Сложната метална част не изисква непременно 5-осна CNC машина.

Това е едно от най-честите недоразумения, когато производителите започват да търсят CNC машина за сложни метални части.

Част може да се счита за сложна, защото има:

Множество обработени лица

Дълбоки джобове

Ъглови отвори

Криви повърхности

Тънки стени

Тесни допуски

Трудно{0}}достъпни-функции

Сложни контури

Големи разлики в ориентацията на характеристиките

Но правилната машина зависи от това защо частта е трудна за производство.

Компонент с няколко плоски повърхности може да се нуждае само от 3-осен обработващ център с правилното приспособление.

Друг компонент със сложни извити повърхности може наистина да се възползва от едновременната 5-осна обработка.

Следователно първият въпрос не трябва да бъде:

„Имам ли нужда от 5-осна CNC машина?“

Трябва да бъде:

„Какво прави тази част трудна за обработка и коя конфигурация на машината премахва тази трудност?“

Този подход води до много по-практичен избор на машина с ЦПУ.

1. Започнете с частта, а не с броя на осите

Преди да сравните CNC машини, погледнете действителния чертеж на детайла или 3D модел.

Идентифицирайте:

Габаритни размери

Материал

Брой обработени лица

Най-дълбоката характеристика

Необходим е най-малкият инструмент

Най-строга толерантност

Ъглови характеристики

Криви повърхности

Вътрешни кухини

Изисквания за работното място

След това разделете сложността на три основни въпроса:

Може ли инструментът да достигне до функцията?

Ако не, проблемът може да изисква допълнителни оси или различно приспособление.

Може ли частта да се държи точно?

Ако детайлът трябва многократно да се отстранява и препозиционира, точността на настройка става проблем.

Може ли да се поддържа необходимата толерантност?

Ако няколко настройки въвеждат грешки в подравняването, конфигурация на машината, която позволява повече функции да бъдат завършени в една настройка, може да бъде от полза.

Това е много по-добра отправна точка, отколкото просто да търсите машина, рекламирана като „CNC машина със сложни части“.

2. Сложната геометрия и сложната настройка не са един и същи проблем

Две части могат да изглеждат еднакво сложни, но изискват напълно различни машини.

Помислете за правоъгълен стоманен корпус с:

Предни отвори

Странични отвори

Горни джобове

Долни монтажни повърхности

Самата геометрия може да не е трудна.

Проблемът е, че функциите са разположени от няколко страни.

4-осна или хоризонтална конфигурация на обработка може да намали необходимостта от премахване и повторно позициониране на детайла.

Сега помислете за работно колело с непрекъснато извити лопатки.

Проблемът вече не е просто достъп от различни страни.

Режещият инструмент трябва да поддържа подходяща ориентация, докато следва сложни повърхности.

Това е мястото, където едновременната много{0}}осова обработка става много по-уместна.

Така че, преди да изберете CNC машина за сложни метални части, установете дали сложността идва от:

Геометрия

или

Достъпност

или

Настройка

или

Толерантност

или

и четирите.

3. Кога е достатъчна 3-осна CNC машина?

3-осен вертикален обработващ център може да обработва изненадващо голям набор от сложно изглеждащи компоненти.

Може да е достатъчно, когато:

Повечето повърхности са достъпни от една посока

Характеристиките са перпендикулярни на основната работна равнина

Компонентът може да се обработва с помощта на стандартни приспособления

Функциите под ъгъл са ограничени

Приемливи са множество настройки

Геометрията не изисква непрекъсната ориентация на инструмента

Типичните примери включват:

Машинни скоби

Корпуси на мотори

Плочи

Фланци

Структурни компоненти

Формовъчни основи

Общи механични части

Гамата VMC на Dabai е предназначена за фрезоване, пробиване, нарязване на резби, контуриране, джобове и прецизна обработка, с различни модели, покриващи различни размери на детайла.

Важният момент е:

Сложността на частите сама по себе си не оправдава допълнителни оси.

Ако една 3-осна машина може да достигне всяка необходима характеристика ефективно и да поддържа необходимия толеранс, добавянето на оси може да осигури малка практическа полза.

4. Кога една 4-осна CNC машина става полезна?

4-осният обработващ център става полезен, когато детайлът трябва да се индексира около допълнителна ос на въртене.

Например корпус на вал може да изисква механична обработка на:

Топ

Преден

Задна

отстрани

Вместо да отстранява частта няколко пъти, ротационната ос може да я препозиционира между операциите.

Това може да намали:

Ръчно пре{0}}фиксиране

Подравняване на детайла

Време за настройка

Вариация на позициониране

Моделите VMC с 4-оси на Dabai са специално позиционирани за многоъглова обработка и производство на сложни детайли.

Но има важно разграничение:

4-осното позициониране не е същото като едновременната 5-осна обработка.

Ако инструментът трябва да достигне различни страни на компонента само една операция наведнъж, 4-осното индексиране може да е достатъчно.

5. Кога всъщност имате нужда от 5-осна CNC машина?

5-осният обработващ център става по-уместен, когато режещият инструмент трябва да се доближи до детайла от непрекъснато променящи се ориентации.

Типичните примери включват:

Турбинни лопатки

Работни колела

Аерокосмически компоненти

Сложни форми

Медицински компоненти

Остриета

Дълбоки кухини

Компоненти със сложни извити повърхности

DV1580L 5-осен вертикален обработващ център на Dabai е проектиран около едновременно 5-осно управление за сложни, високопрецизни приложения за обработка.

Предимството не е просто, че машината има "повече оси".

Практическите предимства могат да включват:

По-малко настройки

По-добър достъп до инструменти

Подобрена повърхностна обработка

Намалени промени в арматурата

По-добър контрол върху ориентацията на инструмента

Намалени позиционни грешки между операциите

За една наистина сложна част тези предимства могат да бъдат по-важни от необработената скорост на шпиндела.

6. Не избирайте 5-ос само защото частта има ъглови характеристики

Ъгловият отвор не изисква автоматично 5-осна обработка.

Например, ако даден компонент съдържа няколко фиксирани отвора от 30 градуса, елементът може да бъде машинно обработен с помощта на:

Ъглово приспособление

Въртяща се ос

4-осно индексиране

Специализиран инструмент

Въпросът е дали инструментът трябва непрекъснато да променя ориентацията си по време на рязане.

Ако не стане, може да е достатъчна по-проста конфигурация на машината.

Това разграничение може да попречи на производителите да закупят по-сложна машина, отколкото изисква действителният им процес.

7. Броят на настройките е един от най-добрите критерии за избор

Един от най-практичните начини за оценка на CNC машина за сложни части е да се прецени колко настройки изисква частта.

Да предположим, че даден компонент изисква:

3-осна машина

Настройка 1 - отгоре

Настройка 2 - отпред

Настройка 3 - страна

Настройка 4 - отзад

Четири отделни настройки могат да означават:

Четири подредби на приспособленията

Четири операции за подравняване

Четири изчисления-на компенсация

Допълнителна проверка

Допълнителна обработка

Сега да предположим, че 4-осна или 5-осна конфигурация може да завърши повечето от тези функции в една настройка.

Стойността веднага се разбира по-лесно.

Не е задължително машината да реже по-бързо.

Това намалява броя пъти, когато частта трябва да бъде препозиционирана.

8. Точността на настройка може да бъде по-важна от скоростта на рязане

Всеки път, когато даден детайл се отстранява и инсталира отново, има възможност за промяна на позиционирането.

Това става особено важно, когато няколко характеристики имат позиционни връзки една с друга.

Например:

Дупка на лице A може да се наложи да се подравни с джоб, обработен на лице B.

Ако компонентът бъде отстранен и преместен между операциите, точността на втората настройка става част от крайния резултат.

Машинна конфигурация, която позволява и двете характеристики да бъдат произведени в една настройка, може да намали този източник на вариации.

Това е една от най-силните практически причини да се обмисли 4-осна или 5-осна обработка.

9. Достъпът до инструменти често е истинският проблем

Една сложна кухина може да бъде напълно в обхвата на движение на машината, но все пак да бъде трудна за обработка.

защо

Тъй като инструментът не може да се доближи до повърхността под полезен ъгъл.

Възможните последствия включват:

Дълъг надвес на инструмента

Намеса на инструмента

Лошо покритие на повърхността

Прекомерна вибрация

Ограничена дълбочина на рязане

Трудности при отстраняване на материала

Допълнителните оси могат да променят ориентацията на инструмента и да подобрят достъпа.

Това е особено важно за дълбоки кухини и извити повърхности.

Следователно, когато оценявате CNC машина за сложни метални части, попитайте:

Може ли машината да постави инструмента там, където трябва?

Не само:

Машината има ли достатъчно XYZ ход?

10. Дълбоките кухини изискват повече от движение на машината

Да предположим, че детайлът има кухина:

250 мм дълбочина

Машина с 500 mm Z ход може технически да поеме частта.

Но това не означава, че кухината може да бъде обработена ефективно.

Трябва също така да имате предвид:

Дължина на инструмента

Диаметър на инструмента

Хлабина на носа на шпиндела

Размери на държача за инструменти

Намеса в стената

Необходим ъгъл на инструмента

Работна височина

Дълъг инструмент може да стигне до дъното, но да стане нестабилен.

Това може да създаде:

Бърборене

Лошо покритие на повърхността

Деформация на инструмента

Грешки в размерите

Следователно изборът на машина за сложни части трябва да вземе предвид достъпността на инструмента, а не само движението на оста.

11. Частите с тънки-стени се нуждаят от твърдост и контрол на процеса

Някои сложни метални компоненти са трудни, защото стените стават много тънки след груба обработка.

Примерите включват:

Аерокосмически структури

Олекотени корпуси

Автомобилни компоненти

Алуминиеви скоби

Предизвикателството не е просто достигане до повърхността.

Самият детайл става по-малко твърд, когато материалът се отстранява.

Машина с добра структурна твърдост може да осигури по-стабилна платформа за рязане, но инструментите, работното захващане, стратегията на рязане и траекторията на инструмента също стават важни.

Ето защо машината трябва да се оценява като част от цялата система за обработка.

12. Тесни допуски Променете избора на машина

Една част може да е геометрично проста, но все още трудна поради тесни допуски.

Например:

±0,01 mm толеранс на размерите

Стегната позиция на отвора

Изисквания за плоскост

Паралелизъм

Перпендикулярност

Профилна толерантност

В тези случаи точността на машината е само един фактор.

Трябва също така да имате предвид:

Термична стабилност

Точност на шпиндела

Точност на позициониране на оста

Повторяемост

Твърдост на машината

Състояние на инструмента

Работно държане

Условия на околната среда

Публикуваният от Dabai материал за стругови -центрове с ЦПУ например обсъжда термичното нарастване, твърдостта, серво поведението и компенсацията като фактори, влияещи върху-продължителната точност. Същият общ принцип се прилага, когато се оценява оборудването за прецизна обработка: точността е системна характеристика, а не едно число в спецификационния лист.

13. Твърдостта на машината има повече значение, тъй като рязането става трудно

Сложната геометрия често изисква по-малки инструменти или по-дълги държачи за инструменти.

Това може да направи режещата система по-чувствителна към вибрации.

Ако конструкцията на машината не е достатъчно твърда, увеличаването на параметрите на рязане може да доведе до:

Бърборене

Деформация на инструмента

Лошо покритие на повърхността

Вариация на размерите

Намален живот на инструмента

Това е особено важно при машинна обработка:

Неръждаема стомана

Титан

Закалена стомана

Никелови сплави

Големи стоманени компоненти

Следователно CNC машина за сложни метални части не трябва да се избира само по броя на осите.

Структурната твърдост трябва да съответства на натоварването при рязане.

14. Скоростта на шпиндела трябва да съответства на материала и инструмента

Сложните части често изискват комбинация от инструменти за груба и довършителна обработка.

Например:

Груба обработка:

Твърдосплавен фреза с-голям диаметър

Полу{0}}обработка:

Фреза със среден-диаметър сферичен нос

Довършителни работи:

Резачка за нос с малка топка

Тези инструменти може да изискват много различни скорости на шпиндела.

Следователно машината се нуждае от конфигурация на шпиндела, която съответства на действителната инструментална екипировка.

За компоненти от алуминиев комплекс може да е полезна по-висока скорост на шпиндела.

За груба обработка на тежка стомана въртящият момент на шпиндела може да стане по-важен.

Правилният шпиндел се определя от:

Материал + Диаметър на инструмента + Скорост на рязане + Натоварване на рязане

не само с максимални обороти.

15. Капацитетът на магазина за инструменти има значение за сложни части

Сложните части често изискват повече инструменти, отколкото простите компоненти.

Единичен компонент може да изисква:

Челна мелница

Груба фреза

Довършителна фреза

Фреза за нос с топка

Бормашина

Райбер

Докоснете

Инструмент за скосяване

Скучен инструмент

Ако машината няма достатъчно капацитет за инструменти, може да се наложи операторите да спрат цикъла на обработка, за да сменят инструментите.

Гамата VMC на Dabai включва автоматични устройства за смяна на инструменти, като DV855L/Z е оборудван с 24-магазин за инструменти. Неговото по-голямо портално оборудване поддържа и по-големи конфигурации инструмент-магазин.

За сложни части изберете капацитет на инструмента въз основа на пълния процес на обработка, вместо просто да изберете най-големия наличен магазин.

16. Помислете дали частта трябва да се обработва хоризонтално

Хоризонтален обработващ център може да бъде полезен, когато компонентът има няколко лица, които се нуждаят от обработка.

Хоризонталната ориентация на шпиндела също може да помогне при евакуацията на стружките в дълбоки кухини.

Тази конфигурация може да бъде подходяща за:

Корпуси на скоростни кутии

Помпени тела

Клапанни тела

Компоненти на двигателя

Големи механични корпуси

Ключовият въпрос е:

Ще намали ли хоризонталната обработка броя на настройките или ще подобри ли достъпа до важните функции?

Ако да, HMC може да предложи практическо предимство.

Ако детайлът е предимно плоска плоча с горни -странични елементи, вертикалният обработващ център може да остане по-лесният избор.

17. Големите сложни части може да се нуждаят от портален обработващ център

Сложността не винаги е свързана с малки размери.

Голям структурен компонент може да изисква:

Дълго X пътуване

Голям Y ход

Висок Z клирънс

Капацитет на тежък детайл

Висока структурна твърдост

В тази ситуация порталният обработващ център може да е по-подходящ от конвенционалния VMC.

Порталната гама на Dabai включва широкоформатни-машини; публикуваните му спецификации G2019Z, например, изброяват приблизително 2000 mm X ход, 1900 mm Y ход, 800 mm Z ход, маса 2200 × 1600 mm и максимално натоварване от 4,5 тона.

Важното е, че големият{0}}избор на части изисква балансиране:

работна обвивка + тегло на детайла + достъп до инструмента + твърдост + капацитет на шпиндела.

18. Не пренебрегвайте Workholding

Една сложна CNC машина не може да компенсира лошото захващане.

За трудни части приспособлението може да се нуждае от:

Осигурете достъп до множество лица

Минимизирайте вибрациите

Поддържайте тънки стени

Поддържайте повтарящо се позициониране

Избягвайте намесата на инструмента

Позволете охлаждащата течност и евакуацията на чипа

Това става особено важно при 4-осна и 5-осна обработка.

Приспособление, което блокира въртеливото движение или създава смущения, може да елиминира голяма част от предимствата на допълнителните оси.

Следователно изборът на машина трябва да се направи заедно с предвидената стратегия за захващане на работната част.

19. Една настройка не винаги е по-добра

Завършването на част в една настройка звучи привлекателно.

Но това не е автоматично правилното решение.

Някои части са по-лесни за обработка в две или три стабилни настройки, отколкото в едно изключително сложно приспособление.

Например принудителното поставяне на голям компонент в една настройка може да изисква:

Сложно затягане

Труден достъп до инструмента

Дълги удължители на инструмента

Намалена твърдост

Трудно евакуиране на чипа

По-опростен процес на настройка с две -настройки всъщност може да е по-стабилен.

Целта не е:

Минимален брой настройки на всяка цена.

Целта е:

Минимален брой практически настройки, като същевременно се поддържа достъпност, твърдост, точност и производствена ефективност.

20. CAM софтуерът става все по-важен, тъй като машината става по-сложна

3-осна машина често може да бъде програмирана с относително ясни траектории на инструмента.

Докато преминавате към 4-осна и 5-осна обработка, CAM програмирането става все по-важно.

Процесът може да изисква:

Траектории на много{0}}осни инструменти

Проверка за сблъсък

Контрол-на оста на инструмента

Машинна симулация

Пост{0}}проверка на процесора

Проверка на смущенията на държача и приспособлението

Една способна 5-осна машина без подходящ работен процес за програмиране може да не осигури очакваните производствени ползи.

Ето защо, когато купувате 5-осен обработващ център, помислете за целия цифров работен процес, а не само за хардуера на машината.

21. Какво ще кажете за 3+2 обработка?

Има важно разграничение между:

3+2 обработка

и

едновременна 5-осна обработка.

При 3+2 обработка ротационните оси позиционират детайла или инструмента под фиксиран ъгъл и операцията на рязане след това продължава с помощта на три линейни оси.

Това може да бъде полезно за:

Ъглови отвори

Наклонени повърхности

Многостранна-обработка

Сложни ориентации на приспособленията

Едновременната 5-осна обработка непрекъснато координира множество оси по време на рязане.

Това е по-полезно за:

Съставни извити повърхности

Остриета

Работни колела

Сложни форми

Непрекъснати 3D повърхности

Ако вашата част изисква само различни фиксирани ориентации, стратегия 3+2 може да осигури необходимите възможности, без да е необходимо непрекъснато едновременно движение.

22. Как да решите между 3-ос, 4-ос и 5-ос

Процесът на практическо вземане на решение е:

Изберете 3-ос, когато:

Повечето функции са достъпни от една посока

Приемливи са множество настройки

Геометрията е предимно призматична

Ориентацията на инструмента не е критична

Помислете за 4-ос, когато:

Няколко лица се нуждаят от обработка

Ротационното позициониране може да намали настройките

Частта има индексирани функции

Стандартно въртящо се приспособление може да реши проблемите с достъпа

Помислете за 5-ос, когато:

Ориентацията на инструмента трябва непрекъснато да се променя

Частта има сложни извити повърхности

Множеството настройки създават значителни проблеми с точността

Дълбоките или трудни функции изискват достъп под ъгъл

Сложната геометрия прави конвенционалната обработка неефективна

Важната дума е обмисляне.

Окончателното решение трябва да дойде от действителната част и процеса на обработка.

23. Пример: Сложен алуминиев корпус

Представете си алуминиев корпус с:

Вътрешен джоб

Странични отвори за монтаж

Ъглови портове

Тънки стени

Извити външни повърхности

3-осна машина може да е в състояние да произведе частта, но може да изисква няколко приспособления.

Конфигурацията с 4 оси може да се справи по-ефективно със страничните функции.

5-осна машина може да бъде оправдана, ако извитите повърхности и ъгловите елементи изискват непрекъсната ориентация на инструмента.

Правилният отговор зависи от действителната геометрия.

Ето защо в идеалния случай доставчикът на машина трябва да прегледа чертежа на частта или 3D модела, преди да препоръча машината.

24. Пример: Сложно стоманено тяло на клапана

Тялото на клапана може да съдържа:

Множество пресичащи се дупки

Вътрешни проходи

Ъглови портове

Уплътнителни повърхности

Функции с резба

Тук основният проблем може да е достъпът до функциите, а не обработката на свободна{0}}форма на повърхността.

Хоризонтален обработващ център или много{0}}осна настройка може да намали броя на смените на приспособленията.

Но шпинделът също се нуждае от достатъчен въртящ момент и твърдост, тъй като рязането на стомана може да създаде значителни натоварвания.

Този пример показва защо "сложна част" не означава автоматично "5-ос."

25. Пример: Работно колело или перка

Сега помислете за работно колело.

Геометрията включва:

Извити остриета

Тесни проходи

Съставни повърхности

Непрекъснато променяща се ориентация на инструмента

Един конвенционален 3-осов процес може да изисква много настройки и специализирани приспособления.

Едновременен 5-осен обработващ център може да поддържа ориентацията на инструмента, като същевременно следва извитата геометрия.

Тук допълнителните оси адресират директно проблема с обработката.

Това е по-силен случай за 5-осна обработка, отколкото просто да имате няколко отвора под ъгъл.

26. Какви спецификации на машината трябва да сравните?

Когато избирате CNC машина за сложни метални части, не сравнявайте само:

X/Y/Z пътуване

и

скорост на шпиндела.

Също така сравнете:

Конфигурация на осите

3-ос / 4-ос / 5-ос

Възможност за въртене

Размер-на ротационна маса, товароносимост, точност на позициониране

Шпиндел

Скорост, мощност, въртящ момент, конус, интерфейс на инструмента

Работен плик

Ход и хлабина около действителния детайл

Таблица

Размер, товароносимост, конфигурация на T-слота

Списание за инструменти

Ограничения за капацитет и-размер на инструмента

Твърдост на машината

Структура, направляващи, опора на шпиндела

точност

Позициониране и повторяемост

контрол

Функции-напред, интерполация, сондиране и много{1}}осни функции

Управление на чипове

Особено важно за дълбоки кариеси

Тези спецификации трябва да се оценяват спрямо частта, а не независимо.

27. Чертежът на част е по-полезен от общо изискване за машина

Вместо да изпратите тази заявка на доставчик на CNC машини:

„Нуждаем се от високо{0}}прецизна CNC машина за сложни части.“

изпрати:

3D модел

2D чертеж

Материал

Размери на частта

Максимално тегло на детайла

Критични толеранси

Изисквания за покритие на повърхността

Годишно производство

Текущ процес на обработка

Проблеми със съществуващата машина

Това позволява на производителя на CNC машина да оцени:

Необходима конфигурация на машината

Брой оси

Работен плик

Изисквания към шпиндела

Достъп до инструмента

Подреждане на приспособлението

Очакван брой настройки

Това е много по-полезно от избирането на машина от каталог въз основа на няколко заглавни спецификации.

28. Контролен списък за практически избор

Преди да закупите CNC машина за сложна метална част, отговорете на тези въпроси:

Ако се отговори на тези въпроси, преди да се поискат оферти, изборът на машина става много по-прецизен.

29. Най-важният въпрос: Какъв проблем се опитвате да премахнете?

Когато избирате CNC обработващ център за сложни метални части, идентифицирайте текущото препятствие.

Ако проблемът е:

Твърде много настройки

→ Помислете за 4-осна, 5-осна или хоризонтална обработка.

Ако проблемът е:

Лош достъп до инструмента

→ Помислете за допълнителни въртящи се оси или различна ориентация на шпиндела.

Ако проблемът е:

Бърборене

→ Съсредоточете се върху твърдостта, инструментите, работния захват и параметрите на рязане.

Ако проблемът е:

Тесен толеранс на размерите

→ Фокусирайте се върху точността на машината, термичната стабилност, повторяемостта, сондирането и контрола на процеса.

Ако проблемът е:

Дълго време за обработка

→ Анализирайте стратегията за траекторията на инструмента, възможностите на шпиндела, скоростта на подаване, промените на инструмента и броя на операциите.

Ако проблемът е:

Голям детайл

→ Оценете портални или широкоформатни{0}}обработващи центрове.

Този проблем-първи подход е много по-полезен, отколкото просто да питате коя CNC машина е „най-добра за сложни части“.

Окончателно: Изберете машината, която решава действителния проблем с обработката

Една сложна метална част не изисква автоматично най-модерната CNC машина.

Правилният избор зависи от това какво прави частта трудна за производство.

За сравнително прости компоненти с достъпни функции може да е достатъчен 3-осов вертикален обработващ център.

За части, изискващи множество индексирани повърхности, 4-осна CNC машина може да намали повторното позициониране на детайла.

За сложни извити повърхности, труден достъп до инструменти и части, където няколко настройки създават проблеми с точността или ефективността, 5-осният обработващ център може да осигури значително предимство на процеса.

За големи, тежки компоненти може да е по-подходящ портален обработващ център.

За много{0}}производство на корпуси и подобни компоненти хоризонталният обработващ център може да намали настройките и да подобри достъпността.

Ключът е да съвпадат:

Геометрия на детайла → Достъп до инструмент → Брой настройки → Точност → Захващане → Шпиндел → Конфигурация на машината

вместо да изберете машина просто защото има повече оси или по-голям шпиндел.

Dabai Precision Machine Tool предлага вертикални обработващи центри, 4-осни обработващи центри, 5-осни обработващи центри, хоризонтални обработващи центри и портални обработващи центри, което позволява конфигурацията на машината да бъде избрана според размера на детайла, геометрията, изискванията за рязане и производствения процес. Текущата продуктова гама специално включва модели, позиционирани за сложна и високо прецизна обработка.