Прецизионная токарная обработка с ЧПУ: решения для обработки сложных деталей валов

В кардиостимуляторе используется приводной вал из титанового сплава диаметром всего 0,8 мм, требующий точности позиционирования 5 микрометров. С другой стороны, в редукторе правого желудочка промышленного робота встроено циклоидальное колесо, контурная погрешность которого должна контролироваться в пределах 3 микрометров.

Современные технологии высокоточной токарной обработки с ЧПУ постепенно разрушают один барьер за другим в производстве, достижение которого ранее считалось невозможным.

В этой статье мы подробно рассмотрим, как эта технология позволяет преобразовывать сложные компоненты валов из чертежей в идеальные физические объекты, помогая вам находить надежные пути обработки. Благодаря этой передовой системе прецизионной токарной обработки с ЧПУ можно удовлетворить различные потребности в обработке сложных компонентов валов.

Краткое изложение основных ответов

Обработка валов высокой сложности: преимущества прецизионной токарной обработки JS

Решение многих сложных задач прецизионной обработки валов требует опыта, и компания JS Precision обладает в этом особым опытом. Обладая более чем 15-летним опытом в области прецизионной токарной обработки с ЧПУ, компания JS Precision обслуживает клиентов из всех отраслей промышленности и областей применения, включая медицину, аэрокосмическую промышленность и автомобилестроение.

Например, компания JS Precision также обработала валы из инконеля диаметром 15 мм и длиной 120 мм для клиента из аэрокосмической отрасли, достигнув круглости 1,2 мкм. Также компания обработала валы датчиков из нержавеющей стали марки 316 для клиента, производящего автомобильную электронику, диаметром 5 мм и длиной 80 мм, достигнув шероховатости поверхности Ra 0,4 мкм.

Вышеперечисленное — лишь некоторые из множества успешных проектов компании JS Precision. Они способны обрабатывать валы диаметром от 0,5 мм до 300 мм из различных труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы, нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы.

Это руководство представляет собой обобщение многолетнего практического опыта JS Precision. Каждое предложение и метод проверены на реальном производстве, поэтому его профессионализм и практичность заслуживают полного доверия.

Компания JS Precision обладает богатым опытом в области прецизионной токарной обработки с ЧПУ и может обрабатывать валы из самых разных труднообрабатываемых материалов. Если вам нужны какие-либо детали, просто отправьте нам чертежи, и мы быстро предоставим вам подробное коммерческое предложение и начнём оперативную обработку.

Основные преимущества прецизионной токарной обработки деталей с ЧПУ

Токарная обработка с ЧПУ предпочтительна при изготовлении сложных деталей валов благодаря следующим основным преимуществам:

• Высочайшая точность и повторяемость: управление системой ЧПУ, работающая в соответствии с заданным цифровым чертежом, исключает ошибки, связанные с человеческим фактором. Каждая деталь, обработанная на станке с ЧПУ , будь то первая или сотая, точно соответствует чертежу, обеспечивая точность партии.
• Потрясающая эффективность производства: предустановленные программы позволяют токарным станкам с ЧПУ работать круглосуточно и без выходных, требуя при этом лишь ограниченного количества персонала на объекте. Подходит для крупносерийных заказов: чем больше объём производства, тем выше преимущество в себестоимости единицы продукции.
• Непревзойденная сложность: функции сверления, фрезерования и нарезания резьбы интегрированы в современные фрезерные и токарные центры, обеспечивая «однократную настройку, полную обработку», полностью освобождая детали от конструктивных ограничений.
• Превосходное качество поверхности: оптимизированные параметры резания и траектории чистовой обработки позволяют деталям достигать почти полированных поверхностей, тем самым сокращая необходимость в дополнительных процессах шлифования.

Ниже приведено сравнение токарной обработки с ЧПУ с традиционной токарными обработками для наглядной демонстрации преимуществ:

Этот эффективный режим обработки позволяет каждой партии деталей, изготовленных на токарных станках с ЧПУ, сохранять стабильное качество, полностью отвечая строгим требованиям высокотехнологичного производства.

Если вам нужны высококачественные детали, изготовленные на токарных станках с ЧПУ, то услуга прецизионной токарной обработки с ЧПУ от JS Precision — ваш лучший выбор. Мы можем в полной мере использовать наши технические преимущества и обеспечить эффективное производство. После размещения заказа мы оперативно отслеживаем ход производства, чтобы вы могли спокойно ждать.

Рисунок 1: Процесс токарной обработки на станке с ЧПУ включает закрепление исходного материала на токарном станке, где он вращается, в то время как одноточечный режущий инструмент движется параллельно оси вращения, придавая материалу соответствующую форму.

Почему инструмент имеет решающее значение при прецизионной токарной обработке с ЧПУ

При прецизионной токарной обработке с ЧПУ инструмент определяет точность, эффективность и качество обработки. Важнейшими факторами, которые следует учитывать, являются:

Разработка с учётом особенностей материала: инструменты проектируются с учётом свойств обрабатываемого материала. Например, для титановых сплавов требуются инструменты с высокой твёрдостью и термостойкостью, тогда как для алюминиевых сплавов инструменты должны обеспечивать эффективное удаление стружки, поэтому их микрогеометрические параметры различаются.

Система повышенной жесткости: основанная на высокоточных зажимных системах, таких как термоусадочный держатель инструмента, после охлаждения нагретый держатель инструмента надежно зажимает и подавляет микровибрации при высоких скоростях, тем самым повышая точность обработки.

Контроль микростружкодробления: точность конструкции канавки гарантирует, что стружкодробление происходит в пределах установленных параметров при резке на микронном уровне, без зацепления инструмента или заготовки, что обеспечивает плавную обработку.

Интеллектуальный мониторинг и управление: мониторинг износа инструмента в режиме реального времени, прогнозирование срока службы и своевременная замена до ухудшения качества для обеспечения стабильности обработки и однородного качества деталей.

Компания JS Precision уделяет большое внимание выбору и управлению инструментом при прецизионной токарной обработке с ЧПУ , используя оптимальные инструменты в сочетании с деталями из различных материалов. Выбрав наши услуги, вы получите бесперебойную и эффективную обработку. Мы можем быстро разработать решение по инструменту после получения ваших требований.

Рисунок 2: Высококачественные режущие инструменты имеют решающее значение для достижения точности при токарной обработке с ЧПУ.

Как спроектировать усовершенствованную оснастку для сложных деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ

Обработка сложных деталей на станках с ЧПУ требует использования современного инструмента для обеспечения точности. Основные методы проектирования включают в себя:

• Принцип единой системы координат: Метод установления стабильной системы координат с использованием правила шеститочечного позиционирования позволяет снизить ошибки преобразования системы координат, обеспечивая позиционную точность обрабатываемых деталей.
• Контроль деформации тонкой стенки: гидравлически расширяемая оправка равномерно распределяет радиальное давление, деформация < 5 мкм. Гидравлическое расширение соответствует внутренней стенке детали, предотвращая локальную деформацию.
• Решение для подавления вибрации тонких валов: изменение условий вибрации в режиме реального времени позволяет мгновенно регулировать жёсткость опоры интеллектуального магнитореологического держателя инструмента. Изменение вязкости магнитореологической жидкости контролирует вибрацию и, таким образом, обеспечивает точность обработки.
• Детали неправильной формы, изготовленные по индивидуальному заказу: оптимизированная по топологии конструкция специальных патронов идеально подходит для поверхности деталей неправильной формы, обеспечивая надежный зажим и предотвращая смещение при обработке.

В следующей таблице представлены различные инструментальные решения с указанием применимых сценариев и эффектов:

Эти конструкции позволяют эффективно решить проблему зажима при обработке деталей на станках с ЧПУ и обеспечивают стабильную поддержку для высокоточной обработки сложных деталей.

Компания JS Precision может разработать передовую оснастку для обработки сложных деталей с ЧПУ, обеспечивающую точность обработки. Если у вас есть особые требования к обработке деталей, например, нестандартной формы или тонких стенок, свяжитесь с нами. Мы разработаем для вас индивидуальное решение по оснастке и обеспечим быстрое производство сразу после размещения заказа.

Преодолевая трудности: прецизионная токарная обработка титана на станках с ЧПУ

Проблемы и решения для прецизионной токарной обработки титана на станках с ЧПУ:

• Проблемы терморегулирования: Низкая теплопроводность титанового сплава может приводить к накоплению тепла во время резки. СОЖ под высоким давлением подается непосредственно в зону резания для быстрого рассеивания тепла или контроля температуры для обеспечения размерной стабильности.
• Контроль упрочнения поверхности: используются оптимальные параметры резания с более низкими скоростями и соответствующими скоростями подачи, исходя из характеристик титанового сплава, чтобы свести к минимуму упрочнение поверхности и износ инструмента.
• Управление химической реакцией: Титановые сплавы, как правило, легко реагируют с режущими инструментами при высоких температурах. Для предотвращения этой химической реакции и увеличения срока службы инструмента были выбраны специальные инструменты, такие как инструменты из сверхмелкозернистого твердого сплава.
• Компенсация упругой деформации: модуль упругости титановых сплавов мал и легко деформируется. При проектировании добавляются предустановленные величины компенсации. Значения деформации рассчитываются на основе моделирования и опыта . Корректировки вносятся в процессе программирования.

Эти целевые решения эффективно устраняют трудности прецизионной токарной обработки титана на станках с ЧПУ и обеспечивают возможность массового производства деталей валов из титанового сплава.

Как мы оптимизируем процесс токарной обработки сложных валов на станках с ЧПУ

Оптимизация процесса токарной обработки на станках с ЧПУ играет ключевую роль в повышении качества обработки сложных деталей валов. JS Precision оптимизирует этот процесс следующими способами:

1. Цифровой старт:

Получив 3D-модель детали, специалисты проанализируют данные и определят обоснованные параметры обработки. Кроме того, проводится комплексная проверка конструкции детали на технологичность, чтобы определить, соответствует ли конструкция детали требованиям к обработке. Любые обнаруженные проблемы должны быть устранены и незамедлительно сообщены заказчику.

2. Интеллектуальное программирование:

В процессе CAM-программирования не только генерируются точные траектории движения инструмента, но и выполняется проверка на столкновения , чтобы избежать столкновений между инструментами и станками, приспособлениями или деталями. Кроме того, параметры резания оптимизируются с учетом материала детали и требований к обработке, что гарантирует максимальную эффективность обработки при сохранении ее качества.

3. Процесс бережливого производства:

• Черновая обработка: этот процесс подразумевает большую глубину резания и высокую скорость подачи для удаления излишков материала с обрабатываемой поверхности, что необходимо для последующей обработки.
• Получистовая обработка: В соответствии с требованиями чистовой обработки припуск на обработку деталей выдерживается равномерным, чтобы избежать ошибок при чистовой обработке из-за неравномерного припуска.
• Отделка: с использованием новейших режущих инструментов применяется метод обработки с малой глубиной резания, высокой скоростью и медленной подачей, что позволяет гарантировать, что детали получат окончательную точность размеров и чистоту поверхности .

4. Онлайн-проверка:

В процессе обработки с помощью измерительного щупа автоматически измеряются основные размеры деталей. При обнаружении отклонений размеров система в режиме реального времени компенсирует износ инструмента, обеспечивая точность размеров каждой детали.

Это комплексное решение по оптимизации процесса токарной обработки с ЧПУ может значительно повысить уровень квалификации обработки сложных деталей валов и сократить производственный цикл.

Рисунок 3: Прецизионная токарная обработка на станке с ЧПУ полностью автоматизирована и оснащена регулируемой скоростью для повышения точности, что исключает необходимость ручной обработки.

Пример применения JS Precision: прецизионная токарная обработка приводного вала из титанового сплава для миниатюрного медицинского робота

Требования клиентов

Компания, производящая медицинское оборудование, заказала приводной вал из титанового сплава (Ti-6Al-4V) для хирургического робота. Диаметр детали составляет всего 3 мм, а длина — 50 мм.

Помимо малых размеров, для уменьшения веса детали требуется несколько миниатюрных резьб с разным шагом, один эксцентриковый кулачок и отверстие глубиной 15 мм. Общая округлость детали должна быть менее 2 мкм, а шероховатость поверхности — до 0,4 мкм Ra. Первая партия из 100 штук должна быть поставлена ​​в течение двух недель.

Основные проблемы

• Во-первых, титановый сплав трудно поддаётся обработке и легко упрочняется, а также накапливает тепло при резке. Эта очень маленькая деталь требует ещё более тщательного контроля параметров резки.
• Заготовка тонкая, с большим отношением длины к диаметру 16,7, поэтому она легко деформируется и вибрирует под действием сил резания , что влияет на точность обработки.
• Кроме того, эта деталь характеризуется наличием множества сложных элементов, где минимальный шаг резьбы составляет 0,5 мм , а эксцентриситет эксцентрикового кулачка — 0,3 мм. Крайне сложно обеспечить точность относительного позиционирования всех элементов, обрабатываемых за один зажим.
• Наконец, отношение длины к диаметру облегченного глубокого отверстия достигает 5, что затрудняет удаление стружки во время сверления и легко приводит к образованию шероховатостей на стенках отверстия или поломке сверла.

Точное решение от JS Precision

Для всех этих проблем у JS Precision есть комплексное решение.

Инструментальная часть: спроектирована и изготовлена ​​миниатюрная гидравлическая расширительная оправка, длина ее зажимной части строго контролируется на уровне 8 мм для обеспечения достаточного зажимного усилия для надежного удержания детали, но без чрезмерного позиционирования.

Выбор оборудования: использование продольно-токарного станка швейцарского типа с высокоточным шпинделем и приводным резцедержателем, что позволяет выполнять все операции по наружной обточке, нарезанию резьбы, эксцентриковому фрезерованию и глубокому сверлению за одну операцию зажима. Это позволяет снизить погрешность зажима.

Инструменты и охлаждение: используются режущие инструменты из микротвёрдого сплава, оптимизированные для титановых сплавов, со специально обработанными режущими кромками для повышения остроты реза. Система подачи СОЖ под высоким давлением (70 бар) обеспечивает плавный отвод стружки и эффективно контролирует тепловыделение при резании.

Контроль качества: в процесс обработки интегрирована система визуального контроля высокого разрешения, которая обеспечивает 100%-ную проверку критических размеров деталей и качества поверхности на станке , что позволяет своевременно выявлять и устранять проблемы.

Результаты и ценность

Благодаря всем вышеперечисленным решениям компания JS Precision поставила первую партию из 100 изделий в течение 12 дней, на два дня раньше срока, указанного заказчиком. Поставленные детали полностью соответствовали чертежам: круглость была проверена в пределах 1,5 мкм, а шероховатость поверхности – Ra 0,3 мкм, что значительно превзошло ожидания заказчика.

Заказчик получил основные компоненты, которые можно собирать напрямую, без дальнейшей обработки, что сэкономило драгоценное время для успешного запуска его высокотехнологичных медицинских приборов и создало хорошую основу для долгосрочного сотрудничества обеих сторон.

Компания JS Precision эффективно решает задачи обработки прецизионных деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, на примере приводного вала миниатюрного медицинского робота. Если у вас есть более сложные детали, требующие обработки, свяжитесь с нами и предоставьте свои чертежи для решения. Мы доставим вам продукцию в кратчайшие сроки после оформления заказа.

Рисунок 4: Приводной вал из титанового сплава (Ti-6Al-4V)

Как определить квалифицированного производителя прецизионных токарных деталей?

Выбор квалифицированного производителя прецизионных токарных деталей требует многомерной оценки, чтобы убедиться, что он будет соответствовать вашим требованиям к обработке:

Матрица технических возможностей: включает в себя современное оборудование, базу данных технологических процессов и техническую команду. Современное оборудование — основа точности, обширная библиотека технологических процессов предоставляет продуманные решения, а профессиональная команда решает технические задачи.

Глубина системы качества: Сертификация по ISO 9001 не заменяет строгие системы, требуемые IATF 16949, и не обеспечивает стандартизированных записей о проверке качества по всей цепочке создания стоимости от сырья до готовой продукции.

Накопление промышленного опыта: требования к компонентам в разных отраслях существенно различаются. Отдавайте предпочтение производителям, которые уже имеют успешный опыт в целевой отрасли, например, в медицине или аэрокосмической промышленности, поскольку они досконально понимают потребности этой отрасли.

Механизм непрерывного совершенствования: необходимо создать замкнутую систему оптимизации процессов на основе больших данных. Анализ данных должен использоваться для оптимизации процессов и повышения качества и эффективности.

Преимущество JS: ваш партнер для сложных прецизионных деталей, обработанных на станках с ЧПУ

Как компания, специализирующаяся на обработке прецизионных деталей на станках с ЧПУ , JS Precision имеет ряд основных преимуществ, которые делают ее надежным партнером:

Техническая глубина:

Высокоточные цеха JS Precision оснащены высокопроизводительным и современным оборудованием, таким как продольно-токарные станки швейцарского типа и высокоточное испытательное оборудование. Мы накопили обширную базу знаний по обработке труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы и инконель, а также деталей сложной геометрии.

Например, в случае деталей из сплава Inconel был разработан набор эксклюзивных параметров резки и решений по охлаждению, которые могут эффективно повысить эффективность и качество обработки.

Приверженность качеству:

Компания JS Precision считает «нулевой дефект» достижимой целью и внедрила систему контроля качества на всех этапах производства. Начиная с закупки сырья, каждая партия проходит проверку на характеристики и состав. В ходе процесса проводится онлайн-контроль каждого размера в режиме реального времени, а перед выпуском с завода каждая деталь тщательно проверяется на соответствие размерам и внешнему виду.

Модель сотрудничества:

Компания JS Precision может подключиться к разработке проекта на самых ранних этапах, предоставляя клиентам бесплатные консультации по DFM. На основе чертежей деталей мы проанализируем сложности процесса, предложим варианты оптимизации и поможем клиентам снизить стоимость обработки и сократить цикл разработки.

Надежная доставка:

Компания JS Precision глубоко осознаёт важность своевременной доставки для клиентов. Благодаря научному управлению цепочкой поставок и планированию производства мы обеспечиваем своевременную доставку .

Мы рационально выстраиваем производственную последовательность в соответствии со статусом заказа продукта, отслеживаем закупку сырья и ход производства в режиме реального времени, а в случае возникновения особых обстоятельств оперативно связываемся с клиентами для совместного поиска решений.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какую шероховатость поверхности можно получить с помощью прецизионной токарной обработки?

Технология прецизионной токарной обработки JS Precision позволяет достичь шероховатости поверхности Ra 0,4 мкм. После последующих процессов, таких как профилирование, шероховатость поверхности может достигать Ra 0,1 мкм или даже выше , обеспечивая зеркальный блеск, что соответствует большинству требований к точности.

В2: Каковы основные преимущества прецизионной токарной обработки по сравнению со шлифованием?

Прецизионная токарная обработка позволяет изготавливать сложные формы за один установ, обеспечивая более высокую эффективность и неизменно высокое качество поверхности. Она также особенно подходит для интеграции нескольких процессов, сокращая время переналадки оборудования, обеспечивая более высокие геометрические допуски и снижая затраты на обработку.

В3: Детали каких размеров вы можете обрабатывать на станках с ЧПУ?

Оборудование JS Precision способно обрабатывать детали на станках с ЧПУ диаметром от 0,5 до 300 мм . Таким образом, оно может предоставлять услуги по точной обработке как микродеталей, так и крупногабаритных деталей.

В4: Каковы различия в параметрах при точении различных марок нержавеющей стали, например, 303 и 316?

Нержавеющая сталь марки 303 содержит серу и легко режется, поэтому JS Precision будет использовать более высокую скорость подачи. Нержавеющая сталь марки 316 прочнее, поэтому инструменты должны быть острее, с более низкой скоростью резания и высоким давлением СОЖ для обеспечения стружкодробления и качества поверхности.

В5: Подходит ли прецизионная токарная обработка для изготовления прототипов малыми партиями?

Прецизионная токарная обработка отлично подходит для мелкосерийного прототипирования, поскольку токарная обработка с ЧПУ не требует специальных пресс-форм. Прототипы могут быть изготовлены быстро после программирования, что позволяет экономить время и деньги при итеративной верификации и мелко- и среднесерийном производстве.

В6: Какие материалы вы поддерживаете?

JS Precision поддерживает прецизионную токарную обработку различных металлов, включая алюминий, нержавеющую сталь, титан, медь, легированную сталь и некоторые конструкционные пластики , такие как ПЭЭК и делрин. Рекомендуемые материалы могут быть рекомендованы в зависимости от требований.

В7: Нужно ли снимать фаску с острых кромок токарных деталей? Как это сделать?

Снятие фасок с острых кромок на обработанных деталях важно, поскольку острая кромка может не только быть опасной, но и служить точкой концентрации напряжения. JS Precision использует программируемое управление траекторией инструмента для точного и надёжного снятия фасок или пассивации всех острых кромок.

В8: Сколько времени проходит с момента запроса до получения коммерческого предложения?

Компания JS Precision обещает предоставить четкую и прозрачную предварительную смету на стандартные детали с полными чертежами в течение 2 часов, а для сложных деталей сметы будут предоставлены после общения с клиентами в течение 4 часов.

Краткое содержание

Прецизионная токарная обработка с ЧПУ — краеугольный камень современного производства, идеально сочетающий высочайшую производительность материала с точным цифровым управлением. Выбор между технически квалифицированными и опытными партнёрами станет решающим фактором успеха в производстве ваших критически важных деталей.

Как надежный производитель прецизионных токарных деталей, компания JS Precision поможет оптимизировать конструкцию, предоставит полный спектр услуг от проектирования до поставки готовой продукции, а также поможет преодолеть ряд проблем, возникающих при обработке сложных деталей валов.

Загрузите чертежи ваших деталей прямо сейчас, чтобы получить профессиональный анализ возможности производства и конкурентоспособное коммерческое предложение. Давайте вместе создадим модель совершенства в прецизионном производстве.