Шлифование с ЧПУ - это новейшие технологии для производства сложных деталей. Например, исследователи разрабатывают новые материалы для шлифовальных кругов, такие как суперабразивы и кубический нитрид бора, а также способы обработки поверхности для улучшения качества обработки и эффективности шлифования.
Как это стало возможным? Здесь мы приводим несколько реальных примеров шлифования на станках с ЧПУ со ссылками.
- Аэрокосмическая промышленность: Spirit AeroSystems является крупным производителем в аэрокосмической отрасли. Используя метод шлифования с ЧПУ, компания производит легкие шасси.
- Автомобиль: Porsche Автомобили являются одним из основных бенефициаров шлифования с ЧПУ. С помощью шлифования с ЧПУ они изготавливают коленчатые валы и двигатели, отвечающие требованиям автомобилей.
- Медицина: Exactech известная медицинская компания. Они используют шлифовку с ЧПУ для производства индивидуальных заменителей суставов.
- Потребитель: Все знают о компании Apple. Многие производители смартфонов, такие как Apple, используют CNC-шлифовку для изготовления объективов камер смартфонов.
Основные выводы
- Что такое шлифование с ЧПУ?
- Как происходит шлифование с ЧПУ?
- Каковы преимущества шлифования с ЧПУ?
- Области применения шлифования с ЧПУ?
- Какие факторы следует учитывать при выборе шлифовального станка с ЧПУ?
Читайте также: Что такое фрезерование с ЧПУ?
Что такое шлифование с ЧПУ?
ЧПУ и шлифование - это две отдельные, но связанные между собой техники. Обе они необходимы для шлифования с ЧПУ.
Вот как они соотносятся между собой:
Шлифование
- Шлифование - это метод механической обработки. При этом заготовка подается на вращающийся абразивный круг, снимая материал.
- Шлифование наиболее подходит для деталей, которые должны иметь желаемую форму, чистоту поверхности и требуемый допуск.
ЧПУ
- ЧПУ означает компьютерное числовое управление. Оно широко используется в обрабатывающей промышленности для регулирования движения станков для шлифовки инструментов.
- В шлифовальном станке с ЧПУ движение круга, заготовки и других деталей управляется сигналами от системы ЧПУ.
Сочетание ЧПУ с процессом шлифования позволило повысить точность, прецизионность, повторяемость и эффективность производства. Поэтому сегодня многие отрасли промышленности полагаются на шлифование с ЧПУ.
Например, Дженерал Моторс производит коленчатые валы для своих высокопроизводительных машин на шлифовальных станках с ЧПУ.
Определение шлифования с ЧПУ
Шлифование с ЧПУ - это процесс обработки, при котором в процессе резания используются шлифовальные круги, позволяющие придать заготовке точный размер с улучшенными финишными характеристиками. Эти операции регулируются инструкциями компьютерных программ под управлением компьютерных цифровых систем.
Шлифование различных материалов с ЧПУ
Это самый распространенный способ шлифования с ЧПУ, при котором шлифовальный круг подается вертикально сверху. Металлы хорошо поддаются обработке на шлифовальных кругах.
Обычно используются такие металлы, как:
Мягкие металлы (алюминий, латунь): Менее сложная шлифовка, более короткие сроки и доступная стоимость. Наиболее подходит для производства сложных деталей, требующих равномерной текстуры и плоскостности поверхности без использования заусенцев.
Сталь: Шлифовальные круги требуют более высокого уровня зернистости/абразивности из-за своей твердости. Иногда стоимость может увеличиваться, а время, необходимое для завершения проекта, также может отличаться в зависимости от типа используемой стали. Например, нержавеющая сталь может стоить дороже, чем другие виды стали.
Твердые сплавы (инконель, титан): Невероятно трудно поддаются шлифовке из-за высокой твердости и термостойкости. Это приводит к дополнительным затратам, возможно, более длительным, чем традиционные процессы, и к тому, что требуются специализированные шлифовальные круги.
Шлифование стали с ЧПУ:
Как подкатегория шлифования металлов, шлифование стали имеет свои соображения:Как подкатегория шлифования металлов, шлифование стали имеет свои соображения:
Тип стали: Для шлифования предпочтительнее использовать мягкую сталь, так как в ней отсутствует высокое содержание углерода по сравнению с высокоуглеродистой или нержавеющей сталью.
Желаемая отделка: Еще одна проблема заключается в том, что для получения зеркальной отделки стали необходимо выполнить такие процессы, как полировка, а это дополнительные действия, которые удорожают возможность и занимают время.
Шлифовка алюминия с ЧПУ:
Такая мягкость делает материал предпочтительным для высокоскоростного шлифования, а гладкие поверхности легко достижимы.
В отличие от более твердых металлов, он более экономичен и требует меньше времени на обработку.
Некоторые из областей применения включают: аэрокосмическую, автомобильную и потребительскую электронику.
Шлифование пластика с ЧПУ:
Хотя шлифование с ЧПУ не так распространено, как шлифование металла, оно может использоваться для обработки некоторых видов пластмасс.
К ним относятся:
Тип пластика: Некоторые типы используемых химикатов более гибкие, чем другие. Например, при шлифовке акриловых пластиков работа намного проще, чем при работе с твердыми пластиками, и в некоторых случаях это может потребовать использования особых шлифовальных кругов или техники.
Чувствительность к теплу: Некоторые пластиковые материалы чувствительны к нагреву, и под воздействием тепла, выделяемого системой шлифования, они плавятся или деформируются. Чтобы свести эти проблемы к минимуму, необходимо очень точно подбирать тип охлаждающей жидкости и параметры шлифования.
Желаемая отделка: Для достижения более высокой степени блеска поверхности может потребоваться несколько дополнительных шагов полировки.
Как работает шлифовка с ЧПУ?
Шлифование с ЧПУ - это метод, известный своей точностью. В этом процессе задействовано не только оборудование, но и оператор. Взгляните на работу шлифовального станка с ЧПУ, начиная с простейших компонентов и заканчивая сложными деталями, которые делают эту операцию осуществимой.
- Выбор шлифовального круга: Selecting the proper abrasive wheel based on the workpiece’s fabric, the grinding form, and the desired finish is critical.
- Настройка машины: Для расчета операций шлифования необходимо настроить шлифовальный станок, отрегулировав скорость вращения круга и скорость подачи.
- Установка заготовки: Установка заготовки - важный этап. Убедитесь, что заготовка установлена на станке аккуратно. Также необходимо убедиться, что она правильно выровнена относительно шлифовального круга.
- Операция шлифования: Теперь в дело вступает шлифовальный круг. Шлифовальный круг контролируемо удаляет материал с заготовки, чтобы добиться желаемой формы и качества поверхности.
- Применение охлаждающей жидкости: Тепло может повредить заготовку и нарушить ее целостность, поэтому внимательно следите за охлаждающей жидкостью во время шлифования.
- Завершение процесса: После шлифовки проверьте конечный продукт на точность и чистоту. При необходимости выполните дополнительные операции, чтобы довести результат до совершенства.
Преимущества шлифования с ЧПУ
По сравнению с другими традиционными методами шлифования, шлифование с ЧПУ имеет множество преимуществ, таких как:
- Точность: Шлифование с ЧПУ обеспечивает более высокую точность, чем старые, традиционные методы шлифования. Шлифование с ЧПУ стало основным выбором для отраслей, где требуются прецизионные компоненты.
- Исключительные свойства поверхности: Одно из главных преимуществ шлифования с ЧПУ - невероятная текстура поверхности, которую можно получить. Точная и контролируемая шлифовка с ЧПУ позволяет получить очень гладкие и однородные изделия.
- Универсальность: Шлифовальные станки с ЧПУ универсальны. Способны обрабатывать большие изделия, формы и материалы.
- Повторяемость: Если шлифовальный станок с ЧПУ запрограммирован на определенную работу, он может выполнять ее в точности несколько раз. Это особенно полезно в условиях крупносерийного производства, где точность является ключевым фактором.
- Эффективность: Шлифовальные станки с ЧПУ часто выполняют работу быстрее, чем ручные шлифовальные системы.
- Сокращение отходов: Шлифовальные станки с ЧПУ позволяют сократить количество отходов благодаря своей точности и аккуратности.
Области применения шлифования с ЧПУ
Шлифование с ЧПУ продолжит революционизировать производство к 2024 году. Шлифование с ЧПУ обеспечивает эффективность в самых разных отраслях. Вот несколько надежных программ с доказанной эффективностью.
Аэрокосмическая и оборонная промышленность: (турбинные лопатки, шасси)
Шлифование с ЧПУ наиболее известно благодаря энергосберегающей конструкции небольших авиационных компонентов, таких как лопатки турбин и шасси, что очень важно для повышения топливной эффективности.
Выпуск GrindingHub в 2024 годуПервая выставка шлифовальных технологий показала, как такие компании, как Airbus, используют шлифование с ЧПУ для изготовления деталей самолетов нового поколения.
Автомобильная промышленность (коленчатые валы, распределительные валы)
Устройства для электромобилей (EV) требуют точности и уникального дизайна поверхности, чтобы обеспечить эффективность и большой радиус действия.
Отчет об исследовании рынка за 2024 год, подготовленный Grand View Research прогнозирует значительное увеличение спроса на шлифовальные станки с ЧПУ в EV-индустрии в связи с ростом числа электромобилей
Такие компании, как Tesla могут использовать шлифование с ЧПУ для изготовления высокопроизводительных коленчатых и распределительных валов.
Медицинские приборы (замена органов, хирургические приборы)
Шлифование с ЧПУ находит широкое применение в медицинской сфере, например, при замене суставов и производстве хирургических инструментов.
Комбинируя шлифование с ЧПУ с технологией 3D-печати и сканирования, производители могут создавать персонализированные имплантаты которые идеально соответствуют анатомическим особенностям пациента. Это обеспечивает удобство, комфорт и подвижность.
Таблица сравнения шлифования с ЧПУ и традиционного шлифования:
| Характеристика | Шлифование с ЧПУ | Традиционное шлифование |
| Управление процессом | Компьютерное управление, точность и повторяемость | Ручной, требуется квалифицированный оператор |
| Точность | Высокая точность и жесткие допуски | Точность зависит от квалификации оператора |
| Скорость | Быстрее для сложных форм и больших объемов | Медленнее, особенно при работе со сложными формами |
| Сложность | Возможность обработки сложных форм и геометрии | Ограничивается простыми формами |
| Время установки | Более быстрая настройка благодаря автоматизации | Медленная настройка, требуется ручная регулировка |
| Стоимость труда | Снижение затрат на оплату труда благодаря автоматизации | Более высокая стоимость рабочей силы из-за необходимости в квалифицированном операторе |
| Материальные отходы | Меньше отходов материала благодаря точному контролю | Больше отходов материала из-за возможности ошибки оператора |
| Приложения | Идеально подходит для крупносерийного производства, прецизионных деталей, сложных форм | Подходит для простых деталей, малосерийного производства или ограниченного бюджета |
Стоимость и время выполнения работ при шлифовании с ЧПУ
Примечание: Это приблизительная цена. Пожалуйста, свяжитесь с ближайшим предприятием по обработке на станках с ЧПУ для получения реальных цен
| Сложность | Материал | Предполагаемая стоимость за штуку (USD) | Предполагаемое время выполнения |
| Простые (плоские поверхности) | Мягкие металлы (алюминий) | $5 – $20 | 1-3 дня |
| Умеренный (цилиндрический с некоторыми чертами) | Сталь | $20 – $50 | 3-5 дней |
| Сложные (множество деталей, жесткие допуски) | Твердые сплавы (например, инконель, титан) | $100+ | 5-7+ дней |
| Умеренный | Пластмассы | $15 – $40 | 2-4 дня |
| Простой | Лиственные породы | $10 – $25 | 1-2 дня |
Какие существуют типы шлифовальных станков с ЧПУ?
Шлифовальный станок с ЧПУ использует компьютерные цифры для точного удаления материала с рабочего места с помощью шлифовального круга. Здесь представлены некоторые из наиболее распространенных типов, а также их преимущества и недостатки:
Поверхностные шлифовальные станки с ЧПУ
Плюсы
- Универсальный: Работайте с различными материалами и размерами, чтобы создавать более плоские предметы.
- Высокая точность: Получите отличные допуски на размеры и высокую чистоту обработки.
- Различные варианты шлифования: периферийное, торцевое и угловое. для различных применений.
Cons
- Ограничено плоскими поверхностями: не подходит для шлифования сложных геометрических форм.
- Ограничения на размер заготовки: Невозможно разместить очень большие или тяжелые предметы.
- Более медленное устранение зевоты по сравнению с другими методами.
Цилиндрический шлифовальный станок с ЧПУ
Плюсы
- Предназначен для шлифования цилиндрических заготовок: Идеально подходит для валов, стержней и роликов.
- Высокая точность для получения точных диаметров и округлостей.
- Внутренняя и внешняя шлифовальная способность: Работает как с внутренним, так и с внешним шлифованием цилиндрических заготовок.
Cons
- Ограничен цилиндрической формой: не подходит для шлифования плоских предметов или сложных геометрических форм.
- Может быть сложно настроить для конкретных задач шлифования.
- Чтобы отшлифовать внутреннюю и внешнюю поверхность, необходимо несколько макетов.
Центробежный волчок с ЧПУ
Плюсы
- Быстрое и эффективное удаление материала: подходит для крупномасштабного производства.
- Экономически эффективен для шлифования простых форм, таких как валы и штифты.
- Для непрерывной работы предусмотрены опции автоматической загрузки.
Cons
- Ограниченный размер рабочего места и возможность придания ему формы: Идеально подходит для работы с цилиндрической поверхностью.
- Более низкая точность по сравнению с другими методами шлифования: возможно, не подходит для критические допуски.
- Для мастерских разного размера требуется специализированное оборудование.
Ведущие производители шлифовальных станков с ЧПУ
Ведущие производители шлифовальных станков с ЧПУ разбросаны по многим странам, и каждый из них имеет сильные стороны в определенных областях. Вот некоторые из ключевых игроков:
Шевалье
Компания Chevalier является крупным игроком в производстве шлифовальных станков с ЧПУ, уделяя особое внимание шлифованию поверхностей с ЧПУ. Они также предлагают шлифовальные станки, но их специализацией является шлифование поверхностей.
- Основное внимание уделяется шлифованию поверхностей: Благодаря своей преданности делу абразивной обработки поверхностей, они обладают опытом в достижении высокой точности и качественной отделки. Предлагаются различные виды абразивных поверхностей с материалами, оптимизированными для обеспечения плоскостности и высокой стойкости.
- Конкурентоспособная цена: Chevalier предлагает конкурентоспособные цены по сравнению с другими производителями с аналогичными характеристиками. Это может быть привлекательным вариантом для покупателей, которых не устраивают долги.
- Модели и машины: Chevalier предлагает различные шлифовальные станки различной мощности и возможностей, например:
- Серия FSG-ADIV.
Уолтер
Компания Walter является производителем шлифовальных станков с ЧПУ, специализирующихся на заточке инструментов.
Фокус: Компания WALTER специализируется на производстве шлифовальных станков с ЧПУ для изготовления инструментов и резки. Станки Walter могут обрабатывать инструменты сложной геометрии. Их станки подходят для работы с различными инструментальными материалами, включая:
- HSS (быстрорежущая сталь)
- Твердый сплав
- PCD (поликристаллический алмаз)
Модели и машины: Компания WALTER CNC предлагает различные станки для резки инструмента с разнообразными опциями для удовлетворения различных потребностей:
- HELITRONIC POWER 400
- HELITRONIC VISION 400 L
- ГЕЛИТРОНИКА МИКРО
СТУДЕР
STUDER - популярный производитель высокоточных круглошлифовальных станков. Они известны своим уникальным качеством и передовыми технологиями. Компания направляет свои услуги на удовлетворение потребностей различных отраслей промышленности. Вот что предлагает STUDER:
Фокус: Основным направлением деятельности компании являются круглошлифовальные станки с ЧПУ. Эти станки специально разработаны для точной шлифовки внешних и внутренних кривых деталей и отделки уникальной поверхности
Модели и машины: STUDER предлагает круглошлифовальные станки с ЧПУ для удовлетворения различных потребностей, включая:
- Универсальные цилиндрические присоски
- Высокоскоростные прокатные станки
- Шлифовальные станки для коленчатых валов
- Некруглые фрезерные станки
Келленбергер
Kellenberger - известный швейцарский производитель универсальных шлифовальных станков с ЧПУ высокого качества и производства Эти станки очень популярны благодаря своей универсальности и гибкости.
Фокус: Компания Kellenberger специализируется на универсальных шлифовальных станках с ЧПУ. Эти станки предназначены для выполнения различных задач по шлифованию, что обеспечивает гибкость для цехов, где требуются различные материалы.
Модели и машины: Компания Kellenberger предлагает различные шлифовальные станки для различных задач и потребностей, например:
- BOULEPRO 200
- КЕЛЛЕНБЕРГЕР 10
- ВУМАР 30
- ХАУЗЕР 2000
Факторы, которые следует учитывать при выборе шлифовального станка с ЧПУ
Шлифовальные станки с ЧПУ - это мощные прецизионные станки для удаления материала. Выбор правильного станка требует тщательного рассмотрения, поскольку многие факторы могут сильно повлиять на производительность, эффективность и общий успех в работе. Вот почему важно взвесить эти факторы перед выбором шлифовального станка с ЧПУ:
Тип необходимого шлифования
Выберите основную задачу шлифования. Задачами могут быть плоское, круглое, внутреннее или инструментальное шлифование.
Размер и материал заготовки
Тщательно учитывайте размер и материал заготовки. Различные станки имеют разные возможности и могут быть более подходящими для конкретных задач.
Требуемая точность и чистота поверхности
Укажите уровень точности и отделки поверхности, требуемый для ваших деталей. Для более высокой точности обычно требуются более совершенные станки.
Объем производства и бюджет
Рассчитайте количество обычных деталей, которые вы будете шлифовать. Эффективные среды могут выиграть от более быстрой и оперативной автоматизации.
Заключение
В заключение следует отметить, что шлифование с ЧПУ необходимо для изготовления и формовки высокоточных деталей в различных отраслях промышленности. Эти передовые станки обеспечивают превосходную отделку и жесткие допуски, что важно для деталей аэрокосмической, автомобильной промышленности и медицинского оборудования. С ростом автоматизации и спроса на более сложные геометрические формы шлифование с ЧПУ продолжает развиваться, обеспечивая эффективность и точность в условиях конкуренции.