Вы когда-нибудь задумывались, как изготавливаются эти высокоточные цилиндрические детали? Единственный ответ — токарная обработка с ЧПУ. Эта процедура использует компьютерное управление для изготовления цилиндрических компонентов, таких как медицинские приборы и автомобильные валы. В этой записи блога вы узнаете о процедуре токарной обработки, типах операций, используемых станках и местах применения токарной обработки с ЧПУ.
Что такое токарная обработка с ЧПУ?
Токарная обработка с ЧПУ использует компьютерное управление для формирования деталей. Процесс вращает заготовку на высокой скорости, а режущий инструмент удаляет материал. Производители используют токарную обработку с ЧПУ для изготовления конических или цилиндрических деталей с высокой точностью.
Также см: Что такое прецизионная обработка с ЧПУ
Процесс токарной обработки с ЧПУ
В процессе токарной обработки с ЧПУ задействовано много этапов. Теперь давайте рассмотрим эти этапы один за другим.
1. Программирование CAD/CAM.
Процесс токарной обработки начинается с проектирования CAD программное обеспечение. Затем программное обеспечение CAM использует этот проект для создания точных траекторий инструмента для станка. Эти цифровые инструкции контролируют каждый разрез.
At RICHCONN мы корректируем эти пути для повышения скорости и точности обработки деталей каждого клиента.
2. Настройка машины
На следующем этапе оператор настраивает станок. Он устанавливает инструменты, зажимает заготовку в патроне и устанавливает параметры станка. Вся эта настройка имеет решающее значение для точности.
3. Исполнение
После завершения настройки токарный станок с ЧПУ вращает заготовку со скоростью до 4,000 об/мин. Режущий инструмент следует по запрограммированной траектории. Он снимает материал поэтапно, то есть слой за слоем.
4. Мониторинг и завершение
Оператор контролирует качество на протяжении всей процедуры. Затем проводятся окончательные проверки и регулировки, чтобы гарантировать, что каждая деталь соответствует своим соответствующим спецификациям.
Базовые токарные операции с ЧПУ
Токарная обработка с ЧПУ использует несколько специализированных методов для изготовления цилиндрических деталей. Каждый метод имеет свою цель и требует определенных инструментов и настроек резки.
Прямая (черновая/чистовая) токарная обработка
При прямолинейном точении инструмент снимает материал по всей длине заготовки. Это создает шероховатую или гладкую цилиндрическую поверхность. Хорошо подходит для изготовления стержней и валов.
Токарная обработка конуса
Токарная обработка конуса формирует заготовку в конус путем поэтапного уменьшения диаметра по всей длине. Используется для изготовления трубной арматуры и валов.
Облицовочные
Торцевание разрезает конец заготовки. Результатом является плоская поверхность, которая расположена точно перпендикулярно оси. Это гарантирует, что деталь имеет правильную длину.
Проточка/Отделка
Пазовые создает каналы или канавки на поверхности, которая может удерживать кольца O или они могут быть только декоративными. Разделение, напротив, отделяет готовые детали от сырья.
Threading
Нарезание резьбы создает точную резьбу для гаек, болтов и других резьбовых деталей. Некоторые специализированные инструменты могут создавать внутреннюю и внешнюю резьбу.
Также см: Полное руководство по обработке резьбы
Накатка (текстурированные узоры на рукоятке)
накатки вдавливает узоры в поверхность для улучшения сцепления. Ручки и ручки часто используют эту функцию. Эти узоры могут быть ромбовидными, прямыми или штрихованными.
Сверление
Сверление увеличивает существующие отверстия и улучшает их поверхностную чистоту и округлость. Эта операция имеет решающее значение для таких деталей, как корпуса подшипников и втулки, где внутренние размеры имеют решающее значение.
Станки, используемые в токарной обработке с ЧПУ
Горизонтальные токарные станки с ЧПУ
Большинство токарных операций с ЧПУ выполняются на горизонтальных токарных станках. Эти станки могут выполнять расточку, точение, а также нарезание резьбы. Они лучше всего подходят для деталей среднего размера.
Вертикальные токарные центры
Вертикальные токарные центры поддерживают тяжелые и крупные детали, удерживая их в вертикальном положении. Эта вертикальная ориентация использует гравитацию для устойчивости. Но удаление стружки может быть сложнее при такой установке.
Токарные центры с ЧПУ (гибридные токарно-фрезерные станки)
Гибридные фрезерно-токарные станки объединяют фрезерование и точение в одной установке. Они выполняют несколько операций без перемещения заготовки. Такая конструкция ускоряет производство и повышает точность сложных деталей.
Автоматические/многошпиндельные токарные станки
Станки с 5–8 шпинделями могут производить несколько деталей одновременно. Они лучше всего подходят для крупносерийного производства. Эти токарные станки имеют короткое время цикла и точные результаты.
Инструменты, используемые при токарной обработке с ЧПУ
Выбор правильных инструментов является ключом к хорошим результатам токарной обработки с ЧПУ. Каждый инструмент имеет свои преимущества для процесса.
Одноточечные токарные инструменты
Инструменты с одной точкой выпускаются в различных формах, таких как рельеф, передняя часть и радиус носа. Эти формы помогают добиться точных разрезов и гладкой отделки.
Инструменты с наконечниками (вставками)
Вставки CBN, Carbide и PCD являются обычными, поскольку они служат дольше. Операторы могут быстро заменить эти индексируемые наконечники, чтобы поддерживать острые режущие кромки.
Держатели инструментов
Держатели инструментов крепятся к башне станка. Они удерживают каждый инструмент в устойчивом положении и в правильном положении для поворота.
Скорость подачи и число оборотов при токарной обработке с ЧПУ
Выбор правильной скорости и скорости подачи важен при токарной обработке с ЧПУ. Эти настройки влияют на срок службы инструмента, качество обработки поверхности и эффективность производства.
1. Скорость резки
Скорость резания (Vc) можно рассчитать по формуле Vc = π·D·RPM/1000. Скорость резания влияет на износ инструмента и выделение тепла. Более низкие скорости защищают инструменты при работе с твердыми материалами.
2. Скорость подачи
Скорость подачи можно измерить в мм/об. Для черновой обработки установите скорость подачи от 0.1 до 0.3 мм/об. Для чистовой обработки уменьшите ее до 0.01–0.05 мм/об. При обработке пластика отрегулируйте скорость подачи, чтобы избежать скопления стружки или ее плавления.
3. Рекомендуемая скорость и скорость подачи для токарной обработки металлов и пластика на станках с ЧПУ
| Материал | Скорость резания (Vc) | Скорость вращения шпинделя (об/мин)¹ | Скорость подачи (мм/об)² | |
| Драгоценные металлы | Мягкая сталь (например, AISI 1040) | 120 – 200 м/мин | ~2,300 – 3,800 (Ø100 мм) | Грубый: 0.15 – 0.30 Готово: 0.05 – 0.10 |
| Легированная сталь (например, AISI 4140) | 100 – 180 м/мин | ~1,900 – 3,400 (Ø100 мм) | Грубый: 0.12 – 0.25 Готово: 0.04 – 0.08 | |
| Нержавеющая сталь (304/316) | 70 – 120 м/мин | ~1,300 – 2,200 (Ø100 мм) | Грубый: 0.10 – 0.20 Готово: 0.03 – 0.06 | |
| Алюминий (6061-T6) | 300 – 500 м/мин | ~5,000 – 8,400 (Ø100 мм) | Грубый: 0.20 – 0.40 Готово: 0.08 – 0.15 | |
| Латунь (например, C36000) | 250 – 400 м/мин | ~4,200 – 6,700 (Ø100 мм) | 0.15 – 0.30 постоянно | |
| Титан (Ти-6Ал-4В) | 40 – 80 м/мин | ~670 – 1,300 (Ø100 мм) | Грубый: 0.08 – 0.15 Готово: 0.02 – 0.05 | |
| пластики | Ацеталь / ПК / ПММА / Нейлон | 300 – 500 м/мин | ~9,500 – 16,000 об/мин (Ø100 мм) | Грубый: 0.10 – 0.25 Готово: 0.05 – 0.15 |
| СВМПЭ/ПЭВП | 280 – 450 м/мин | ~8,500 – 14,000 об/мин (Ø100 мм) | 0.12 – 0.30 постоянно | |
| PTFE (тефлон) | 150 – 300 м/мин | ~4,800 – 9,500 об/мин (Ø100 мм) | 0.10 – 0.25 постоянно | |
| PEEK | 250 – 500 м/мин | ~8,000 – 16,000 об/мин (Ø100 мм) | 0.05 – 0.20 постоянно | |
- Для расчетов используйте RPM = (Vc × 1000) / (π × D) на основе детали диаметром 100 мм (~4″).
- Эти скорости подачи обеспечивают баланс нагрузки стружки и чистоты поверхности. Рассматривайте все значения как отправные точки; фактические настройки зависят от жесткости станка, инструмента и охлаждающей жидкости.
Примечание: Возможно, вам придется изменить эти значения в соответствии с вашими конкретными потребностями.
At RICHCONN наши инженеры тесно сотрудничают с клиентами для оптимизации параметров резки и выбора правильных материалов. Это гарантирует, что каждая деталь соответствует требованиям вашего проекта по отделке и долговечности. Нужен ли вам титан, алюминий или конструкционный пластик, у нас есть опыт, чтобы обеспечить стабильные результаты.
4. Особенности токарной обработки на станках с ЧПУ
Баланс подачи и скорости
Если скорость резания слишком высокая, инструмент нагревается и быстрее изнашивается из-за абразивного износа или образования кратеров. Аналогично, слишком высокая скорость подачи создает дополнительную механическую нагрузку на инструмент, что может привести к износу задней поверхности или выкрашиванию кромки.
Чтобы продлить срок службы инструмента и обеспечить высокое качество деталей, необходимо сбалансировать нагрев и нагрузку, найдя правильное сочетание скорости и подачи.
Минимизируйте вибрацию и дребезжание
Гибкие настройки с высокими подачами или скоростями могут вызывать вибрацию или дребезжание. Эти проблемы ухудшают качество обработки поверхности и могут привести к поломке инструментов. Чтобы предотвратить это, используйте жесткие держатели инструментов и устанавливайте правильные скорости вращения шпинделя, чтобы избежать резонанса. А для критических работ выбирайте демпфированные инструменты.
RICHCONNИнженеры компании отслеживают вибрацию в режиме реального времени, чтобы контролировать дребезжание – в частности, при работе с тонкостенными или высокоточными деталями.
Инструментальный материал и покрытие
Твердосплавные и покрытые пластины могут работать на более высоких скоростях и подачах по сравнению с инструментами из быстрорежущей стали. Тип выбранного вами инструмента определяет параметры резания, которые вы можете использовать. Всегда следуйте рекомендуемым производителем настройкам подачи и скорости для каждого материала и марки инструмента, чтобы предотвратить перегрев или преждевременный износ.
Калибровка и тестирование в реальных условиях
Начните с подач и скоростей из калькуляторов или справочных таблиц. Затем отрегулируйте эти значения в зависимости от жесткости станка, фактических условий резания и того, что вы видите во время обработки. Следите за температурой инструмента, проверяйте образование стружки, прислушивайтесь к необычным звукам и обращайте внимание на качество поверхности. Измените параметры, если вы видите подгорание, перегрузку или вибрацию.
Плюсы и минусы токарной обработки с ЧПУ
Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает как высокую точность, так и высокую производительность. Прежде чем выбрать этот вариант для проекта, рассмотрите как преимущества, так и недостатки.
Преимущества токарной обработки с ЧПУ
Чрезвычайная точность
Эти машины могут выдерживать допуски вплоть до ±0.0001 дюйма. Детали всегда соответствуют строгим стандартам качества.
Высокая производительность
Автоматизированные системы поддерживают высокую скорость производства. Машины могут работать круглосуточно, что сокращает время выполнения заказа для любого размера партии.
Постоянное качество
После программирования токарные станки с ЧПУ производят идентичные детали от партии к партии. Это снижает вероятность дефектов или человеческих ошибок.
Гибкость
Токарная обработка с ЧПУ может работать с широким спектром материалов, таких как пластик, металлы и многие другие. Это делает ее полезной для различных целей в различных отраслях промышленности.
Повышенная безопасность
Операторы защищены от движущихся частей и мусора, поскольку процесс автоматизирован и закрыт.
Ограничения токарной обработки с ЧПУ
Только для цилиндрических форм
Работает только для круглых и симметричных деталей. Для сложных форм, которые не вращаются, необходимы фрезерование или другие методы.
Материальные отходы
Токарная обработка с ЧПУ удаляет материал из цельных прутков. Это оставляет много отходов.
Высокие затраты на установку и обслуживание
Первоначально покупка машин, их программирование и обслуживание оборудования обходится дорого. Это неэкономично для небольших тиражей.
Применение токарной обработки с ЧПУ
Автомобильная
Автомобильная промышленность полагается на токарную обработку с ЧПУ. Этот процесс создает втулки, валы, ступицы и коленчатые валы с жесткими допусками. Поэтому двигатели могут работать плавно в транспортных средствах.
Аэрокосмическая и оборонная
Детали, обработанные на станках с ЧПУ, имеют решающее значение для самолетов. Крепеж, шасси, коллекторы и компоненты гидравлической системы требуют этой технологии. Только токарная обработка на станках с ЧПУ может обрабатывать передовые материалы и сложные формы, которые требуются этим деталям.
Медицинские приборы
Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает точность и качество поверхности, необходимые для медицинских инструментов, имплантатов и костных винтов. Токарные станки с ЧПУ швейцарского типа могут достигать допусков вплоть до ±0.001 мм. Подходит для небольших и критических медицинских компонентов.
Нефть и газ
Нефтяные вышки и трубопроводы используют фитинги, клапаны и скважинные инструменты, изготовленные с помощью токарной обработки с ЧПУ. Эти детали должны выдерживать коррозию и высокое давление. Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает точные размеры и прочность, необходимые для безопасного использования в суровых условиях.
Электроника/Потребительские товары
Токарные станки с ЧПУ контакты разъема и корпусов для смартфонов и других гаджетов с большой точностью. Благодаря этому каждая деталь подходит и работает так, как задумано.
Токарная обработка с ЧПУ и фрезерная обработка с ЧПУ – краткое сравнение
Фрезерование с ЧПУ и точение с ЧПУ обеспечивают точную обработку, но работают по-разному и для разных применений. Таблица ниже представляет собой краткое руководство, которое поможет вам выбрать лучший процесс для вашего варианта использования:
| Характеристика | Токарная обработка с ЧПУ | Фрезерные |
|---|---|---|
| Движение заготовки | Вращает заготовку | Вращает режущий инструмент |
| Формы, произведенные | Цилиндры, резьбы, конусы | Плоские модели, карманы, прорези, свободные формы |
| Скорость и эффективность | Быстро для круглых деталей | Лучше подходит для сложной, невращательной геометрии |
| Инструменты | Одноточечные/вставные инструменты | Концевые фрезы, сверла, фасонные инструменты |
| Ограничения | Обычно только цилиндрические | Нужны сложные траектории движения инструмента и крепления |
Также см: В чем основные различия между фрезерной и токарно-фрезерной обработкой с ЧПУ?
Получите лучшие детали, обработанные на станках с ЧПУ Richconn
Richconn предлагает токарные работы с ЧПУ с допусками до ±0.001 мм. Наши современные многоосевые токарные станки могут работать с пластиком, металлом и деталями сложной формы. Мы сертифицированы по стандарту ISO 9001, поэтому каждый ваш заказ получает быструю доставку и строгий контроль качества.
Подводить итоги
Токарная обработка с ЧПУ обеспечивает повторяемость, точность и эффективность для цилиндрических компонентов. Быстрая работа и интеграция CAD/CAM помогают компаниям сократить количество человеческих ошибок, быстрее запускать продукцию и повышать безопасность на рабочем месте. Хотя затраты на настройку высоки, а процесс ограничен радиальными формами, токарная обработка с ЧПУ по-прежнему является необходимостью для отраслей, которым требуются надежные и высококачественные детали.
Вы можете доверять Richconn для получения высококачественных деталей, обработанных на станках с ЧПУ. Свяжитесь с нами для цитаты сегодня.
Смежные вопросы
Какие формы деталей подходят для токарной обработки на станках с ЧПУ?
Токарная обработка с ЧПУ лучше всего подходит для деталей с вращательной симметрией; например, конических, цилиндрических, резьбовых и пазовых компонентов. Она также может производить некоторые полигональные формы с помощью синхронизированной полигональной обработки.
Почему возникает вибрация при токарной обработке с ЧПУ и как ее устранить?
Вибрация вызвана вибрацией между инструментом и заготовкой. Чтобы избежать этого, выбирайте правильные подачи и скорости, используйте жесткие настройки, выбирайте демпфированные инструменты и избегайте таких скоростей вращения шпинделя, которые могут создать резонанс.
Насколько точными могут быть допуски токарной обработки с ЧПУ?
Типичная токарная обработка с ЧПУ имеет допуски ±0.127 мм (0.005″). Однако высокоточные станки могут иметь допуски вплоть до ±0.001 мм (0.00005″).
Что должен предложить поставщик токарных станков с ЧПУ B2B?
Ищите поставщиков с передовыми токарными станками с ЧПУ, которые поддерживают работу с приводным инструментом и многоосевую обработку, имеют опыт работы с различными материалами, могут выдерживать жесткие допуски и имеют сертификаты качества, такие как ISO 9001. Для получения профессиональных решений в области токарной обработки с ЧПУ вы можете связаться с нами сегодня.
