Токарная обработка с ЧПУ используется в основном для осесимметричных деталей. Заготовка быстро вращается, в то время как режущий инструмент перемещается из стороны в сторону и спереди назад в станке.Обработка деталей на токарном станке, а не на фрезерном станке, может быть быстрее и иметь меньшую стоимость за единицу.

Существует несколько типов электроэрозионной обработки, в том числе проволочная электроэрозионная обработка, электроэрозионная обработка с грузилами и электроэрозионная обработка отверстий. Для всех этих процессов требуется заготовка из проводящего материала. Инструмент служит одним электродом, а заготовка – другим электродом. Оба погружены в диэлектрическую жидкость, и увеличение напряжения между ними создает электрическую дугу в жидкости.Это удаляет материал с электродов, что приводит к желаемой конечной геометрии.

Существует множество методов создания зубчатых колес. Функциональные шестерни могут быть изготовлены из самых разных материалов. Точно так же зубофрезерование можно применять к широкому спектру материалов, а не только к металлам. Для зубофрезерного станка используется зубофрезерный станок, представляющий собой особый тип фрезерного станка, оснащенный режущим инструментом, называемым червячной фрезой.Эта фреза постепенно врезается в заготовку шестерни, образуя шпонки или шлицы шестерни.

3-осевые станки с ЧПУ являются наиболее распространенными из станков с ЧПУ. 3 оси относятся к линейному движению по осям X, Y и Z. При фрезеровании инструмент вращается, чтобы выполнить резку. Токарные станки с ЧПУ часто имеют только две основные оси движения, при этом стационарный инструмент перемещается линейно по осям X и Y, в то время как заготовка вращается.

3-осевые фрезерные станки обычно легче программировать и эксплуатировать, чем многоосевые станки. Однако некоторые операции могут быть заблокированы из-за геометрии детали или установки крепления. Это затрудняет обработку поднутрений и внутренней сложной геометрии. Можно вручную переориентировать заготовку, но это увеличивает время обработки с ЧПУ и может снизить точность процесса.

Многоосевые станки с ЧПУ — это все, что имеет более трех осей.Когда вы начинаете добавлять больше осей, вы начинаете с вращения головки инструмента и станины без вмешательства человека. Это экономит время, удаляя ручные шаги. Проще всего это сделать с помощью индексированной обработки с ЧПУ, когда вращение происходит только между операциями. Обычно это называется индексированной обработкой с ЧПУ с 3 + 2 осями.

Чтобы перейти на следующий уровень, непрерывные 5-осевые станки могут двигаться по 3 линейным осям, и в то же время, когда обрабатываемая станина и инструментальная головка также вращаются.Это позволяет станку обрабатывать даже более сложные геометрические формы. Это связано с увеличением стоимости специализированного оборудования и большего количества опытных программистов и операторов.

Существует три различных метода токарно-фрезерной обработки детали. В целом процесс выглядит так: деталь обрабатывается с использованием некоторых фрезерных и некоторых токарных операций.

Первый способ токарно-фрезерной обработки детали состоит в том, чтобы сначала обработать ее на станке, а затем выполнить чистовую обработку на фрезерном станке с ЧПУ.Это требует больше работы, чтобы перемещать деталь от машины к машине и устанавливать ее несколько раз, но для этого не требуется специализированное оборудование.

Следующий способ токарной обработки детали — использование токарного станка с приводным инструментом. Обычно токарные инструменты являются стационарными, но с токарным станком с приводным инструментом инструменты (как вы уже догадались) движутся или приводятся в движение. Проще говоря, инструмент движется. В токарном станке с приводным инструментом специальные держатели инструментов позволяют устанавливать эти приводные инструменты в револьверную головку. Затем, когда приходит время для работы с приводным инструментом, этот инструмент поворачивается в нужное положение и начинает вращаться.Затем его можно использовать для выполнения желаемой операции, будь то фрезерование плоскости или обработка паза.

Наконец, токарно-фрезерный станок объединяет фрезерный станок и токарный станок в одном станке с ЧПУ. Отличие этого варианта от токарного станка с приводом в том, что есть верхняя и нижняя револьверная головка. У одного есть токарные инструменты, а у другого — фрезерные. Это может быть преимуществом, поскольку обе турели могут работать одновременно. Однако эти машины не так распространены, и их может быть сложнее найти, поэтому не рассчитывайте на них при разработке своих деталей.

Преимущество объединения фрезерной и токарной обработки заключается в том, чтобы воспользоваться преимуществами скорости и стоимости токарной обработки на токарном станке, а также геометрической гибкостью фрезерной обработки. Имейте в виду, что вы можете потерять часть эффективности токарной обработки, если используете два разных станка, как в первом примере.

Зачем останавливаться на 5 осях? Существуют машины с семью, девятью или даже двенадцатью осями! 12-осевой станок имеет две головки (часто одну вертикальную и одну горизонтальную), которые обеспечивают линейное движение по осям X, Y и Z, а также вращение вокруг каждой из этих осей.Это совершенный станок с ЧПУ, который может удвоить точность и вдвое сократить время производства!

Обработка с ЧПУ хорошо подходит для создания небольших объемов деталей. Время запуска быстрое. Когда у вас есть модель CAD, вы можете создать программу CAM для станка с ЧПУ и приступить к работе! (Конечно, вам также может понадобиться разработать крепление, настроить инструменты и выполнить несколько других задач, прежде чем вы начнете.) 

Как правило, вы можете получить несколько деталей с ЧПУ в кратчайшие сроки, поэтому обработка с ЧПУ так часто используется при быстром прототипировании. Затраты на запуск относительно низки, так как инструменты и машины, скорее всего, уже используются в механическом цехе. Таким образом, вы можете сразу приступить к механической обработке деталей, а не тратить время на изготовление штампа или пресс-формы.

Изготовленные на станке с ЧПУ прототипы деталей также отличаются высоким качеством. Станки с ЧПУ могут выдерживать жесткие допуски и производить качественную отделку, а это означает, что вы можете использовать детали для функциональных испытаний или для подтверждения эстетической концепции.

Во время прототипирования проекты часто все еще находятся в процессе разработки, но программы ЧПУ легко изменить по мере развития проектов. Кроме того, использование станка с ЧПУ означает отсутствие инструментов для создания или модификации. Кроме того, вы можете обрабатывать множество различных типов материалов и создавать различные геометрические формы, чтобы сравнивать их свойства и характеристики.

Обработка на станках с ЧПУ также используется для производства конечных деталей из различных материалов. Он используется в производстве из-за его скорости и качества.Мало того, детали могут быть изготовлены в соответствии со спросом, поэтому риск перепроизводства и простоя деталей из-за складских запасов низок.

Способность станка с ЧПУ выдерживать жесткие допуски и производить высококачественные детали особенно важна для сборок. Сборки требуют точной обработки каждой детали, а прецизионная обработка с ЧПУ может выдерживать допуски до 0,0002 дюйма.

АБС

АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) — недорогой прототип конструкционного пластика, широко используемый для литья под давлением.АБС-пластик, обработанный на станке с ЧПУ, — отличный вариант для производственных деталей, где важны детали и механические свойства. Цвета, доступные для ABS, — черный и нейтральный.

АБС-пластик имеет несколько матовую поверхность (как кубики лего) и может быть окрашен. ABS также может быть покрыт порошковой краской, что придает ему большую прочность, а также повышает устойчивость к ультрафиолетовому излучению. Некоторые грани могут казаться более блестящими в зависимости от их геометрии и способа обработки. При покраске деталей из АБС-пластика результат будет зависеть от выбора краски.

Поликарбонат

Поликарбонат (известный также под аббревиатурой ПК) является одним из наиболее распространенных пластиков, используемых в производстве. Известными примерами материала являются ноутбуки MacBook первого поколения, защитные очки и оптические диски.

Поликарбонат является термостойким, ударопрочным, огнестойким и одним из самых перерабатываемых пластиков в мире.

Поликарбонат в естественном состоянии имеет прозрачный молочно-голубой цвет, но также доступен в черном цвете.Оба цвета имеют глянцевую поверхность и относительно подвержены царапинам. Покрытия против царапин и полировка паром доступны в качестве индивидуальной отделки после обработки.

Нейлон

Нейлон 6/6 является наиболее часто используемым пластиком из семейства нейлоновых. Он имеет относительно высокую химическую и термостойкость, достаточно жесткий, чтобы сохранять форму, и достаточно прочный, чтобы не деформироваться под нагрузкой.

Два наиболее заметных варианта использования нейлона — это медицинские устройства и изоляция электроники, где он часто используется для винтов и прокладок на печатных платах, устанавливаемых на панели.

Стеклонаполненный нейлон обладает многими полезными свойствами, такими как высокая жесткость, прочность, твердость, ударная вязкость и стабильность размеров. Этот материал может использоваться в узлах, требующих механического демпфирования или электрической изоляции. Общие области применения включают электрические корпуса, стиральные машины, медицинские устройства и аэрокосмические детали.

Нейлон поставляется в нейтральном (слегка прозрачном, молочно-белом) и черном цветах.

ПОМ (делрин)

Делрин (общее название: ацеталь, также известный как ПОМ – полиоксиметилен) представляет собой материал с низким коэффициентом трения и высокой жесткостью.Он используется в различных областях, от автозапчастей до музыкальных инструментов. Обладая относительно высокой прочностью и минимальным удлинением под нагрузкой, Delrin может похвастаться превосходной точностью размеров.

Fictiv также предлагает Делрин AF (13% наполненный ПТФЭ) и Делрин со стеклянным наполнением.

По сравнению со стандартным Delrin, Delrin AF имеет повышенный коэффициент трения для применений, требующих смазки. Обладая превосходной износостойкостью, ударной вязкостью, прочностью и стабильностью размеров, этот материал часто используется в таких устройствах, как подшипники, втулки, кулачки, упорные шайбы, прокладки и седла клапанов.

Стеклонаполненный делрин обеспечивает превосходную жесткость и стабильность размеров с высокой устойчивостью к ползучести или медленной деформации при постоянных нагрузках. Стекловолокно повышает ударопрочность и усталостную выносливость. Этот материал обычно используется в автомобильной промышленности, строительстве, производстве крепежа и зубчатых передач.

Из-за состава делрина и температур, возникающих при механической обработке, он очень восприимчив к деформации на больших плоских деталях или в местах с тонкими стенками.Fictiv рекомендует по возможности избегать тонких стенок, чтобы избежать деформации.

Материалы Delrin-150 и стеклонаполненный Delrin естественно непрозрачны и имеют белый цвет из-за кристаллической структуры Delrin и имеют матовую поверхность. Делрин AF коричневый.

PEEK

При высоких нагрузках и температурах PEEK (полиэфирэфиркетон) является отличным легким заменителем большинства мягких металлов. Кроме того, PEEK устойчив к влаге, износу и химическим веществам. PEEK является эффективным материалом для деталей с жесткими допусками, поскольку на него не так сильно влияют колебания температуры.

Стеклонаполненный ПЭЭК представляет собой высокоэффективный пластик с превосходной жесткостью, прочностью и ударной вязкостью. Добавление стекловолокна повышает его способность сохранять размерную стабильность даже в суровых термических и химических условиях. Этот материал часто используется в авиационной, автомобильной, медицинской, химической, полупроводниковой и микроволновой промышленности.

PEEK имеет непрозрачный бежевый цвет и может быть подвергнут механической обработке с получением различных поверхностей.

PPS

Полифениленсульфид (PPS) — это высокоэффективный инженерный пластик с превосходной термостойкостью, стабильностью размеров и электроизоляционными свойствами.Обладая исключительной механической прочностью, химической стойкостью и огнестойкостью, PPS обычно используется в высокотемпературных приложениях, таких как автомобильные детали, бытовая техника, электроника, медицинские устройства и промышленное применение.

PPS имеет непрозрачную беловатую поверхность при механической обработке. Он имеет гладкий матовый вид после механической обработки, а его поверхность можно сделать более гладкой или грубой в зависимости от необходимости.

Акрил

Акрил также известен как ПММА, аббревиатура его полного химического названия, полиметилметакрилат, а также под торговыми названиями Plexiglas и Lucite.Это устойчивый к царапинам пластик, который часто используется для резервуаров, панелей и оптики. Он может быть хрупким в тонкостенных областях, поэтому не рекомендуется для тонких или сложных геометрических форм.

Акрил прозрачный или непрозрачный (черный, белый и различных цветов) в незавершенном состоянии. Прозрачный акрил приобретет матовый, полупрозрачный вид при механической обработке, хотя его можно отполировать до оптически прозрачного состояния с использованием различных методов отделки.

Garolite G-10

Garolite G-10, также известный как фенольный и эпоксидный промышленный ламинат, представляет собой композитный материал с низким коэффициентом теплового расширения.Кроме того, он не впитывает воду и является отличным изолятором, что делает его подходящим для применения в электронике.

Garolite G-10 поставляется в различных, в основном, непрозрачных цветах. Он гладкий и имеет матовую поверхность при механической обработке.

HDPE

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) — это скользкий пластик, из которого часто изготавливают заглушки и уплотнения. HDPE влагостойкий и химически стойкий, а также является отличным электрическим изолятором.

ПЭВП имеет естественный непрозрачный белый цвет из-за своей кристаллической структуры, но также доступен окрашенный в черный цвет в более ограниченном количестве.Он имеет восковую отделку, используемую для приложений с низким коэффициентом трения.

Полипропилен

Полипропилен (ПП) устойчив к большинству растворителей и химикатов, поэтому он широко используется для изготовления лабораторного оборудования и контейнеров в различных областях. Полипропилен также обладает хорошей усталостной прочностью и хорошо подходит для деталей, подвергающихся повторяющимся движениям и нагрузкам.

Полипропилен по умолчанию имеет полупрозрачный белый цвет, но также бывает непрозрачным белым.

ПТФЭ

Широко известный как тефлон (торговая марка), ПТФЭ (политетрафторэтилен ) обладает устойчивостью к высоким температурам, химическим веществам и растворителям, а также является отличным изолятором.Это также скользкий пластик, поэтому это хороший материал для устройств с низким коэффициентом трения, таких как подшипники. ПТФЭ поставляется в непрозрачном белом или черном цвете.

UHMW

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (или UHMW) — это твердый пластик со скользкой поверхностью, устойчивый к истиранию и износу. Кроме того, он обладает высокой ударной вязкостью и является оптимальным материалом для облицовки желобов/бункеров и ограждений машин.

UHMW непрозрачный, черного или белого цвета.

Ultem

ULTEM (торговая марка PEI, полиэфиримида) 1000 — полупрозрачный пластик янтарного цвета с превосходной долговечностью, прочностью, жесткостью и термостойкостью.В некоторых случаях ULTEM 1000 превосходит нейлон и делрин, поскольку обладает самыми высокими диэлектрическими свойствами. Общие области применения включают промышленное оборудование, медицинские приборы и электронику.

При механической обработке ULTEM становится гладким и слегка матовым.

Алюминий

Алюминий является одним из наиболее часто используемых металлов в мире из-за его превосходного отношения прочности к весу, низкой стоимости и возможности вторичной переработки. Необработанный алюминий обычно имеет тусклый серебристо-серый цвет, который варьируется в зависимости от текстуры поверхности.Алюминий можно подвергать пескоструйной очистке, шлифовке и ручной полировке для получения множества вариантов отделки.

Многие потребительские товары, изготовленные из алюминия, как и все ноутбуки Apple последнего десятилетия, анодированы, так как это обеспечивает различные варианты цвета и придает единую шелковистую поверхность всей детали. Алодин часто используется в качестве альтернативного защитного покрытия для анодирования алюминиевых деталей и может быть прозрачным или золотым цветом.

Fictiv предлагает несколько алюминиевых сплавов:

Наш стандартный сплав для платформы — 6061, универсальный и легко поддающийся обработке металл.Он устойчив к коррозии, немагнитен и поддается термообработке.

Алюминий 7075 — твердая высокопрочная альтернатива алюминию 6061. Он часто используется для деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, а также является устойчивым к коррозии, немагнитным и термообрабатываемым.

7050 Алюминий можно использовать вместо 7075, когда необходима высокая коррозионная стойкость (т.е. переборки и шпангоуты фюзеляжа). Он поддается термообработке и немагнитен.

2024 Алюминий не такой прочный, как алюминий 7075, но обычно используется, когда требуется высокое отношение прочности к весу.Он поддается термообработке и немагнитен.

5052 Алюминий легче всего поддается сварке и обладает исключительной коррозионной стойкостью к соляным туманам и соленой воде. Он легко формуется, поддается термообработке и немагнитен.

Алюминий 6063 более устойчив к коррозии и лучше формуется, чем алюминий 6061. Он не идеален для высокопрочных материалов, но может использоваться для наружных перил и декоративной отделки. 6063 поддается термообработке и немагнитен.

Также известный как зажимная пластина или литой инструмент, MIC6 представляет собой литой алюминиевый сплав со снятыми напряжениями, который отлично подходит для приложений с жесткими допусками.Чаще всего он используется в столах прецизионных станков и инструментах. MIC6 немагнитен и не поддается термообработке.

Сталь

Покрытие стали похоже на покрытие нержавеющей стали, обычно оно блестящее и немного темнее, чем алюминиевые сплавы. Легированные и углеродистые стали можно подвергать пескоструйной очистке или электрополировке до различных видов отделки поверхности. Fictiv предлагает различные стальные сплавы:

1018 сталь — это мягкая низкоуглеродистая сталь, поддающаяся механической обработке, сварке и используемая там, где не требуется высокая прочность, например, в крепежных элементах и ​​монтажных пластинах.Этот сплав является магнитным и термообрабатываемым. Легированная сталь

4140 обычно тверже и прочнее углеродистой стали. Кроме того, он обеспечивает высокую ударопрочность, усталостную прочность и прочность на кручение, что делает 4140 отличным выбором для приводных валов, осей и торсионов. Этот сплав можно упрочнить различными методами, включая холодную обработку или нагрев и закалку.

Углеродистая сталь 1045 прочнее стали 1018, но по-прежнему легко обрабатывается. Он поддается термообработке и часто используется для изготовления болтов, шпилек и валов.

Легированная сталь 4130 аналогична легированной стали 4140, но ее легче сваривать и она имеет несколько меньшее содержание углерода. Он лучше всего подходит для зубчатых передач и других структурных применений.

Оцинкованная низкоуглеродистая сталь имеет внешнее покрытие из цинка для повышения коррозионной стойкости. Важно отметить, что покрытие присутствует только на необработанных участках.

Легированная сталь A514 представляет собой высокопрочную низколегированную сталь, которая используется в основном в конструкционных целях. Он поддается сварке, термообработке и лучше всего подходит для поддержки тяжелых нагрузок.Легированная сталь

4340 представляет собой среднеуглеродистую низколегированную сталь, которая очень полезна в условиях экстремальных ударов, нагрева и износа.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь обладает высокой устойчивостью к коррозии и ржавчине, поэтому подходит для деталей, подвергающихся длительному воздействию окружающей среды. Нержавеющая сталь также достаточно податлива и пластична. Отделка нержавеющей стали сильно различается в зависимости от шероховатости поверхности, но, как правило, она более блестящая, чем необработанные алюминиевые сплавы, и немного темнее и имеет более серебристый цвет.

Нержавеющая сталь также может подвергаться пескоструйной обработке, шлифованию, ручной полировке и порошковому покрытию для достижения различных видов отделки поверхности.

Серия 300 (303, 304 и т. д.) представляет собой аустенитные нержавеющие стали, названные в честь их кристаллической структуры и наиболее широко производимые во всем мире. Аустенитные марки нержавеющей стали известны своей высокой коррозионной стойкостью и прочностью в широком диапазоне температур.Они не поддаются термообработке, за исключением холодной обработки, и обычно немагнитны.

Нержавеющие стали серии 400 имеют мартенситную структуру и менее распространены, чем аустенитные марки. Мартенситные стали чрезвычайно прочны и выносливы из-за более высокого содержания углерода, но более подвержены коррозии в определенных средах. Они могут быть подвергнуты термической обработке, чтобы значительно увеличить их твердость, и являются магнитными.

17-4 PH Нержавеющая сталь представляет собой высокопрочный материал с высокой коррозионной стойкостью, сохраняющий свою долговечность при температуре до 1100°F.PH в своем названии означает дисперсионно-твердеющий тип обработки, которому он подвергается для повышения предела текучести. 17-4 является магнитным и подвергается термообработке до твердости по Роквеллу C50.

Nitronic 60 — превосходный универсальный материал с превосходной износостойкостью и коррозионной стойкостью. Он имеет предел текучести почти в два раза выше, чем у SS 304 и SS 316, а также превосходную стойкость к окислению. К популярным областям применения относятся крепежные детали, штоки клапанов, седла, штифты, втулки, подшипники, валы и кольца.

Инструментальная сталь A2

Инструментальная сталь A2 отличается превосходной износостойкостью и прочностью. Благодаря высокой прочности на сжатие и стабильности размеров этот материал обычно используется для изготовления приспособлений, инструментов, держателей инструментов, калибров и пуансонов.

Подобно другим сортам мягкой стали, инструментальная сталь обычно имеет блестящий внешний вид и немного темнее, чем алюминиевые сплавы. Для коррозионной стойкости после механической обработки можно наносить черный оксид. Для достижения различных видов отделки поверхности детали из инструментальной стали также могут подвергаться пескоструйной очистке или галтовке.

Чугун

Чугун — надежный износостойкий материал, который обрабатывается быстрее, чем многие сорта стали. Это идеальный материал для поглощения вибрации и обычно используется для изготовления шестерен, оснований, шкивов и втулок.

По сравнению со стальными сплавами чугун имеет более темный оттенок серого. Чтобы получить различные варианты отделки поверхности, детали из чугуна можно подвергать пескоструйной очистке или галтовке.

Латунь

360 Латунь также известна как латунь, подвергаемая свободной обработке, поскольку она имеет самое высокое содержание свинца среди всех латуней. сплав.Эта превосходная обрабатываемость достигается при минимальном износе инструмента. Он используется для различных деталей, таких как шестерни, компоненты замков, фитинги для труб и декоративные изделия.

360 Латунь имеет блестящую желтую отделку, цвет которой зависит от шероховатости поверхности. Его можно отполировать вручную, чтобы усилить блеск (как труба или саксофон), или подвергнуть пескоструйной обработке для получения матовой текстуры.

Бронза

932 Подшипник Бронза представляет собой высокопрочный сплав с хорошей износостойкостью и коррозионной стойкостью благодаря содержанию олова, железа и цинка.Чаще всего он используется для подшипников, втулок и упорных шайб. 932 Бронза не подвергается термообработке.

932 Бронза имеет блестящую красновато-коричневую поверхность (немного темнее меди), которая может немного отличаться в зависимости от указанной обработки поверхности. Его можно отполировать или подвергнуть пескоструйной обработке, чтобы изменить его косметический вид.

Медь

Медные сплавы 101 и 110 обладают отличной тепло- и электропроводностью, что делает их естественным выбором для сборных шин, соединителей проводов и других электрических применений.В то время как 101 (также известная как сверхпроводящая медь) обеспечивает более высокую проводимость из-за своей чистоты (99,99% меди), 110 обычно легче обрабатывать и, следовательно, более рентабельно.

Медь имеет блестящую красновато-оранжевую окраску, которая немного различается в зависимости от метода обработки поверхности. Медь можно подвергать пескоструйной очистке и полировать для достижения различных косметических эффектов.

Титан

Титан 5 класса — самый прочный титановый сплав с хорошей коррозионной стойкостью и способностью к сварке.Титан может быть выбран вместо других материалов, таких как сталь, из-за его относительно легкого веса и способности выдерживать как высокие, так и отрицательные температуры. Общие области применения включают крепежные детали для аэрокосмической промышленности, лопасти турбин, компоненты двигателей, спортивное оборудование и морские приложения.

Титан внешне похож на большинство марок нержавеющей стали. Титан можно подвергнуть пескоструйной очистке или барабанной обработке для получения множества вариантов отделки поверхности, а также можно нанести легкое защитное покрытие с помощью пассивации.

Alodine

Хроматное конверсионное покрытие, более известное как химическая пленка или его торговая марка Alodine, представляет собой химическое покрытие, которое пассивирует и защищает алюминий от коррозии. Также используется как базовый слой перед грунтовкой и покраской деталей. Стандарт, наиболее часто используемый в инженерных приложениях, – это MIL-DTL-5541F, который относится конкретно к покрытию алюминиевых сплавов.

Этот защитный слой намного тоньше, чем слой анодирования, и хотя оба они создаются путем погружения деталей в ванну, Alodine представляет собой простое химическое покрытие, и в процессе его нанесения не используется электрический ток.

Алодин более подвержен царапинам, износу и косметическим повреждениям, чем анодирование. Наиболее распространенный цвет покрытия — переливающийся зеленовато-золотой, поэтому его можно использовать в косметических целях. Однако его уникальный цвет исходит от шестивалентного хрома, который токсичен. Таким образом, для соответствия требованиям RoHS также доступны прозрачные версии покрытия.

Анодирование 

Анодирование – это процесс электролитической пассивации, при котором на алюминиевых деталях наращивается естественный оксидный слой для защиты от износа и коррозии, а также для косметического эффекта.Это конверсионное покрытие, похожее на Alodine, поэтому поверхность алюминия уменьшается в размерах до того, как будет создан защитный оксидный слой. После завершения процесса оксидный слой становится неотъемлемой частью алюминиевой подложки под ним, что означает, что он не будет отслаиваться или отслаиваться.

Название анодирование происходит от того факта, что обработанная деталь образует анод (положительный электрод) в электрической цепи. Во время этого процесса деталь, подлежащая анодированию, подвешивается на токопроводящей стойке и погружается в раствор электролита, куда подается постоянный ток электричества.В то время как кислотность раствора растворяет оксидный слой детали, электрический ток высвобождает на ее поверхности кислород, который создает защитный слой оксида алюминия. Уравновешивая скорость растворения со скоростью наращивания, оксидный слой формируется с нанопорами, что позволяет продолжить рост покрытия за пределы естественного возможного.

Существует несколько основных типов анодирования. Тип II, или сернокислотное анодирование, оставляет пленку толщиной от 0,0001 до 0,001 дюйма. Это наиболее часто используемый тип.Тип III, Hard Anodize, намного толще и плотнее и обеспечивает лучшую износостойкость. Анодирование типа III с ПТФЭ усилено ПТФЭ. Это добавляет качество сухой смазки к стойкости к истиранию стандартного твердого анодированного покрытия типа III. Все эти варианты имеют разные свойства, толщину и варианты цвета, поэтому вы хотите выбрать правильный вариант для своего приложения.

Эти нанопоры являются идеальными путями для коррозии, поэтому заключительные этапы процесса анодирования запечатывают нанопоры.Однако непосредственно перед герметизацией их можно заполнить другими ингибиторами коррозии или цветными красителями для косметических целей. После герметизации покрытие будет иметь толщину 0,0002–0,0012 дюйма в соответствии с общей технической спецификацией MIL-A-8625 Type II.

Черный оксид

Черный оксид — это конверсионное покрытие (похожее на Alodine), которое используется для стали и нержавеющей стали. Он используется в основном в косметических целях и для легкой коррозионной стойкости, а черный оксид, пропитанный маслом, обеспечивает максимальную степень защиты.Черный оксид образуется в процессе, аналогичном анодированию, когда детали погружают в горячие ванны с химическими веществами, чтобы преобразовать поверхность материала в магнетит, который создает черный цвет. Черный оксид не оказывает существенного размерного влияния, поэтому маскировать детали не нужно. Этот процесс медленнее, чем анодирование, потому что он трудоемкий, а ваннам требуется больше времени, чтобы достичь нужной температуры.

Химическое никелирование

Химическое никелирование (ENP или NiP) представляет собой реакцию осаждения никель-фосфорного сплава на поверхность металла.Он использует чисто химическую реакцию для создания покрытия и не использует электричество. Хотя этот процесс занимает намного больше времени, чем гальваническое покрытие, он обеспечивает более равномерную толщину даже на самых сложных поверхностях, поскольку не зависит от переменных электрических полей. Он также обеспечивает превосходную износостойкость и коррозионную стойкость. Стандартной спецификацией ENP в Северной Америке является MIL-C-26074E с различными классами толщины от 0,0003 до 0,002 дюйма.

Электрополировка

Электрополировка — это электрохимический процесс, используемый для улучшения качества поверхности детали путем удаления материала для выравнивания микроскопических пиков и впадин.Этот процесс может полировать, пассивировать и снимать заусенцы с деталей. Это процесс, обратный процессу нанесения покрытия, поскольку деталь действует как анод в реакции. При прохождении тока через деталь (анод) поверхность окисляется и растворяется в растворе до катода.

Электрополировка применяется для полировки деталей неправильной формы с труднодоступными поверхностями. Кроме того, удаляется лишь небольшое количество материала, поэтому допуски не сильно зависят от этого процесса.

Fictiv предлагает электрополировку только деталей из нержавеющей стали.

Пескоструйная обработка

При струйной очистке абразива используется струя абразивного материала под давлением для нанесения матовой однородной поверхности на детали. Чаще всего используются стеклянные шарики или песок разного размера, хотя для других уровней истирания также используются пластиковые шарики.

Этот процесс также может скрыть машинные следы и удалить небольшие дефекты в деталях перед анодированием или другими процессами гальванического покрытия.

Никелирование

Никелирование — это процесс гальванического покрытия металлических деталей.Такое покрытие обеспечивает коррозионную и износостойкость, а также декоративную отделку. После очистки деталей от мусора их погружают в раствор электролита. Затем в растворе растворяется никелевый анод и осаждается на деталь, которая действует как катод в реакции.

Пассивация

Пассивация — это химическая реакция, повышающая устойчивость металлов к коррозии и другим факторам окружающей среды. Пассивация создает микропокрытие путем окисления поверхности материала, а затем преобразования окисления в метафосфат.Затем эта поверхность герметизируется в детали с помощью соединения марганца или цинка. Пассивирование можно использовать для стали и нержавеющей стали.

Порошковое покрытие

Порошковое покрытие — это процесс, при котором сухая порошковая краска (термопластичный или термореактивный полимер) наносится на металлическую поверхность с помощью электростатического воздействия. В отличие от традиционной жидкой краски, для порошковой окраски не требуется растворитель, чтобы связующее вещество и наполнитель краски находились в жидкой суспензии. Это позволяет наносить более толстые покрытия без растекания или провисания, в результате чего покрытия становятся более устойчивыми к царапинам и коррозии.

Процесс порошковой окраски начинается с электрического заземления покрываемой детали, что придает ей чистый отрицательный заряд. После заземления краска распыляется на деталь с помощью коронного пистолета, который придает порошку положительный заряд. Поляризация двух компонентов приводит к тому, что порошок прилипает к металлу.

После того, как порошок достигает заданной толщины на детали, он отверждается в полимерную пленку при повышенных температурах (~200°C) в конвекционной печи.Термореактивные полимеры будут сшиваться в процессе отверждения для улучшения характеристик, но термопластичные разновидности просто растекаются при нагревании, образуя окончательное покрытие.

Порошковое покрытие дает более толстое покрытие, чем другие процессы отделки, поэтому важно маскировать критические поверхности.

Галтовка

Галтовка — это процесс чистовой обработки, используемый для очистки, удаления заусенцев и слегка сглаживания мелких деталей. В галтовке используется горизонтальный барабан, заполненный абразивным веществом, таким как песок или керамическая стружка.Барабан вращается медленно, в результате чего материал стирает детали, ломая острые края и сглаживая поверхность.

Цинкование

Цинкование, также известное как гальванизация, наносится на сталь для предотвращения окисления или коррозии поверхности. Этот процесс заключается в покрытии детали флюсом, а затем ее погружении в расплавленный цинк. Расплавленный цинк образует связь со сталью и создает защитный поверхностный слой.

Чистое цинковое покрытие придает детали голубой оттенок.Черное цинкование дает черный цвет и внешний вид, аналогичный черному анодированию типа II.

Многие компоненты потребительских товаров производятся с использованием обработки с ЧПУ, поскольку ее скорость позволяет циклу разработки не отставать от рыночного спроса. Корпуса некоторых ноутбуков обычно изготавливаются таким образом, как и многие мелкие компоненты сотовых телефонов. Многие компании также производят печатные платы на станках с ЧПУ.

Обработка на станках с ЧПУ широко используется автомобильными компаниями, поскольку программу и настройку можно легко изменить для нестандартных автомобильных деталей и небольших тиражей. Некоторые из наиболее распространенных компонентов автомобилей, которые обрабатываются на станках с ЧПУ, включают головки цилиндров (которые являются частями блока цилиндров) и акриловые детали для внутреннего и внешнего освещения.

Высокая размерная точность станков с ЧПУ проявляется в робототехнике; роботы должны быть точными в своих движениях и позиционировании.Обработка с ЧПУ также эффективна для изготовления зубчатых колес, которые являются важными компонентами роботов. В то время как сами роботы становятся все более распространенными в производстве, их тоже надо как-то делать! Обработка на станках с ЧПУ используется для изготовления деталей концевых эффекторов, которые взаимодействуют с компонентами. Специальные приспособления и приспособления, используемые вместе с робототехникой, также обрабатываются на станках с ЧПУ.

Конечные продукты аэрокосмической промышленности, такие как самолеты, не допускают ошибок.Точность и точность обработки с ЧПУ позволяют производить детали, которые не выходят из строя, что очень важно для обеспечения безопасности самолетов. Некоторые аэрокосмические и авиационные детали, которые обрабатываются на станках с ЧПУ, включают компоненты, которые входят в реактивные турбины, такие как выхлопные стойки турбины, узлы статора, которые входят в авиационные двигатели, и наборы титановых кожухов, которые также являются компонентами реактивных двигателей.

Я уже говорил о точности и аккуратности? Прецизионная обработка имеет важное значение для медицинских устройств, и обработка с ЧПУ здесь для этого.Поскольку это часто заказные или мелкосерийные детали, обработка на станках с ЧПУ является хорошим выбором. Для медицинских устройств выбор материалов более ограничен, поскольку материал должен быть безопасным и одобренным для контакта с человеком, иногда в долгосрочной перспективе. Такие материалы, как титан, кобальт-хром, нержавеющая сталь и PEEK, используются для временных или постоянных имплантатов, поскольку они соответствуют этим критериям. Медицинские имплантаты, такие как коленные имплантаты или протезы тазобедренного сустава, обрабатываются на станках с ЧПУ. Другие обработанные детали включают медицинское оборудование, такое как катетеры, стенты, компоненты аппаратов МРТ и инструменты, такие как щипцы или зажимы.

Учитывая производственные преимущества и широкий спектр материалов и отделок, обеспечиваемых обработкой с ЧПУ, эта технология доказала свою полезность в различных областях. Fictiv, в частности, работал с компаниями, работающими в сфере бытовой электроники, автомобилестроения, робототехники, аэрокосмической промышленности и производства медицинского оборудования.

Цифровое производство/трансформация делает обработку с ЧПУ более доступной, чем когда-либо прежде.Любой желающий может загрузить модель и получить мгновенное предложение, а затем получить запчасти менее чем через неделю. Это не только для стартапов, любителей и личных проектов! Крупные компании могут воспользоваться преимуществами производства по требованию, чтобы получить преимущества гибкости цепочки поставок и управления запасами.

Интернет вещей расширил возможности связи между машинами на разных этапах производства. Эти интеллектуальные устройства создают гораздо больше производственных данных, и, применяя методы машинного обучения, компании могут ускорить процесс выявления и решения проблем.Интернет вещей позволяет использовать «умные машины», которые могут проводить измерения и выполнять квалификацию процесса в процессе обработки с ЧПУ.

Станки с ЧПУ существуют уже много лет, но технология продолжает развиваться. Многоосевые станки — одна из таких инноваций, которая сделала обработку с ЧПУ более эффективной. И их использование будет только увеличиваться. поскольку усовершенствования технологии делают 5-осевые станки, в частности, более доступными с финансовой точки зрения.

Программное обеспечение CAD и CAM также продолжает совершенствоваться.Эти технологии становятся все более доступными и поэтому доступны более широкому кругу людей. Более интуитивно понятное и удобное программное обеспечение также повысит эффективность и точность, сократив циклы проектирования.

Постоянно проводятся исследования по увеличению скорости операций станков с ЧПУ, таких как фрезерование, сверление, нарезание резьбы, снятие заусенцев и снятие фасок. Люди решают эту проблему по-разному, от возможностей машин до материалов и геометрии режущих инструментов.

Универсальное крепление с помощью вакуумного крепления также становится все более распространенным, поскольку вакуумное крепление легко адаптируется ко многим различным деталям и геометрии.Это избавляет от необходимости обрабатывать приспособление, прежде чем вы сможете изготовить настоящую деталь! Кроме того, вакуумное крепление обеспечивает большую гибкость при обработке, поскольку приспособления соприкасаются только с нижней частью заготовки — тиски или зажимы не мешают процессу обработки.

Существует предположение, что обработка на станках с ЧПУ и автоматизация производства сократят многие рабочие места. Если вам не нужен кто-то для обработки детали, что они будут делать? И хотя количество должностей, требующих навыков ручной обработки, сократилось, было создано много новых рабочих мест.По-прежнему нужны люди, умеющие программировать станки с ЧПУ, управлять ими и выполнять техническое обслуживание. При автоматизации роботы, занимающиеся производством, также нуждаются в обслуживании, обновлениях и модернизациях. Станки с ЧПУ могут выполнять работу машинистов, но человеческий фактор по-прежнему необходим, чтобы собрать все воедино и изготовить окончательные детали.

CNC-обработка остается универсальным и надежным процессом. Его способность использоваться со многими различными материалами на протяжении всего цикла разработки продукта помогла ему выдержать испытание временем в производстве.По мере развития промышленности им будет по-прежнему требоваться производство с ЧПУ.

У вас есть деталь, которую необходимо обработать на станке с ЧПУ? Зарегистрируйте бесплатную учетную запись на fictiv.com и загрузите свою модель, чтобы увидеть, как она работает!

Нашли эту страницу полезной? Поделись на LinkedIn!

7 Использование станков с ЧПУ

Работаете ли вы с деревом, металлом или почти любым другим материалом, вы, несомненно, слышали о всемогущих станках с ЧПУ. Хотя мы связываем что-либо с компьютерами за последние несколько десятилетий, технология ЧПУ на самом деле существует с 1940-х годов.

Как вы могли догадаться, с тех пор технология ЧПУ прошла долгий путь и предлагает множество новых применений. Давайте поговорим о некоторых из лучших применений и преимуществ обработки с ЧПУ.

Наибольшее преимущество перфорации с ЧПУ заключается в том, что после того, как вы задали дизайн, вы можете сделать столько копий, сколько позволяют ваши материалы. Делаете ли вы таблички. резные знаки, украшения или даже автомобильные детали; как только программа установлена, вы можете просто сохранить ее и использовать повторно, когда захотите.

Несмотря на то, что у технологии ЧПУ слишком много преимуществ, их можно использовать даже больше, чем мы могли бы уместить в один список. Вот некоторые из тех, о которых вы, возможно, не слышали.

Хотите верьте, хотите нет, но известно, что стоматологи используют оборудование с ЧПУ для определенных процедур, особенно для зубных коронок.

Услуги ЧПУ часто связаны с деревом или листовым металлом, но они могут сделать гораздо больше. Поскольку оборудование является точным, вы даже можете использовать программы ЧПУ для вырезания зубных коронок и имплантатов.

Лучшее в нем то, что его легко настроить, а точность позволяет создавать коронки, которые идеально помещаются во рту там, где они предназначены. Если вы думали, что производители автомобилей были единственными, кто предлагал услуги механической обработки, подумайте еще раз! Стоматологи используют эту технологию уже много лет.

Возможно, вы слышали споры о 3D-принтерах из-за их способности производить огнестрельное оружие без серийных номеров.Что ж, станки с ЧПУ существуют намного дольше и всегда имели такую ​​возможность.

Мало того, на станках с ЧПУ можно даже модифицировать огнестрельное оружие, включая рукоятки и другие аксессуары. Единственное отличие от 3D-принтера — количество исходного материала. Однако производство огнестрельного оружия без разрешения является незаконным, но в процессе производства многих марок огнестрельного оружия используются станки с ЧПУ.

Производится не только огнестрельное оружие; военная и оборонная промышленность часто использует производство с ЧПУ для другого необходимого им оружия и оборудования.Вся отрасль полагается на производство большого количества оборудования с ЧПУ.

Хотя это и неудивительно, во многих случаях в процессе строительства может пригодиться штамповка с ЧПУ. Некоторые из которых вы можете не ожидать.

Самые опытные плотники с трудом справятся с такой точностью, а некоторые работы, особенно при работе с существующими конструкциями, требуют идеальной подгонки.

Этот уровень точности может понадобиться и другим профессиям, включая монтажников трубопроводов, сантехников и даже специалистов по системам вентиляции и кондиционирования.Причина главным образом в том, что технология ЧПУ может предложить гораздо больше, чем любой другой инструмент. Они могут работать как фрезер, сверлильный станок, лобзик, настольная пила, фуганок, даже строгальный станок и многое другое одновременно, с возможностью работать с любым материалом, о котором вы только можете подумать. Это трудно победить.

Это широкое понятие, потому что технология ЧПУ предлагает столь широкий спектр услуг в отрасли. Авиационная, железнодорожная и автомобильная промышленность используют технологию ЧПУ в той или иной форме, потому что она предлагает такой широкий спектр услуг.

Детали самолета должны быть изготовлены с такой точностью, чтобы обеспечить надлежащее функционирование всех частей, когда вы находитесь в тысячах футов в воздухе. Вот почему отрасль так долго обращалась к услугам механической обработки.

Железные дороги и автомобили также должны быть надлежащим образом собраны для обеспечения безопасности. Когда ежегодно производится более 70 миллионов автомобилей, автопроизводители должны быть уверены, что контроль качества имеет наивысший приоритет. Все должно быть однообразно. Ну, люди просто не могут обеспечить такое же единообразие, как машины, что делает услуги ЧПУ чрезвычайно ценными для отрасли.

Исследования и разработки почти в каждой отрасли требуют прототипов, а также некоторой степени проб и ошибок. Это включает в себя физику, химию, биотехнологии, деревообработку и многое другое. Обработка на станках с ЧПУ дает возможность воплотить любую идею из вашей головы с высочайшей точностью.

С момента своего создания он использовался для разработки точных прототипов почти для каждой области, которую вы можете назвать, и продолжает делать то же самое сегодня.

Правда в том, что станки с ЧПУ могут практически все. Все, что нужно изготовить из нужного объема практически любого материала, можно сделать на станке с ЧПУ.

Какая еще машина могла бы построить электрогитару, ободья прялки, дверь и зубную коронку всего за пару часов? Технология ЧПУ подняла ставки для производства самых разных ниш и стилей и только продолжает совершенствоваться.Независимо от того, каковы ваши производственные потребности, ЧПУ может удовлетворить их для вас.

Обработка на станках с ЧПУ позволяет использовать все инструменты, которые только можно представить в руках опытного мастера. Если вы хотите сделать что угодно, правильный специалист по ЧПУ сможет запрограммировать это для вас и сделать столько копий, сколько вам нужно! Будьте в курсе наших последних производственных новостей и обращайтесь к нам с любыми потребностями или вопросами, которые у вас есть!

Станок с ЧПУ | Энциклопедия.com

Background

Станки с числовым программным управлением или ЧПУ представляют собой сложные металлообрабатывающие инструменты, с помощью которых можно создавать сложные детали, требуемые современными технологиями. Быстро растущие с развитием компьютеров, ЧПУ могут выполнять функции токарных, фрезерных станков, лазерных и абразивно-струйных резаков, штамповочных прессов, листогибочных прессов и других промышленных инструментов. Термин ЧПУ относится к большой группе этих станков, которые используют компьютерную логику для управления движениями и выполнения металлообработки.В этой статье будут рассмотрены самые распространенные виды: токарные и фрезерные станки.

История

Хотя токарные станки по дереву использовались с библейских времен, первый практичный токарный станок по металлу был изобретен в 1800 году Генри Модслеем. Это был просто станок, который удерживал обрабатываемый материал или заготовку в зажиме или шпинделе и вращал его, чтобы режущий инструмент мог обработать поверхность до желаемого контура. Оператор управлял режущим инструментом с помощью кривошипов и маховиков.Точность размеров контролировал оператор, который наблюдал за градуированными циферблатами на маховиках и перемещал режущий инструмент на соответствующую величину. Каждая изготовленная деталь требовала от оператора повторения движений в той же последовательности и с теми же размерами.

Первый фрезерный станок работал почти так же, за исключением того, что режущий инструмент помещался во вращающийся шпиндель. Заготовка крепилась к станине станка или рабочему столу и перемещалась под режущим инструментом, опять же с помощью маховиков, для обработки контура заготовки.Этот ранний фрезерный станок был изобретен Эли Уитни в 1818 году. назад) и «Z» (вверх и вниз). Рабочий стол также можно поворачивать в горизонтальной или вертикальной плоскости, создавая четвертую ось движения. Некоторые станки имеют пятую ось, которая позволяет шпинделю поворачиваться под углом.

Одна из проблем с этими ранними станками заключалась в том, что для изготовления каждой детали оператору приходилось манипулировать маховиками.Помимо монотонной и физически изнурительной работы, возможности оператора по изготовлению идентичных деталей были ограничены. Незначительные различия в работе приводили к изменению размеров осей, что, в свою очередь, приводило к плохо подогнанным или непригодным деталям. Уровни брака для операций были высокими, что приводило к трате сырья и рабочего времени. По мере увеличения объемов производства количество пригодных для использования деталей, производимых на одного оператора в день, перестало быть экономически выгодным. Что было необходимо, так это средства для автоматического управления движениями машины.Ранние попытки «автоматизировать» эти операции использовали серию кулачков, которые перемещали инструменты или рабочий стол с помощью рычагов. Когда кулачок вращался, звено следовало за поверхностью кулачка, перемещая режущий инструмент или заготовку посредством ряда движений. Форма поверхности кулачка позволяла контролировать величину движения рычажного механизма, а скорость вращения кулачка контролировала скорость подачи инструмента. Эти ранние машины было трудно правильно настроить, но после настройки они обеспечивали отличную повторяемость для своего дня.Некоторые из них сохранились до наших дней и называются «швейцарскими» станками, что является синонимом прецизионной обработки.

От раннего дизайна до настоящего времени

Современный дизайн станков с ЧПУ вырос из работ Джона Т. Парсонса в конце 1940-х и начале 1950-х годов. После Второй мировой войны Парсонс занимался изготовлением лопастей вертолетных винтов, что требовало точной обработки сложных форм. Вскоре Парсонс обнаружил, что, используя ранний компьютер IBM, он мог создавать гораздо более точные контурные направляющие, чем это было возможно с помощью ручных расчетов и макетов.Основываясь на этом опыте, он выиграл контракт с ВВС на разработку «автоматической машины для контурной резки» для производства деталей крыла большого сечения для самолетов. Благодаря компьютерному считывателю карт и точному управлению серводвигателем машина получилась огромной, сложной и дорогой. Однако он работал автоматически и производил детали с высокой степенью точности, необходимой для авиационной промышленности.

К 1960-м годам стоимость и сложность автоматизированных машин снизились до такой степени, что они нашли применение в других отраслях.В этих машинах использовались электродвигатели постоянного тока для управления маховиками и инструментами. Двигатели получали электрические инструкции от устройства чтения ленты, которое считывало бумажную ленту шириной примерно 1 дюйм (2,5 см), в которой была пробита выбранная серия отверстий. Положение и последовательность отверстий позволяли читателю производить необходимые электрические импульсы для вращения двигателей в точное время и с определенной скоростью, что фактически приводило машину в действие точно так же, как человек-оператор.Импульсы управлялись простым компьютером, у которого в то время не было «памяти». Их часто называли «ЧПУ» или машинами с числовым программным управлением. Программист производил ленту на машине, похожей на пишущую машинку, очень похожей на старые «перфокарты», использовавшиеся в первых компьютерах, которые служили «программой». Размер программы определялся длиной ленты, которую необходимо было прочитать для создания определенной части.

История о том, как компьютеры впервые были связаны с производственным оборудованием, полна интриг и противоречий.Он показывает, как переплелись промышленность, университеты и вооруженные силы в 20 веке. Эта история также показывает, насколько сложно приписать многие инновации одному человеку или учреждению. Выяснить, кто что сделал, когда и с каким влиянием, — сложная задача.

В 1947 году Джон Парсонс возглавил авиастроительную фирму в Траверс-Сити, штат Мичиган. Столкнувшись с возрастающей сложностью форм деталей и связанными с этим математическими и инженерными проблемами, Парсонс искал способы снизить инженерные затраты своей фирмы.Он попросил корпорацию International Business Machine разрешить ему использовать один из их основных офисных компьютеров для выполнения ряда расчетов для новой лопасти вертолета. В конце концов, Парсонс договорился с Томасом Дж. Уотсоном, легендарным президентом IBM, согласно которому IBM будет работать с корпорацией Parsons над созданием машины, управляемой перфокартами. Вскоре у Парсонса также был контракт с ВВС на производство машины, управляемой картами или лентой (например, пианино), которая вырезала бы контурные формы, такие как пропеллеры и крылья.Затем Парсонс обратился за помощью к инженерам лаборатории сервомеханизмов Массачусетского технологического института. Исследователи Массачусетского технологического института экспериментировали с различными типами процессов управления и имели опыт работы с проектами ВВС еще со времен Второй мировой войны. В свою очередь, лаборатория Массачусетского технологического института увидела в этом возможность расширить собственные исследования механизмов контроля и обратной связи. Успешная разработка станков с числовым программным управлением была затем предпринята университетскими исследователями, стремящимися удовлетворить требования военных спонсоров.

William S. Pretzer

С развитием интегрированной электроники лента была упразднена или использовалась только для загрузки программы в магнитную память. По факту, емкость памяти современных станков с ЧПУ до сих пор иногда называют «футами памяти».

Современный станок с ЧПУ работает, считывая тысячи битов информации, хранящейся в программной памяти компьютера. Чтобы поместить эту информацию в память, программист создает ряд инструкций, понятных машине.Программа может состоять из «кодовых» команд, таких как «M03», предписывающая контроллеру переместить шпиндель в новое положение, или «G99», предписывающая контроллеру считать вспомогательный ввод из какого-либо процесса внутри станка. Кодовые команды являются наиболее распространенным способом программирования станков с ЧПУ. Однако развитие компьютеров позволило производителям станков предложить «диалоговое программирование», в котором инструкции больше похожи на простые слова. В диалоговом программировании команда «M03» вводится просто как «MOVE», а команда «G99» просто как «READ».” Этот тип программирования позволяет программистам быстрее обучаться и меньше запоминать значения кода. Однако важно отметить, что большинство диалоговых машин по-прежнему считывают кодовые программы, поскольку отрасль довольно сильно полагается на эту форму программирования.

Контроллер также помогает программисту ускорить использование станка.На некоторых станках, например, программист может просто ввести местоположение, диаметр и глубину элемента, а компьютер выберет наилучший метод обработки для изготовления детали. особенность в заготовке.Новейшее оборудование может использовать инженерную модель, сгенерированную компьютером; рассчитать правильные скорости инструмента, подачи и траектории; и производить деталь без создания чертежа или программы.

Современный дизайн и сырье

Механические компоненты машины должны быть жесткими и прочными, чтобы поддерживать быстро движущиеся части. Шпиндель обычно является самой прочной частью и поддерживается большими подшипниками. Независимо от того, удерживает ли шпиндель заготовку или инструмент, функция автоматического зажима позволяет шпинделю быстро зажимать и разжимать во время выполнения программы.

Сбоку машины прикреплен магазин с различными инструментами. Передаточный рычаг, иногда называемый панелью инструментов, снимает инструмент со станка, помещает его в магазин, выбирает другой инструмент из магазина и возвращает его на станок с помощью инструкций в программе. Типичное время цикла, необходимое для этой процедуры, составляет от двух до восьми секунд. Некоторые машины могут содержать до 400 инструментов в больших «ульях», каждый из которых автоматически загружается по мере выполнения программы.

Станина или рабочий стол машины опирается на направляющие из закаленной стали, которые обычно защищены гибкими ограждениями.

Литой чугун или механит раньше были предпочтительным материалом для металлообрабатывающих станков. Сегодня в большинстве машин широко используются сварные соединения из горячекатаной стали и кованых деталей. такие продукты, как нержавеющая сталь, чтобы снизить стоимость и позволить изготавливать более сложные конструкции рам.

Некоторые машины спроектированы как ячейки, что означает, что они имеют определенную группу деталей, для производства которых они предназначены. У станков Cell есть большие инструментальные магазины, в которых достаточно инструментов для выполнения всех различных операций с каждой из различных деталей, большие рабочие столы или возможность смены рабочих столов, а также специальные положения в контроллере для ввода данных с других станков с ЧПУ.Это позволяет собирать станок с ЧПУ с другими аналогичными станками в гибкую обрабатывающую ячейку, которая может производить более одной детали одновременно. Группа ячеек, некоторые из которых содержат 20 или 30 станков, называется гибкой обрабатывающей системой. Эти системы могут производить буквально сотни различных деталей одновременно с минимальным вмешательством человека. Некоторые из них предназначены для работы днем ​​​​и ночью без присмотра в так называемом «производстве без света».

Производство

До недавнего времени большинство обрабатывающих центров изготавливались производителем станков по спецификациям заказчика.Теперь стандартизированная конструкция инструментов позволила производить машины для склада или последующей продажи, поскольку новые конструкции могут выполнять все необходимые операции для большинства пользователей. Стоимость нового станка с ЧПУ варьируется от 50 000 долларов США за вертикальный центр до 5 миллионов долларов США за гибкую систему обработки для блоков цилиндров. Собственно производственный процесс происходит следующим образом.

Сварка основания

• 1 Основание машины отливается или сваривается. Затем его подвергают термообработке, чтобы снять литейные или сварочные напряжения и «нормализовать» металл для механической обработки.Основание крепится к большому обрабатывающему центру, а места крепления направляющих обрабатываются в соответствии со спецификацией.
• 2 Направляющие отшлифованы, закреплены болтами и штифтами к основанию.

Болтовое крепление болтов

• 3 Механизмы, перемещающие станину или шпиндель, называются шарико-винтовыми передачами. Они преобразуют вращательное движение приводных двигателей в поступательное движение и состоят из винтового вала и опорных подшипников. Когда вал вращается, подшипник следует за спиральными канавками на валу и производит очень точное линейное движение, которое перемещает либо рабочий стол под шпинделем, либо сам держатель шпинделя.Эти шарико-винтовые пары крепятся болтами к основанию, а опора подшипника крепится болтами к рабочему столу или держателю шпинделя.

Монтаж шпинделя

• 4 Шпиндель обрабатывается и шлифуется, устанавливается на приводной двигатель, а затем прикручивается к подвижному держателю шпинделя. Каждая ось движения имеет отдельный шариковый винт и набор направляющих в большинстве обрабатывающих центров.

Контроллер

• 5 Компьютер или контроллер представляет собой электронный блок, отдельный от остальной части машины.Он имеет корпус с климат-контролем, установленный сбоку на раме или на пульте оператора. Он содержит всю оперативную память, компьютерные платы, блоки питания и другие электронные схемы для работы машины. Разнообразная проводка соединяет контроллер с двигателями машины и позиционными направляющими. То направляющие непрерывно отправляют информацию о местоположении оси на контроллер, поэтому точное положение рабочего стола по отношению к шпинделю всегда известно. На передней панели контроллера находится видеоэкран, на котором отображается программная информация, положение, скорость и подача, а также другие данные, необходимые оператору для наблюдения за производительностью машины.Также на передней панели расположены клавиши ввода данных, порты подключения данных и переключатели «старт-стоп».
• 6 Собранный станок проходит проверку на точность. Каждая машина имеет небольшие физические различия, которые математически корректируются в операционной системе компьютера. Эти корректирующие значения сохраняются в отдельной памяти, и машина постоянно их проверяет. По мере износа обрабатывающего центра эти параметры можно откалибровать для обеспечения точности. После испытаний готовая машина окрашивается и готовится к отгрузке.

Контроль качества

Качество в обрабатывающем центре должно быть заложено от проекта до доставки и настройки. Тщательный инструктаж операторов также важен для предотвращения аварии, непреднамеренного столкновения рабочего инструмента с инструментом. Сбои могут привести к повреждению инструмента или отказу машины. Многие контроллеры имеют подпрограммы, которые обнаруживают надвигающуюся аварию и переводят машину в режим аварийной остановки. Все ЧПУ поставляются со специальной обработкой для избегайте ударов и тщательно настраиваются техническими специалистами, прошедшими обучение на заводе.Первоначальные поправочные коэффициенты записываются для дальнейшего использования. Предоставляются полные руководства по программированию, эксплуатации и техническому обслуживанию.

Будущее

Будущее станков с ЧПУ стремительно растет. Одна из идей, находящихся в стадии разработки, – это машина в виде паука, шпиндель которой подвешен на шести телескопических опорах с шарико-винтовой передачей. Стойки такие же, как и в обычной машине, но они круглые с шарико-винтовой передачей в центре. Движения шпинделя контролируются сложным компьютером, выполняющим миллионы вычислений для обеспечения правильного контура детали.Стоимость разработки этого станка составляет несколько миллионов долларов, а использование запатентованной математики высокого уровня делает этот станок обещающим выполнение неслыханных ранее операций по обработке металлов. Развитие компьютеров и искусственного интеллекта сделает станки с ЧПУ будущего быстрее и проще в эксплуатации. Это будет недешево, и стоимость сложных станков с ЧПУ будет не по карману многим компаниям. Однако это снизит цены на базовые станки с ЧПУ, выполняющие исходные трехосевые перемещения.

Где узнать больше

Книги

Ноубл, Дэвид Ф. Силы производства. Альфред А. Кнопф, 1984.

Оливо, К. Томас. Станкостроение и производственные процессы. C. Thomas Olivo Associates, 1987.

Периодические издания

Адамс, Ларри. «Обрабатывающие центры с ЧПУ: сделай все». Wood & Wood Products, , июнь 1994 г., стр. 101–102.

Херрин, Голден Э. «Следующие 40 лет Северной Каролины». Modern Machine Shop, , апрель 1994 г., с.154.

Кельш, Джеймс Р. «Фрезерование, сверление и растачивание». Производство, , август 1994 г., стр. 65-81.

Момингстар, Д. «Анатомия станка: органы управления, сервоприводы и тайны электромеханики». Инструменты и производство, , июнь 1993 г., стр. 68-70.

Проктор, П. «Новая гибкая кровать заменяет стационарные инструменты». Неделя авиации и космических технологий, , 14 ноября 1994 г., с. 52.

Пай, Энди. «Поворот к ЧПУ». Engineering, , январь 1994 г., стр.26-27.

— Дуглас E. Беттс

Что такое обработка с ЧПУ? – Определение, типы, работа

Компьютерная обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это производственный процесс, в котором предварительно запрограммированное компьютерное программное обеспечение определяет движение заводских инструментов и оборудования. Этот процесс можно использовать для управления целым рядом сложных механизмов, от шлифовальных и токарных станков до мельниц и фрезерных станков с ЧПУ. При обработке на станках с ЧПУ задачи трехмерной резки могут выполняться за один набор подсказок.

Термин ЧПУ означает «числовое компьютерное управление», а определение механической обработки с ЧПУ состоит в том, что это субтрактивный производственный процесс, в котором обычно используются компьютеризированные средства управления и станки для удаления слоев материала с заготовки, известной как заготовка или заготовка. , и производит деталь по индивидуальному заказу.

Этот процесс подходит для широкого спектра материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, стекло, пенопласт и композиты, и находит применение в различных отраслях промышленности, таких как крупногабаритная обработка с ЧПУ, обработка деталей и прототипов для телекоммуникаций, и CNC-обработка аэрокосмических деталей, для которых требуются более жесткие допуски, чем в других отраслях.

Обратите внимание, что существует разница между определением обработки с ЧПУ и определением станка с ЧПУ: одно представляет собой процесс, а другое — станок. Станок с ЧПУ (иногда неправильно называемый станком C и C) — это программируемый станок, способный автономно выполнять операции обработки с ЧПУ.

Субтрактивные производственные процессы, такие как обработка с ЧПУ, часто противопоставляются аддитивным производственным процессам, таким как 3D-печать, или формообразующим производственным процессам, таким как жидкостное литье под давлением.

Станки с ЧПУ обычно имеют версию программного обеспечения САПР. Программа САПР или автоматизированное проектирование — это программное обеспечение, которое позволяет вам рисовать то, что вы хотите вырезать. Чертеж может быть двухмерным или трехмерным, и после завершения он создает код для чтения станком с ЧПУ.

Станки с ЧПУ работают по координатам вдоль оси. Базовые машины перемещаются по одной или двум осям, а продвинутые машины и машины, создающие трехмерные объекты, будут двигаться по трем осям.Инструменты станка следуют тысячам координат, вырезая и придавая форму по мере движения.

Перед тем, как станок с ЧПУ приступит к выполнению своей первой задачи, проводится пробный запуск. Этот пробный запуск называется резкой воздуха и очень важен, так как любые ошибки могут привести к повреждению машины или детали.

В зависимости от функций или типов обрабатываемых деталей станки с ЧПУ можно разделить на пять типов: фрезерные станки с ЧПУ, токарные станки с ЧПУ, сверлильные станки с ЧПУ, плазменные резаки с ЧПУ и станки с ЧПУ. измельчители.

Важно знать, что это не обычные машины. Они требуют навыков обученного профессионала, чтобы иметь возможность производить высококачественную коммерческую продукцию. Все следующие станки используют G-код, язык, который понимает станок с ЧПУ. Каждый тип станка с ЧПУ предназначен для определенной цели.

Токарные и токарные станки с ЧПУ характеризуются способностью вращать (точить) материалы во время операции механической обработки.Режущие инструменты для этих станков подаются линейно вместе с вращающейся прутковой заготовкой; удаление материала по окружности до тех пор, пока не будет достигнут желаемый диаметр (и характеристика).

Подгруппой токарных станков с ЧПУ являются токарные станки с ЧПУ Swiss (это тип станков, на которых работает Pioneer Service). На швейцарских токарных станках с ЧПУ брусок материала вращается и скользит в осевом направлении через направляющую втулку (удерживающий механизм) в станок. Это обеспечивает гораздо лучшую поддержку материала по мере того, как инструмент обрабатывает детали (что приводит к лучшим/жестким допускам).

Токарные станки с ЧПУ и токарные станки могут создавать внутренние и внешние элементы на компоненте: просверленные отверстия, расточки, протяжки, расширенные отверстия, пазы, нарезание резьбы, конусы и резьбы. Компоненты, изготовленные на токарных станках с ЧПУ и токарных центрах, включают винты, болты, валы, тарелки и т. д.

Фрезерные станки с ЧПУ характеризуются способностью вращать режущие инструменты, удерживая заготовку/блок в неподвижном состоянии. . Они могут производить широкий спектр форм, включая детали с торцевой фрезеровкой (неглубокие, плоские поверхности и полости в заготовке) и детали с фрезерованием по периферии (глубокие полости, такие как пазы и резьба).

Компоненты, изготовленные на фрезерных станках с ЧПУ, обычно имеют квадратную или прямоугольную форму с различными характеристиками.

Лазерные станки с ЧПУ оснащены точечным фрезером с высокосфокусированным лазерным лучом, который используется для точной резки, нарезки или гравировки материалов. Лазер нагревает материал и заставляет его плавиться или испаряться, создавая разрез в материале. Как правило, материал имеет формат листа, и лазерный луч движется вперед и назад по материалу, создавая точный разрез.

Этот процесс позволяет производить более широкий спектр конструкций, чем обычные станки для резки (токарные станки, токарные станки, фрезерные станки), и часто позволяет производить разрезы и/или кромки, которые не требуют дополнительных процессов чистовой обработки.

Лазерные граверы с ЧПУ часто используются для маркировки (и декорирования) обрабатываемых деталей. Например, может быть сложно нанести логотип и название компании на токарную или фрезерованную деталь с ЧПУ. Тем не менее, лазерная гравировка может быть использована для добавления этого к компоненту даже после завершения операций механической обработки.

Электроэрозионный станок с ЧПУ (EDM) использует контролируемые электрические искры для придания материалам желаемой формы. Его также можно назвать искровой эрозией, погружением штампа, искровой обработкой или прожиганием проволоки.

Компонент помещается под электродную проволоку, и машина запрограммирована на испускание электрического разряда от проволоки, которая производит сильное тепло (до 21 000 градусов по Фаренгейту). Материал плавится или смывается жидкостью для создания желаемой формы или функции.

EDM чаще всего используется для создания точных микроотверстий, пазов, конических или угловых элементов и множества других более сложных элементов в компоненте или заготовке. Обычно он используется для очень твердых металлов, которым трудно придать желаемую форму или свойства. Отличным примером этого является типичное снаряжение.

Станки плазменной резки с ЧПУ также используются для резки материалов. Однако они выполняют эту операцию с помощью мощной плазменной горелки (электронно-ионизированный газ), которой управляет компьютер.

Подобно ручным газовым горелкам, используемым для сварки (до 10 000 градусов по Фаренгейту), плазменные горелки достигают температуры до 50 000 градусов по Фаренгейту. Плазменная горелка проплавляет заготовку, создавая надрез в материале.

При любой плазменной резке с ЧПУ разрезаемый материал должен быть электропроводным. Типичными материалами являются сталь, нержавеющая сталь, алюминий, латунь и медь.

Прецизионная обработка с ЧПУ обеспечивает широкий спектр производственных возможностей для компонентов и отделки в производственной среде.В зависимости от среды использования, необходимого материала, времени выполнения, объема, бюджета и требуемых функций обычно существует оптимальный метод для достижения желаемого результата.

Фрезерный станок с ЧПУ — это машина, которая очень похожа на обычно используемый ручной фрезерный станок, используемый для резки различных материалов. Этот тип станка с ЧПУ может помочь в резке стали, дерева, алюминия, композитов, пластика и пенопласта.

Фрезерный станок с ЧПУ аналогичен фрезерному станку с ЧПУ.Он поставляется с возможностью использовать компьютерное числовое управление для маршрутизации траекторий инструмента, которые позволяют станку работать. Фрезерные станки с ЧПУ сокращают количество отходов и повышают производительность, производя различные изделия за гораздо более короткое время, чем другие станки.

Большинство фрезеров могут работать с определенным материалом во всех трех измерениях и отлично подходят для небольших проектов и создания прототипов моделей и сложных конструкций. Вы также можете найти трехосевые, четырехосевые, пятиосевые и шестиосевые маршрутизаторы.

Короче говоря, обработка с ЧПУ — это метод изготовления металла, при котором письменный код управляет оборудованием в производственном процессе. Код определяет все, от движения режущей головки и детали до скорости вращения шпинделя, оборотов в минуту и ​​т. д. В службах обработки с ЧПУ используется субтрактивный метод изготовления.

Итак, теперь мы знаем, как работают станки с ЧПУ. Но не все эти станки используются для обработки с ЧПУ.

Чуть позже мы подробнее рассмотрим все различные типы станков с ЧПУ.Но в традиционном смысле обработка с ЧПУ относится лишь к некоторым из этих автоматизированных процессов. А именно: фрезерование, точение, шлифование, фрезерование, сверление и т. д.

Это операция, при которой режущий инструмент вращается. Когда фрезерный инструмент соприкасается с заготовкой, он снимает с нее стружку.

Фрезерные работы включают:

• Фрезерование торцов
• Фрезерование фасок
• Фрезерование торцов
• Сверление, растачивание, нарезание резьбы и т. д.

Это очень универсальный метод производства с высокой точностью и допусками. Фрезерование работает на самых разных материалах, а также очень быстро. Возможность изготавливать широкий спектр сложных деталей является огромным преимуществом.

К недостаткам можно отнести большое количество отходов, потребность в разнообразных инструментах, высокую стоимость оборудования.

Сверление — это процесс механической обработки, в котором используются многогранные сверла для создания цилиндрических отверстий в заготовке.

При сверлении с ЧПУ станок с ЧПУ обычно подает вращающееся сверло перпендикулярно плоскости поверхности заготовки, создавая вертикально ориентированные отверстия с диаметром, соответствующим диаметру сверла, используемого для процесса сверления.

Однако операции сверления под углом также могут выполняться с использованием специальных конфигураций станков и приспособлений для удержания заготовок. Операционные возможности процесса бурения включают встречное сверление, зенкерование, развертывание и нарезание резьбы.

Хотя эти два вида обработки часто называют просто обработкой с ЧПУ, токарная и фрезерная обработка имеют существенные различия. Точение во многом противоположно фрезерованию. Это означает, что заготовка вращается вместо режущего инструмента.

Токарная обработка с ЧПУ обычно используется, например, для изготовления валов. Инструмент подносится к вращающейся заготовке, чтобы срезать металлические детали, известные как стружка или стружка. Можно добиться высокой точности при подходящем виде предельных значений и систем регулировки.

Точение возможно снаружи цилиндра или внутри. Последняя операция называется расточкой.

В шлифовальных станках с ЧПУ для удаления материала используется вращающийся шлифовальный круг. Цель состоит в том, чтобы придать металлической детали высокоточную отделку.

Достигаемое качество поверхности очень высокое. Следовательно, он используется в качестве завершающей операции, а не для изготовления конечной детали из сырья.

Маршрутизаторы с ЧПУ внешне похожи на фрезерные станки с ЧПУ. Опять же, вращающаяся часть — это режущая головка. Основное отличие заключается в материалах, подходящих для резки.

Фрезы идеально подходят для резки более мягких материалов (не металлов), не требующих очень высокой точности. Причиной этого является более низкая выходная мощность.

В то же время маршрутизаторы работают быстрее. Это позволяет изготавливать детали за меньшее время.

Казалось бы, обработка на станках с ЧПУ не имеет ограничений. Он подходит для широкого спектра материалов, включая различные типы металлов, пластиков, пенопласта, композитов и дерева.3-осевые фрезерные станки способны производить большинство основных геометрических форм. Для более сложных деталей доступны многоосевые фрезерные центры.

Например, может выручить 5-осевой фрезерный центр с ЧПУ. В то время как более распространенный 3-осевой станок имеет 3 линейные оси движения, 5-осевые станки также могут вращать режущую головку и станину. Это значительно повышает гибкость, но также увеличивает стоимость.

Несмотря на то, что ЧПУ намного быстрее, ручная обработка по-прежнему занимает свое место в отрасли.Особенно для быстрого прототипирования небольших объемов. Но обработка с ЧПУ по-прежнему преобладает в секторе, где необходима высокая точность. Это причина, по которой так много отраслей, в том числе:

• Aerospace
• Electrical
• Electrical
• Промышленность
• Продукты питания и напитки
• Одежда
• Automotive
• Продукция продукта и т. Д.

В целом, обработка на станках с ЧПУ прочно заняла свое место в производственном секторе как надежный и полезный способ изготовления деталей.В то же время стоимость обработки с ЧПУ часто может быть немного выше по сравнению с другими методами изготовления.

Что такое станок с ЧПУ?

CNC расшифровывается как Computer Numerical Control, способ автоматизации станка. Если обычное оборудование требует ручного труда, то в ЧПУ компьютер управляет машинами для выполнения задач. Еще одна общая черта всех станков с ЧПУ заключается в том, что они могут перемещать свои инструменты как минимум в двух разных направлениях.Направления называются осями, и чем их больше у машины, тем она сложнее. Возможны три линейные оси: X, Y и Z, а также три дополнительные оси вращения: A, B и C.

Как работают станки с ЧПУ?

Все станки с ЧПУ выполняют задачи в соответствии с кодом, который сообщает им, как перемещать, вращать и использовать различные инструменты. Код представляет собой пошаговую инструкцию с конкретными координатами и командами, которые станок с ЧПУ может считывать и выполнять. С добавлением автоматизации в механические мастерские родилась совершенно новая область профессии.Операторы ЧПУ управляют этими устройствами с помощью программирования ЧПУ, а также обеспечивают общее техническое обслуживание инструментов. Однако очень сложные работы могут быть трудоемкими и занимать много времени, поэтому, чтобы ускорить процесс и избежать ошибок, можно использовать систему автоматизированного производства (CAM).

CAM — это компьютерное программное обеспечение, используемое для создания кодов для станков с ЧПУ. Обычно это программное обеспечение работает с компьютерным проектированием (САПР) объекта, который необходимо изготовить на станке с ЧПУ. Инженеру нужно будет только подробно описать операции и рабочие параметры.После того, как код готов, он отправляется на машину, чтобы начать процесс.

Кроме того, на основе 3D-проекта можно получить полное представление о том, как можно вырезать определенную деталь из заготовки, и даже получить мгновенный расчет стоимости.

Типы станков с ЧПУ

Сегодня существует множество станков с ЧПУ, от маленьких до огромных, со своими собственными специализированными вариантами использования. Некоторые из этих станков созданы только для одной или двух конкретных задач, тогда как другие (например, современные обрабатывающие комплексы и обрабатывающие центры) могут выполнять различные операции, вплоть до замены самих инструментов.Тем не менее, следует упомянуть несколько групп широко используемых станков с ЧПУ.

Что такое Механический фрезерный станок с ЧПУ?

Важнейшая функция фрезерных станков с ЧПУ проста — снимать материал с помощью фрезы. Группа фрезерных станков с ЧПУ предназначена для фрезерования, сверления, нарезания резьбы, чистовой обработки и токарной обработки объекта или блока материала. Он варьируется от простых настольных фрезерных станков с ЧПУ и плоттеров, которые могут вырезать форму или просверливать отверстия в мягком пенопласте, до промышленных монстров, способных формировать объекты, близкие к искусству.Комбинация различных механических режущих инструментов и компьютерных команд позволяет создавать удивительные 3D-объекты из дерева, металла, воска и многих других материалов в зависимости от скорости вращения станка и инструментов. Сложные фрезерные центры с ЧПУ могут даже переключать сами фрезы для выполнения нескольких операций за один раз. Различные эффекты достигаются за счет использования подходящей формы, материала мельницы и функции машины.

Что такое токарный станок с ЧПУ или токарный станок?

Токарные станки похожи на фрезерные – они также предназначены для резки и удаления материала.Основное отличие заключается в том, что токарные станки вращают заготовки (обычно горизонтально) при их сверлении или резке. Токарные станки с ЧПУ быстро режут объекты, а большинство старых моделей имеют только две оси — X и Z — которых достаточно для конкретных работ. Поскольку и заготовка, и фреза могут вращаться одновременно, режущий инструмент способен выполнять гладкий радиально-симметричный разрез по всему цилиндру. 2-осевые токарные станки с ЧПУ широко используются для обработки цилиндрических заготовок, требующих симметричного рисунка или изгиба по радиусу.Современные токарные центры могут иметь больше осей или использовать приводные инструменты для выполнения сложных операций, как показано на видео ниже.

Что такое лазерный резак?

Станки с ЧПУ для лазерной резки появились примерно в 1965 году и используются для резки, полировки, плавления и гравировки материалов. Их возможности очень похожи на фрезерные и токарные станки, но решающее отличие заключается в основном инструменте — вместо механических фрез используется лазер. Благодаря системе ЧПУ и оптике лазерный луч направляется через заготовку для выполнения необходимых процессов.Лазеры различаются по типу, мощности и поддержке газового потока. В зависимости от спецификации такие машины могут работать с бумагой, акрилом, стеклом, металлом и многим другим. По сравнению с механическими режущими инструментами лазерные резаки с ЧПУ считаются более простыми в работе и меньше загрязняют материал. Лазерные резаки и граверы стали популярным инструментом для малого бизнеса и хобби, поскольку многие устройства могут поместиться в простой мастерской и не сломать банк. Сильные лазеры также могут быть более точными, чем мельница, потому что диск со временем повреждается или деформируется, тогда как лазеры более долговечны и долговечны.При выполнении некоторых задач лазерные резаки также до 30 раз быстрее, чем традиционные механические пилы. Однако для работы некоторых лазерных резаков требуется гораздо больше энергии — это называется подводом тепла и зависит от типа работы, лазера, материала, толщины заготовки и т. д. 

Что такое плазменный резак?

На первый взгляд плазменные резаки с ЧПУ могут показаться очень похожими на лазерные резаки — они также режут и плавят материалы, а их плазменный резак сбоку выглядит как лазерный луч.Однако метод плазменной резки был изобретен позже, и его принцип работы и технические характеристики немного отличаются. Процесс плазменной резки возможен с электропроводящими материалами, такими как сталь и некоторые другие металлы. Горячая плазма создается за счет образования электрической дуги в газе, выдуваемом с высокой скоростью из сопла. Станки плазменной резки с ЧПУ потребляют больше энергии по сравнению с их лазерными аналогами. Но в качестве преимущества плазма способна резать более толстые листы металла, в то время как промышленные лазеры, необходимые для той же работы, стоят намного дороже.Некоторые старые плазменные резаки не так точны, как лазеры, но есть более новые модели с улучшенными резаками, которые работают точно.

Что такое газокислородный резак?

Газокислородные резаки с ЧПУ используют технологию, которая очень близка к плазменной резке — многие современные машины могут даже выполнять обе технологии. Рабочими инструментами в машинах для кислородной резки являются топливо, газ и кислород. Для начала факел нагревает металлический материал до температуры воспламенения — самой низкой точки, при которой он может воспламениться.В этом состоянии металл может реагировать с прямым потоком кислорода, превращаясь в оксид металла. По сути, газокислородные резаки с ЧПУ подают струю кислорода на нагретую заготовку, чтобы разрезать ее. Кислородно-кислородные резаки могут оставлять шероховатые края после резки, но они отлично подходят для работы с толстыми металлическими блоками — некоторые из них способны резать металл толщиной 40 дюймов (1000 мм).

Что такое электроэрозионная обработка (EDM)?

Электроэрозионная обработка — это то, где основным инструментом, с которым работает станок с ЧПУ, являются электрические разряды, которые вызывают появление большого количества искр и привели к тому, что некоторые люди решили назвать электроэрозионную электроэрозионную электроэрозионную обработку.Электроэрозионные станки обычно имеют два электрода, которые генерируют разряды между ними – серией таких быстрых «искр» станок удаляет материал с заготовки. Один электрод расположен сверху и называется инструментом, второй электрод лежит под блоком материала и называется заготовкой. Эти две рабочие части разделены диэлектрической жидкостью. Машины такого типа называются Die-sink EDM. Существуют также проволочные станки для электроэрозионной резки – их инструментом является проволока, соединенная с двумя электродами.С помощью проволоки станок с ЧПУ вырезает из заготовки форму по загруженному коду. Электроэрозионные станки с ЧПУ используются для создания прототипов и пресс-форм. Их большим преимуществом является исключительная точность – срезы могут быть тонкими и почти незаметными в сплошном блоке материала. Электроды, используемые в качестве инструментов в электроэрозионных установках, могут различаться по форме и размеру, что позволяет выполнять сверление отверстий, кривых и форм для различных целей. Процесс электроэрозионной обработки может работать с различными проводящими (или непроводящими при специальной настройке) материалами, в том числе твердыми и мягкими, которые не могут быть обработаны другими типами технологий ЧПУ.Мелкие работы также лучше выполняются этим методом, потому что нет избыточного давления со стороны режущего инструмента.

Электроэрозионная обработка, напротив, считается довольно опасной из-за использования легковоспламеняющихся жидкостей на масляной основе. Процесс довольно медленный и энергоемкий по сравнению с некоторыми другими методами. Инструменты электроэрозионных станков изнашиваются во время работы, и создание новых электродов для конкретного станка может потребовать времени и денег.

Что такое машина для гидроабразивной резки?

Как следует из названия, в станках для гидроабразивной резки вода используется для удаления материала с заготовки, а также для придания ей другой формы и резки.Вода (иногда смешанная с абразивным веществом) подается под высоким давлением и управляется цифровым управлением. Этот метод также можно использовать для резки металлов и гранита — с добавлением абразивных материалов для более прочных материалов и чистой воды для резки более мягких структур, таких как дерево, резина и пенопласт. Сложные агрегаты с несколькими осями могут резать заготовку во всех трех измерениях и создавать сложные конструкции. Водоструйные станки с ЧПУ обычно не нуждаются ни в нагреве, ни в материале, ни в инструменте, что помогает избежать деформации или загрязнения материала и делает их предпочтительным методом при работе с нежными материалами.

Какие еще существуют ЧПУ?

Поскольку компьютерное числовое управление — это всего лишь способ автоматизации различных инструментов для различных операций, в настоящее время на рынке представлен широкий спектр станков.