JS Precision

Фрезерование с ЧПУ — это инновационный метод резки, при котором вращающиеся режущие инструменты с компьютерным управлением удаляют лишние частицы с поверхности сырья, в конечном итоге получая точную форму и сложные детали, требуемые проектом.

В отличие от традиционных методов ручного фрезерования, фрезерование с ЧПУ позволяет напрямую преобразовывать компьютерные чертежи в реальные маршруты обработки. Будь то изготовление образцов или массовое производство, фрезерование с ЧПУ может удовлетворить различные потребности благодаря преимуществам автоматизации.

Эта технология позволяет автоматизировать весь производственный процесс, повысить точность результатов обработки и обеспечить практически одинаковое качество каждой партии деталей. С середины XX века и по настоящее время эта технология стала ключевой для современных заводов, производящих различную продукцию, будь то изготовление опытных образцов или серийное производство .

Каков основной принцип работы фрезерного станка с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ использует компьютерные программы для управления станками и выполнения задач обработки. Оператор вводит чертежи конструкции в программное обеспечение CAM для генерации G-кода , и станок автоматически выполняет резку в соответствии с инструкциями кода. Инструмент устанавливается на высокоскоростном вращающемся шпинделе, заготовка фиксируется на рабочем столе и перемещается по нескольким осям координат, а резка целевой формы осуществляется посредством комбинированных движений в разных направлениях. Этот автоматизированный метод обработки позволяет обрабатывать сложные геометрические конструкции с высокой точностью, которая обычно достигает ±0,005 мм.

Наша команда инженеров оптимизирует траекторию движения инструмента и параметры резания в соответствии с потребностями заказчика, предоставляя услуги высокоточной фрезерной обработки с ЧПУ. Мы также корректируем параметры обработки с ЧПУ в зависимости от сложности обработки, обеспечивая стабильность процесса, сокращение производственных циклов при сохранении качества и соответствие каждой детали требуемым размерам и качеству поверхности.

Каковы основные виды фрезерной обработки с ЧПУ и их характеристики?

Среди различных типов фрезерной обработки с ЧПУ существуют различные процессы, разработанные для различных требований к заготовкам. Мелкофрезерная обработка с ЧПУ обычно используется для обработки небольших прецизионных деталей, в то время как для обработки крупных сложных деталей чаще применяются другие виды обработки.

Технология фрезерования с ЧПУ разработала множество специализированных типов обработки в соответствии с требованиями к обработке и геометрией заготовки, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики процесса:

1.Плоскостное фрезерование

Это также называется фрезерованием слябов и является наиболее распространённым видом фрезерования с ЧПУ. Этот процесс применяется, в частности, для обработки плоскостей. В зависимости от направления движения рабочего стола и обрабатываемого материала, он подразделяется на попутное и обратное фрезерование. При попутном фрезеровании направление вращения инструмента совпадает с направлением подачи, а при обратном — противоположно. Мы используем высокожёсткие станки и специальные торцевые фрезы для достижения исключительно высокой плоскостности поверхности. Обычно плоскостное фрезерование используется в качестве первого процесса, при этом сначала обрабатывается опорная плоскость, а затем выполняется финишная обработка.

2.Торцевое фрезерование

Фрезерование плоскостей похоже на фрезерование, но отличается более высокой точностью. Ось торцевой фрезы всегда расположена вертикально относительно поверхности материала. Этот инструмент оснащён большим количеством лезвий, чем обычные торцевые фрезы. Лезвие в среднем положении отвечает за чистовую обработку поверхности, а крайние лезвия сначала срезают излишки материала. Для торцевого фрезерования наша компания использует специальный станок с гидростатическим шпинделем. Обрабатываемая поверхность получается более гладкой, чем зеркало, и достигает точности менее Ra0,4 мкм.

3. Фрезерование с разносом

Этот процесс специально применяется для обработки пар параллельных поверхностей. Мы устанавливаем две дисковые фрезы по обе стороны инструментальной рамы, зажимаем заготовку и обрабатываем две параллельные поверхности одновременно. Такой метод экономит время и обеспечивает параллельность. Мы используем компьютеры для управления расстоянием между инструментами, а направляющие и детали разных размеров можно быстро настроить для обработки. Обработка заготовок, на подготовку которых раньше уходило два часа, теперь занимает 15 минут.

4.Комбинированное фрезерование

Это высокоэффективный метод фрезерной обработки на станках с ЧПУ. Операторы устанавливают фрезы разных размеров на одну и ту же инструментальную стойку и обрабатывают несколько плоскостей детали одновременно. Мы используем автоматическую систему регулировки скорости и подачи, что гарантирует качество и позволяет быстро резать металл. Мы часто используем этот метод для обработки корпусов станков и деталей с несколькими канавками, при этом максимальная эффективность достигается при изготовлении партий более 100 изделий.

5.Формовочное фрезерование

Она используется для обработки деталей сложной формы. В этом процессе используются специальные фрезы, которые могут непосредственно вырезать галтели, вогнутые и выпуклые поверхности. JS может изготовить фрезы специальной формы для работы с пятикоординатными станками для обработки турбинных лопаток и шестерён.

Изогнутые детали, для обработки которых ранее требовалось три зажима, теперь можно обрабатывать за один проход. Для небольших турбинных лопаток фрезерование на станках с ЧПУ также позволяет добиться высокоточной обработки с помощью специализированных режущих инструментов, а цикл обработки сокращается.

6.Концевое фрезерование

Применяется в основном для обработки вертикальных поверхностей и мелких канавок. Для обработки глубоких канавок мы используем твердосплавные фрезы. После установки параметров резания инструмент не подвержен вибрациям, а стружка легко отходит. Этот метод обработки может применяться для обработки радиаторов, при этом отклонение стенки канавки от вертикали не превышает 0,02 мм.

7.Угловое фрезерование

При фрезерной обработке с ЧПУ это особенно актуально для обработки скосов. Фреза режет не по направлению к заготовке, а под косым углом. Станок нашей компании оснащён автоматическим механизмом регулировки угла, который может быть зажат одновременно с поворотным столом для обработки наклонных отверстий и скосов. При обработке косозубых шестерен автомобильной коробки передач угловая погрешность контролируется в пределах 0,5 градуса.

8. Фрезерование Т-образных пазов

Процесс обработки разделён на два этапа. Сначала фрезеруется прямая канавка обычной фрезой , а затем расширяется дно Т-образной фрезой. Компания JS предлагает рукоятку, предотвращающую вибрацию инструмента, и использует пошаговый метод обработки для решения проблемы вибрации. После обработки Т-образного паза стола станка погрешность размеров снижается на 30% по сравнению с обычным методом.

В чем разница между мелкосерийной фрезерной обработкой с ЧПУ и пятикоординатной фрезерной обработкой с ЧПУ?

На основе стандартов точности станков с ЧПУ и отчета Американского общества инженеров-механиков (ASME) по технологиям станков за 2023 год, а также фактических производственных данных JS был проведен следующий анализ внутренних различий между мелкосерийной фрезерной обработкой с ЧПУ и пятикоординатной фрезерной обработкой с ЧПУ:

Сравнение технических параметров

Анализ основных различий

1.Конструктивные различия оборудования

Для малогабаритного фрезерования с ЧПУ используется компактный станок площадью около 1,5 квадратных метров, подходящий для лабораторий и небольших мастерских. Масса станка нашей компании составляет всего 800 кг, в то время как основная литая деталь пятикоординатного станка весит 5 тонн. Для пятикоординатного станка NHX6300 производства немецкой компании DMG MORI требуется монтажная площадь площадью 6 квадратных метров.

2.Сравнение производительности обработки

При обработке электронных разъемов операторами на малых фрезерных станках с ЧПУ глубина резания достигает 50 мм. При пятикоординатной обработке лопаток авиационных двигателей возможна резка боковой стенки под углом 90°. Статистика ASME показывает, что пятикоординатная обработка криволинейных сложных поверхностей обеспечивает на 60% более высокую скорость съема материала по сравнению с трехкоординатной.

3. Метод точного контроля

При оснащении мелкофрезерных станков с ЧПУ лазерным калибровочным модулем обычно требуется компенсация погрешностей термодеформации. При обработке с использованием микродатчиков изменение размеров контролируется с точностью ±0,008 мм. Пятикоординатный станок использует датчик Renishaw для автоматической коррекции биения инструмента, а погрешность контура поверхности искусственного коленного сустава составляет ≤0,015 мм.

4.Дифференциация сценариев применения

Малогабаритные фрезерные станки с ЧПУ применяются в медицинской промышленности для обработки зубных имплантатов, а уровень качества обработки резьбовых отверстий диаметром 1,5 мм составляет 99,2%. Пятикоординатные станки применяются в аэрокосмической промышленности для обработки каркасов крыльев из титанового сплава, а зазор между поверхностями составляет ≤0,03 мм.

Из 152 наименований продукции, произведенной компанией в 2024 году, 68% малых станков используются для создания прецизионных деталей, а пятикоординатные станки в основном используются для обработки пресс-форм и сложных структурных деталей. С точки зрения практического применения малогабаритное фрезерование с ЧПУ больше подходит для лабораторного или мелкосерийного производства микродеталей, в то время как пятикоординатное фрезерование с ЧПУ является основным оборудованием в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая промышленность.

Как отличить фрезерование с ЧПУ от композитной обработки? Фрезерование с ЧПУ.

При выборе между фрезерованием с ЧПУ и токарно-фрезерной обработкой с ЧПУ первым шагом является выяснение различий в основных методах обработки. Отличительные особенности заключаются в следующем:

1.Отличительные методы обработки

Фрезерование с ЧПУ в основном применяется вращающимися инструментами для обработки неподвижных заготовок и оптимально подходит для обработки таких элементов, как плоскости, пазы и криволинейные поверхности. Фрезерная обработка с ЧПУ сочетает в себе операции токарной и фрезерной обработки. Заготовка может быть подвергнута токарному обработке, а инструмент одновременно выполняет как фрезерную, так и токарную обработку. Этот метод наиболее подходит для изготовления сложных вращающихся деталей, таких как валы, фланцы и т. д.

2.Различные конструкции станков

Фрезерные станки с ЧПУ обычно имеют три или более осей линейного перемещения (X/Y/Z), а шпиндель служит для фиксации инструмента. Фрезерно-токарные станки с ЧПУ для обработки композитных деталей оснащены вращающимися шпинделями. Серия многоцелевых станков INTEGREX японской компании MAZAK имеет скорость вращения шпинделя 5000 об/мин, а фрезерный шпиндель оснащён независимым приводным модулем. При обработке корпуса коробки передач автомобиля оператор сначала использует функцию токарной обработки для обработки внешней окружности, а затем обрабатывает поверхность фланца фрезерным резцом.

3. Различные применимые детали

Фрезерование с ЧПУ подходит для обработки невращающихся деталей, таких как пресс-формы, корпуса и т. д. Фрезерная токарная обработка с ЧПУ подходит для обработки сложных деталей с вращающимися элементами, таких как турбинные лопатки, распределительные валы и т. д. По данным Немецкой ассоциации производителей станков (VDW), сложная обработка позволяет сократить количество зажимов более чем на 60% и повысить точность на 30%.

Сравнение фрезерной обработки с ЧПУ и фрезерно-токарной обработки с ЧПУ:

4.Экономическое сравнение

При обработке 100 редукторов для обычного фрезерования требуется три станка (токарный + фрезерный + сверлильный), тогда как для сложной обработки достаточно одного станка. Данные измерений компании JS показывают, что сложная обработка снижает затраты на оснастку на 45% и занятость площадей на 60%.

Хотя первоначальные инвестиции в токарно-фрезерное оборудование с ЧПУ выше, чем в обычное токарно-фрезерное оборудование с ЧПУ, в долгосрочной перспективе оно может снизить общие производственные затраты, а стоимость фрезерного станка с ЧПУ также необходимо всесторонне рассматривать с учетом точности оборудования и производственной мощности.

Какие ключевые факторы следует учитывать при выборе фрезерного оборудования с ЧПУ?

1.Анализ требований к обработке

Перед выбором фрезерного станка с ЧПУ необходимо определить требования к обработке. Необходимо учитывать твёрдость обрабатываемого материала, размерный ряд деталей, требования к точности обработки и объём партии. Для мягких металлов, таких как алюминиевые сплавы, можно использовать стандартные модели, в то время как для труднообрабатываемых материалов, таких как титановые сплавы, требуется оборудование с повышенной жёсткостью. По данным Американского общества инженеров-технологов (SME), около 35% ошибок при закупках связаны с недостаточной оценкой требований к обработке.

2. Уровень точности станка

Точность станка напрямую влияет на качество продукции. Точность позиционирования обычно должна быть в пределах 0,01 мм, а точность повторного позиционирования — менее 0,005 мм. Стоимость высокоточных фрезерных станков с ЧПУ обычно на 40–60% выше, чем у обычных моделей, но это необходимые инвестиции для прецизионной обработки деталей.

3. Контроль производительности системы

Система управления — это ядро ​​фрезерного станка с ЧПУ. Такие распространённые системы, как Siemens и Fanuc, предлагают различные функциональные конфигурации. Более современные системы управления обеспечивают более плавную интерполяцию и более высокую скорость вычислений, а высококачественные системы управления могут повысить эффективность обработки более чем на 25%.

4.Производительность шпинделя

Скорость и мощность шпинделя определяют возможности обработки. Обработка алюминиевых сплавов обычно требует высокоскоростного шпинделя с частотой вращения более 10 000 об/мин, а обработка стали — высокого крутящего момента. Конусность шпинделя (например, BT40, HSK63) также влияет на выбор инструментальных систем.

5.Размер стола и ход

Размер стола должен быть достаточным для обработки самой большой детали. Ход по осям X/Y/Z должен быть более чем на 20% больше размера заготовки, чтобы обеспечить место для зажима. Стол большего размера неоправданно увеличит стоимость фрезерного станка с ЧПУ.

6.Конфигурация автоматизации

Степень автоматизации влияет на эффективность производства. Системы автоматической смены инструмента способны сократить время простоя, а системы автоматической смены заготовок подходят для массового производства. По мнению Немецкого союза производителей станков (VDW), автоматизированные устройства способны повысить загрузку оборудования на 30–50%.

7.Послепродажное обслуживание

Послепродажное обслуживание играет важную роль. Необходимо учитывать возможности технической поддержки поставщика, время реагирования и скорость поставки запасных частей для обслуживания. Хотя качественное обслуживание увеличит первоначальные инвестиции, оно значительно снизит долгосрочные эксплуатационные риски.

8. Потребление энергии и расходы на техническое обслуживание

Помимо покупной цены оборудования, необходимо учитывать долгосрочные эксплуатационные расходы. Высокоэффективные модели, хотя и стоят дороже, могут сэкономить 20–30% электроэнергии. Расходы на текущее обслуживание также необходимо включить в общую стоимость.

Почему 5-осевое фрезерование с ЧПУ необходимо для сложной обработки поверхностей?

При обработке сложных поверхностей преимущества 5-координатного фрезерования с ЧПУ значительно выше, чем у традиционного трёхкоординатного оборудования, что и является основной причиной его востребованности в этой области. Вот некоторые из них:

1.Уменьшить погрешность зажима

Трёхкоординатный станок должен многократно вращаться и зажиматься для обработки криволинейной поверхности, а суммарная погрешность составляет более 0,1 мм. Пятикоординатный фрезерный станок с ЧПУ использует поворотный стол для автоматического определения угла заготовки. При обработке лопаток турбины кромки входного и выходного отверстий обрабатываются за один зажим, а погрешность контура составляет менее 0,03 мм. Компания JS использовала этот метод для проверки винтов вертолётов , что позволило повысить процент годности продукции с 82% до 97%.

2.Оптимизация контакта инструмента

Угол наклона инструмента влияет на качество обработки криволинейных поверхностей. 5-координатный станок наклоняет ось инструмента к нормали к поверхности, что увеличивает эффективную площадь резания шаровидной фрезы на 40%. При обработке искусственных коленных суставов срок службы инструмента увеличивается в 2 раза, а шероховатость поверхности достигает Ra0,4 мкм.

3.Повышение эффективности резки

Траектория инструмента пятикоординатной обработки на 60% короче трёхкоординатной . При изготовлении лопаток авиационных двигателей скорость съёма металла увеличивается на 50%, а время обработки сокращается с 18 до 9 часов. Наша компания использует станок DMG для изготовления рабочих колёс диаметром 800 мм, при этом погрешность толщины лопаток составляет ≤0,05 мм.

Как оценить экономическую эффективность поставщиков услуг фрезерной обработки с ЧПУ?

1.Проверка технических возможностей и уровня оснащения

Поставщики должны располагать 5-осевым фрезерным оборудованием с ЧПУ, позволяющим обрабатывать сложные поверхности и детали с многоугловыми элементами. JS использует 5-осевой обрабатывающий центр с рычажным механизмом из Германии с точностью ±0,005 мм и уровнем квалификации проекта более 95%. При работе над проектом для самолёта мы использовали 5-осевое фрезерное оборудование с ЧПУ для уменьшения количества деталей из титанового сплава с изначально трёх зажимов до одной, что позволило сэкономить 15% времени обработки.

Помимо 5-осевого фрезерного оборудования с ЧПУ, поставщики высококачественных услуг также должны иметь возможность гибко подбирать небольшие ресурсы для фрезерования с ЧПУ в соответствии со своими потребностями, предоставляя при этом прозрачную систему расценок на услуги фрезерования с ЧПУ.

2. Анализ адаптации материала

Компания JS предлагает более 50 вариантов материалов, включая специальные материалы, такие как авиационный алюминий и ПЭЭК. Компания JS оказала поддержку заказчикам, производящим медицинские изделия, в завершении производства композитных конструкций из нержавеющей стали и медицинских пластиков, сэкономив 20% затрат на НИОКР благодаря испытаниям эксплуатационных характеристик материалов.

3.Оцените структуру затрат всего процесса.

Необходимо сравнить прозрачность коммерческих предложений и управление скрытыми затратами. Наша компания использует интеллектуальную систему планирования процессов, чтобы снизить производственные затраты клиентов в среднем на 20%. В рамках одного проекта по производству автомобильных деталей потери сырья сократились на 30% с допуском ±0,01 мм благодаря оптимизации траектории инструмента и параметров резки.

4. Подтвердите цикл доставки

Производителю автозапчастей срочно требуется 500 комплектов тормозных дисков из алюминиевого сплава. Мы выполнили поставку в течение 3 дней. Отклонение обработанных деталей тормозных дисков составляет менее 0,01 мм, а процент успешного прохождения испытания на нагрузку — 100%. Этот случай наглядно демонстрирует оперативность реагирования и точность обработки нашей компании.

5.Оценить возможности устойчивого развития

Выбирайте поставщиков с экологичными производственными процессами. Мы сокращаем выбросы углерода на единицу продукции на 15% благодаря переработке отходов и процессам управления энергопотреблением. 5-координатная обработка корпуса из алюминиевого сплава на станке с ЧПУ в рамках проекта по производству экологически чистой энергии обеспечивает 100% переработку алюминиевых отходов.

Краткое содержание

Будучи базовой технологией современного обрабатывающей промышленности, фрезерование с ЧПУ может предложить полный спектр решений: от простой обработки плоскостей до формирования сложных криволинейных поверхностей. В данной статье подробно описаны различные методы обработки, такие как фрезерование плоскостей, торцевое фрезерование и композитное фрезерование, а также особое внимание уделено преимуществам 5-координатного фрезерования с ЧПУ при обработке сложных деталей.

Независимо от того, являются ли они прецизионными компонентами или сложными структурными элементами, выбор правильного процесса фрезерования обладает огромным потенциалом для повышения эффективности производства и качества продукции.

При выборе плана обработки необходимо разумно сопоставить мелкое фрезерование с ЧПУ и 5-осевое фрезерование с учетом размера, требований к точности и бюджета деталей, а также отдать приоритет поставщикам, которые могут предоставить полный цикл услуг по фрезерованию с ЧПУ, чтобы снизить риск затрат на фрезерный станок с ЧПУ.

Обладая богатым отраслевым опытом и техническим накоплением, компания JS может предоставить клиентам комплексные услуги, начиная от выбора оборудования и заканчивая оптимизацией процесса, чтобы помочь им достичь оптимальных технологических результатов.

Отказ от ответственности

Содержимое этой страницы предназначено исключительно для информационных целей. Серия JS. Нет никаких явных или подразумеваемых заявлений или гарантий относительно точности, полноты или достоверности информации. Не следует предполагать, что сторонний поставщик или производитель предоставит данные о рабочих характеристиках, геометрических допусках, конкретных конструктивных характеристиках, качестве и типе материалов или качестве изготовления через сеть Longsheng. Ответственность за это несет покупатель . Запросить коммерческое предложение на детали. Указать конкретные требования к этим разделам. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации .

Команда JS

JS — ведущая компания в отрасли, специализирующаяся на индивидуальных производственных решениях. Мы обладаем более чем 20-летним опытом работы с более чем 5000 клиентов и специализируемся на высокоточной обработке на станках с ЧПУ , производстве листового металла , 3D-печати , литье под давлением , штамповке металла и других комплексных производственных услугах.

Наш завод оснащён более чем 100 современными 5-осевыми обрабатывающими центрами, сертифицированными по стандарту ISO 9001:2015. Мы предлагаем быстрые, эффективные и высококачественные производственные решения для клиентов более чем в 150 странах мира. Будь то мелкосерийное производство или крупносерийная продукция по индивидуальному заказу, мы готовы удовлетворить ваши потребности с максимально быстрой доставкой в ​​течение 24 часов. Выбирайте JS Technology . Это означает эффективность, качество и профессионализм.
Чтобы узнать больше, посетите наш сайт: www.cncprotolabs.com

Часто задаваемые вопросы

1.Чем 4-осевое фрезерование лучше 3-осевого?

При 4-осевом фрезеровании используется на одну ось вращения (обычно ось A) больше, чем при 3-осевом, что позволяет заготовке вращаться вокруг оси X. Такая конструкция позволяет станку обрабатывать боковую или цилиндрическую поверхность детали без повторного зажима, что подходит для обработки сложных конструкций, таких как зубчатые колеса и резьбы, требующих многоугловой обработки.

2.Какие инструменты обычно используются для фрезерования с ЧПУ?

Для фрезерования с ЧПУ обычно используются фрезы с плоской головкой, шаровой головкой, торцевые фрезы, фрезы для обработки Т-образных пазов, сверла и резьбовые фрезы. Твердосплавные инструменты подходят для стальных деталей, а инструменты с покрытием повышают эффективность обработки алюминия.

3.Сколько координатных устройств необходимо для фрезерования поверхности?

Для фрезерования поверхности требуется как минимум 3-осевое оборудование, но для обработки сложных поверхностей требуется 5-осевое фрезерование с ЧПУ. 5-осевые станки обеспечивают многоугловую резку с помощью поворотных осей (таких как ось B или ось C), могут выполнять многогранную обработку одновременно, уменьшают ошибки зажима и повышают точность обработки поверхности.

4.Сколько существует типов фрезерных станков с ЧПУ?

Фрезерные станки с ЧПУ в основном делятся на четыре категории: вертикальные, горизонтальные, портальные и 5-осевые. Вертикальные — наиболее распространённые и подходят для обработки деталей небольшого и среднего размера. Горизонтальные подходят для обработки длинных деталей. Портальные используются для обработки крупногабаритных деталей. 5-осевые станки позволяют обрабатывать сложные криволинейные поверхности.

Ресурсы

Станок

Шпиндель (инструмент)

Многоосевая обработка