Што такое апрацоўка з ЧПУ? - NINGBO FUERD MECHANICAL CO., LTD

Ранняе ЧПУ: асновы апрацоўкі з ЧПУ можна прасачыць да распрацоўкі ранніх сістэм лікавага кіравання (ЧПУ) у канцы 1940-х і пачатку 1950-х гадоў. Гэтыя сістэмы выкарыстоўвалі перфараваныя папяровыя стужкі з закадаванымі інструкцыямі для кіравання станкамі.
Укараненне камп'ютэрнага кіравання: у 1960-я гады інтэграцыя кампутараў у сістэмы кіравання адзначыла значны прагрэс у апрацоўцы з ЧПУ. Элементы камп'ютэрнага кіравання дазволілі павысіць гібкасць праграмавання і павялічыць аўтаматызацыю.
Лабараторыя сервамеханізмаў Масачусецкага тэхналагічнага інстытута: У 1950-х і 1960-х гадах Лабараторыя сервамеханізмаў Масачусецкага тэхналагічнага інстытута адыграла ключавую ролю ў развіцці тэхналогіі ЧПУ. Яны прадставілі канцэпцыю выкарыстання камп'ютараў для кіравання станкамі, заклаўшы аснову сучаснай апрацоўкі з ЧПУ.
Мова праграмавання APT: У 1960-х гадах распрацоўка мовы аўтаматычна запраграмаваных інструментаў (APT) зрабіла рэвалюцыю ў праграмаванні апрацоўкі з ЧПУ. APT забяспечвае стандартызаваную і незалежную ад машыны мову для стварэння інструкцый для станкоў.
Інтэграцыя CAD/CAM: У 1970-я гады інтэграцыя сістэм аўтаматызаванага праектавання (CAD) і аўтаматызаванага вытворчасці (CAM) са станкамі з ЧПУ яшчэ больш пашырыла магчымасці апрацоўкі з ЧПУ. Сістэмы CAD/CAM дазвалялі ствараць лічбавыя праекты, якія можна было непасрэдна перавесці ў машынныя інструкцыі.
Удасканаленне станкоў з ЧПУ: на працягу 1970-х і 1980-х гадоў прагрэс у тэхналогіі станкоў з ЧПУ прывёў да павышэння дакладнасці, хуткасці і ўніверсальнасці. Развіццё шматвосевых апрацоўчых цэнтраў дазволіла выконваць складаныя аперацыі і скараціла неабходнасць ручнога ўмяшання.
Мініяцюрызацыя і мікраапрацоўка: у 1980-х і 1990-х гадах апрацоўка з ЧПУ пашырылася на мініяцюрызацыю і мікраапрацоўку. Магчымасць ствараць вельмі маленькія і складаныя дэталі адкрыла новыя магчымасці ў такіх галінах, як электроніка і медыцынскае абсталяванне.
Дасягненні ў галіне праграмнага забеспячэння і сістэм кіравання: У канцы 1990-х і пачатку 2000-х гадоў адзначаны значны прагрэс у праграмным забеспячэнні для апрацоўкі з ЧПУ і сістэмах кіравання. Гэтыя дасягненні ўключалі палепшаныя карыстальніцкія інтэрфейсы, магчымасці мадэлявання і маніторынг працэсаў апрацоўкі ў рэжыме рэальнага часу.
Аўтаматызацыя і робататэхніка: у апошнія гады назіраецца рост тэндэнцыі да аўтаматызацыі і інтэграцыі робататэхнікі ў апрацоўку з ЧПУ. Рабатызаваныя сістэмы выкарыстоўваюцца для загрузкі і выгрузкі дэталяў, змены інструментаў і выканання паўтаральных задач, павялічваючы эфектыўнасць і прадукцыйнасць.

Сёння апрацоўка з ЧПУ з'яўляецца фундаментальнай тэхналогіяй у розных галінах прамысловасці, уключаючы аэракасмічную, аўтамабільную, электроніку і медыцынскую вытворчасць. Ён працягвае развівацца разам з прагрэсам у тэхналогіі станкоў, магчымасцях праграмнага забеспячэння і аўтаматызацыі, стымулюючы інавацыі і дакладнасць у вытворчым працэсе.

Дызайн: Працэс пачынаецца са стварэння лічбавага дызайну з дапамогай праграмнага забеспячэння аўтаматызаванага праектавання (САПР). У канструкцыі вызначаюцца памеры, форма і асаблівасці апрацоўваемай дэталі.
CAM праграмаванне: Пасля завяршэння праектавання файл CAD імпартуецца ў праграмнае забеспячэнне CAM (Computer-Aided Manufacturing). Праграмнае забеспячэнне CAM стварае траекторыі інструментаў і інструкцыі, якія будуць кіраваць станком з ЧПУ падчас працэсу апрацоўкі.
Наладка станка: станок з ЧПУ настроены з адпаведнымі рэжучымі інструментамі і прыстасаваннямі, неабходнымі для канкрэтнай працы. Гэта ўключае ў сябе надзейнае мацаванне апрацоўванага матэрыялу на месцы.
Генерацыя траекторыі: Праграмнае забеспячэнне CAM стварае траекторыі на аснове спецыфікацый праектавання. Траекторыі інструмента вызначаюць аперацыі рэзкі, руху інструмента і хуткасці падачы, неабходныя для дакладнай формы дэталі.
Праца машыны: калі станок з ЧПУ і траекторыі інструмента гатовыя, аператар пачынае працэс апрацоўкі. Станок з ЧПУ кіруецца камп'ютэрнай праграмай, якая інтэрпрэтуе інструкцыі траекторыі інструмента і пасылае сігналы на рухавікі і прывады станка.
Выдаленне матэрыялу: рэжучыя інструменты, такія як свердзелы, канцавыя фрэзы або такарныя станкі, круцяцца з высокай хуткасцю і выдаляюць матэрыял з нарыхтоўкі на аснове запраграмаваных траекторый. Рэжучыя інструменты могуць рухацца ўздоўж некалькіх восяў (X, Y і Z) адначасова, што дазваляе выконваць складаныя аперацыі апрацоўкі.
Рэгуляванне хуткасці падачы і хуткасці: Станок з ЧПУ рэгулюе хуткасць падачы (хуткасць, з якой рэжучы інструмент рухаецца праз матэрыял) і хуткасць кручэння шпіндзеля (хуткасць кручэння рэжучага інструмента) у адпаведнасці з запраграмаванымі інструкцыямі. Гэтыя параметры аптымізаваны для забеспячэння эфектыўнага выдалення матэрыялу і патрэбнай аздаблення паверхні.
Дакладнасць і дакладнасць: Станкі з ЧПУ здольныя дасягнуць высокага ўзроўню дакладнасці і дакладнасці. Яны могуць паўтараць аперацыі з нязменнымі вынікамі, забяспечваючы вытворчасць ідэнтычных дэталяў у жорсткіх допусках.
Маніторынг працэсу: перадавыя станкі з ЧПУ аб'ядноўваюць датчыкі і сістэмы маніторынгу для вымярэння розных параметраў у працэсе апрацоўкі. Гэта дазваляе ў рэжыме рэальнага часу кантраляваць знос інструмента, тэмпературу і іншыя фактары, забяспечваючы кантроль якасці і прадухіляючы памылкі або адмовы інструмента.
Фінішныя аперацыі: пасля завяршэння першаснай механічнай апрацоўкі можна выканаць дадатковыя аперацыі, такія як выдаленне задзірын, паліроўка або апрацоўка паверхні, каб дасягнуць жаданага канчатковага выгляду і функцыянальнасці дэталі.

Апрацоўка з ЧПУ прапануе мноства пераваг, у тым ліку высокую дакладнасць, паўтаральнасць і магчымасць стварэння складанай геаметрыі. Ён шырока выкарыстоўваецца ў розных галінах прамысловасці, пачынаючы ад аўтамабільнай і аэракасмічнай і заканчваючы электронікай і медыцынскай вытворчасцю.

Агульныя аперацыі з ЧПУ ва ўсёй галіны

Працэс апрацоўкі з ЧПУ не з'яўляецца манатонным, паколькі розныя аперацыі залежаць ад патрабаванняў. У некаторых выпадках можна атрымаць патрэбную форму з дапамогай адной аперацыі, напрыклад, фрэзеравання. Аднак гэта магчыма толькі для вельмі простых канструкцый. Як правіла, чым больш складаная канструкцыя, тым больш розных аперацый ёй спатрэбіцца.

Вось некалькі асноўных аперацый апрацоўкі з ЧПУ, якія распаўсюджаны ва ўсёй галіны.

фрэзерны

Фрэзерныя станкі з ЧПУ працуюць на перпендыкулярнай восі і выкарыстоўваюць рэжучы інструмент для стварэння розных формаў або вырабаў. Гэты працэс даволі распаўсюджаны ў розных галінах прамысловасці, пачынаючы ад аўтамабільнай, аэракасмічнай, медыцынскай тэхнікі і іншых спажывецкіх тавараў.

Адна рэч, якая адрознівае працэс фрэзеравання з ЧПУ, - гэта размяшчэнне нарыхтоўкі. Як правіла, нарыхтоўка застаецца нерухомай, а рэжучы інструмент рухаецца ў розных напрамках. Рэжучы інструмент рухаецца ў адпаведнасці з кампутарнай праграмай і адпаведна здымае матэрыял.

Рэжучыя інструменты можна круціць на высокіх хуткасцях для стварэння дакладных разрэзаў і формаў, а машыну можна запраграмаваць на некалькі праходаў для атрымання патрэбнага канчатковага прадукту.

токарновинторезный

Такарная апрацоўка з ЧПУ - яшчэ адна неад'емная аперацыя, якая стварае цыліндрычныя дэталі з высокім узроўнем дакладнасці і дакладнасці. Сам працэс Цьюрынга даволі просты. Устанавіце на станок цыліндрычную дэталь, якая будзе круціцца, а рэжучы інструмент будзе знаходзіцца ўздоўж перпендыкуляра і восі кручэння.

Такарная апрацоўка з ЧПУ - звычайны працэс у вытворчасці розных кампанентаў, уключаючы дэталі рухавіка, валы, утулкі і шасцярні. Працэс дае некалькі пераваг у параўнанні з традыцыйным ручным точэннем, уключаючы павышаную паслядоўнасць, паўтаральнасць і эфектыўнасць.

Існуе некалькі тыпаў такарных станкоў з ЧПУ, у тым ліку такарныя станкі, такарныя цэнтры і такарныя станкі швейцарскага тыпу. Выбар станка і рэжучага інструмента будзе залежаць ад канкрэтных патрабаванняў да нарыхтоўкі і жаданага канчатковага прадукту.

Бурэнне з ЧПУ

Свідраванне - гэта важны вытворчы працэс, які стварае ў нарыхтоўцы адтуліны рознага памеру. Працэс цалкам аўтаматызаваны з-за ўдзелу кампутара, які дакладна кантралюе рух і хуткасць свердзела.

Свідраванне з ЧПУ даволі распаўсюджана ў многіх галінах прамысловасці, уключаючы друкаваныя платы, металічныя дэталі і пластмасы. Працэс дае некалькі пераваг у параўнанні з традыцыйным ручным свідраваннем, уключаючы павышаную дакладнасць, паўтаральнасць і эфектыўнасць.

Фрэзераванне з ЧПУ

Грубыя аперацыі маршрутызатараў з ЧПУ такія ж, як і фрэзерных станкоў. Фрэзеры звычайна працуюць з больш мяккімі матэрыяламі, такімі як дрэва, у той час як фрэзераванне - звычайная справа для больш трывалых металаў. Як і любая аперацыя з ЧПУ, маршрутызатары таксама забяспечваюць выдатную паслядоўнасць, эфектыўнасць і дакладнасць.

У працэсе фрэзеравання нарыхтоўка застаецца цалкам нерухомай, а шпіндзель рухаецца ў розных напрамках. Паколькі працэс фрэзеравання прызначаны для больш мяккіх матэрыялаў, агульная хуткасць кручэння шпіндзеля можа быць даволі нізкай. Шматлікія тыпы фрэзерных станкоў з ЧПУ, у тым ліку настольныя фрэзерныя машыны, партальныя маршрутызатары і рухомыя партальныя маршрутызатары. Выбар станка і рэжучага інструмента будзе залежаць ад канкрэтных патрабаванняў да нарыхтоўкі і жаданага канчатковага прадукту.

Электрычная апрацоўка

Электраразрадная машына (EDM) - гэта вытворчы працэс, які выкарыстоўвае электрычныя іскравыя разрады для размывання матэрыялу і атрымання складаных формаў і геаметрыі.

Працэс працуе шляхам стварэння іскры паміж электродам і нарыхтоўкай. Машыністы апускаюць нарыхтоўку ў дыэлектрычную вадкасць, якая ізалюе электрычную энергію і дазваляе дакладна кантраляваць іскру. Іскравы разрад выпарае нарыхтоўку і выдаляе доступ да матэрыялу для атрымання неабходнай формы.

Ёсць два асноўных тыпу электроэразоры: грузілавая і драцяная. Sinker EDM выкарыстоўвае расходны электрод для стварэння іскры. Наадварот, пры драцяной электроэрозіі выкарыстоўваецца тонкі дрот, які рухаецца туды-сюды, ствараючы іскру.

Рэзка плазмы з ЧПУ

Плазменная рэзка - гэта вытворчы працэс, які выкарыстоўвае высакахуткасны паток іянізаванага газу (плазму) для рэзкі правадзячых матэрыялаў, такіх як металы. Пры плазменнай рэзцы плазменная факел стварае плазменную дугу паміж электродам і нарыхтоўкай, якая мае дастатковую энергію для разразання матэрыялу.

На наступным этапе плазменная дуга плавіцца і выпарае матэрыял. Працэс таксама патрабуе патоку газу пад высокім ціскам (напрыклад, паветра або азоту), каб выдзьмуць расплаўлены матэрыял ад абрэзу. Гэта прыводзіць да чыстага, дакладнага разрэзу з мінімальнай дэфармацыяй або змяненнем колеру. Такім чынам, зводзячы да мінімуму патрабаванні да любой пост-апрацоўкі.

Лазерная рэзка з ЧПУ

Гэта яшчэ адзін распаўсюджаны працэс, папулярны з-за яго здольнасці даць дакладныя і дакладныя вынікі ў самыя кароткія тэрміны. Лазер для гэтага працэсу здольны прарэзаць большасць матэрыялаў у прамысловасці, што з'яўляецца адной з прычын, чаму ён распаўсюджаны ў большасці галін.

Яшчэ адна прычына такой папулярнасці лазернай рэзкі з ЧПУ - яе паўтаральнасць. Працэс ідэальна працуе для вялікай колькасці матэрыялаў і дае найбольш дакладныя вынікі неаднаразова.

Акрамя таго, лазерная рэзка - гэта вельмі дакладны працэс, які прыводзіць да мінімальных адходаў. Такім чынам, ён ідэальны для каштоўных матэрыялаў, распаўсюджаных у аэракасмічнай і аўтамабільнай прамысловасці.

Віды Машыны з ЧПУ

Наступнае пытанне, што такое апрацоўка з ЧПУ, датычыцца тыпаў станкоў. У залежнасці ад агульнай складанасці і кошту машын, адна машына можа выконваць розныя аперацыі або можа прапанаваць толькі пэўную магчымасць.

Вось найбольш распаўсюджаныя тыпы станкоў з ЧПУ, якія распаўсюджаны ў прамысловасці.

3-восевыя, 4-восевыя і 5-восевыя машыны
Маршрутызатары з ЧПУ
Плохошлифовальные станкі
Плазменныя разцы
Лазерныя разцы

Агульныя матэрыялы з ЧПУ і Аздабленне паверхні

Апрацоўка з ЧПУ - гэта універсальны працэс, але ён таксама мае свае абмежаванні. Як правіла, большасць станкоў з ЧПУ могуць апрацоўваць шмат матэрыялаў, але з рознай ступенню дакладнасці.

Разгледзім прыклад тытана і алюмінія, каб лепш зразумець. Апрацоўваць тытан даволі складана, і вынікі будуць не такімі дакладнымі, як у выпадку з алюмініем, для тых жа машын і налад.

Вось кароткі спіс распаўсюджаных матэрыялаў, з якімі звычайна працуюць станкі з ЧПУ:

Нержавеючая сталь
Алюміній
тытан
Медзь
латунь
Іншыя сталёвыя сплавы
пластыкі

Гэтак жа, як розныя матэрыялы, звычайныя станкі з ЧПУ таксама прапануюць некаторыя з гэтых аздабленняў паверхні. Наступныя 4 найбольш папулярныя ў індустрыі:

Як апрацаваны
Пацеркі падрываюць
Нанясенне парашковых пакрыццяў
анадаванне
жывапіс

Агульныя прымянення дэталяў з ЧПУ

Апрацоўка з ЧПУ - гэта адзін з тых вытворчых працэсаў, якія не звязаны з пэўнай галіной або прымяненнем. Сёння гэтыя машыны ў той ці іншай якасці выкарыстоўваюцца практычна ўсюды. Аднак наступныя галіны могуць максімальна выкарыстоўваць тое, што прапануе апрацоўка з ЧПУ:

Аэракасмічная і абаронная прамысловасць: Апрацоўка з ЧПУ распаўсюджана ў вытворчасці кампанентаў для самалётаў. Акрамя таго, ён таксама выкарыстоўваецца для абароннай вытворчасці. Напрыклад; зброя, боепрыпасы і іншыя падобныя прадметы.
аўтамабільная прамысловасць: Станкі з ЧПУ вырабляюць розныя дэталі для легкавых і грузавых аўтамабіляў. Некаторыя прыклады ўключаюць дэталі рухавіка, кампаненты трансмісіі і кампаненты падвескі.
Медыцынскія прылады: Апрацоўка з ЧПУ можа вырабляць дакладныя кампаненты для такіх медыцынскіх прылад, як імплантаты, пратэзы і хірургічныя інструменты.
Спажывецкія тавары: Станкі з ЧПУ могуць вырабляць розныя спажывецкія тавары. Сюды ўваходзяць электроніка, цацкі і агульнае прадметы хатняга ўжытку.
Машыны і абсталяванне: Апрацоўка з ЧПУ распаўсюджана ў вытворчасці кампанентаў для шырокага спектру машын і абсталявання. Некаторыя прыклады ўключаюць Помпы, клапаны і перадачы.
Прататыпаванне і даследаванні і распрацоўкі: Апрацоўка з ЧПУ часта выкарыстоўваецца для вытворчасці прататыпаў і тэставых дэталяў у мэтах даследаванняў і распрацовак.
Ювелірная вытворчасць: Складаныя ювелірныя вырабы патрабуюць дакладнасці і паўтаральнасці, што можа забяспечыць толькі апрацоўка з ЧПУ. Вось чаму ён папулярны ў гэтай галіне.
Формы і штампы: Апрацоўка з ЧПУ вырабляе формы і штампы, неабходныя для вытворчасці пластмасавых і металічных вырабаў.
Выраб металу: Апрацоўка з ЧПУ распаўсюджана ў вытворчасці металічных кампанентаў для розных галін прамысловасці, уключаючы будаўніцтва, сельскую гаспадарку і горназдабыўную прамысловасць.

Асноўныя плюсы і мінусы апрацоўкі з ЧПУ

Працэс апрацоўкі з ЧПУ мае мноства плюсаў і мінусаў. Як правіла, большасць пераваг і недахопаў не з'яўляюцца галіновымі. Аднак некаторыя якасці могуць мець большы ўплыў на пэўнае прымяненне з-за агульных патрабаванняў да кошту, якасці і часу.

Вось асноўныя перавагі апрацоўкі з ЧПУ:

перавагі	недахопы
Дакладная і высокая дакладнасць: апрацоўка з ЧПУ дазваляе дакладна кіраваць рэжучым інструментам, у выніку чаго атрымліваюцца дэталі з жорсткімі допускамі і выдатнай паўтаранасцю.	Высокія першапачатковыя выдаткі: станкі з ЧПУ даволі дарагія. Больш за тое, іх існуе мноства тыпаў, і большасць іх аперацый не ўзаемазаменныя. Тым самым робячы патрабаванні да капіталу істотнымі для малога і сярэдняга бізнесу.
Хуткая вытворчасць: станкі з ЧПУ могуць працаваць на высокіх хуткасцях, што дазваляе больш хутка вырабляць дэталі.	Патрэбны падрыхтаваныя аператары: у адрозненне ад традыцыйных станкоў, аператары з ЧПУ патрабуюць значнай падрыхтоўкі, перш чым яны змогуць пачаць працаваць. А гэта значыць, што яны больш запатрабаваныя і маюць больш высокія патрабаванні да заробкаў.
Палепшаныя магчымасці: апрацоўка з ЧПУ забяспечвае нязменную якасць, што выдатна падыходзіць для спажывецкіх тавараў або буйнасерыйнай вытворчасці.	Павелічэнне марнавання матэрыялу ў некаторых выпадках: хоць і эфектыўныя, некаторыя аперацыі з ЧПУ могуць траціць больш матэрыялу ў параўнанні з ручным працэсам. Тым не менш, дакладнасць, паўтаральнасць і эфектыўнасць, якія яны прапануюць, могуць кампенсаваць гэты мінус у многіх выпадках.
Складаная канструкцыя: станкі з ЧПУ можна запраграмаваць на выраб самых розных дэталяў. Ад простых да складаных формаў, усё магчыма пры правільным дызайне і падыходзе да апрацоўкі.
Узгодненасць і нізкі ўзровень чалавечых памылак: апрацоўка з ЧПУ забяспечвае нязменную якасць, што выдатна падыходзіць для спажывецкіх тавараў або буйнасерыйнай вытворчасці.
Эканамічная эфектыўнасць: апрацоўка з ЧПУ можа быць эканамічна выгаднай для вялікіх серый. У вялікіх серыях вытворчасці выкарыстоўваецца эфект маштабу для зніжэння агульнага кошту за штуку, што з'яўляецца менавіта тым, што патрабуе галіна.
Палепшаная бяспека: станкі з ЧПУ значна бяспечней, чым іх ручныя аналогі. Як правіла, аператары кіруюць машынай з іншага пакоя, што абараняе іх ад аскепкаў, цяпла і ўздзеяння іншых пагроз.
Зніжэнне патрабаванняў да тэхнічнага абслугоўвання: паколькі большасць працэсаў аўтаматычныя, яны аптымізаваны для стабільнай працы без умяшання. Тым самым зніжаючы агульныя патрабаванні да абслугоўвання.