Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ — это процесс, в котором режущий инструмент, обычно не вращающийся компонент токарного станка или токарного центра, снимает материал с вращающегося жесткого материала. В результате этого процесса получаются детали различных форм и размеров в зависимости от используемых токарных операций.

Простая концепция, да, но высококачественная токарная обработка несколько сложнее. Возможно, вам интересно, что такое токарный станок или токарный центр? Какие формы можно получить с помощью этого производственного процесса? Что нужно для успешного выполнения токарной обработки? Или даже что означает ЧПУ?

Эта статья ответит на все эти вопросы, а ее прочтение поможет вам понять, подходит ли вам токарная обработка с ЧПУ!

Что такое токарная обработка с ЧПУ?

Самая короткая часть термина «токарная обработка с ЧПУ» — «ЧПУ», что означает «компьютерное числовое управление» и обычно ассоциируется с автоматизацией процессов обработки.

Термин «токарная обработка» означает процесс, при котором заготовка вращается, а одноточечный режущий инструмент удаляет материал в соответствии с окончательным дизайном детали.

Таким образом, токарная обработка с ЧПУ — это процесс промышленной обработки, управляемый компьютером и выполняемый на оборудовании, способном выполнять токарную обработку: токарном станке или токарном центре.  Этот процесс может происходить с осью вращения в горизонтальной или вертикальной ориентации. Последний вариант используется в основном для заготовок с большим радиусом относительно их длины.

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Какие формы может создавать токарная обработка с ЧПУ?

Токарная обработка — это очень универсальный процесс обработки, способный создавать широкий спектр профилей в зависимости от используемого процесса точения. Функциональные возможности токарных станков и токарных центров позволяют выполнять прямолинейное точение, коническое точение, обработку наружных канавок, нарезание резьбы, накатку, растачивание и сверление.

Как правило, токарные станки ограничиваются более простыми токарными операциями, такими как прямолинейное точение, нарезание наружных канавок, нарезание резьбы и сверление. Револьверная головка на токарных станках позволяет выполнять все операции токарного станка, а также более сложные операции, такие как сверление вне оси вращения.

Токарная обработка позволяет получать широкий спектр форм с осевой симметрией, таких как конусы, цилиндры, диски или комбинации этих форм. Некоторые токарные центры даже способны выполнять многоугольное точение, используя специальные вращающиеся инструменты для создания форм, подобных шестиугольнику вдоль оси вращения.

Хотя заготовка обычно является единственным вращающимся объектом, режущий инструмент тоже может двигаться! Инструмент может перемещаться по 1, 2 или даже 5 осям для создания точных форм. Теперь вы можете представить себе все формы, которые можно получить, используя блок металла, дерева или пластика.

Токарная обработка — широко распространенный метод производства, поэтому нетрудно заметить некоторые предметы повседневного пользования, которые изготовлены с помощью этого процесса. Даже в устройстве, с помощью которого вы читаете этот блог, есть винты, болты и гайки, изготовленные на токарном станке с ЧПУ, не говоря уже о таких передовых областях применения, как аэрокосмическая промышленность или автомобильные детали. Но как же все это делается?

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Что нужно для токарной обработки детали?

Хотя это сложный процесс, мы упростим его для вас, используя всего три простых компонента: дизайн детали, соотношение скорости резания и подачи, а также исходный материал. Итак, давайте начнем!

  • Дизайн вашего изделия

Самый первый шаг — перевести ваш проект на язык токарного станка с ЧПУ. Не беспокойтесь, мы не говорим о продвинутом программировании. Возможно, вы уже сделали несколько чертежей вашей конструкции. Отлично! Возможно, вы захотите записать эти чертежи в электронном виде в таких программах, как AutoCAD или SolidWorks.

Как только вы получите электронный дизайн, это будет проще простого! Вам нужно только преобразовать чертеж, сохраненный по умолчанию как файл CAD, в соответствующий формат — файл CAM. На самом деле, такие программные инструменты, как AutoCAD и SolidWorks, могут экспортировать чертеж в этот формат с помощью опции «экспортировать как».

  • Скорость резания м скорость подачи заготовки

Теперь начинается действие! В процессе токарной обработки есть две переменные, которые необходимо иметь в виду. Первая — это скорость вращения, то есть скорость вращения заготовки. Вторая — скорость подачи, то есть скорость, с которой режущий инструмент перемещается по вращающейся заготовке.

Эти значения должны определяться специалистом, поскольку неправильные оценки повлияют на результаты, а при обработке некоторых материалов это может привести к неравномерной обработке или непоправимому повреждению заготовки.

Таким образом, для «черновой» обработки формы обычно используются более низкие скорости вращения и более высокая скорость подачи. Затем высокая скорость вращения в сочетании с меньшей подачей используется для получения гладкой поверхности и создания деталей с точными требованиями к допускам.

  • Используемый материал

Сырье — важнейший ингредиент! Несомненно, тип используемого материала определяет свойства получаемой детали. Одна и та же деталь, полученная из дерева, пластика или металла, будет отличаться по функциональности и даже по шероховатости или гладкости готовой поверхности. Для получения дополнительной информации о типах материалов, которые вы можете использовать, ознакомьтесь с нашей статьей в блоге о материалах для обработки на станках с ЧПУ.

Размер, вес и форма заготовки также имеют решающее значение, поскольку они влияют на баланс заготовки и размер необходимого токарного станка или токарного центра. Несбалансированная заготовка не позволит получить точный конечный результат!

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Стоит ли использовать токарную обработку с ЧПУ?

Токарная обработка является краеугольным камнем в обрабатывающей промышленности. Если ваша конструкция осесимметрична, это может быть подходящим производственным процессом для создания точных деталей, как для массового производства, так и для небольших партий.

Тем не менее, если вы чувствуете, что разработанные вами детали слишком большие, тяжелые, несимметричные или имеют другие сложные геометрические формы, возможно, вам стоит рассмотреть другой производственный процесс, например, фрезерование с ЧПУ или 3D-печать.

Если же вы рассматриваете возможность использования токарной обработки, вам следует заглянуть на страницу наших услуг по токарной обработке или связаться с одним из наших специалистов по обслуживанию, чтобы узнать больше о ваших возможностях по изготовлению продукции с помощью нашего эффективного, высокоточного процесса токарной обработки с ЧПУ!

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Преимущества токарной обработки с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ имеет ряд преимуществ, включая следующие:

  • Точность

Токарный станок с ЧПУ может выполнять точные измерения и устранять человеческие ошибки, используя файлы CAD или CAM. Специалисты могут обеспечить невероятно высокую точность, используя самое современное оборудование, как для изготовления прототипов, так и для завершения всего производственного цикла. Каждый разрез является точным, поскольку используемый станок запрограммирован. Другими словами, конечная деталь в производственном цикле идентична первой детали.

  • Гибкость

Токарные центры выпускаются различных размеров, чтобы обеспечить гибкость вашего производства. Настройка довольно проста, поскольку задачи этого станка заранее запрограммированы. Оператор может доработать вашу деталь, внеся необходимые программные коррективы в программу CAM, или даже изготовить что-то совершенно другое. Таким образом, вы можете положиться на одну и ту же компанию, предоставляющую услуги прецизионной обработки с ЧПУ, если вам нужно много уникальных деталей.

  • Безопасность

Производственные фирмы придерживаются строгих правил и норм безопасности, чтобы гарантировать полную безопасность. Поскольку токарный станок является автоматическим, требуется меньше рабочей силы, так как оператор присутствует только для контроля работы станка. Кроме того, в корпусе токарного станка используются полностью закрытые или полузакрытые защитные устройства, чтобы избежать попадания летящих частиц в обрабатываемое изделие и уменьшить вред, наносимый экипажу.

  • Получение быстрого результата

Вероятность ошибки ниже, когда задачи, заданные программированием, выполняются на токарных станках с ЧПУ или токарных центрах. В результате, этот станок может быстрее завершить производство без ущерба для качества конечной продукции. Наконец, вы можете получить необходимые компоненты быстрее, чем при использовании других вариантов.

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Как осуществляется токарная обработка?

Процесс токарной обработки с ЧПУ может быть довольно сложным. Однако мы дадим вам упрощенное, пошаговое описание процесса, от проектирования до производства.

Общие этапы токарной обработки с ЧПУ следующие:

  • Преобразование файла CAD-проекта в программу ЧПУ

Первый шаг включает в себя подготовку файла CAD для перевода на язык токарного станка с ЧПУ. Это не требует сложного программирования. У вас уже должны быть 2D-чертежи вашего проекта. В этом случае вам необходимо записать эти чертежи в электронном виде с помощью таких программ, как AutoCAD или SolidWorks.

После получения электронного проекта в формате файла CAD его можно преобразовать в программу CAM. Для экспорта чертежа в формат CAM можно использовать те же программные средства, о которых говорилось выше. Затем инженер-технолог может использовать это программное обеспечение для проверки технологичности компонента.

  • Подготовка станка

Следующий шаг — настройка станка. Хотя большинство процессов автоматизировано, все равно остается необходимость в операторе. Чтобы эффективно подготовить токарный станок с ЧПУ, необходимо выполнить следующие шаги:

  • Убедитесь, что вы отключили питание. Процесс обработки на станке с ЧПУ может быть довольно опасным. Поэтому следует проявить повышенную осторожность и проверить выключатели питания.
  • Закрепите деталь на патроне. Патрон отвечает за удержание детали на месте в процессе точения. Неправильная загрузка может быть опасной и привести к получению деталей с неправильными размерами.
  • Загрузите инструментальную башню. В токарной операции участвуют несколько инструментов, поэтому вы должны убедиться, что выбрали правильный инструмент для конкретной обработки. Револьверная головка поможет одновременно удерживать как можно больше инструментов, чтобы обеспечить бесперебойную работу.
  • Обеспечьте правильную калибровку. Вы должны правильно настроить инструмент и заготовку, чтобы результат соответствовал требованиям.
  • Загрузите программу ЧПУ. Последним шагом перед началом операции является загрузка кода ЧПУ в станок.

На этом этапе необходимо помнить о двух переменных. Первая — это скорость вращения (скорость, с которой вращается заготовка). Вторая переменная — скорость подачи (скорость движения режущего инструмента по вращающейся заготовке).

Профессиональный машинист должен определить эти величины, потому что неправильные оценки повлияют на конечные результаты. Кроме того, неправильные оценки при обработке некоторых материалов могут привести к неравномерной отделке или непоправимому повреждению заготовки.

Таким образом, вы можете придерживаться низкой скорости вращения и высокой скорости подачи для «черновой» обработки формы. С другой стороны, высокая скорость вращения плюс низкая скорость подачи идеально подходят для гладкой отделки и деталей с точными требованиями к допускам.

Все, что нужно знать про токарную обработку изделий на станках с ЧПУ

Особенности изготовления деталей токарным методом

Последний шаг — изготовление нужной детали. Существуют различные виды токарной обработки, которые можно выбрать в зависимости от результата, который вы хотите получить. Кроме того, от сложности детали будет зависеть количество циклов. Расчет времени цикла поможет вам узнать окончательное время, затраченное на изготовление детали, что очень важно для расчета стоимости.

Как правило, время цикла токарной обработки включает в себя:

  • Время загрузки. Хотя это часть настройки, цикл может потребовать другого способа загрузки заготовки на станок.
  • Время резания. Это время, необходимое для резки заготовки. Скорость подачи и глубина резания являются факторами, влияющими на время резания.
  • Время простоя. Любая операция, не связанная с резкой, является операцией простоя. Например, изменение настроек токарного центра, перемещение инструмента и т.д.

Результат производственного процесса зависит от используемого сырья. Деталь, полученная из пластмассы, будет отличаться по функциональности и шероховатости поверхности от металлической детали.

Поворотные специфические операции (внешние):

  • Токарная обработка

В этом процессе одноточечный токарный инструмент перемещается вдоль стороны заготовки для удаления материала и формирования различных элементов. К ним относятся конусность, фаска, ступеньки и контуры. Обработка этих элементов обычно происходит при небольшой радиальной глубине резания, при этом для достижения конечного диаметра выполняется несколько проходов.

Коническое точение предполагает получение конических поверхностей путем постепенного уменьшения или увеличения диаметра цилиндрической заготовки.

  • Жесткое точение

Этот вид токарной обработки выполняется на материалах с твердостью по Роквеллу С более 45. Перед выполнением этого процесса необходимо провести термическую обработку материала. Твердое точение призвано ограничить или заменить традиционные операции шлифования. Она выгодно отличается от грубого шлифования, когда используется для удаления остатков. Однако она может не подойти для операций, где размеры и форма имеют решающее значение.

  • Торцевание

Во время этого процесса одноточечный токарный инструмент осуществляет радиальное перемещение вдоль торца материала. Таким образом, он снимает тонкие слои материала, создавая гладкие плоские поверхности. Глубина торцевания обычно очень мала, и обработка может выполняться за один проход.

  • Прорезание канавок

Эта операция также предполагает радиальное перемещение одноточечного токарного резца в сторону заготовки. Таким образом, прорезается канавка, ширина которой равна ширине режущего инструмента. Также возможно выполнение нескольких резов для формирования канавок большего размера, чем ширина инструмента. Кроме того, некоторые производители используют специальные инструменты для создания канавок с различной геометрией.

  • Разбор

Как и при прорезании канавок, режущий инструмент движется радиально в сторону заготовки. Одноточечный инструмент продолжает движение, пока не достигнет внутреннего диаметра или центра заготовки. Таким образом, он разделяет или отрезает часть исходного материала.

Неспецифические операции (внутренние):

  • Растачивание

Расточные инструменты входят в заготовку фактически для резки по внутренней поверхности и формирования таких элементов, как конус, фаска, ступеньки и контуры. Расточной инструмент можно настроить на резку нужного диаметра с помощью регулируемой расточной головки.

Может оказаться полезным выполнять расточные операции после сверления отверстия в заготовке. Это поможет получить более точные размеры.

  • Сверление

Сверление удаляет материалы из внутренних частей заготовки с помощью стандартных сверл. Эти сверла неподвижны в инструментальной башне или задней бабке токарного центра.

  • Нарезание резьбы

Для этой операции используется одноточечный резьбонарезной инструмент с заостренным под углом 60 градусов носом. Этот инструмент перемещается в осевом направлении вдоль стороны заготовки для нарезания резьбы на внешней поверхности детали. Машинисты могут нарезать резьбу заданной длины, при этом для некоторых видов резьбы может потребоваться несколько проходов.

  • Нарезка

Этот процесс включает в себя вырезание зубчатых узоров на поверхности заготовки с помощью специального инструмента для накатки. Этот узор служит для визуального улучшения или для захвата рукой.

  • Развертка

Эта операция по снятию размеров удаляет небольшое количество металла из уже просверленного отверстия. Она помогает сделать внутренние отверстия точного диаметра. Например, если вы делаете отверстие диаметром 6 мм с помощью сверла диаметром 5,98 мм, вы можете легко считать его точный размер.

Нужны точные и прецизионные обработанные детали? Надежные токарные услуги Артель для вас, включая все специфические и неспецифические токарные операции. Наши современные технологии и опытные специалисты в сочетании дают вам экономически эффективную и высокоскоростную продукцию. Наши услуги по механической обработке с ЧПУ помогут вам оставаться конкурентоспособными в своей отрасли.