Если вы новичок или не знакомы со станками с ЧПУ и не знаете, что они собой представляют, это довольно просто. CNC расшифровывается как Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление). По сути, существует множество различных станков с ЧПУ. Любой станок, управляемый компьютером, технически является станком с ЧПУ, но сегодня мы поговорим о фрезерных станках с ЧПУ. 

Фрезерная обработка находит широкое применение во многих областях, от современного производства до машиностроения. Какую сферу деятельности она будет охватывать в 2024 году? Существуют различные факторы, которые следует учитывать в зависимости от технологического роста и потребностей различных отраслей промышленности.

Ниже приведен краткий обзор применения фрезерных станков в других отраслях промышленности.

• Автомобильная промышленность и аэрокосмическая промышленность
• Медицина и здравоохранение
• Электроника и полупроводниковая промышленность
• Энергетический сектор 
• Инструментальная и штамповочная промышленность
• Потребительские товары, строительство и тяжелое машиностроение
• Оборона и военное дело

ЧПУ, искусственный интеллект и интеллектуальное производство способствуют расширению их применения в этих отраслях.

Что такое фрезерование?

Например, прецизионная обработка с ЧПУФрезерный станок - это часть оборудования, используемого в процессе механической обработки. Фрезерование - это производственный процесс, в котором используется вращающийся режущий инструмент для удаления материала с заготовки. При фрезеровании используется вращающийся режущий инструмент для удаления материала с заготовки. 

Вот краткое описание фрезерования:

• Роторный режущий инструмент: Представьте себе сверло с несколькими режущими кромками по окружности вместо заостренного кончика. Этот инструмент вращается с высокой скоростью.
• Заготовка: Это кусок материала, которому вы придаете форму. Он может быть изготовлен из металла, пластика, дерева или пенопласта.
• Снятие материала: Вращающаяся фреза, соприкасаясь с заготовкой, откалывает от нее крошечные кусочки материала, приближая ее к желаемой конечной форме.

Области применения фрезерной обработки с ЧПУ

Аэрокосмическая промышленность: Обработка с ЧПУ получила развитие в различных областях аэрокосмической промышленности благодаря своей точности, адаптивности и способности обрабатывать широкий спектр материалов. Фрезерная обработка очень полезна в аэрокосмической промышленности, например:

• Детали турбины 
• Конструктивные элементы

Электроника: Точность и миниатюризация важны в электротехнической промышленности. Фрезерные станки обеспечивают универсальность, позволяя выполнять сложные вырезы и формы для различных электронных компонентов, таких как:

• Компоненты
• корпуса

Медицина: В медицинском секторе требуются высокая точность и аккуратность. Фрезерование играет важную роль в производстве медицинских приборов и инструментов, таких как:

• Протезирование
• Ортезы
• Имплантаты
• Другие хирургические инструменты.

Автомобиль: Фрезерная обработка находит широкое применение в автомобильном секторе. Это универсальный процесс, поскольку он может использоваться как для небольших, так и для крупных партий продукции. Производители изготавливают различные детали, такие как:

• Детали двигателя
• Фланцы на заказ

Как работает фрезерный станок?

Как уже упоминалось, фрезерование - это субтрактивный производственный процесс. С помощью различных режущих инструментов он удаляет материал с необработанной подложки до получения нужной детали. Заготовка постоянно вращается, обеспечивая точные срезы под разными углами. Однако не лишним будет упомянуть, что весь процесс фрезерования занимает несколько этапов, прежде чем заготовка будет готова. 

Вот они:

Создание модели CAD

Для начала необходимо создать чертеж CAD-модели целевой геометрии детали. Вы можете создать CAD-проект/модель для исходных материалов нужной вам детали с помощью программного обеспечения для автоматизированного проектирования. Оно позволяет разрабатывать двухмерные или трехмерные модели для различных концепций изделий.

Преобразование САПР в ЧПУ

Вам необходимо преобразовать CAD-модель в программу ЧПУ, поскольку фрезерные станки с ЧПУ не понимают CAD-модели. Однако преобразование CAD-модели в программу ЧПУ не является сложной задачей. Большинство программ CAD имеют такую возможность; для достижения оптимальных результатов необходимо действовать в соответствии с инструкциями.

Настройка фрезерных станков с ЧПУ

Прежде всего, убедитесь, что фрезерные станки настроены правильно. Этапы настройки могут отличаться в зависимости от марки и модели станка. Обязательно проверьте производителя и модель перед использованием станка. перейти индивидуальная обработка с ЧПУ чтобы узнать больше.

Выполнение программы

После настройки станка оператор может запустить программу станка с ЧПУ. После этого станок самостоятельно выполняет весь процесс фрезерования. По окончании работы программы станок выдает нужную деталь с правильными техническими характеристиками.

Фрезерные станки и комплектующие

Типы фрезерных станков

Различные фрезерные станки с ЧПУ служат для определенных целей. Важно понимать эти различия, чтобы удовлетворить ваши производственные потребности, такие как сложность деталей, объем производства или требования к точности.

Вертикальные мельницы

Вертикальные фрезерные станки - это универсальное оборудование. Эти станки находят широкое применение в металлообрабатывающей промышленности. Вертикальные фрезы имеют вертикально ориентированные шпиндели, которые обеспечивают точное и эффективное удаление материала.

Ниже приведены некоторые стандартные характеристики вертикальных мельниц:

• Вертикальные фрезерные станки предлагают широкий спектр задач по обработке благодаря многоосевой конфигурации, 
• Вертикальные фрезы имеют вертикальные шпиндели, позволяющие выполнять как сверлильные, так и фрезерные операции. 
• Несколько осей позволяют выполнять сложные операции по обработке замысловатых деталей.
• Вертикальные фрезерные станки идеально подходят для задач, требующих высокой точности размеров и жестких допусков. 
• Вертикальные фрезерные станки с ЧПУ обеспечивают автоматизированную и точную обработку. 

Горизонтальные мельницы

У них шпиндели расположены в горизонтальном положении. Они подходят для резки тяжелых материалов и больших операций.

Ниже приведены некоторые общие характеристики горизонтальных мельниц:

• Горизонтальные мельницы лучше, чем вертикальные мельницы, для сложных проектов
• Эти фрезы имеют толстые и короткие режущие инструменты
• Горизонтальные мельницы отлично подходят для сложных проектов
• Горизонтальные мельницы - это очень надежные и прочные машины.
• Высокопрочная прямоугольная направляющая
• Эти мельницы являются идеальным выбором для удаления сыпучих материалов за короткое время.
• Вращение фрезерной головки на 45 градусов по часовой стрелке и против часовой стрелки

Револьверные мельницы

Такие мельницы также называют башенными. Эти фрезерные станки имеют стол, который можно перемещать в параллельном и вертикальном направлениях, при этом шпиндель находится в положении для резки материала. Они обычно используются для особых видов фрезерования, включающих в себя резку на фрезе.

Ниже приведены некоторые стандартные характеристики револьверных мельниц:

• Револьверные фрезерные станки считаются самыми универсальными на сегодняшний день.
• Их можно переставлять, чтобы улучшить функциональность машины.
• Имеют прочную конструкцию и уникальный дизайн.
• TВключите в себя несколько удобных функций с повышенной функциональностью
• Известные машины славятся своей высокой производительностью и неприхотливостью в обслуживании.
• Возможность производства множества продуктов.
• Дешевле горизонтальных фрезерных станков.

Постельные мельницы

Фрезерные станки со станиной похожи на револьверные, поскольку имеют регулируемые шпиндели, но перемещают стол только перпендикулярно им. При этом шпиндель движется параллельно.

Ниже приведены некоторые общие характеристики мельниц со станиной:

• Фрезерные станины предназначены для тяжелых работ
• Эти станки могут обрабатывать более крупные и тяжелые заготовки, чем другие типы фрезерных станков.
• Эти машины также используются для изготовления штампов и пресс-форм.
• Они широко используются при производстве крупных деталей для различных отраслей.

Каковы основные части фрезерного станка с ЧПУ?

Пять основных частей фрезерного станка с ЧПУ включают:

Основание колонны

Чугунная колонна и основание поддерживают операции, выполняемые на фрезерных станках. Основание, на котором установлена колонна, содержит смазочное масло и охлаждающую жидкость. Колонна поддерживает колено вдоль рабочего стола. Основание несет на себе вес, который служит фундаментом станка.

Колено

Колено крепится к колонне через прорезь "ласточкин хвост". Для фиксации его положения предусмотрен вертикальный установочный винт. Этот тип винта также называют подъемным. Он должен перемещаться вверх и вниз к своему основанию. Зубчатый механизм находится внутри колена, а седло, расположенное на вершине колонны, может перемещаться в горизонтальной плоскости и используется для придания заготовке линейного горизонтального движения.

Механизм подачи питания

Эта подача расположена в колене и в основном используется для управления продольной, поперечной и вертикальной подачами. Скорость подачи задается либо с помощью g-кода, либо с помощью рукоятки выбора скорости на устройстве.

Рабочий стол

Это скорее прямоугольный стол, изготовленный из чугуна. Он оснащен Т-образными пазами, в которых заготовка может быть зажата непосредственно на столе. Можно установить тиски или любой другой инструмент для фиксации заготовки, чтобы удерживать небольшие детали и обрабатывать их безопасно и эффективно. Рабочий стол включает в себя продольную подачу с переменной скоростью и рукоятки. Аналогичным образом под столом расположен еще один ведущий винт оси X, который, взаимодействуя с гайкой, сдвигает стол в сторону.

Шпиндель

Шпиндель также является одним из важнейших компонентов фрезерного станка. Он играет важнейшую роль в работе станка. В состоянии покоя он управляет режущим инструментом. Кроме того, он служит держателем сверл, цанг и многого другого. Благодаря различным формам и механическим способам применения фрез, фрезерный станок может использоваться для различных видов фрезерования.

Процесс измельчения (шаг за шагом)

Вот пошаговое описание рабочего процесса фрезерных станков:

Загрузка заготовок: Первым шагом при предварительной настройке является размещение заготовки на подаче стола станка с фиксацией другого конца. Неточное расположение приспособления приведет к вибрации, особенно при использовании высокой скорости для резки или придания формы заготовке. Это приведет к неточностям.

Выбор инструмента: Сегодня, благодаря технологическому прогрессу, во фрезерном станке используются различные типы инструментов. Выбирайте подходящий тип инструмента в зависимости от материала, который обрабатывается, и степени необходимой модификации.

Настройка машины: Настройка станка - это изменение определенных параметров станка, таких как скорость вращения шпинделя, подача охлаждающей жидкости к станку, скорость подачи, глубина резания и т. д.

Выполнение фрезерования: По окончании настройки оператор приступает к собственно фрезерованию.

Грубость: Токарная обработка - это процесс улучшения свойств материала заготовки путем воздействия на нее механических напряжений. Это приводит заготовку в неопределенное состояние, приближенное к очерченной форме. Токарная обработка выполняется на высокой скорости резания и подачи, что сокращает срок службы инструмента и, следовательно, увеличивает вероятность поломки.

Полуфиниш: После черновой обработки скорость фрезерного станка снижается. Обычно он имеет форму конечной детали, которая должна быть изготовлена на нем в результате работы.

Отделка: По сравнению с черновой обработкой чистовая выполняется при низкой скорости подачи и глубине резания. Чтобы оптимизировать или минимизировать погрешность, цель состоит в том, чтобы получить заготовку, максимально приближенную к намеченным размерам станка.

Разгрузка: Оператор выгружает готовую деталь из фрезерного станка.

Инспекция и контроль качества: На этом этапе готовое изделие проверяется на отсутствие дефектов. Обычно, если есть какие-либо отклонения или требуется дополнительное удаление материала, оператор помещает деталь обратно на станок и выполняет еще один цикл отделки. Этот этап выполняется до тех пор, пока деталь не станет приемлемой.

Постобработка: После фрезерования деталь может подвергаться другим операциям вторичной обработки. Некоторые из стандартных методов последующей обработки включают:

• Удаление заусенцев
• Очистка
• Шлифование поверхности
• Фонетика и т.д.

Виды фрезерных работ

Существует множество различных видов измельчения. Некоторые из них используются для увеличения производительности, некоторые - для повышения эффективности работы, а некоторые - для различных других целей.

Эти типы могут создавать части фигур, хотя и различаются в зависимости от того, из чего состоит фигура.

К этим разновидностям относятся:

Фрезерование торцов

Торцевая фреза используется в тех случаях, когда необходимо создать чистоту поверхности заготовки. Торцовые фрезы сглаживают поверхность или создают шероховатую поверхность на ровной или гладкой поверхности. Они также могут создавать превосходные поверхности без каких-либо неровностей. Фрезерование торцов может выполняться автоматически или ежегодно. Для каждого типа существуют различные варианты фрез.

Периферийное фрезерование

При периферийном фрезеровании фреза располагается так, чтобы прорезать заготовку сбоку. Таким образом, кромки режущего инструмента скользят по рабочей поверхности в контакте с вершиной инструмента. Этот процесс является обратным процессу торцевого фрезерования. При этом используется обычная фреза с равным количеством зубьев и шириной торца. Периферийное фрезерование предпочтительно в тех случаях, когда необходимо удалить большую глубину реза или много материала за один раз.

Фрезерование торцов

Концевая фреза используется так же, как и сверло, но имеет другую геометрию. Тем не менее, концевые фрезы предназначены для выполнения радиальных и осевых резов. Используемые сверлильные станки могут выполнять сверление только в осевом направлении.

Фрезерование резьбы

Фрезерование резьбы используется для нарезания резьбы на внутренней стороне заготовки. Резьбовые фрезы используются только для предварительно нарезанной резьбы. По своей структуре резьбовые фрезы находятся в состоянии вращения и окружного вращения в пределах внутренней периферии. Следует также отметить, что токарная обработка резьбы предпочтительнее резьбовых фрез.

Преимущества и ограничения фрезерования

Все мы знаем, что фрезерование - это универсальный процесс обработки в производстве. У него много преимуществ, но есть и некоторые ограничения.

Ниже приведены некоторые общие преимущества и ограничения.

Преимущества фрезерования

• Фрезерование - это очень универсальный процесс. Он позволяет обрабатывать различные материалы.
• Фрезерование идеально подходит для крупносерийного производства.
• Фрезерование - это быстрый производственный процесс.
• Компьютерный контроль для обеспечения точности и аккуратности готовых деталей.
• Фрезерование увеличивает возможность создания сложных конструкций.
• Автоматизация помогает при фрезеровании снизить трудозатраты. 
• Эта фрезерная обработка деталей с ЧПУ демонстрирует хорошую адаптивность и гибкость.

Ограничения фрезерования

• Фрезерные станки и установки требуют больших затрат.
• Фрезерование не подходит для хрупких деталей.
• Для обеспечения безопасности при работе с инструментами и флаерами требуется надлежащее обучение рабочих и операторов.

 Факторы, влияющие на точность фрезерования

Это связано с тем, что получение точных результатов при фрезеровании с ЧПУ является критически важным. Ниже перечислены факторы, которые могут повлиять на точность.

Качество станков:

 это существенно влияет на общее состояние и точность самого фрезерного станка с ЧПУ. Кроме того, необходимо учитывать такие факторы, как биение шпинделя (шатание), люфт (люфт в шестернях) и плоскостность стола, поскольку они также могут привести к погрешностям.

Выбор режущего инструмента 

Очень важно выбрать подходящий режущий инструмент для конкретного материала и его работы. Повреждение поверхности может быть вызвано использованием тупых или поврежденных инструментов. Правильный уход за инструментом и своевременная замена крайне важны.

Зажим заготовки: 

Заготовка должна быть надежно зажата на столе станка, чтобы предотвратить ее перемещение во время фрезерования. При неправильной технике зажима возможны вибрации и неточности.

Параметры резки: 

Установлено, что выбор правильной скорости, подачи и глубины резания имеет большое значение. Неправильно подобранные параметры могут повлиять на точность, например, привести к отклонению инструмента, появлению следов болтанки или даже поломке инструмента.

Свойства материала:

Разные материалы обладают различными характеристиками обработки. Из-за непредвиденного поведения материала может возникнуть непредвиденное отклонение или износ инструмента, что скажется на точности.

Ошибки программирования: 

При ошибках в программировании ЧПУ возможны неточности в траекториях инструментов или операциях обработки. Тщательная проверка программы очень важна.

Условия окружающей среды: Тепловое расширение при колебаниях температуры может привести к неточностям в размерах станка и заготовки. Необходимо поддерживать стабильные условия.

Общие проблемы, возникающие при фрезеровании

Фрезерная обработка с ЧПУ сопряжена с определенными трудностями, несмотря на то, что она может применяться в различных областях:

Поломка инструмента: 

Поломка инструмента может произойти из-за неправильного выбора инструмента, слишком большого усилия резания или износа инструмента. Это приводит к задержкам в производстве и увеличению затрат.

Болтовня: 

Когда во время обработки возникают вибрации, качество поверхности детали становится неравномерным. Оптимизация параметров резания и обеспечение надлежащей остроты инструмента помогут свести к минимуму вибрацию.

Искажение заготовок: Тонкие или незакрепленные заготовки могут изгибаться или деформироваться под действием сил резания, что приводит к неточностям в размерах. Справиться с этой проблемой можно с помощью стратегически расположенных зажимов и приспособлений.

Остаточное напряжение:

 Фрезерование оставляет напряжения в обрабатываемом материале. Они влияют на его характеристики, что требует дополнительных действий, таких как снятие напряжений и отжиг.

Выбор и управление охлаждающей жидкостью:

Неправильный выбор СОЖ может привести к износу инструмента, плохому отводу стружки и проблемам с чистотой поверхности. Поэтому выбор правильного типа СОЖ и ее правильное обслуживание очень важны.

Сложные особенности обработки: Сложно изготовить сложную геометрию или выдержать жесткие допуски, не прибегая к специальным инструментам и методам программирования.

Будущее фрезерования

Будущее фрезерования радужно. С помощью передовых технологий фрезерование также развивается. 

Взгляните на некоторые современные технологии, которые полностью изменили процесс фрезерования.

Искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение

Постоянный прогресс в области искусственного интеллекта и машинного обучения в последнее время произвел революцию во фрезерных станках с ЧПУ. Эти технологии могут быть использованы для выявления необходимых закономерностей в данных, собранных с фрезерных станков с ЧПУ, что позволяет проводить техническое обслуживание. Эти технологии могут повысить общую эффективность работы фрезерных станков.

Интернет вещей (IoT)

Интеллектуальные технологии, такие как IoT, позволяют быстро собирать и анализировать данные на фрезерных станках с ЧПУ. Эта технология позволяет производителям наблюдать за состоянием своих станков, устранять любые проблемы и быстро вносить коррективы.

Автоматизация

Сегодня фрезерные процессы с ЧПУ становятся полностью автоматизированными. Все более популярными становятся различные передовые устройства, например, устройства смены инструмента для работы с различными инструментами, заготовками и даже системы контроля износа инструмента.

Передовые материалы

Фрезерные станки с ЧПУ развиваются, используя новые современные материалы, включая композиты из углеродного волокна и высокопрочные и легкие сплавы.

Заключение

Фрезерование - важнейший метод производства. Он играет важную роль во многих отраслях промышленности при изготовлении различных качественных деталей. Он предполагает обработку плоских и криволинейных поверхностей, что делает его очень универсальным.

Современные технологии и усовершенствованные инструменты, такие как спиральные фрезы, фрезы с переменным шагом и зубчатые фрезы, позволили еще больше повысить скорость съема материала, точность размеров, структуру формы и допуски на поверхности.  

Если у вас есть какие-либо CNC фрезерные требования, добро пожаловать, чтобы связаться с нами, мы будем цитировать вас в 24 часов, GC формы является одним из 10 лучших услуг по обработке на станках с ЧПУ в мире.