Обработка с ЧПУ: Полное руководство по процессу фрезерования для инженеров

Если вы специалист по закупкам или инженер -продукт, Вы знаете, что выбор правильного метода обработки может сделать или нарушить стоимость вашего проекта, скорость, и качество. Сторонний фрезерование- основная часть современного Обработка с ЧПУ- один из самых универсальных процессов производства подтракционного производства, используется для создания всего от простых кронштейнов до сложных аэрокосмических частей. Это руководство разбивает весь процесс фрезерования с ЧПУ, от деталей машины до реальных приложений, Таким образом, вы можете принимать обоснованные решения и избегать общих ошибок.

1. Что такое фрезерование с ЧПУ, И как это развивалось?

Сторонний фрезерование Процесс протективного производства, в котором контролируемый компьютером режущий инструмент снимает материал с заготовки, чтобы превратить его в желаемый дизайн. В отличие от ручного фрезерования (который полагался на мастерство машинистов и склонен к ошибкам), Сжигание (Компьютерное числовое управление) фрезерование использует предварительно запрограммированный код для обеспечения точности до 0.025 MM - критическая для таких отраслей, как аэрокосмическая и автомобильная.

Урок быстрой истории

До промышленной революции 18-го века, Производство опиралось на ручной литье - слава, скучный, и склонны к ошибкам. К 20 -м веку, Появились ручные машины с ручным фрезерованием, Но они все еще зависели от человеческого контроля. Рост цифровых технологий все изменил: Сегодняшние фрезерные машины с ЧПУ превращают 3D -конструкции в точные детали на высоких скоростях, с минимальным вмешательством человека.

Пример реального мира: Автомобильная часть производства

Ведущий производитель автомобилей когда -то использовал ручной фрезерование для создания кронштейнов двигателя. Процесс принял 2 часы за кронштейн и имели 10% частота ошибок (впустую $150 за неудачную часть). После перехода на Сторонний фрезерование, Они сокращают время производства 30 минуты на кронштейн и снижение ошибок до 0,5% $50,000 Ежегодно на материальных отходах.

2. Ключевые части фрезерной машины с ЧПУ

Чтобы понять, как работает фрезерование с ЧПУ, вам нужно знать его основные компоненты. В то время как машины варьируются в зависимости от производителя и типа, Эти шесть частей встречаются на каждой мельнице с ЧПУ:

• Шпиндель: Удерживает режущий инструмент на месте и вращает его на высоких скоростях (до тысяч оборотов).
• Панель управления: Компьютерный интерфейс, где операторы вводят программы и контролируют процесс.
• Колонны: Основная рамка, которая поддерживает другие компоненты, обеспечение стабильности во время обработки.
• Седловые кусочки: Прикреплено к столбцам, Они держат и перемещают рабочую комнату.
• Workbench: Поверхность, где заготовка закреплена зажимами или пороками.
• Фундамент: База, которая держит всю машину стабильной на полу, предотвращение вибрации.

3. Пошаговый рабочий процесс с ЧПУ

Смешанка с ЧПУ-это не просто «нажатие кнопки»-он следует за структурированным 4-ступенчатым процессом, чтобы обеспечить точность. Вот как это работает, с реальным примером от производителя медицинских устройств:

Шаг 1: Разработать модель 3D CAD

Первый, Инженеры создают 3D -модель детали, используя Атмосфера (Компьютерный дизайн) программное обеспечение (НАПРИМЕР., SolidWorks, Autocad). Каждая особенность - от отверстий до слотов - должен быть включен. Например, Компания по медицинским устройствам разработала титановый хирургический винт в SolidWorks, Добавление деталей, таких как глубина резьбы и закругленный наконечник.

Шаг 2: Преобразовать САПР в G-код с CAM

Mills CNC не может читать файлы CAD напрямую - они нуждаются G-код (Цифровые инструкции для движения инструментов). Камера (Компьютерное производство) программное обеспечение (НАПРИМЕР., Слияние 360 Камера) преобразует модель САПР в G-код. Для хирургического винта, Слияние 360 CAM сгенерировал код, который сообщил мельнице, как быстро вращать инструмент и где разрезать.

Шаг 3: Установите фрезерующую машину

Операторы готовит машину:

1. Обеспечивая заготовку (титан, в медицинском примере) к рабочим.
2. Прикрепление правильного режущего инструмента (многограя конечная мельница) к шпинделю.
3. Добавление режущей жидкости для охлаждения инструмента и заготовки.

Шаг 4: Выполнить фрезерование

Машина запускает G-код, и режущий инструмент удаляет материал. В зависимости от типа мельницы, Либо инструмент движется, Заготовка движется, или оба. Для хирургического винта, 5-осевая мельница с ЧПУ повернула заготовку, в то время как инструмент разрезал нити, что привело к точной части, которая соответствовала медицинским стандартам.

4. Критическая терминология с ЧПУ, которую вы должны знать

Понимание этих терминов поможет вам общаться с машинистами и избежать недоразумений:

• Режущий инструмент: Съемная часть, которая разрезает материал (НАПРИМЕР., Конечные мельницы для плоских поверхностей). Выберите инструменты на основе материала заготовки - Aluminum нуждается в другом инструменте, чем сталь.
• Скорость (Rpm): Как быстро вращается инструмент (измеряется в революциях в минуту). Алюминий может быть вырублен в 3,000 Rpm, В то время как сталь нуждается в более медленных скоростях (1,500 Rpm) Чтобы предотвратить износ инструмента.
• Кормить: Расстояние, которое движется инструмент или заготовка на революцию. Более высокий корм (НАПРИМЕР., 100 мм/мин для алюминия) Ускоряет производство, но более низкий корм (50 мм/мин для стали) обеспечивает точность.
• Глубина разрезания: Как далеко инструмент проникает на заготовку. Более глубокий разрез (НАПРИМЕР., 5 мм) Удаляет больше материала, но может потребовать большего мощности.
• Резка жидкость: Жидкость, которая охлаждает инструмент и заготовку, уменьшение трения и продления срока службы инструмента.

5. Типы фрезерных машин с ЧПУ: 3-Ось против. 5-Ось

Количество осей, которые мельница определяет свои возможности. Ниже приведено сравнение двух самых популярных типов:

Пример: Аэрокосмическая часть производства

Аэрокосмическая компания, необходимая для создания сложного турбинного лезвия. Потребовалась бы 3-осевая мельница 3 Ручная перепозиция (Увеличение риска ошибки), Но 5-осевая мельница произвела лезвие за один пробег-привлекло 4 часы на часть и повышение точности 50%.

6. Материалы, подходящие для фрезерования с ЧПУ

Смешанка с ЧПУ работает с 50 Инженерные материалы. В таблице ниже выделяются общие опции и их использование:

Pro Tip для специалистов по закупкам

Выберите алюминий для недорогих, легкие детали (НАПРИМЕР., потребительская электроника). Для частей высокого стресса (НАПРИМЕР., Компоненты двигателя), Используйте сталь или титан, даже если они стоят дороже, Они длится дольше и снижают затраты на техническое обслуживание.

7. Преимущества и ограничения фрезерования с ЧПУ

Преимущества

• Масштабируемость: Работает для 1-офф-прототипов или массового производства (10,000+ части). Затраты уменьшаются по мере увеличения объема производства - производство 1,000 Брекеты затраты 30% меньше на единицу, чем производство 100.
• Быстрый поворот: Интеграция CAD/CAM сокращает время выполнения срока. Прототип, который занял 1 неделя с ручным фрезерованием может быть сделана в 1 день с ЧПУ.
• Точность: Допуски столь же напряженно, как 0.025 MM соответствует строгим отраслевым стандартам (НАПРИМЕР., аэрокосмическая, медицинский).
• Универсальность: Может создать отверстия, слоты, нить, и изогнутые поверхности.

Ограничения

• Сложные затраты на геометрию: Большее удаление материала означает более высокие затраты. Часть с глубокими полостями может стоить 50% Больше, чем простая плоская часть.
• Ограничения доступа к инструментам: Держатель заготовки может заблокировать инструмент - реквизирование ручного перепозиции (Увеличение времени и риска ошибок).
• Неушибые функции: Изогнутые отверстия, прямые внутренние края, и стены тоньше, чем 0.5 ММ нельзя фрезеровать (вместо этого используйте лазерную резку или EDM).
• Материальные отходы: Вычищенное производство производит лом - до 30% из заготовки для сложных деталей.

8. Перспектива технологии Yigu на фрезерование с ЧПУ

В Yigu Technology, Мы помогаем производителям оптимизировать свои процессы фрезерования с ЧПУ. Мы рекомендуем 3-осевые мельницы для простых, Большой части (НАПРИМЕР., Автомобильные кронштейны) Чтобы сохранить расходы низкими. Для сложных частей (НАПРИМЕР., Медицинские инструменты), 5-Axis Mills стоят инвестиций - они снижают переработку и улучшают качество. Мы также советуем клиентам использовать режущие жидкости, адаптированные к их материалу (НАПРИМЕР., жидкости на масляной основе для стали) чтобы продлить срок службы инструментами 25%. Для команд закупок, Партнерство с поставщиками, которые предлагают как 3-осевую, так и 5-осевую фрезерование, обеспечивает гибкость для всех потребностей проекта.

Часто задаваемые вопросы

1. Может ли фрезерное производство с ЧПУ производить детали с изогнутыми отверстиями?

Нет, Смешка с ЧПУ не может создать изогнутые отверстия - это ключевое ограничение. Для изогнутых отверстий, Используйте альтернативные методы, такие как лазерное бурение или обработка электрического разряда (Эдм), который может справиться с сложной геометрией, которую не могут.

2. Как выбрать между 3-осевой и 5-осевой мельницей для моего проекта?

Выберите 3-осевую мельницу, если ваша часть проста (Никаких изогнутых поверхностей, нуждающихся в многоугольных сокращениях) и вам нужен большой объем при низкой стоимости. Выберите 5-осевую мельницу, если ваша часть сложна (НАПРИМЕР., аэрокосмические компоненты) и требует жестких допусков - даже если это дороже, это экономит время на перемещении и уменьшает ошибки.

3. Какой самый экономически эффективный материал для фрезерования с ЧПУ?

Алюминий является наиболее экономически эффективным вариантом для большинства проектов. Это дешево (о $2 за кг), Легко мельше (быстрые скорости и подачи), и производит меньше износа инструмента (Более низкие затраты на замену инструмента). Для частей, нуждающихся в силе, сталь - хорошая альтернатива, хотя это стоит дороже ($5 за кг), это более долговечное, чем алюминий.