Что такое обработка с ЧПУ?
Обработка с ЧПУ — это производственный процесс, в котором сырье перерабатывается в готовый продукт. Для этого используются станки с компьютерным управлением, называемые станками с ЧПУ . Это более современная версия традиционной обработки. Там оператор отвечает за движения машины с помощью ручек и рычагов.
Внедрение систем автоматического управления в станки способствовало значительному повышению эффективности, точности и повторяемости процесса. Однако основные принципы обработки остались в основном неизменными.
Что такое обработка с ЧПУ?
Изготовление детали — это удаление слоя материала с детали для получения заданной формы. В зависимости от желаемых геометрических характеристик продукта в нашем распоряжении имеется ряд типов обработки , таких как фрезерование, токарная обработка, сверление, шлифование и т. Д. Для каждого из этих типов используются специальные станки с соответствующей кинематикой.
Используемые в настоящее время современные обрабатывающие центры с ЧПУ имеют встроенные системы управления, которые обеспечивают полностью автоматическую работу , благодаря которой можно массово производить большое количество точных компонентов для различных отраслей, включая автомобилестроение, авиацию, строительство, сельское хозяйство, железную дорогу и многие другие. .
Что такое станок с ЧПУ?
Станок с ЧПУ — это механическое устройство, приспособленное для выполнения определенных задач на основе компьютерной программы. Такие машины с компьютерным управлением существуют у нас почти 70 лет. В 1952 г. Американский инженер Джон Парсонс разработал первый в мире станок с управлением перфокартой. Это было для массового производства деталей для вертолетов. С тех пор прошло много времени, и системы управления ЧПУ стали очень продвинутыми. Однако этот момент можно считать вехой в развитии технологий промышленного производства.
Какие бывают типы станков с ЧПУ?
В промышленности используется очень широкий спектр машин, использующих компьютерное управление. Все виды плазменных резаков или 3D-принтеров — это станки с ЧПУ. Однако в нашей обрабатывающей промышленности с ЧПУ существует 3 основных типа станков:
Токарные центры
В большинстве случаев токарные станки сегодня взаимозаменяемо называют токарными станками с ЧПУ или токарными центрами с ЧПУ. Фактически, токарный станок с ЧПУ — это более простой двухосевой станок (оси X и Z), который управляется компьютером и обычно имеет один шпиндель.
Токарные центры с ЧПУ также управляются компьютером, но обычно более мощные и могут иметь 3 или более осей с более универсальными возможностями и приложениями, такими как токарная обработка, сверление, нарезание резьбы и фрезерование с помощью приводных инструментов. Также часто бывает, что у них есть вспомогательный шпиндель. Токарные центры с ЧПУ обладают большей производительностью, чем токарные станки с ЧПУ.
Фрезерные центры
Это, как следует из названия, станки, предназначенные для фрезерования. В этой группе много конфигураций машин. Самый простой — классический вертикальный 3-х осевой фрезерный центр . Он оснащен шпинделем, который перемещается по одной оси , и столом, на котором зажимается заготовка. Стол перемещается по двум другим осям. В дополнение к 3-осевым обрабатывающим центрам обычно используются 4- и 5-осевые станки . Помимо количества осей, фрезерные центры различаются также положением шпинделя. В этом случае мы различаем вертикальные и горизонтальные центры.
Многоцелевые станки
Многоцелевые обрабатывающие центры — относительно новое достижение дизайна. Эти станки сочетают в себе преимущества токарных и фрезерных центров . Они были разработаны для производства сложных деталей, требующих множества операций, как токарных, так и фрезерных. Основным преимуществом этих станков является возможность изготовления готовой детали за один процесс обработки без необходимости передачи ее между разными станками. Многоцелевые станки обычно имеют два шпинделя и токарно-фрезерную головку.. Эта головка может работать под любым углом, что в сочетании с расширенным управлением позволяет обрабатывать самые сложные компоненты, такие как шатуны, турбины и многие другие.
Обработанные материалы
Популярность технологии обработки с ЧПУ в отрасли во многом объясняется ее универсальностью . Речь идет о возможности обработки самых разных материалов. Современные станки в сочетании с передовыми режущими инструментами позволяют работать даже с очень сложными материалами, такими как титановые сплавы. Однако, как правило, существует несколько основных групп материалов, которые можно обрабатывать:
- Металлы — такие как алюминий, латунь или сталь.
- Пластмассы — множество вариантов, таких как ацеталь (ПОМ), акрил (ПММА), поликарбонат (ПК) и полипропилен (ПП) и многие другие.
- Древесина — обычно меньше, но обычно лиственных пород, фанеры, хвойных пород и т. Д.
- Пена — обычно более легкая, но более прочная. Двумя основными типами являются пена для резьбы и твердая пена.
Преимущества обработки с ЧПУ
• представление
Обработка с ЧПУ — чрезвычайно эффективный процесс . Это напрямую связано с особенностями машин с компьютерным управлением. Автоматические движения машин намного быстрее, чем движения человека. Кроме того, благодаря автоматизации могут быть произведены в системе весь день в течение 7 дней в неделю . Также важно, чтобы производство одной детали можно было легко масштабировать на многие машины.
• точность
Благодаря использованию передовых приводов для перемещения осей станков и точных контроллеров современные станки позволяют добиться очень жестких допусков деталей. Производители станков внедряют все новые и новые решения, направленные на постоянное смещение границ достигаемой точности. Стоит упомянуть, например, температурную компенсацию оси станка, благодаря которой нейтрализуется явление размерных изменений из-за нагрева станка.
• повторяемость
Одна из основных характеристик обработки с ЧПУ — повторяемость . Это было основной целью разработчиков этого метода изготовления деталей. Использование компьютеризированного управления движениями машин позволяет избежать влияния человеческой ошибки. В результате машина постоянно производит детали одним и тем же способом. Конечно, на размеры производимых деталей влияет ряд других факторов, но ими можно управлять.
• скорость
Современные станки с ЧПУ невероятно быстрые. Они предназначены для производства деталей до миллионов штук . Вот почему каждая секунда процесса на счету . Современные режущие инструменты идут рука об руку с машинами. Инженеры постоянно анализируют новые материалы и покрытия, которые можно использовать в процессе резки. В результате можно получить время изготовления готовых деталей за секунды.
• универсальность
Станки с ЧПУ выпускаются во многих конфигурациях . В зависимости от потребностей существуют станки для производства крошечных протезных имплантатов в стоматологии, а также тяжелые центры для обработки судовых двигателей. Кроме того, гибкость управления этими машинами позволяет использовать их как при производстве прототипов, так и при быстром запуске серийного производства .
• экономия
Благодаря легкости, с которой процесс автоматизирован, можно эффективно снизить связанные с этим затраты. В основном это связано с возможностью производства без участия человека или с его ограниченным участием. Кроме того, точность и повторяемость снижают стоимость утилизации дефектных деталей.
• безопасность
Станки с ЧПУ предназначены для использования в промышленных условиях, что влечет за собой очень высокие требования безопасности. Производители заботятся о многоуровневой безопасности операторов . Здесь следует упомянуть, например:
- полноценное строительство рабочего пространства,
- ударопрочные композитные окна,
- защита от несанкционированного вмешательства в зону обработки.
Системы предотвращения столкновений , задача которых — автоматически останавливать машину в аварийной ситуации, также становятся стандартом .
Применение обработки с ЧПУ
Сегодня станки с ЧПУ используются практически во всех отраслях промышленности. Их используют как любители-энтузиасты, так и крупные корпорации. Их популярность в отрасли обусловлена рядом уникальных особенностей и преимуществ, некоторые из которых обсуждались выше. Если присмотреться к большинству окружающих нас объектов, можно сделать вывод, что практически все они созданы с участием станков с ЧПУ . От бытовой техники и всевозможной электроники до автомобилей, самолетов и других транспортных средств. Если говорить о масштабах производства, то следует выделить несколько секторов:
- Автомобильная промышленность
- энергетическая промышленность
- машиностроение
- электронная промышленность
- медицинская промышленность
Станьте первым!