В станках с ЧПУ (числовым программным управлением) станок программируется для выполнения широкого спектра операций. Для успешной обработки на станке с ЧПУ необходимо начать с проектирования детали, программирования станка и задания ему различных функций.
Сегодня мы рассмотрим все аспекты обработки на станках с ЧПУ.
Что такое обработка на станках с ЧПУ?
Обработка на станках с ЧПУ — это современный и широко распространенный производственный процесс, включающий удаление материала под управлением цифровых токарных инструментов. Таким образом, можно эффективно осуществлять автоматизированное производство с высокой точностью.
Основные этапы обработки деталей на станках с ЧПУ.
Шаг 1: Этап проектирования
• Концептуальный дизайн
Концептуальный проект позволяет обдумать и визуализировать, как будет выглядеть деталь, которую вы собираетесь изготовить. Наличие концептуального проекта необходимо для предотвращения проблем с обработкой на более поздних этапах, когда это будет слишком поздно и слишком дорого. Ключевые элементы, которые следует учитывать на этом этапе, — это используемый материал, параметры детали и допустимые допуски.
• CAD-моделирование
Вы можете создать цифровую презентацию своего выступления с помощью CAD-моделирование. Эта цифровая форма может быть интерпретирована вашим станком с ЧПУ и может быть как двухмерной, так и трехмерной.
• Проектирование с учетом технологичности производства (DFM)
На этом этапе вы гарантируете, что ваша деталь будет легко и без проблем изготовлена на станке с ЧПУ. Ключевые аспекты DFM (проектирование с учетом технологичности производства) — это сохранение функциональности при сохранении практичности. При проектировании с учетом технологичности производства не забудьте оценить возможности станка. Таким образом, ваш процесс обработки не будет затруднен сложными настройками и увеличенным временем обработки.
Вот несколько рекомендаций по проектированию с учетом технологичности производства.:
- Избегайте деталей, требующих специальных зажимных приспособлений и зажимных инструментов.
- Убедитесь, что обрабатывающие инструменты свободно перемещаются и к ним обеспечен легкий доступ.
- Упрощайте геометрию, сводя к минимуму сложность.
- Жесткие допуски следует применять только к критически важным элементам деталей.
- Наносите финишное покрытие экономно.
- Используйте легкодоступные и обрабатываемые материалы.
Шаг 2: Программирование CAM-системы
• Импорт CAD-моделей в программное обеспечение CAM.
Ваш CAD-проект необходимо преобразовать в язык, который может интерпретировать станок с ЧПУ. Импорт CAD-проекта в CAM-систему позволяет станку создавать траектории движения инструмента с минимальными ошибками, что затрудняет переход.
• Генерация траектории инструмента
Направление движения токарных инструментов на станке с ЧПУ определяется траекторией движения инструмента. Станок с ЧПУ определяет траекторию движения инструмента, интерпретируя требуемые размеры детали и оценивая ее вылет по осям.
• Стратегии поворота
Это подход к тому, как станок с ЧПУ выполняет свои операции. Стратегия токарной обработки зависит от таких факторов, как скорость подачи, которая влияет на качество поверхности и скорость износа инструмента.
• Моделирование и проверка
Этот этап позволяет протестировать программу и подтвердить её работоспособность. Таким образом, вам не придётся загружать в станок с ЧПУ ошибочную программу. Моделирование и проверка предотвращают потери, связанные с ошибками программирования.
Шаг 3: Программирование ЧПУ
• Структура программы ЧПУ
Если разложить программу ЧПУ на строки кода, каждая из которых содержит команду и функцию. В программу ЧПУ входит, например, идентификатор детали и инструкции по обработке.
· G- и M-коды
G-коды Это подготовительные коды, позволяющие описать режим работы токарного станка и желаемое движение. М-коды Создавать различные коды для управления второстепенными функциями, например, запуском шпинделя.
· Параметризация
Параметрическое программирование оптимизирует программы ЧПУ, повышая их эффективность при выполнении повторяющихся операций. Вместо того чтобы каждый раз вручную прописывать программы, можно использовать параметризацию, задействуя возможности памяти логических схем.
• Пробные запуски
Пробный запуск — это способ убедиться, что ваша программа работает должным образом, без фактического выполнения предполагаемой операции. Пробные запуски — это своего рода проверка перед началом работы, подтверждающая, что машина будет реагировать так, как задано.
Шаг 4: Процесс настройки
· Подготовка оборудования
Перед началом работы на станке с ЧПУ важно проверить его работоспособность. Ваш станок должен обладать вспомогательными функциями и быть способен безопасно включаться. При подготовке станка убедитесь, что он может перемещаться по осям, заданным программой. Также убедитесь, что инструментальный магазин правильно укомплектован инструментом и система охлаждения заполнена.
• Зажим заготовок
В зажимных устройствах обеспечивается фиксация заготовки во время обработки. Это гарантирует, что она не будет смещаться во время операций, предотвращая такие дефекты, как деформация и смещение. Примерами зажимных устройств являются зажимы, приспособления и кондукторы.
· Настройка инструмента
Правильное расположение инструмента имеет решающее значение для успешной обработки на станках с ЧПУ. Расположение инструмента должно быть таким, чтобы он был легкодоступен и находился в пределах досягаемости заготовки. При использовании нескольких инструментов должна быть предусмотрена возможность быстрой смены инструментов.
Шаг 5: Обработка на станке с ЧПУ
• Загрузка программы
Для запуска обработки на станке с ЧПУ необходимо сначала загрузить программу в станок. Станок сохраняет программу в легкодоступном месте, откуда ее можно извлечь при необходимости.
• Тестовый запуск
Вы определяете, работает ли загруженная программа должным образом, проводя тестовый запуск. Этот тест проверяет, реагирует ли станок в соответствии с запрограммированным режимом и, следовательно, точно ли выполняет заданную операцию.
• Автоматизированное выполнение
Процесс обработки на станке с ЧПУ — это автоматизированная функция, управляемая предустановленными инструкциями. После загрузки программы, ее запуска и проверки эффективности можно приступить к обработке на станке с ЧПУ. К числу операций, которые можно автоматизировать в процессе обработки на станке с ЧПУ, относятся:
o Проделывание отверстий: Сверление, развертывание, расточка, зенкование, нарезание резьбы и потайное сверление.
o Фрезерование: Фрезерование торцов и слябов, продольная резка, профилирование, спиральное и резьбовое фрезерование, фрезерование пазов и токарная обработка зубчатых колес.
o Поворот: Такие операции, как прямолинейная токарная обработка, нарезание канавок и коническая токарная обработка.
o Передовые методы обработки материалов: Включает многоосевую обработку, микрообработку и нарезание резьбы методом вихревого движения.
o Завершение: Такие действия, как притирка, хонингование, шлифовка и полировка.
• Мониторинг в режиме реального времени
Нельзя просто так оставлять станок с ЧПУ работать без присмотра. Станок может выйти из строя и потребовать немедленного вмешательства. Разветвленная система датчиков поможет выявить скрытые проблемы в системе. Также можно обнаружить неисправности, прислушиваясь к необычным звукам.
• Управление временем цикла
Продолжительность процесса обработки на станке с ЧПУ от начала до конца описывает его цикл. Правильное управление временем цикла гарантирует своевременное достижение производственных целей и повышает эффективность использования оборудования.
Шаг 6: Контроль качества процесса ЧПУ
• Исследование
Метод зондирования позволяет определять размеры детали с помощью адаптивных систем управления. К распространенному оборудованию для зондирования относятся контактные зонды, осуществляющие физическое зондирование, и лазерные зонды, использующие лазерное излучение.
• Износ и поломка инструмента
Иногда во время работы инструмент и заготовка могут сломаться по той или иной причине. Поломку или износ можно определить визуальным осмотром или по необычным звукам, таким как вибрации или лязг о металл. Некоторые станки с ЧПУ оснащены камерами, которые расширяют возможности наблюдения.
• Корректировка процесса
В процессе работы на станке с ЧПУ вы можете вносить корректировки, основываясь на собственной оценке. Например, вы можете заметить, что скорость вращения шпинделя слишком высока, и соответствующим образом её отрегулировать. Это позволит вам обеспечить приемлемое качество получаемой продукции.
Шаг 7: Операции постобработки на станке с ЧПУ
• Отделка поверхности
Вы выполняете чистовую обработку заготовок, качество поверхности которых снижено или которые изготовлены по эстетическим соображениям. В процессе механической обработки могут возникать дефекты, такие как вмятины, которые можно устранить с помощью методов чистовой обработки.
• Контроль размеров
В начале процесса обработки детали заданы её размеры и геометрия. По завершении процесса необходимо убедиться, что эти размеры и геометрия соответствуют первоначальным требованиям. Для определения точности размеров деталей используются различные инструменты и оборудование, такие как штангенциркули и микрометры.
· Функциональное тестирование
Успешность или неудовлетворительность изготовленной детали определяется путем ее тестирования в условиях эксплуатации. Для прохождения проверки функциональности деталь должна хорошо подходить при сборке и работать без каких-либо сбоев.
Обратная связь и оптимизация
В процессе обработки на станках с ЧПУ можно оценить функциональность и производительность станка и внести соответствующие улучшения для повышения его эффективности. В результате последующие операции становятся более оптимизированными и эффективными. Обратная связь является важным инструментом для повышения производительности и качества процесса.
Как снизить стоимость обработки на станках с ЧПУ
Проектирование с учетом технологичности изготовления с использованием простых геометрических форм, стандартизированных допусков, минимального количества тонких стенок и глубоких полостей, а также с применением элементов консолидации.
- Выбирайте обрабатываемые и легкодоступные материалы, такие как алюминий и его сплавы.
- Используйте стандартный тохлаждение с эффективной настройкой, акцент на, такие аспекты, как управление сроком службы инструмента и модульная оснастка.
- Оптимизация процессов за счет сокращения времени цикла, серийного производства., внедрениеАдаптивная обработка и автоматизация.
- Сведите к минимуму вторичные операции и используйте комбинированные этапы финишной обработки.
Примеры деталей, изготовленных на станках с ЧПУ.
- Аэрокосмическая промышленность: лопатки турбин, кронштейны, диски компрессоров, компоненты шасси, корпуса.
- Автомобильная промышленность: блоки цилиндров, компоненты трансмиссии, головки цилиндров, детали тормозной системы, рычаги подвески..
- Медицинская промышленность: имплантаты, протезы, хирургические инструменты.
- Электронная промышленность: корпуса разъемов, радиаторы, и охлаждающие пластины.
- Военное применение: детали транспортных средств, компоненты оружия, корпуса устройств.
- Энергетическая промышленность: буровые долота, корпуса клапанов, компоненты турбин, кожухи.
Заключение
Внедрение ЧПУ-обработки в производство деталей гарантирует высокую повторяемость и точность, особенно сложных. Кроме того, ЧПУ-обработка отличается высокой гибкостью, что позволяет использовать её в самых разных отраслях промышленности.
Компания OTURN предлагает передовые высокопроизводительные токарные станки с ЧПУ и другое оборудование с ЧПУ для удовлетворения разнообразных технологических требований. Наше оборудование не только повышает эффективность и качество обработки, но и обеспечивает стабильную и надежную работу, позволяя клиентам внедрять интеллектуальное и автоматизированное производство. Выбор высококачественных станков является ключом к обеспечению точности обработки, увеличению производственной мощности и снижению производственных затрат.
