Передовые техники обработки на станках с ЧПУ: Многоосевая, высокоскоростная и лазерная резка | Точное производство

Изучите новейшие технологии обработки с ЧПУ, используя многоосевые, высокоскоростные и лазерные методы. Узнайте, как передовые методы обработки повышают точность, эффективность и гибкость проектирования сложных компонентов в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и других отраслях. Узнайте о преимуществах интеграции CAD/CAM для оптимизации производственных процессов.

Изучение передовых методов обработки с ЧПУ для сложных геометрических форм

В статье рассматривается ряд вопросов, связанных с технологиями обработки с ЧПУ, и первый раздел - "Введение в обработку с ЧПУ" - определяет предмет работы, то есть компьютерное числовое управление, а также обсуждает его развитие от начальных трех осей до последующих уровней. Далее следуют "Продвинутые технологии обработки", в которых рассматриваются многоосевые Обработка с ЧПУ и высокоточные методы ЧПУ и индивидуальные выходы ЧПУ.

Объясняются основные концепции многоосевых систем, затем обсуждается разница между трехосевой и пятиосевой обработкой и такие преимущества, как высокая геометрическая сложность и уменьшение количества настроек. Раздел "Высокоточные технологии ЧПУ" посвящен увеличению объема обработки, пятиосевой обработке и высокоскоростной обработке, а также акцентирует внимание на точности и контроле производства.

В сегменте индивидуальных решений по технологиям обработки с ЧПУ рассматриваются штампы и оснастка для штамповки, лазерная резка, гидроабразивная резка и плазменная резка; объясняется, как все эти подходы отвечают конкретным производственным требованиям. В этой статье также рассматривается интеграция CAD/CAM, в которой рассматриваются обязанности программного обеспечения с автоматическим числовым программным управлением, включение CAM, CAE-анализ и конструкторские меры, а также то, как эти инструменты облегчают процесс производства.

Наконец, в Заключении соотносится общее влияние высших технологий NVGE на производство и представлен раздел "Вопросы и ответы", в котором рассматриваются вопросы, касающиеся материалов, дизайна и преимуществ применения технологий обработки с ЧПУ в промышленности.

Передовые техники обработки

В дополнение к трехосевым методам обработки с ЧПУ существуют подходы, которые раздвигают границы дизайна еще дальше. Многоосевая обработка выходит за рамки форм, используя оба вращательных движения инструмента.Пятиосевая обработка дает возможность обрабатывать стороны объекта за одну установку.Высокоскоростная обработка Изготовленные на заказ детали с ЧПУ Лазерная резка создает формы с помощью лучей света. Гидроабразивная резка также создает детали с помощью струй воды. Эти методы объединили производственные процессы.

Сегодня в производстве используются станки с компьютерным числовым программным управлением, которые обеспечивают повышенный уровень персонализации и точности производства. Кроме того, особенно во время разработки продукта, их точность также становится важной характеристикой, поскольку она формирует требования к конкретному производству. Это приводит к возникновению ряда проблем в рамках традиционных методов трехкоординатной обработки деталей и компонентов с ЧПУ, особенно когда речь идет об использовании сложных, нестандартных геометрических конфигураций и жестких требований к допускам.

Но впоследствии возникли непредвиденные ограничения, и для их решения появилось множество новых технологий. Здесь рассматриваются многоосевые, высокоскоростные и лазерные процессы обработки с ЧПУ применительно к созданию сложных деталей. Соответствующее применение этих методов требует максимальной свободы проектирования и высокого уровня эффективности одновременно. Специализированные решения в области технологий обработки на станках с ЧПУ по-прежнему пользуются большим спросом в промышленности, поскольку потребность в проектировании прототипов и серийно выпускаемых, легко применимых универсальных компонентов, точна в значительной степени.

Что такое обработка с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ (компьютерным числовым программным управлением) - это технология производства изделий с помощью компьютера, который может управлять станками для подачи команд, необходимых для процесса резки и создания других деталей из исходного материала. Ранее Будущее обработки с ЧПУ Применяя три линейные оси и ось XY, можно изготавливать простые кубовидные детали типа удлиненных блоков.

Но сегодня новые методы позволяют изготавливать детали с несколькими сторонами и более сложные и детализированные формы требуемой геометрии благодаря вращающимся дополнительным осям. Методы обработки с ЧПУ обеспечивают точность, последовательность и универсальность, поскольку скорость подачи, глубина реза и положение, в котором должен находиться инструмент, контролируются с помощью цифр.

Ниже перечислены различные преимущества, связанные с применением передовых

Техники ЧПУ:

Современное использование современных основных технологий обработки с ЧПУ, от фрезерования до токарной обработки, дает множество преимуществ и позволяет узнать, как они повышают точность, скорость и эффективность производства по сравнению с традиционными технологиями. Высокие комплексные технологии обработки с ЧПУ позволяют изготавливать сложные детали с повышенной точностью. Благодаря этому она отвечает еще более высоким требованиям стандартов в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность и медицина.

Многосторонняя обработка также обеспечивает гибкость конструкции, что также улучшает многошаговое производство. Они включают в себя; Они включают в себя; Затраты и время, затрачиваемое на настройку, меньше благодаря однократной настройке, а также время, затрачиваемое на удаление материала, меньше. Применение методов данного искусства позволяет выпускать изделия с геометрией, о которой раньше и помыслить было нельзя.

Многоосевая обработка с ЧПУ

Что такое многоосевая обработка?
Многоосевая обработка подразумевает наличие других вращательных осей, помимо обычных трех линейных осей X, Y и Z. Возможность линейного и вращательного движения режущего инструмента за одну операцию создает преимущества этой технологии, поскольку позволяет выполнять сложные геометрические формы, которые могут потребовать значительного времени и большого количества операций за одну операцию.

3-осевая обработка против 5-осевой обработки
Трехкоординатные методы обработки с ЧПУ обеспечивают ортогональные линейные движения подачи в направлениях X, y и z. Услуги по 5-осевой обработке с ЧПУ Усиливает инструмент еще на двух поворотных осях; эти дополнительные поворотные оси известны как оси 'A' и 'B'. Теперь данный инструмент или заготовку можно поворачивать так, чтобы правая сторона, верхняя, нижняя или любая другая сторона могли использоваться поочередно в одном положении. Это повышает гибкость процесса проектирования, а также обеспечивает высокую эффективность. Это оптимизирует пространство для проектирования и повышает эффективность процесса.

Преимущества многоосевой обработки

Сложные геометрии
Многоосевая обработка позволяет машинисту добраться до подрезов, а также до внутренних областей сложных 3D-форм.

Уменьшение количества установок
Перепозиционирование исключено благодаря полному доступу ко всем поверхностям, что сокращает производственные циклы. Было замечено, что сложные детали требуют гораздо меньшего количества повторных заточек.

Более высокая точность
По сравнению с традиционными методами обработки с ЧПУ, при которых деталь переставляется между различными операциями, многоосевая обработка влечет за собой меньшее количество изменений положения, что значительно минимизирует погрешности на уровне точности. Некоторые из преимуществ процесса LCM включают: Более жесткие допуски достижимы при выполнении процесса на сложных геометрических деталях.

Применение в автомобильной промышленности
Замысловатые компоненты трансмиссии, блоки двигателей со сложной конфигурацией отверстий, рычаги подвески с изогнутыми контурами - все они выигрывают от многоосевой обработки благодаря свободе проектирования и упрощенной настройке для жестких условий эксплуатации автомобилей.

Высокоточные технологии CNC

Geater Machining
Технологии обработки с ЧПУ Geater ориентированы на строгие допуски, достигая точности в микроны с помощью оптимизированных станков и стратегий резки.

5-осевая обработка с ЧПУ
Как уже говорилось выше, используя 5-осевое движение, можно выполнять сложную резку внутри и снаружи заготовки с большей точностью за один установ.

Высокоскоростная обработка
Благодаря использованию высоких скоростей вращения шпинделя и быстрой подачи инструмента высокоскоростные технологии обработки с ЧПУ позволяют сократить время цикла и при этом получить сравнимую чистоту поверхности.

Преимущества высокоточной техники

Более быстрое производство
Материал стирается быстрее, что позволяет сократить время производителей за счет уменьшения общего времени, необходимого для удаления материала.

Увеличенный срок службы инструмента
Инструменты с покрытием и оптимизированные скорости/подачи позволяют инструменту служить гораздо дольше, прежде чем он достигнет стадии, когда его нужно будет затачивать/заменять.

Обработка мелких деталей
Улучшенные микрогеометрические конструкции могут быть изготовлены благодаря более тонкому процессу для миниатюрных компонентов с точными допусками.

Применение в медицинских приборах
Инструменты и имплантаты, а также протезы практически полностью повторяют допуски микронного уровня, необходимые для биосовместимости, благодаря легкодоступным высокоточным технологиям обработки с ЧПУ. Сложнейшие суставные имплантаты могут быть изготовлены и подогнаны в соответствии с анатомией конкретного пациента.

Индивидуальные решения с ЧПУ

Штампы и оснастка
Штамповочные формы предполагают сложную многоосевую обработку под управлением компьютера для штамповки идентичных деталей из листового металла.

Лазерная резка
Лазерные технологии обработки с ЧПУ позволяют инженерам контролировать геометрию деталей и их расположение, включая формы. Когерентный высокоинтенсивный лазер аблатирует широкий спектр материалов для применения в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и других подобных отраслях промышленности.

Гидроабразивная резка
Водоструйные аппараты используют поток абразива под высоким давлением для резки, не оставляя слоя зоны термического воздействия даже на термочувствительных материалах. Установки гидроабразивной резки обеспечивают высокоскоростную резку металлических композитов и камней при изготовлении определенной части материала.

Плазменная резка
Возбуждая ионизированный газ в запрограммированных пространствах для резки, плазморезы с ЧПУ режут электропроводящие материалы - от низкоуглеродистой стали до алюминиевых сплавов.

Преимущества индивидуальных техник
Помимо повышения эффективности и гибкости конструкции, решения для клиентов позволяют создавать специализированные детали, собираемые по заказу. Поскольку они изготавливаются вручную, при ручном производстве возникает множество ошибок по сравнению с автоматизированным.
Аэрокосмическое применение
Отдельные или изолированные секции и компоненты самолетов, включая разовые аэроконструкции и стандартные детали для серийного производства и изготовления, улучшают сложную детализацию и сложные контуры благодаря лазерной резке, в то время как водометная резка делает композитные панели брони индивидуальными, а плазменная резка - панели фюзеляжа. Эффективные решения подбираются на заказ, чтобы выполнить сборку вплоть до винтов.

Интеграция CAD/CAM

Программное обеспечение для ЧПУ
CAD подразумевает создание моделей деталей в цифровом виде, а CAM - преобразование CAD-проектов в машиночитаемый код. Вместе с CAE они создают интегрированные комплекты для проектирования и производства.

Интеграция CAM
CAM-программы адаптируют траектории движения инструментов и гарантируют возможность их использования. Предпроизводственные реализации траекторий инструментов проверяют процессы перед изготовлением детали и указывают на ошибки.

Анализ CAE
По этим причинам, используя CAE, инженеры подтверждают, что конструкция детали может поддерживать свою проектную функцию, проводя стрессовые/термические испытания без создания прототипа. Конструкции могут быть оптимизированы.

Рекомендации по проектированию ЧПУ
Существуют вычислительные программные инструменты, которые помогают в разработке дизайна для производства, начиная с толерантности и заканчивая основными методами обработки на станках с ЧПУ, от фрезерования до токарной обработки, и узнать, как они повышают точность, скорость и эффективность изготовления геометрических фигур. В этом процессе уменьшаются сложные поверхности, чтобы облегчить Автоматизированная обработка с ЧПУ Процесс.

Параметры обработки
Параметры резания: скорость, подача, глубина и охлаждающая жидкость - задаются в программном обеспечении в зависимости от выбранных материалов и рабочих возможностей технологий обработки с ЧПУ.

Преимущества интеграции CAD/CAM
Полностью оцифрованные процессы позволяют работать от этапа проектирования до готовых деталей. Сложное и трудоемкое ручное кодирование и работа на угад заменяются количественной и аналитической генерацией оптимального кода и проверкой и запуском моделирования для первой успешной попытки. Согласованные результаты возможны только в системно-интегрированной инженерной среде.

Заключение:

Цифровые технологии обработки с ЧПУ появились за последние несколько лет и значительно изменили гибкость или точность производства. Если раньше дизайнеры были ограничены "призматическими формами и обработкой по ограниченным осям, то современные достижения предлагают безграничные решения при повышенной сложности деталей и мизерных допусках. От многоосевой сценарийУлучшение скорости и точности обработки, интеграция лазеров и гидроабразивных систем, обработка продолжает развиваться.

Вместе с интегрированными решениями CAD/CAM, которые улучшают поток от проектирования до производства, современный производственный сектор ускоряет развитие и способен производить его в больших масштабах. С ростом требований к техническим характеристикам конструкции более сложные методы обработки с ЧПУ будут способствовать проектированию и производству сложных конструкций. Освобожденные цифровыми технологиями, отрасли будут использовать расширенный спектр специализированных услуг по механической обработке, чтобы удовлетворить как потребность в универсальности прототипов, так и стандартизацию массового производства.

Вопросы и ответы

В: Что можно сделать с помощью передовой обработки на станках с ЧПУ и какие материалы чаще всего используются в этом процессе?

О: Металлы - одни из самых распространенных, они доступны во многих видах, таких как алюминий, сталь, титан и сплав Inconel, которые имеют различные характеристики для разных областей применения. Другие термопласты включают ABS, нейлон, а также PEEK. Новые разработки позволили использовать композитные материалы, керамику, а также плотные породы дерева/бамбука. Правильное решение может быть принято в зависимости от таких аспектов, как назначение изделия или компонента, условия эксплуатации и стоимость. Правильно подобранный материал улучшает характеристики детали и в то же время максимально использует преимущества цифровой обработки, позволяющей создавать детали любой геометрии.

В: Какие элементы следует принимать во внимание, думая о продвинутой обработке с ЧПУ?

О: Некоторые из важных факторов - уменьшение необрабатываемых участков, надлежащая толщина стенок и ограничения по радиусу и/или размеру гребня конструкции, которую нужно изготовить. Прямоугольные межпрофильные плоские кривые имеют проблемы, поэтому используются галтели. Нет необходимости делать длину резьбы более чем в три раза больше размера нарезаемого отверстия. Современные масштабы отверстий облегчают конструкцию. Использование программного обеспечения CAM при моделировании программ деталей устраняет возможность возникновения сложностей до начала производства. Следовательно, эффективно поддерживать тесную координацию с машинистами при работе над такими конструкциями с жесткими допусками, чтобы обеспечить уровень технологичности детали без каких-либо конфликтов.

В: Какие отрасли промышленности больше всего выиграли от передовых технологий ЧПУ?

О: В первую очередь, в аэрокосмической отрасли, где сложные детали реактивных и космических кораблей фрезеруются на основе данных CAD CAM. Другие детали, предназначенные для человеческого тела, обрабатываются с помощью ЧПУ с высокой точностью. Автомобильная промышленность применяет многоосевое фрезерование при изготовлении деталей высокоскоростных двигателей. Машины для оптики получают сложные держатели линз благодаря силовой 5-осевой обработке. Электроника применяет высокоскоростное фрезерование при изготовлении маленьких и повторяющихся схем в устройствах. Архитектура сверкает узорчатыми металлическими деталями, такими как лазерная резка для экологичного фасада, а снегоуборщики получают эргономичные впускные вкладыши благодаря водоструйной многозаводской кооперации. Во всех отраслях сложные процессы способствуют абстрактным прорывам.