Технология ЧПУ лежит в основе обрабатывающей промышленности, повышая эффективность и снижая затраты благодаря высокоточному и автоматизированному управлению. ЧПУ означает компьютерное программное управление, а токарная обработка с ЧПУ - это процесс, основанный на нем и выполняющий операции субтрактивной и механической обработки. Далее мы расскажем об определении токарной обработки с ЧПУ, принципах ее работы, основных компонентах токарного станка, типах токарных станков, методах работы, преимуществах, областях применения и подходящих материалах.
Что такое токарная обработка с ЧПУ?
Токарная обработка с ЧПУ - это высокоавтоматизированный процесс субтрактивного производства. Заготовка помещается на высокоскоростной шпиндель, а станок с компьютерным управлением точно направляет режущий инструмент, чтобы вырезать материал нужной формы.
Он может эффективно производить высокоточные цилиндрические детали, а также обрабатывать детали определенной геометрии, внутреннюю и внешнюю резьбу.
Как работает токарная обработка с ЧПУ?
Прежде чем приступить к обработке материала, инженеры с помощью специализированного программного обеспечения составляют подробную программу на основе 3D-модели изделия. Эта программа, в основном состоящая из G-кодСодержит точные инструкции по управлению траекториями движения инструмента, скоростями резания, подачами и вращением шпинделя, систематически контролируя весь производственный процесс.
После завершения программы оператор надежно зажимает заготовку в шпиндельный патрон. При запуске программы шпиндель вращает заготовку с заданной скоростью. Одновременно режущий инструмент с высокой точностью перемещается вдоль Ось X (контроль диаметра) и Ось Z (управление длиной) в соответствии с инструкциями программы. Примечательно, что турель На токарном станке или токарном центре с ЧПУ размещаются различные инструменты, управляемые компьютерной программой и кодом. Станки, способные вместить больше инструментов, более совершенны и мощны, что делает их более подходящими для сложных конструкций.
В ходе этого процесса происходит постепенное удаление материала, пока заготовка не достигнет окончательных размеров и геометрии, предусмотренных проектом. Весь процесс обработки контролируется инженерами в режиме реального времени, и система обратной связи с замкнутым контуром Постоянно корректирует положение инструмента для достижения чрезвычайно высокой точности и стабильности конечного продукта.
Основные компоненты токарного станка с ЧПУ
Вот основные компоненты токарного станка с ЧПУ и их функции:
Шпиндель
Шпиндель отвечает за зажим и вращение заготовки на высокой скорости. Скорость вращения шпинделя и его точность напрямую влияют на эффективность резки и конечное качество поверхности детали.
Чак
Патрон используется для надежного удержания и фиксации заготовки на шпинделе. Устойчивый патрон предотвращает смещение заготовки во время высокоскоростного вращения и резки.
Турель
Револьверная головка - это вращающееся устройство, в котором может находиться несколько режущих инструментов. Он способен быстро переключать инструменты в соответствии с программными инструкциями для выполнения различных задач обработки.
Кровать
Станина - это основание станка, обеспечивающее стабильную опору. Ее жесткость имеет решающее значение для обеспечения точности всего процесса обработки.
Направляющие и серводвигатели
Направляющие обеспечивают линейную траекторию для точного перемещения режущего инструмента, а серводвигатели отвечают за перемещение инструмента по осям X и Z для достижения микронного уровня позиционирования.
Хвостовая бабка
Задняя бабка обеспечивает дополнительную опору при обработке длинных или тяжелых заготовок.
Система охлаждения
Система СОЖ охлаждает и смазывает инструмент и заготовку в процессе резки.
Система управления / панель управления
Это мозг станка с ЧПУ. С его помощью оператор вводит программы, контролирует процесс обработки и настраивает параметры.
Распространенные типы токарных станков с ЧПУ
Существует несколько типов токарных станков с ЧПУ, каждый из которых имеет уникальную конструкцию и сферу применения. Правильный выбор станка позволяет повысить эффективность производства и качество деталей.
Горизонтальный токарный станок с ЧПУ
Это самый распространенный и универсальный тип токарных станков с ЧПУ. Его шпиндель ориентирован горизонтально, а режущий инструмент перемещается вдоль горизонтальной плоскости, чтобы повернуть заготовку. Горизонтальные токарные станки подходят для стандартной токарной обработки большинства деталей малого и среднего размера.
Вертикальный токарный станок с ЧПУ
В отличие от горизонтального, вертикальный токарный станок имеет вертикально ориентированный шпиндель. Такая конструкция использует силу тяжести, что делает ее особенно удобной для обработки больших, тяжелых и коротких деталей, таких как диски или кольца. Это также упрощает процесс зажима и загрузки заготовки.
Токарно-фрезерный станок для композитных материалов
Токарно-фрезерный композитный станок, также известный как токарный центр, представляет собой высокоинтегрированный токарный станок с ЧПУ. Он обладает не только функциями токарной обработки, но и включает в себя фрезерный шпиндель. Это означает, что один станок может выполнять сложные токарные, фрезерные и сверлильные операции за одну установку, что значительно повышает эффективность и точность.
Токарный станок с ЧПУ швейцарского типа
Токарный станок швейцарского типа - это специализированный токарный станок с ЧПУ, предназначенный для обработки деталей малого диаметра, большой длины и высокой точности. Его основной особенностью является "скользящая бабка". В процессе токарной обработки заготовка перемещается в осевом направлении через направляющую втулку, обеспечивая непрерывную поддержку инструмента на близком расстоянии, что эффективно предотвращает деформацию длинных и тонких деталей.
Виды токарных работ с ЧПУ
Токарные станки с ЧПУ способны выполнять широкий спектр операций для удовлетворения различных требований к обработке деталей. Вот некоторые из распространенных типов:
Поворот
Это самая простая токарная операция. Инструмент движется вдоль осевого направления заготовки, снимая материал с внешней поверхности, чтобы уменьшить ее диаметр и сформировать цилиндр, ступеньку или конус. Это основа для обработки любого внешнего контура.
Скука
Расточка используется для увеличения существующего отверстия в заготовке. В отличие от сверления, растачивание позволяет получать отверстия с точными размерами и гладкой поверхностью, а также обрабатывать внутренние элементы.
Расставание
Операция разделения используется для отрезания готовой детали от необработанной заготовки. Как правило, это последний процесс в последовательности обработки, требующий от инструмента точного врезания и разделения заготовки.
Нанесение канавок
Обработка канавок - это операция создания узкой канавки определенной ширины и глубины на внутренней, внешней или лицевой поверхности заготовки. Форма инструмента соответствует форме канавки, и часто используется для установки уплотнительных колец или стопорных колец.
Нарезка резьбы
Резьбонарезание используется для обработки резьбы на внутренней или внешней поверхности заготовки. Этот процесс требует строгой синхронизации вращения шпинделя и осевого перемещения инструмента для формирования точного шага.
Бурение
Сверление - это процесс сверления отверстия с помощью дрели вдоль центральной оси заготовки. Обычно это подготовительный этап для последующей обработки внутренних отверстий, закладывающий основу для точной обработки.
Насечка
Накатка - это процесс выдавливания на внешней поверхности заготовки определенного рисунка, например, ромбов или прямых линий. Важно отметить, что это холодная штамповка процесс, а не процесс резки с удалением материала.
Основные преимущества токарной обработки с ЧПУ
Высокая точность и согласованность
Благодаря компьютерному программированию токарная обработка с ЧПУ позволяет добиться очень жестких допусков на размеры и превосходной чистоты поверхности, что снижает вероятность человеческих ошибок. В массовом производстве это позволяет обеспечить одинаковое качество и размеры каждой детали, что очень важно для надежности продукции.
Эффективность и автоматизация
Благодаря поддержке технологии ЧПУ процесс автоматизирован, что повышает эффективность работы
Универсальность и комплексность
Токарные станки с ЧПУ могут обрабатывать не только простые цилиндры, но и сложные геометрические формы, включая конусы, уникальные профили, внутреннюю и внешнюю резьбу. Токарная обработка совместима с широким спектром материалов, от различных металлов до инженерных пластмасс, что открывает широкие возможности для проектирования деталей.
Экономическая эффективность
Автоматизация снижает трудозатраты, а высокая точность значительно сокращает отходы материалов и количество бракованных деталей.
Типичные области применения токарной обработки с ЧПУ
Токарная обработка с ЧПУ широко используется во многих отраслях промышленности, где требуются точные цилиндрические детали. Вот несколько конкретных примеров:
Аэрокосмическая промышленность
В аэрокосмической отрасли, где точность и надежность имеют первостепенное значение, токарная обработка с ЧПУ является основной технологией производства ответственных деталей. Сюда входят компоненты для шасси, двигателей втулки и валыи различные высокоточные разъемы.
Автомобильная промышленность
Токарные работы с ЧПУ довольно распространены в производстве компонентов автомобилей, которые помогают улучшить функционирование транспортного средства, являются ключевым процессом в производстве прецизионных компонентов для двигателей, трансмиссий и шасси. Области применения включают производство высокоточные поршни, приводные валы, шестерни, и различные разъёмы.
Медицинские приборы
Медицина предъявляет жесткие требования к биосовместимости материалов и точности на микронном уровне. Токарная обработка с ЧПУ используется для производства хирургических инструментов, ортопедических имплантаты (например, винты), стоматологические инструменты и точное управление жидкостями фитинги.
Общее машиностроение и электроника
В более широком промышленном секторе и секторе бытовой электроники токарная обработка с ЧПУ также играет важную роль. Оно часто используется для производства корпуса подшипников, втулки, различные резьбовые фитинги, и точность разъемы и корпуса для электронных устройств.
Подходящие материалы для токарной обработки с ЧПУ
Спектр материалов, которые можно обрабатывать с помощью токарных станков с ЧПУ, очень широк: от обычных металлов до высокопроизводительных пластмасс. Выбор правильного материала имеет решающее значение для обеспечения как качества детали, так и эффективности обработки.
Металлы
- Нержавеющая сталь: Отличная коррозионная стойкость и высокая прочность. Он широко используется в медицинских инструментах, оборудовании для пищевой промышленности и конструктивных элементах, подвергающихся высоким нагрузкам.
- Алюминиевые сплавы: Легкий, высокопроводящий и простой в обработке. Это материал, который выбирают для изготовления деталей аэрокосмической промышленности, автомобильных компонентов и корпусов электроники.
- Медь и латунь: Эти материалы обладают превосходной электро- и теплопроводностью и легко поддаются резке. Они широко используются для изготовления разъемов, клапанов и электрических компонентов.
- Углеродистая и легированная сталь: Они обладают высокой прочностью, хорошей износостойкостью и относительно невысокой стоимостью. Они являются стандартными материалами для изготовления валов, шестерен и конструкционных деталей машин.
- Титановые сплавы: Известны своим превосходным соотношением прочности и веса, а также биосовместимостью, хотя они сложнее поддаются обработке. В основном они используются в аэрокосмической промышленности и в медицинских имплантатах высокого класса.
Пластмассы и полимеры
- Нейлон: Обладает хорошей износостойкостью и самосмазывающимися свойствами. Часто используется для изготовления подшипников, втулок и зубчатых колес.
- POM (ацеталь/дельрин): Жесткий и твердый инженерный пластик с отличными свойствами для обработки. Он часто используется для изготовления механических деталей, требующих точной подгонки.
- PEEK: Высокопроизводительный инженерный пластик, обладающий исключительной устойчивостью к высоким температурам и химическим веществам. Используется в аэрокосмической промышленности и медицине.
Возможности токарной обработки с ЧПУ MinHe
Как только вы поймете, что такое токарная обработка с ЧПУ, вы поймете, подходит ли она для ваших производственных нужд. Следующий шаг - найти подходящего партнера, который поможет вам завершить разработку.
Компания MinHe имеет более чем 20-летний опыт работы в области токарной обработки с ЧПУ и сертифицирована по стандарту ISO 9001. Вы можете быть уверены, что наша продукция соответствует высоким промышленным стандартам.
Мы специализируемся на обработке деталей сложной геометрии и широкого спектра материалов, включая нержавеющую сталь, алюминиевые сплавы, титановые сплавы и высокопроизводительные инженерные пластмассы. Благодаря современному оборудованию с ЧПУ и эффективным автоматизированным процессам мы можем обеспечить наших клиентов высококачественными деталями от прототипа до серийного производства.
Свяжитесь с нами сегодня для получения мгновенного предложения.
