В сферата на прецизното производство обработката с CNC (компютърно цифрово управление) се откроява като крайъгълен камък на технологията, позволяваща производството на висококачествени части със забележителна точност. Сред различните процеси на CNC обработка CNC струговането и CNC фрезоването са два от най-често използваните методи. Като доставчик на части за струговане с ЦПУ, бях свидетел от първа ръка на уникалните характеристики и приложения на тези два процеса. В този блог ще разгледам разликите между CNC струговане и CNC фрезоване за части.
Основни принципи
CNC струговане
CNC струговането е процес, при който детайлът се върти с висока скорост, докато режещият инструмент се движи линейно по оста на въртене, за да отстрани материал. Заготовката обикновено се държи в патронник или цанга на струг, а режещият инструмент се ръководи от компютърно контролирана система. Този процес е идеален за създаване на цилиндрични или кръгли части, като валове, щифтове и втулки. Например при производствотоCNC струговащи части за клапани, процесът на струговане може да оформи прецизно стъблата на клапаните и други цилиндрични компоненти.
CNC фрезоване
CNC фрезоването, от друга страна, включва неподвижен детайл и въртящ се режещ инструмент. Режещият инструмент се движи по множество оси (обикновено три до пет оси), за да отстрани материала от детайла. Този процес може да създаде голямо разнообразие от форми, включително плоски повърхности, слотове, джобове и сложни 3D геометрии. Например при производствоCNC фрезови части за клапани, процесът на смилане може да се използва за създаване на тела на клапани със сложни характеристики.
Геометрични възможности
Произведени форми
Както бе споменато по-рано, CNC струговането се използва главно за създаване на ротационни части. Може да произвежда детайли с външен и вътрешен диаметър, конуси и резби. Симетрията на частите е ключова характеристика на CNC струговането. Напротив, CNC фрезоването може да генерира не-ротационни и сложни форми. Може да създаде части с неправилни контури, остри ъгли и подрязвания, които са трудни или невъзможни за постигане със струговане. Например в автомобилната индустрия,CNC струговащи части за автомобилиподобни задвижващи валове често се правят чрез струговане, докато двигателните блокове със сложни охлаждащи канали и монтажни повърхности обикновено се фрезоват.
Повърхностно покритие
Повърхностното покритие, постигнато чрез CNC струговане и CNC фрезоване, също се различава. При CNC струговане повърхността обикновено е гладка и има постоянна текстура поради непрекъснатото въртене на детайла. Скоростта на подаване и скоростта на рязане могат да се регулират, за да се контролира грапавостта на повърхността. При фрезоване с ЦПУ, повърхностното покритие зависи от вида на режещия инструмент, пътя на рязане и броя на проходите. Фрезоването може да доведе до широка гама повърхностни покрития, от грапави до огледални, но постигането на висококачествено покритие може да изисква по-сложно програмиране и избор на инструменти.
Материални съображения
Пригодност на материала
Както CNC струговането, така и CNC фрезоването могат да работят с широка гама от материали, включително метали (като алуминий, стомана, месинг и титан), пластмаси и композити. Някои материали обаче са по-подходящи за един процес от друг. Например, меки материали като пластмаси и някои цветни метали са относително лесни за струговане, тъй като могат да се режат гладко без прекомерно износване на инструмента. По-твърдите материали, като неръждаема стомана и титан, може да изискват по-модерни режещи инструменти и техники както при струговане, така и при фрезоване. В някои случаи може да се използва комбинация от струговане и фрезоване за обработка на част, изработена от труден за обработка материал.
Материални отпадъци
Материалните отпадъци са друг фактор, който трябва да се вземе предвид. При струговането с ЦПУ материалните отпадъци са относително ниски, особено при производството на прости цилиндрични части. Режещият инструмент премахва само необходимия материал от външния диаметър на детайла. При CNC фрезоване, в зависимост от сложността на детайла, може да се отстрани повече материал, което води до по-големи отпадъци. Съвременните CNC фрезови машини обаче са оборудвани с усъвършенствани техники за програмиране и оптимизиране на траекторията на инструмента, за да се сведе до минимум загубата на материал.
Производствена ефективност
Време за настройка
Времето за настройка за CNC струговане и CNC фрезоване може да варира значително. CNC струговането обикновено има по-кратко време за настройка, особено за прости части. След като детайлът е зареден в патронника и режещият инструмент е монтиран, машината може да започне процеса на струговане относително бързо. За разлика от това CNC фрезоването често изисква по-сложна настройка, включително дизайн на приспособлението и избор на инструмент. Може да се наложи режещият инструмент да се смени многократно по време на процеса на фрезоване, което също увеличава времето за настройка. Въпреки това, за голям обем производство на сложни части, първоначалното време за настройка може да се амортизира за голям брой части.
Време на цикъла
Времето на цикъла или времето, необходимо за производството на един детайл, също се различава между двата процеса. CNC струговането обикновено е по-бързо за производство на цилиндрични части, тъй като действието на рязане е непрекъснато и инструментът се движи по сравнително проста траектория. CNC фрезоването може да отнеме повече време, особено за части със сложна геометрия, които изискват многократни проходи на инструмента и движения на осите. Въпреки това, напредъкът в CNC технологията, като високоскоростна обработка и многоосно фрезоване, значително намали времето на цикъла за фрезови операции.
Фактори на разходите
Разходи за оборудване
Цената на оборудването за CNC струговане и CNC фрезоване може да варира. CNC струговете, които се използват за струговане, обикновено са по-евтини от многоосните CNC фрезови машини. Цената обаче зависи и от размера, възможностите и марката на машината. За дребномащабно производство или създаване на прототипи, основен CNC струг може да бъде по-рентабилен вариант. За широкомащабно производство на сложни части може да се наложи инвестиране в фреза с ЦПУ от висок клас.
Разходи за инструменти
Цената на инструментите е друго важно съображение. При CNC струговането режещите инструменти са относително прости и евтини, особено за стандартни операции. Въпреки това, за специализирани операции по струговане, като резбоване или нарязване на канали, може да са необходими по-скъпи инструменти. При CNC фрезоването цената на инструмента може да бъде по-висока, тъй като са необходими различни режещи инструменти с различни геометрии и размери за създаване на сложни форми. Разходите за държачи за инструменти и устройства за смяна на инструменти също добавят към общите разходи за инструменти.
Контрол на качеството
Точност на размерите
Както CNC струговането, така и CNC фрезоването могат да постигнат високи нива на точност на размерите. При CNC струговане точността на размерите се определя главно от прецизността на шпиндела на струга и режещия инструмент. Компютърно управляваната система гарантира, че режещият инструмент се движи точно по оста на въртене, което води до точни диаметри и дължини. При CNC фрезоването точността на размерите зависи от точността на осите на машината и програмирането на пътя на рязане. Многоосните фрезови машини могат да постигнат много високи нива на точност, но също така изискват по-внимателно калибриране и поддръжка.
Контрол на толерантността
Контролът на толеранса е от решаващо значение при прецизното производство. CNC струговането обикновено може да постигне строги допуски за цилиндрични части, особено за външни диаметри. Толерансът за вътрешните диаметри може да бъде малко по-труден за контролиране, но с подходящ избор на инструмент и техники за обработка могат да бъдат произведени вътрешни елементи с висока точност. При CNC фрезоването постигането на тесни допуски за сложни геометрии може да бъде по-голямо предизвикателство, тъй като силите на рязане и деформациите на инструмента могат да повлияят на точността на размерите. Усъвършенстваните CNC фрезови машини обаче са оборудвани с функции като измерване и компенсация по време на процеса, за да осигурят строг контрол на толеранса.
Приложения
Индустрия - специфични приложения
CNC струговането и CNC фрезоването се използват широко в различни индустрии. В автомобилната индустрия струговането се използва за производство на компоненти на двигателя, трансмисионни части и задвижващи валове, докато фрезоването се използва за двигателни блокове, цилиндрови глави и спирачни апарати. В космическата индустрия струговането се използва за производство на турбинни валове и компоненти на колесника, а фрезоването се използва за създаване на сложни конструкции на крила и корпуси на двигатели. В медицинската индустрия струговането се използва за производство на хирургически инструменти и импланти, а фрезоването се използва за създаване на изработени по поръчка протези и зъбни компоненти.
Част - Специфични приложения
За части, които изискват ротационна симетрия и гладки цилиндрични повърхности, CNC струговането е идеалният избор. Например стъблата на клапаните, буталата и лагерните колела обикновено се произвеждат чрез струговане. За детайли със сложни форми, като форми, матрици и машинни рамки, CNC фрезоването е предпочитаният процес. Фрезоването може да се използва и за създаване на вторични елементи на струговани части, като слотове и дупки.
Заключение
В заключение, CNC струговането и CNC фрезоването са два различни, но допълващи се процеса в света на прецизното производство. Всеки процес има своите предимства и ограничения и изборът между тях зависи от различни фактори, включително геометрията на детайла, материала, производствения обем, разходите и изискванията за качество. Като доставчик на части за струговане с ЦПУ разбирам значението на избора на правилния процес на обработка, за да отговорим на специфичните нужди на нашите клиенти. Независимо дали имате нуждаCNC струговащи части за клапани,CNC струговащи части за автомобили, или други прецизно обработени компоненти, ние сме тук, за да ви предоставим висококачествени продукти и професионални услуги.
Ако се интересувате от нашите части за струговане с ЦПУ или имате въпроси относно процеса на обработка, моля не се колебайте да се свържете с нас за доставка и преговори. Очакваме с нетърпение да работим с вас, за да оживим вашите проекти.
Референции
- Наръчник на ASM, том 16: Машинна обработка, ASM International
- Съвременни производствени процеси, McGraw - Hill Education
- Технология за прецизна обработка, Общество на производствените инженери