1. Введение
Среди ключевых этапов обработки на станках с ЧПУ — черновая и чистовая обработка., два процесса, которые работают вместе, чтобы обеспечить как функциональное, так и эстетическое качество конечной детали..
Черновая обработка направлена на быстрое удаление большого количества материала, а чистовая обработка улучшает поверхность детали и обеспечивает соответствие жестким допускам..
Эти этапы необходимы для достижения желаемых результатов и оптимизации времени и стоимости обработки.
В этом посте, Мы сломаем отчетливые роли черновой и отделки ЧПУ, Изучите инструменты и параметры, и предоставить действенную информацию о том, как оптимизировать каждый этап.
2. Что такое черновая обработка с ЧПУ?
Черно -обработка ЧПУ является первым шагом в процессе обработки, спроектирован для удаления большой части материала из заготовки.
Цель состоит в том, чтобы достичь приблизительной формы окончательной части, не слишком беспокоясь о отделке поверхности или жестких допусках.
Это агрессивно, Фаза удаления больших объемов, которая готовит заготовку для более точной стадии отделки.
Обзор процесса:
- Настраивать: Заготовка надежно зажата к машине ЧПУ.
Платы инструментов планируются максимизировать удаление материала, и режущий инструмент выбирается в зависимости от типа материала и потребностей черновой обработки.. - Удаление материала: При черновой обработке удаляется большая часть материала., использование более высоких скоростей, большая глубина резания, и более высокие скорости подачи по сравнению с чистовой отделкой.
Обычно, черновая обработка оставляет после себя черновую, неровная поверхность. - Начальное формирование: На этом этапе, материалу придается форма, приближающаяся к желаемой геометрии, но основное внимание уделяется скорости, не подробно.
Используемые инструменты:
- Концевые фрезы: Эти инструменты обычно используются как для черновой, так и для чистовой обработки.. Для черновой обработки, для быстрого удаления материала используются более крупные инструменты.
- Черновые фрезы: Специально разработанные инструменты для агрессивной резки., часто с несколькими зубьями, чтобы минимизировать силы резания и обеспечить больший съем материала..
Параметры для управления:
- Скорость: Для черновой обработки, скорость резания обычно устанавливается высокой, чтобы быстро удалить большое количество материала..
Типичная скорость может находиться в диапазоне 2,000 к 5,000 об/мин, в зависимости от типа материала и размера фрезы. - Скорость подачи: Более высокие скорости подачи (начиная от 0.02 к 0.5 мм/зуб) обеспечить более быстрое удаление материала.
- Глубина резания: Черновая обработка предполагает более глубокие резы. (до 1 к 2 мм или более за проход) по сравнению с отделкой, позволяет снимать больше материала за проход.
3. Что такое чистовая обработка с ЧПУ?
ЧПУ с ЧПУ является вторым этапом процесса обработки., который фокусируется на достижении окончательных размеров, гладкость, и качество поверхности детали.
В отличие от черновой обработки, Финишная обработка — это более совершенный процесс, который гарантирует, что деталь находится в пределах жестких допусков и готова к функциональному использованию..
Обзор процесса:
- Сглаживание поверхности: Во время отделки, цель – создать плавный, ровная поверхность с высокой точностью.
Инструмент удаляет лишь небольшое количество материала на неглубоких участках., точные разрезы. - Мелкие нарезки: В отличие от черновой обработки, в процессе отделки используется меньше, более изысканные разрезы, с более медленными подачами и меньшей глубиной резания.
Используемые инструменты:
- Сферические концевые фрезы: Идеально подходит для отделки, эти инструменты обеспечивают гладкую поверхность, особенно на изогнутых поверхностях или сложной геометрии.
- Отделка резак: Эти резаки предназначены для высокой точности и оптимизированы для получения отличной поверхности.
Важность точности:
Точность, необходимая для отделки ЧПУ, имеет решающее значение, Особенно в таких отраслях, как аэрокосмическая промышленность, автомобильный, и медицинский, где компоненты должны соответствовать очень жестким допускам.
Например, допуски на уровне ± 0,001 дюйма (0.025 мм) часто требуются, Особенно для деталей, которые будут подвергаться дальнейшей сборке или строгим тестированию.
4. Преимущества черновой обработки
Высокая скорость съема материала:
Основным преимуществом черновой обработки ЧПУ является его способность быстро удалять большие объемы материала.
Используя большие режущие инструменты и более глубокие порезы, Грубовалось уменьшает основную часть заготовки за короткое время, обеспечение более быстрого производственного цикла.
Это особенно полезно для больших или толстых деталей, где необходимо значительное удаление материала перед переходом к более тщательному этапу чистовой обработки..
Экономически эффективное производство:
Черновая обработка — наиболее экономичный этап обработки на станках с ЧПУ., поскольку используются инструменты, предназначенные для быстрого удаления материала, что сокращает время обработки и, по очереди, затраты.
С высокими подачами и скоростями резания, этот процесс снижает потребность в многократном, трудоемкие операции позже.
Это не только сводит к минимуму общую стоимость детали, но и повышает прибыль производителей..
Снижение износа инструментов для чистовой обработки:
Удаление большей части материала на ранней стадии, черновая обработка предотвращает чрезмерный износ более деликатных чистовых инструментов.
Эти инструменты для отделки часто предназначены для обеспечения точности и требуют тонких пропилов.,
Таким образом, защита их от агрессивного удаления материала уменьшает частоту замены инструмента и улучшает общую долговечность инструмента.
Улучшенная стабильность заготовки:
Черновая обработка может помочь стабилизировать заготовку перед финалом, Сделано более сложные отделки.
Удалив материал в контролируемом, постепенный способ, Грубание гарантирует, что форма детали находится близко к окончательной геометрии, уменьшение вероятности деформации или сдвига во время отделки.
Это особенно важно в точной отрасли, например, аэрокосмическая и автомобильная, Где допуски строги.
Гибкость при удалении материала:
Черновая обработка очень адаптируется к различным материалам, От более мягких металлов, таких как алюминий до более жестких материалов, таких как сталь и титан.
С правильными режущими инструментами и параметрами, Кернирование обеспечивает эффективное удаление материала из широкого спектра материалов, Увеличение универсальности в производственных операциях.
5. Преимущества отделки
Высокоточная обработка поверхности:
Зашищая фаза обработки с ЧПУ имеет решающее значение для достижения желаемой поверхности, особенно когда требуются плотные допуски и высококачественная поверхностная эстетика.
Отделка для отделки предназначена для сглаживания грубых краев и создания безупречных, Высококачественная поверхность, соответствующая конкретным требованиям отраслей промышленности
такие как аэрокосмическая промышленность, медицинский, и автомобилестроение.
- Пример: Для аэрокосмических компонентов, например лопатки турбины, Отделка обеспечивает плавную,
Полированные поверхности, которые соответствуют строгим аэродинамическим и стрессовым стандартам, обеспечение оптимальной производительности.
Жесткие допуски и точность размеров:
Отделка ЧПУ играет жизненно важную роль в достижении жестких допусков и высокой точности..
После того, как процесс грубых, Инструменты отделки вступают во владение, чтобы уточнить часть,
Обеспечение того, чтобы это соответствовало точным измерениям и спецификациям размерности.
Это важно при производстве компонентов, которые должны идеально сочетаться друг с другом в сложных сборках..
- Влияние на допуски: В таких отраслях, как производство медицинского оборудования или производство полупроводников., даже малейшее отклонение может поставить под угрозу функциональность.
Чистовая обработка помогает довести допуск детали до ±0,001 дюйма или выше..
Повышенная целостность поверхности:
Финишная обработка улучшает целостность поверхности материала., устранение дефектов, оставшихся после черновой фазы.
Процесс удаляет микрозаусенцы., следы инструмента, и другие дефекты, которые могут повлиять на функциональность или эстетическую привлекательность детали..
Это особенно важно для компонентов, подвергающихся воздействию агрессивных сред., например, в автомобильной или химической промышленности,
где целостность поверхности является ключом к производительности и долговечности.
- Пример: В автомобильной промышленности, Отделка используется для удаления недостатков поверхности на деталях двигателя, таких как головки цилиндров, который должен выдерживать высокое давление и тепло.
Процесс гарантирует, что детали работают оптимально без преждевременного износа или сбоя.
Повышенная долговечность и износостойкость:
Процесс отделки часто включает в себя применение конкретных путей инструмента и стратегии резки, которые помогают повысить долговечность окончательной части.
Оптимизируя плавность поверхности и качество отделки, Отделка может повысить устойчивость к износу и способность части выдержать жесткие условия работы.
Например, в приложениях с высоким стрессом, таким как компоненты двигателя или хирургические инструменты, Этот дополнительный слой уточнения помогает уменьшить износ и продлить срок службы части.
- Пример: Процессы отделки на титановых медицинских имплантатах улучшают плавность поверхности и биосовместимость, Снижение риска коррозии или инфекции.
Эстетическая привлекательность и визуальное качество:
Для многих приложений, особенно в потребительских товарах или архитектурных продуктах, внешний вид конечной детали так же важен, как и ее функциональные возможности.
ЧПУ-обработка позволяет получить широкий спектр текстур поверхности., из гладкого, от полированного до атласного или матового вида.
Такой уровень контроля над эстетическим результатом делает обработку с ЧПУ бесценной для продуктов, где внешняя привлекательность имеет решающее значение..
- Пример: В бытовой электронике, например, корпуса смартфонов или корпуса ноутбуков, отделка создает гладкую,
визуально привлекательная поверхность, которая не только хорошо выглядит, но и улучшает общее впечатление от пользователя, обеспечивая удобство, гладкая отделка.
Повышение экономической эффективности с течением времени:
Хотя чистовая обработка может занять больше времени, чем черновая., в долгосрочной перспективе это может сэкономить деньги за счет снижения вероятности выхода из строя деталей или дорогостоящего ремонта..
Обеспечивая соответствие детали всем спецификациям и требованиям качества с самого начала., производители избегают необходимости дорогостоящей доработки или замены деталей.
- Пример: В производстве сложнейших компонентов автомобильных двигателей.,
отделка гарантирует, что компоненты соответствуют строгим стандартам, помогая производителям избежать дорогостоящих отзывов или гарантийных претензий.
6. Черновая обработка с ЧПУ против. ЧПУ ЧПУ
Обработка на станке с ЧПУ — это высокоточный и универсальный производственный процесс.,
но крайне важно понимать различные роли и цели двух основных этапов процесса.: ЧПУ черновая обработка и ЧПУ чистовая обработка.
Ключевые различия:
Основная цель
- Черновая обработка: Основная цель чернового этапа – быстрое удаление больших объемов материала с заготовки..
Черновая обработка — это тяжелая операция резания, направленная на придание детали ее основных размеров., оставляя после себя избыток материала (известный как «акция») это будет уточнено на следующем этапе.
Инструмент с черновой обработкой работает с высокими показателями корма и глубокими сокращениями, чтобы убрать как можно больше материала. - Отделка: В отличие, Цель окончания - уточнить часть до его окончания, Точные измерения.
Отделочные операции сосредоточены на достижении плотных допусков и создании плавного, Высококачественная поверхностная отделка.
На этом этапе используется более легкие порезы, более медленные скорости корма, и более тонкие инструменты для обеспечения заготовки соответствуют необходимым стандартам для точности и эстетики.
Параметры оснастки и резки
- Черновая обработка: Инструменты из черновой обработки обычно предназначены для обработки высоких скоростей удаления материала и выдерживания напряжений разрезания больших объемов материала.
Инструменты, такие как Грубание конец мельницы, Индексируемые вставки, и торцевые фрезы используются для этого этапа.
Параметры резки установлены для агрессивного удаления материала, Часто используя более высокие скорости корма, большая глубина резания, и более высокие скорости шпинделя.
Однако, Руковые края инструмента часто предназначены для того, чтобы противостоять износу от более существенного взаимодействия с материалом. - Отделка: Инструменты отделки более специализированы и предназначены для достижения гладкой поверхности и точных размеров.
Конец шарика, Отделка конец мельницы, или инструменты с алмазным покрытием обычно используются.
Параметры резки корректируются для более тонких, больше контролируемых разрезов, с более медленными скоростями корма и более мелкой глубиной разреза, чтобы не повредить поверхностную отделку.
Силы резания
- Черновая обработка: Силы резания во время черновой оболочки, как правило, намного выше из -за объема удаленного материала.
Эти силы могут вызвать значительный износ инструмента, а иногда и вибрации, Требование тщательного контроля, чтобы предотвратить отклонение и болтовню. - Отделка: Силы резки в отделке обычно ниже, чем в черновой обработке.
Основное внимание во время отделки уделяется точке и качеству поверхности, и силы резки сведены к минимуму, чтобы снизить риск отклонения инструмента или искажения геометрии детали.
Чистота поверхности и допуски
- Черновая обработка: Поверхностная отделка после грубых, с видимыми знаками инструмента и неровными поверхностями.
Допуски во время черновой обработки, как правило, не такие строгие, Поскольку цель в первую очередь удаление материала.
Полученная поверхность часто описывается как «грубый запас» и нуждается в дальнейшей уточнении на стадии отделки. - Отделка: После финиша, Заготовка должна иметь плавную, Полированный внешний вид с минимальными знаками инструмента, и поверхность должна соответствовать плотным размерным допускам.
Достижение высококачественной поверхностной отделки часто требует определенных инструментов отделки и оптимизированных параметров резки, чтобы минимизировать недостатки.
Время и эффективность
- Черновая обработка: Черновая обработка обычно является наиболее трудоемкой частью процесса обработки на станке с ЧПУ., но это важно для быстрого удаления большого количества материала.
Этот этап оптимизирован для повышения эффективности, удалить как можно больше материала в кратчайшие сроки, даже в ущерб качеству поверхности. - Отделка: Чистовая обработка занимает меньше времени, чем черновая, это более тонкая и точная операция.
Процесс достижения высококачественной отделки поверхности часто включает в себя больше проходов с легкими резами, чтобы избежать искажения геометрии детали или возникновения дефектов..
Этот этап, при этом требуется больше времени на проход, имеет решающее значение для обеспечения соответствия конечного продукта требуемым спецификациям..
7. Ключевые факторы для оптимизации черновой и чистовой обработки с ЧПУ
Параметры резки:
Лучшие практики включают оптимизацию скорости резания., скорости подачи, и глубина резания в зависимости от характеристик материала и инструмента..
Например, Алюминий допускает более высокие скорости резки по сравнению со сталью, который требует медленнее, Более преднамеренные порезы.
Выбор инструмента:
Выбор правильных инструментов для каждой фазы максимизирует срок службы инструмента и эффективность обработки.
Герварирование может выиграть от карбидных вставки для долговечности при отделке может использовать полированные керамические инструменты для более плавных поверхностей.
Существенные соображения:
Различные материалы требуют адаптированных стратегий; более мягкие металлы, такие как алюминиевая поддержка быстрее грубые, в то время как более жесткие металлы, такие как спрос на титана, осторожные подходы.
Титан, например, Требуется 20-30% Снижение скорости резки по сравнению с алюминиевым.
Стратегии траектории инструмента:
Оптимизация пути инструментов сводит к минимуму ненужные движения и максимизирует эффективность сокращения.
Программное обеспечение CAM играет ключевую роль в создании эффективных путей инструментов, потенциально сокращает время цикла до 25%.
8. Распространенные проблемы при черновой и чистовой обработке с ЧПУ
обработка с ЧПУ, Хотя он очень точен и эффективен, не без проблем.
Как черновые, так и стадии завершения представляют уникальные препятствия, которые могут повлиять на качество, эффективность, и экономическая эффективность процесса обработки.
Решение этих проблем имеет решающее значение для достижения оптимальных результатов.
Черновая обработка
Износ инструмента:
-
- Испытание: Агрессивные параметры резки, используемые в черновой обработке, могут привести к быстрому износу инструмента, сокращение срока службы инструмента и увеличение затрат.
- Решение: Используйте прочные инструменты, предназначенные для удаления тяжелых материалов, такие как карбидные вставки.
Реализуйте регулярные проверки технического обслуживания и рассмотрите возможность использования покрытий, таких как Tialn или DLC (Алмазоподобный углерод) чтобы продлить срок службы инструмента 40%.
Накопление тепла:
-
- Испытание: Высокоскоростная резка генерирует значительное тепло, который может ухудшить производительность инструмента и повлиять на целостность материала.
- Решение: Используйте надлежащие методы применения охлаждающей жидкости, такие как системы доставки охлаждающей жидкости.
Охлаждающая жидкость не только рассеивает тепло, но и улучшает эвакуацию чипа, уменьшение наращивания тепла до 60%.
Вибрация:
-
- Испытание: Вибрация может вызвать метки болтовни на заготовке и сократить срок службы инструмента. Это особенно проблематично в глубоких порезах или длинных свесах.
- Решение: Оптимизировать параметры резки для минимизации вибрации. Более короткие инструменты с более высокой жесткостью могут помочь, Как и регулировка скорости шпинделя и скорости подачи.
Использование сбалансированных сборок инструментов и стабильные настройки могут уменьшить проблемы, связанные с вибрацией, до тех пор 70%.
Эвакуация стружки:
-
- Испытание: Неэффективная эвакуация чипа может привести к повторному обрезанию чипов, вызывая повреждение инструмента и плохую отделку поверхности.
- Решение: Выберите инструменты с соответствующей геометрией флейты для эффективной очистки чипа.
Используйте охлаждающую жидкость и вакуумные системы высокого давления для обеспечения быстрого удаления чипсов, улучшение эвакуации чипов до 80%.
Завершение испытаний
Достижение идеальной отделки поверхности:
-
- Испытание: Поддержание тонкой поверхности требует точного управления параметрами резки и выбора инструментов.
- Решение: Используйте специализированные инструменты для чистовой обработки с большим количеством канавок и более тонкой геометрией кромок., например, концевые фрезы со сферическим концом.
Поддерживайте постоянные условия резания, включая стабильную скорость шпинделя и контролируемую скорость подачи.
Усовершенствованное программное обеспечение CAM может оптимизировать траектории движения инструмента для более гладкой обработки., достижение таких низких значений Ra, как 0.4 мкм.
Управление отклонением инструмента:
-
- Испытание: Тонкие или длинные инструменты могут отклоняться во время резки., приводит к неточностям размеров и плохому качеству поверхности..
- Решение: Выберите короче, более жесткие инструменты, если это возможно. Увеличьте жесткость держателя инструмента и используйте держатели инструмента с минимальным биением..
Используйте такие стратегии, как трохоидальное фрезерование, для равномерного распределения сил резания., уменьшение прогиба до 50%.
Соблюдение жестких допусков:
-
- Испытание: Крайне важно обеспечить соответствие деталей жестким допускам., особенно в таких отраслях, как аэрокосмическая и медицинская.
- Решение: Регулярно калибруйте машины и инструменты для поддержания точности.. Используйте точные измерительные инструменты для получения обратной связи и корректировок в режиме реального времени..
Внедряйте автоматизированные процессы проверки, чтобы своевременно выявлять отклонения., обеспечение допусков в пределах ±0,01 мм.
Варианты твердости материала:
-
- Испытание: Различия в твердости материала могут повлиять на стабильность резания и срок службы инструмента..
- Решение: Перед обработкой выполните испытания на твердость материала, чтобы соответствующим образом отрегулировать параметры резки..
Используйте адаптивные системы управления, которые автоматически компенсируют изменения твердости., поддержание стабильных условий резания.
9. Технологии, улучшающие черновую и чистовую обработку
Передовые инструментальные решения
Современные режущие инструменты значительно изменили эффективность и результативность как черновой, так и чистовой обработки при обработке на станках с ЧПУ..
Современные материалы, такие как карбид, керамика, и КБН (кубический нитрид бора) теперь используются для производства инструментов, обладающих превосходной твердостью., износостойкость, и термостойкость.
Эти инструменты гарантируют, что даже при работе с прочными материалами, например, титан, Инконель, или закаленная сталь, Процесс обработки остается эффективным, последовательный, и точный.
Инструменты с покрытием для повышения производительности
Инструментальные покрытия, такие как олово (Нитрид Титана), ТиАлН (Титановый алюминий нитрид), и алмазные покрытия (DLC), обеспечить значительные преимущества при грубости и отделке ЧПУ.
Эти покрытия уменьшают трение, минимизировать износ, и повысить теплостойкость, приводя к более длительному сроку службы инструмента и более эффективным операциям обработки.
С дополнительным преимуществом более низких сил резания, Производители могут достичь более плавной отделки как на этапах черновой и отделки.
5-Осевая обработка с ЧПУ
5-Машины Axis CNC обеспечивают большое преимущество как в черновой обработке, так и в отделке, уменьшая необходимость в нескольких установках.
Это повышает как точность, так и эффективность, Поскольку детали могут быть обработаны с разных сторон без перепозиции.
Способность приближаться к материалу с разных направлений означает, что инструменты с меньшей вероятностью сталкиваются с болтовней или отклонениями, что приводит к улучшению качества поверхности и более точному резу.
Кроме того, 5-Осевые станки обеспечивают большую гибкость при проектировании деталей., снижение потребности в дополнительных инструментах или сложных приспособлениях.
Системы подачи СОЖ под высоким давлением и системы подачи СОЖ через шпиндель
Внедрение систем подачи СОЖ под высоким давлением значительно повысило эффективность черновой и чистовой обработки на станках с ЧПУ..
Эти системы направляют СОЖ непосредственно в зону резки., обеспечение лучшего отвода тепла и снижения износа инструмента.
Кроме того, СОЖ под высоким давлением помогает смыть стружку, предотвращение их вмешательства в процесс резки, особенно при черновой обработке, когда снимается большое количество материала.
Для отделки, охлаждающая жидкость помогает поддерживать температурную стабильность, обеспечение отделки поверхности материала без термических деформаций.
Автоматизированные системы смены инструмента
Автоматические устройства смены инструмента обеспечивают плавный переход между этапами черновой и чистовой обработки., особенно когда для каждого этапа требуются разные инструменты.
Автоматизируя этот процесс, Станки с ЧПУ могут работать без перебоев, сокращение времени простоя и повышение производительности.
Эти системы могут хранить различные режущие инструменты и заменять их на основе заранее запрограммированных инструкций., обеспечение того, чтобы для соответствующей операции всегда использовался правильный инструмент.
Интеллектуальные датчики и машинное обучение для оптимизации процессов
Интеграция интеллектуальных датчиков и технологий машинного обучения в станки с ЧПУ улучшила мониторинг и оптимизацию процессов..
Эти датчики могут обнаруживать вибрации., силы резания, и износ инструмента в режиме реального времени, позволяет мгновенно вносить коррективы для повышения эффективности обработки и качества деталей..
При черновой обработке, эти технологии могут предотвратить перегрузку инструмента или заготовки, пока заканчиваю,
они гарантируют, что инструмент остается в пределах допуска, минимизация риска дефектов или размерных неточностей.
Робототехника и автоматизация для повышения производительности
Роботизированные оружие и автоматизированные системы могут помочь как в процессах черновой, так и в отделке, выполнив повторяющиеся задачи, Загрузка/разгрузка заготовки, и выполнение проверки управления качеством.
Это уменьшает человеческую ошибку и позволяет компьютерам ЧПУ работать 24/7, максимизация производительности.
Использование робототехники в процессах пост-махинации, таких как очистка, осмотр, или обработка частично гарантирует, что детали готовы к использованию или доставке с минимальным ручным вмешательством.
10. Универсальная обрабатывающая мастерская с ЧПУ DEZE
Съел ЭТО, Мы предлагаем услуги как грубых, так и в отделке, Использование современных машин ЧПУ и расширенного инструмента для обеспечения высокой точности, эффективность, и превосходная поверхность.
Наш интегрированный подход гарантирует бесшовный переход от грубого к отделке к отделке, экономия времени и повышение общего качества ваших деталей.
11. Заключение
Грубовация и отделка ЧПУ являются двумя критическими этапами процесса обработки, которые, При оптимизировании, может значительно повысить эффективность, Качество поверхности, и точность части.
Понимая различия, вызовы, и стратегии для каждого этапа, Производители могут достичь лучших результатов, снижая затраты и время обработки.
Работаете ли вы со сложными геометриями или жесткими допусками, Освоение этих двух процессов имеет важное значение для производства высококачественного, прецизионные детали.
Если вы ищете высокое качество Услуги обработки с ЧПУ, Выбор Deze - идеальное решение для ваших производственных потребностей.
