разным стандартам классификации. Сегодня мы познакомимся с одним из двух методов классификации. Он классифицируется по режиму движения и режиму управления. Конкретное содержание следующее:

 

 

 

 

По точке перемещения обрабатывающего станка с ЧПУ:

 

 

 

(1) Система управления положением

 

Только положение инструмента управления может быть перемещено из одной точки в другую, и в процессе не перемещается. Обработка с ЧПУ, такая как координатно-расточной станок, сверлильный станок, пробивной станок и т. д. Координаты имеют высокую точность позиционирования. Чтобы повысить эффективность обработки с ЧПУ, группа инструментов станка с ЧПУ с самой высокой скоростью подачи используется для перемещения, градуированного или непрерывно замедляемого перед закрытием точки привязки, так что низкая скорость достигает финишной черты, тем самым уменьшая движение обработки с ЧПУ. Инерция деталей чрезмерно регулируется, что приводит к ошибкам позиционирования. Движение в процессе позиционирования не требует обработки с ЧПУ, поэтому нет требований к траектории.

 

 

 

(2) Линейная система управления

 

Система линейного управления относится к точному движению, которое контролируется из одного положения в другое с определенной скоростью вдоль направления, параллельного оси. Также известна как система управления линейным движением точки.

 

 

 

(3) Система контроля профиля

 

Он предназначен для управления двумя или более осями одновременно (две полуоси, две оси, три оси, 4 оси, пять осей связи). Он не только управляет начальными и конечными координатами движущихся частей машины, но и управляет всем процессом. Скорость, направление и смещение каждого звена, а именно обработка управления траекторией, формируют требуемый контур. Наклон траектории - это любая прямая линия, дуга, спираль и т. д. Этот вид устройства числового программного управления станка имеет самые полные функции. Он может управлять более чем двумя координатами и координатной связью, а также может управлять точками и линиями.

 

 

 

 

 

Типы станков с ЧПУ

 

 

В зависимости от функции или типа обрабатываемых деталей с ЧПУ обрабатывающие станки с ЧПУ можно разделить на пять типов: Фрезерный станок с ЧПУ, токарный станок с ЧПУ, сверлильный станок с ЧПУ, станок плазменной резки с ЧПУ и шлифовальный станок с ЧПУ.

 

 

1,Обработка на станках с ЧПУ и фрезерование

 

Используется для обработки на станках с ЧПУ и изготовления форм, пазов, отверстий, выемок, канавок, карманов и специальных поверхностей, а также для выполнения процесса обработки деталей фрезерованием с ЧПУ, то есть вращающийся режущий инструмент на шлифовальном станке вынимает ЧПУ из неподвижной заготовки. Обрабатываемые материалы.

 

Фрезерные станки с ЧПУ, также известные как обрабатывающие центры, являются одним из наиболее распространенных типов станков с ЧПУ. Они используют вращающиеся фрезы для удаления материала с заготовки, что приводит к желаемой форме или виду. Фрезерные станки с ЧПУ очень универсальны и могут выполнять широкий спектр операций, включая сверление, нарезание резьбы, фрезерование и контурную обработку.

 

 

 

 

 

 

2. Токарный станок с ЧПУ

 

Он используется в процессе Обработка и производство с ЧПУ цилиндрических объектов и Токарные детали с ЧПУ. Когда блок материала быстро вращается на шпинделе, инструмент формирует деталь для обработки на станке с ЧПУ. Токарные станки с ЧПУ идеально подходят для производства симметричных деталей, таких как валы, стержни и кольца. Они обеспечивают превосходную точность и могут с легкостью изготавливать сложные конструкции.

 

 

 

 

 

 

3. Сверлильный станок с ЧПУ: используется для сверления отверстий в деталях, обработанных на станках с ЧПУ. Этот инструмент может быстро и точно определить положение сверления. Прецизионный сверлильный станок также может выполнять развертывание, обратное сверление и нарезание резьбы.

 

 

4. Станок плазменной резки с ЧПУ

 

Плазменный резак для резки металла, в том числе с использованием струй термической плазмы, ускоренных для резки токопроводящих материалов.

 

Плазменные резаки с ЧПУ используют высокоскоростную струю ионизированного газа (плазмы) для резки электропроводящих материалов, таких как сталь, алюминий и латунь. Они обычно используются в металлообрабатывающей промышленности, где требуется точная резка и сложные формы.

 

 

5. Шлифовальный станок с ЧПУ

 

Станок использует вращающийся круг для шлифования или придания материалу желаемой формы, что проще в программировании, чем фрезерные станки с ЧПУ и токарные станки.

 

 

 

6, Электроэрозионные станки с ЧПУ

 

Электроэрозионные станки с ЧПУ (электроэрозионная обработка) используют электрические разряды для удаления материала и придания формы заготовке. Они очень эффективны при обработке сложных и замысловатых деталей, особенно из закаленных материалов. Электроэрозионные станки с ЧПУ широко используются в аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности.

 

 

 

 

 

 

Классификации станков с ЧПУ

 

 

 

По количеству осей станки с ЧПУ можно разделить на пять категорий: 2-осевые станки с ЧПУ, 2.5-осевые станки с ЧПУ, 3-осевые станки с ЧПУ, 4-осевые станки с ЧПУ и 5-осевые станки с ЧПУ.

 

 

2-х осевой обрабатывающий станок с ЧПУ

 

Машине разрешено вводить только две оси, например, токарному станку, а инструмент перемещается в двух направлениях, например, X и Z.

 

 

 

2.5-осевой обрабатывающий станок с ЧПУ

 

Это также трехосная система, но движение не трехмерное. Сначала оси X и Y перемещаются в положение, а затем начинает работать третья ось, например, сверлильные станки и резьбонарезные станки.

 

 

 

3-осевой обрабатывающий станок с ЧПУ

 

Три оси (X, Y и Z) движутся одновременно в трех измерениях. Это наиболее широко используемый и универсальный станок. Он может достигать высокой точности и может использоваться для автоматических/интерактивных операций и фрезерования канавок. , Сверление и резка острых кромок.

 

 

 

 

 

4-осевой обрабатывающий станок с ЧПУ

 

Трехосевой станок, который снова вращается по оси A или оси B. Обычными примерами являются вертикальные или горизонтальные станки. В случае 4-осевой обработки с ЧПУ фрезерование выполняется по дополнительной оси, а операции по X, Y и Z такие же, как в трехосевой системе, а вращение по оси A или B выполняется вокруг оси X.

 

 

 

5-осевой обрабатывающий станок с ЧПУ

 

Трехкоординатный обрабатывающий станок с ЧПУ, который дополнительно вращается в двух направлениях (Y и Z) по оси A и оси B соответственно, вращается станиной и движением шпинделя (точкой вращения). Пятикоординатный станок является передовым обрабатывающим станком с ЧПУ. Его многомерное вращение и перемещение инструмента позволяют создавать точная и сложная обработка деталей на станках с ЧПУ. Это достигается за счет улучшенного доступа к нижним и глубоким карманам, непревзойденной отделке и скорости, обычно используемых в авиации. Передовые приложения, такие как детали аэрокосмической техники, искусственные кости, титановые детали, детали нефтегазового оборудования и военная продукция.

 

 

 

 

 

Многоосевые станки с ЧПУ

 

Эти машины выходят за рамки пяти осей и могут иметь до 9 и более осей. Многоосевые станки с ЧПУ используются в передовых аэрокосмических, медицинских и автомобильных приложениях.

 

 

 

 

Основы станков с ЧПУ

 

Чтобы понять принципы работы станков с ЧПУ, необходимо понять основы станков, которые они используют. Вот некоторые ключевые концепции:

 

1. Инструменты: Станки с ЧПУ используют широкий спектр режущих инструментов, каждый из которых предназначен для определенных задач. Концевые фрезы, сверла, токарные станки и вставные фрезы — вот лишь несколько примеров таких инструментов. Правильный выбор и обслуживание инструментов имеют решающее значение для достижения оптимальных результатов.

2. Программное обеспечение CAD / CAM: Программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР) и автоматизированного производства (САМ) играет важную роль в обработке на станках с ЧПУ. Программное обеспечение САПР используется для создания 3D-модели детали, в то время как программное обеспечение САМ генерирует траекторию инструмента и преобразует модель в инструкции G-кода, которые понимает станок.

3. Удерживающие устройства: Устройства для крепления заготовки фиксируют заготовку на месте во время процесса обработки. Тиски, зажимы, патроны и приспособления обеспечивают стабильность и точность во время операций резки.

4. Параметры резки: Выбор соответствующих параметров резания, таких как скорость подачи, скорость вращения шпинделя и глубина резания, имеет решающее значение для достижения желаемого качества поверхности и точности размеров.

 

 

 

Преимущества обработки с ЧПУ

 

 

Обработка на станках с ЧПУ имеет множество преимуществ, что делает ее предпочтительным методом производства для широкого спектра отраслей. Некоторые из основных преимуществ включают:

 

Точность и аккуратность: Станки с ЧПУ могут достигать исключительно высокого уровня точности, гарантируя стабильные и точные результаты.

 

Автоматизация : Автоматизация станков с ЧПУ снижает необходимость ручного вмешательства, что приводит к повышению эффективности и снижению затрат на рабочую силу.

 

Сложность и универсальность: Станки с ЧПУ могут создавать сложные и замысловатые геометрические формы, которые было бы сложно или невозможно получить с помощью обычных методов.

 

Повторяемость: После создания и тестирования программы ЧПУ тот же процесс можно легко повторить с получением стабильных результатов.

 

Разнообразие материалов: Станки с ЧПУ могут работать с широким спектром материалов, включая металлы, пластики, композиты и многое другое.

 

Сокращение отходов: Обработка на станках с ЧПУ сводит к минимуму отходы материала за счет точной резки и оптимизированных траекторий движения инструмента.

 

 

 

Заключение

 

В заключение CNC-обработка произвела революцию в обрабатывающей промышленности благодаря своей непревзойденной точности, эффективности и универсальности. Понимание типов, классификаций и основ станков с ЧПУ имеет решающее значение для использования всего потенциала этой технологии. Независимо от того, работаете ли вы в автомобильной, аэрокосмической, медицинской или любой другой отрасли, обработка на станках с ЧПУ обеспечивает конкурентное преимущество в создании высококачественной продукции.