В процессе обработки деталей с ЧПУ используются два основных процесса, но они отличаются от кинематических принципов, эффективности удаления материалов и логики контроля качества поверхности. Многие инженеры игнорируют влияние технологических путей на допуск формы и расположения, что приводит к увеличению размеров и дефектов при производстве. Понимание границ процесса точения и фрезерования с ЧПУ и смешивание в сочетании с фрезерованием является ключом к сокращению сроков перегрузки и повышению согласованности. В этой статье подробно рассматриваются параметры резания, выбор инструмента и стратегии управления отделкой поверхности для обоих процессов, чтобы помочь команде по закупкам и разработкам избежать обычных режимов отказа на этапе отбора, определить, когда применять единый процесс, а когда вводить многоосную комбинированную обработку.
Основные движения и отличия инструментов для точения и фрезерования ЧПУ
При обработке поворотных поверхностей скорость резания составляет 8000-12000 об/мин, глубина резания обычно составляет 0,5 -2 мм, подача 0,1 - 0,3 мм/rev. При обработке поворотных поверхностей используются жесткие сплавы или CBN, которые имеют длительный срок службы.
Фрезерование (Milling) предназначено для неповоротных элементов, таких как корпус, кронштейн, сложные поверхности. Заготовка фиксируется или вращается, а инструмент вращается. Для фрезерования требуется многонаправленная подача, как радиальная, так и осевая, требуется высокая жесткость инструмента. При обработке нержавеющей стали или титана фрезерование может привести к вибрации, которая приводит к волнению поверхности. При этом необходимо снизить скорость вращения шпинделя до 3000-5000 об/мин, увеличить глубину резания до 3-5 мм и использовать стратегии малой подачи (High-Speed Milling или Trochoidal Milling) для управления пространством стружки и предотвращения перегрева.
Поверхность поверхности и контроль допусков
Для деталей с высокой яркостью, без царапин, выбор пути напрямую определяет скорость обработки. Чистота обработки зависит от скорости подачи. При снижении скорости подачи, при которой значение Ra = K\t times f$значительно снижается, а время обработки-при условии, что Ra0,4 мкм требуется токарный нож, большой передний угол, а также небольшая глубина резания после последней полутоточной машины.
Чистота фрезерования зависит от стратегии резания. Традиционная параллельная линия ножей оставляет следы вмятины в направлении оси Z Scalloping, а также сферические и контурные канавки обеспечивают лучшее управление освещением поверхности. При обработке внешнего вида из алюминиевого и магниевого сплава используются четыре процесса: грубый фрезерование + полутонкое фрезерование + тонкое фрезерование + шлифование + полировка. Скорость вращения инструмента увеличивается на 30%, а подача уменьшается на 50%, а концевые фрезы с большой стружкой, чтобы избежать закручивания стружки. Для таких производителей, как ShowyMetal, необходимо контролировать износ инструмента в серийном производстве, чтобы обеспечить отсутствие микротрещин и вибрирования.
Фрезерование композитных: прыжок эффективности, чтобы нарушить ограничения по одной оси
Когда деталь содержит как поворотные, так и сложные боковые элементы (например, соединитель воздушного трубопровода, робот фланца), отдельный токарный станок или фрезерный станок приводит к вторичному зажиму, суммарная погрешность может достигать ±0,1мм. Трезечная композитная фрезеровка Turning-Milling Combined объединяет точение, фрезерование и сверление в многоосном станке с ЧПУ, который выполняет все характеристики за один зажим. Например, 5-осевой композитный станк может обрабатывать отверстия, канавки и резьбы на боковой стороне заготовки с покачиванием по оси C. Это не только снижает погрешность зажима до нуля, но и сокращает общее время обработки на 40%. Для материалов из нержавеющей стали, при комбинированной обработке следует обратить внимание на тепловую деформацию, рекомендуется после завершения обработки провести измерение в течение 2 часов, чтобы высвободить внутренние силы.
Решающее влияние характеристик материала на выбор технологии
Коэффициент резания (Kc) и вязкость различных материалов напрямую определяют осуществимость точения или фрезерования. алюминиевые сплавы (6061/7075):Отличная теплопроводность и легкость к клевете. Высокая скорость вращения при точении во избежание чрезмерного усилия резания; используйте острые кромки для фрезерования, чтобы алюминиевая стружка не выдавливалась обратно на поверхность под давлением. Нержавеющая сталь (304/316):Низкая теплопроводность и сильное затвердевание. При точении инструмент износится и требует использования твердосплавов CBN или покрытия. При фрезеровании необходимо использовать мощную охлаждающую жидкость и избегать прерывистого резания. Инженерные пластмассы (PEEK/POM).Высокий коэффициент трения, легко расплавить расплаву. При точении и фрезеровании кромок крайне острыми, охлаждающая жидкость в основном смазка, а не охлаждение, предотвращая образование заусенцев от трения на поверхности деталей.
Сравнение технологических решений: однопроцесс-vs комбинированный
| Размеры | ЧПУ токарная | Фрезерование 3/5 оси | Фрезерование композитного |
|---|---|---|---|
| Применимые элементы детали | Поворотные тела, торцы, внутренние отверстия | Плоскость, полость отгиба, сложные поверхности | Имеет поворотные и невращающиеся характеристики |
| Типовая способность допуска | ±0,02 мм | ±0,01мм | ±0,01мм (первичный зажим) |
| Ограниченное качество поверхности. | Подача, следы зажима | Остаточная высота, виброповерхность | Многонаправленный инструмент для вставки |
| Эффективность обработки. | Высота (простая форма) | Средний (более медленная поверхность со сложной поверхностью) | Очень высокая (без вторичного зажима) |
| Основные модели отказа | Горячая вытягивание, нож | Ножи, нож. | Погрешность преобразования системы координат |
Из таблицы видно, что для деталей с простой втулкой, которая обеспечивает максимальную эффективность точения; для сложных корпусов лучше фрезеровать; для валов с боковыми отверстиями, Трезеровка является надежным решением для обеспечения положения до 0,05 мм. При закупке необходимо четко указать критерии зажима деталей, чтобы поставщик мог оптимизировать процесс.
Обычные режимы отказов и стратегии уклонения при смешанной обработке
При серийном производстве наиболее сложной проблемой является «гармоничность». К числу наиболее распространенных недостатков относятся: 1. дрейф размеров из-за износа инструмента;2. хроматография поверхности из-за неравномерного размыва охлаждающей жидкости;3. осевая ошибка из-за теплового удлинения шпинделя. Стратегия уклонения зависит от тщательной технической проверки. Во-первых, внедрение подтверждения первой детали (FAI) позволяет производить серийное производство только после ее соответствия требованиям. В случае обнаружения трендовых смещений немедленно откорректируйте величину компенсации инструмента. Кроме того, перед полировкой следует добавить процесс «отжига денапряжения»(для стальных деталей) или «естественной речки», чтобы стабилизировать внутреннюю решетку и предотвратить деформацию последующей обработки.
Нормы контроля качества и приемки
На этапе приемки необходимо сосредоточиться на допуске формы и расположения, а не только на допуске размеров. Для высокоточных соединений соосность, плоскостность и перпендикулярность часто важнее длины. Методы контроля должны включать: трехкоординатный измеритель (CMM) для полноразмерной проверки ключевых характеристик; оптический измеритель для быстрого сравнения мелких деталей; прибор шероховатости для проверки значений Ra. Для деталей, поставляемых ShowyMetal, перед отгрузкой выполняется 100% полная проверка основных размеров, внешний вид которых соответствует стандарту AQL 1.0, чтобы гарантировать отсутствие царапины, заусенцев и окисления обесцвечивания. Отчет о проверке должен сопровождаться облачностью точек CMM и кривой шероховатости для отслеживания клиента.
FAQ 1: Можно ли выполнить точение и фрезерование в одном и том же зажиме?
Да, именно в этом заключается основная функция станка для фрезерования. При вращении по осям C или B боковые характеристики заготовки обрабатываются фрезерами без необходимости повторного зажима, что позволяет устранить кумулятивную погрешность.
FAQ 2: Как точение и фрезерование охлаждаются при обработке нержавеющей стали?
Низкая теплопроводность из нержавеющей стали требует прямого орошения зоны резания с помощью охлаждающей жидкости высокого давления (10-40 бар), а также снижения скорости резания, чтобы избежать накопления тепла, которое может привести к обрушению режущей кромки инструмента или отжигу детали.
FAQ 3: Как убедиться в том, что объемные детали не имеют цветового оформления?
Внешний вид зависит от однородности партии материала и равномерности обработки поверхности. Материал должен быть присвоен, а в процессе полировки используется постоянная скорость вращения и давление, чтобы избежать искусственных изменений.
FAQ 4: Как выбрать шнур при фрезеровании сложных поверхностей?
При тонкой обработке предпочтение отдается горизонтальной канавке (Parallel/Flat) или 5-осевой обработке, чтобы контролировать остаточную высоту с постоянной длиной резания, чтобы избежать жжения, вызванного низкой резью в области мяча.
FAQ 5: Почему поверхность тумана при токарной обработке алюминиевых деталей?
Алюминиевые клещи являются тяжелыми, если лезвие не является острым или плохо выделенной стружкой, алюминиевая стружка сжимает поверхность обратного давления, образуя белые туманы. Необходимо использовать лезвие с большим передним углом и оптимизировать подачу, при необходимости добавить процесс полировки.
Выводы и рекомендации по выбору технологий
Точение и фрезерование с ЧПУ не являются взаимоисключающими, а дополняют друг друга. Токарная поверхность-это технология, которая позволяет решать проблемы «однократного зажима, высокой точности и короткого периода времени». Рекомендуется использовать DFM в начале разработки, чтобы определить основные характеристики и зарезервировать допуски. Если ваш проект включает многопрофильные интегральные элементы или требует соответствия внешнего вида, то мы рекомендуем использовать 5-осевую комбинированную обработку. Ознакомьтесь с нашей инструкцией по обработке поверхности, чтобы узнать, как повысить производительность детали после анодирования, пескоструйной обработки и т. д. После подготовки чертежей, отправьте запрос, и мы предоставим подробную техническую оценку и предложение на основе осуществимости и соответствия партии.
