Производители часто сталкиваются с необходимостью изготовления мелких деталей, которые должны идеально подходить друг к другу. Швейцарские станки с ЧПУ решают эту задачу, сочетая надежную опору и гибкую режущую способность. Этот метод позволяет предприятиям изготавливать небольшие сложные детали на высокой скорости, не жертвуя точностью.
В этой статье мы рассмотрим, что такое швейцарская обработка на станках с ЧПУ, как она работает, откуда она появилась и почему важна в современном производстве. Мы также сравним её с традиционной токарно-фрезерной обработкой на станках с ЧПУ, выделим её основные преимущества, опишем основные области применения и дадим советы по проектированию, которые помогут вам максимально эффективно использовать эту технологию.
Что такое швейцарская обработка на станках с ЧПУ?
Обработка на станках швейцарского типа с ЧПУ представляет собой точение и фрезерование прутковой заготовки через направляющую втулку, которая прочно удерживает заготовку. Такая конструкция позволяет выдвигать в зону обработки только обрабатываемую область, что снижает вибрацию и обеспечивает стабильную поддержку. Суппорты, управляемые компьютером, позволяют заготовке двигаться вперед и назад вдоль оси, одновременно вращая заготовку. Такое двойное движение, в сочетании с несколькими инструментальными станциями, делает токарные станки швейцарского типа уникальными инструментами для обработки деталей очень малого диаметра и сложных деталей за один цикл.
Истоки швейцарского токарного станка
Швейцарская токарная обработка берёт своё начало в середине XIX века. Швейцарским часовщикам требовались очень мелкие детали для карманных часов. Они искали способ надёжно удерживать тонкие материалы во время обработки. Якоб Швейцер сконструировал первый токарный станок с подвижной бабкой. Он перемещал заготовку под инструментами, а не вращал их вокруг станины. Это нововведение обеспечивало устойчивость мелких деталей и позволяло точно обрабатывать детали малого диаметра. Современные швейцарские станки работают по тому же принципу, но используют ЧПУ для сложных резов.
Как работают швейцарские станки с ЧПУ
Швейцарские станки с ЧПУ состоят из двух основных компонентов: подвижной бабки и направляющей втулки.
В швейцарских станках для фиксации прутка используется направляющая втулка. Эта втулка располагается сразу за режущими инструментами и предотвращает изгиб заготовки. Движется только пруток, находящийся в зоне обработки. Остальная часть прутка остаётся на месте.
Подвижная передняя бабка подаёт заготовку вперёд и назад. Инструменты на револьверной головке позволяют одновременно обрабатывать внешнюю поверхность и сверлить отверстия. Многие токарные станки швейцарского типа имеют пять или более осей. Эти дополнительные оси позволяют операторам добавлять фрезерные или сверлильные инструменты без необходимости переналадки.
Контроллер ЧПУ управляет каждой осью, используя точные команды. Операторы загружают программу, которая сообщает станку, когда и с какой скоростью перемещать каждый инструмент. Результат — готовая деталь, которая может не потребовать дополнительной обработки.
Материал и обработка на станке с ЧПУ Swiss
Швейцарские станки с ЧПУ могут работать с широким спектром металлов и пластиков. Распространенные материалы:
- Нержавеющая сталь
- Сплавы на основе титана и никеля
- Алюминий и латунь
- Инконель и другие суперсплавы
- Инженерные пластики, такие как ПЭЭК и нейлон
Типичные диаметры деталей, изготавливаемых на швейцарских токарных станках, варьируются от 0.03 до 2 дюймов. Эти станки обеспечивают допуски до ±0.0001 дюйма на концентрических элементах и качество обработки поверхности, часто превышающее Ra 16. Благодаря этому предприятия могут обеспечивать стабильное качество при производстве партий от нескольких сотен до сотен тысяч деталей.
Типичные возможности швейцарского токарного станка
Современная швейцарская машина может выполнить эти задачи за один цикл:
- Наружная токарная обработка и торцевание
- Нарезание резьбы и накатка
- Сверление и растачивание
- Фрезерование плоских или фасонных поверхностей
- Приводной инструмент для поперечных отверстий или пазов
Револьверная головка станка вмещает несколько инструментов. Программы могут вызывать инструменты в любом порядке. В цехах часто комбинируют черновую и чистовую обработку без остановки.
Основные преимущества швейцарской обработки на станках с ЧПУ
Обработка на швейцарских станках с ЧПУ обеспечивает множество преимуществ по сравнению с другими методами обработки., особенно для небольших и сложных деталей. Вот основные преимущества:
Исключительная точность
Швейцарские станки удерживают материал всего в нескольких миллиметрах от зоны резки, практически исключая прогиб даже при снятии материала с тонких деталей. В цехах обычно соблюдаются допуски в пределах ±0.0001 дюйма, что делает этот процесс незаменимым для деталей, которые должны соединяться без люфта и люфта.
Сложная геометрия
Стабильность, обеспечиваемая направляющей втулкой, позволяет создавать тонкие элементы, такие как глубокие канавки, тонкие стенки и угловые вырезы. Швейцарские станки могут оснащаться приводным инструментом для фрезерования плоских поверхностей или сверления радиальных отверстий, что позволяет обрабатывать несколько элементов за один установ.
Высокая пропускная способность
Многокоординатные станки могут выполнять несколько операций параллельно. В то время как традиционный токарный станок может выполнить точение, а затем автономное сверление, швейцарский станок может выполнять точение, сверление и фрезерование в одном непрерывном цикле. Такая параллельная обработка позволяет увеличить производительность с нескольких деталей в час до десятков или даже сотен.
Сокращение вторичных операций
Точность и универсальность швейцарской обработки часто исключают необходимость вторичной обработки, такой как снятие заусенцев или повторная обработка. Детали часто выходят готовыми к проверке или сборке, что экономит трудозатраты и ускоряет сроки поставки.
Материальная эффективность
Автоматическая подача прутка минимизирует количество отходов, обрезая пруток только до длины, необходимой для готовой детали. Этот процесс генерирует меньше отходов по сравнению с отрезкой на традиционных токарных станках.
Отрасли, использующие швейцарскую обработку
Швейцарская обработка блестит в отраслях, где требуются небольшие, точные детали в объеме.
- Медицинское оборудование: Компании используют швейцарские детали для хирургических винтов, костных штифтов и зубных имплантатов.
- Часовое дело и хронометры: Часовые бренды по-прежнему используют швейцарские станки для изготовления точных шестеренок и валов.
- Аэрокосмические компоненты: Инженеры изготавливают мелкие, но важные детали для двигателей и датчиков.
- Электроника: Швейцарские станки изготавливают разъемы, контакты и корпуса для печатных плат.
- Автомобили: В цехах изготавливают форсунки для впрыска топлива, тормозные пальцы и детали датчиков.
- Защита: Производители изготавливают ударники, небольшие клапаны и компоненты для оружейных систем.
Каждая отрасль ценит сочетание жестких допусков и быстрого выполнения заказов, которые предлагает Swiss CNC.
Руководство по проектированию для швейцарских станков с ЧПУ
Чтобы получить наилучшие результаты при обработке на швейцарских станках, конструкторам деталей следует соблюдать несколько ключевых правил:
Четкость рисунка
Проектировщики должны предоставить подробные, разборчивые чертежи со всеми критическими размерами, допусками и спецификациями обработки поверхности. Понятные указания по марке материала и термической обработке помогут избежать путаницы в цехе.
Размеры и глубина отверстий
По возможности избегайте слишком маленьких или глубоких отверстий. Стандартные сверла имеют диаметр от 0.8 до 6 мм; для отверстий меньшего диаметра может потребоваться микросверление с использованием специальных инструментов.
Угловые радиусы
Острые внутренние углы сложно получить с помощью круглого инструмента. Для предотвращения вибрации задавайте радиус скругления, равный или превышающий минимальный диаметр сверла или фрезы (обычно 0.5 мм или 0.02 дюйма).
Распределение допусков
Устанавливайте жёсткие допуски только там, где это функционально необходимо. Излишняя точность увеличивает время обработки и износ инструмента. Указывайте допуск ±0.005 мм или ±0.0002 дюйма только для критически важных посадок; в других случаях используйте более широкие допуски.
Толщина стенки
Хотя швейцарские станки могут обрабатывать тонкие стенки, слишком тонкие секции подвержены вибрации. Для обеспечения жёсткости поддерживайте минимальную толщину стенки 0.3 мм (0.012 дюйма) для стали и 0.5 мм (0.020 дюйма) для пластика.
Выбор материала
Выбирайте материал в соответствии с назначением детали и её обрабатываемостью. Такие сплавы, как нержавеющая сталь марки 303 или алюминий марки 6061, легко поддаются обработке, в то время как высокопрочные сплавы, такие как Inconel 718, могут потребовать более медленной подачи и специального инструмента.
Следуя этим советам, вы поможете своему производителю выполнить работу с меньшим количеством остановок, меньшим количеством брака и предсказуемыми затратами.
Швейцарская токарная обработка с ЧПУ против традиционной токарной обработки с ЧПУ
Традиционные токарные станки с ЧПУ имеют неподвижную переднюю бабку. Пруток не перемещается под инструментами. Инструменты перемещаются по разным осям вокруг неподвижной заготовки. Эти станки хорошо подходят для обработки деталей большего диаметра и меньшей длины. Обычно у них меньше осей, часто от двух до четырёх. Швейцарские станки используют подвижную переднюю бабку и часто имеют пять или более осей. Они могут работать с несколькими инструментами одновременно и требуют меньше наладок.
Вот основные отличия:
| Особенность | Традиционный токарный станок с ЧПУ | Швейцарский станок с ЧПУ |
|---|---|---|
| Поддержка акций | Зажимается в цанге или патроне | Удерживается направляющей втулкой около резцов |
| Движение головки грифа | Исправлена | Скользит вдоль оси Z |
| Количество осей | Обычно 2–4 | Часто 5–8 или более |
| Последовательность операций | Один инструмент за раз | Несколько станций работают вместе |
| Лучший для размера детали | От среднего до большого | От очень маленького до маленького |
| Изменения в настройках | Часто требуется для нескольких операций | Меньше или нет между операциями |
Как выбрать швейцарского партнера по обработке на станках
При выборе магазина швейцарских запчастей компаниям следует обращать внимание на:
- Сертификаты: Сертификаты ISO 9001 или сертификаты, свидетельствующие о соответствии медицинским/специализированным устройствам.
- Опыт: Подтвержденный объем продаж в вашей отрасли.
- Инвентарь инструментов: Большой запас сверл, концевых фрез и резьбового инструмента.
- Экспертиза CAD/CAM: Возможность оптимизации программ по времени и сроку службы инструмента.
- Системы качества: Инспекция КИМ, контроль в процессе производства и прослеживаемость.
Хороший партнер может дать рекомендации по выбору материала, конструкции детали и вариантам отделки.
Швейцарская обработка на станках с ЧПУ с BOYI TECHNOLOGY
Компания BOYI TECHNOLOGY специализируется на обработке на станках с ЧПУ, предлагая высокоточные и эффективные решения для обработки микроразмерных деталей. Мы используем современные 5-осевые токарные станки швейцарского типа, оснащенные автоматическими податчиками прутка и системами приводного инструмента. Это позволяет нам выполнять поворот, фрезерованиеоперации по обработке отверстий, сверлению и нарезанию резьбы за один цикл зажима — сводя к минимуму вторичные процессы и ручное вмешательство, сохраняя при этом повторяемость в пределах ±0.0005 дюйма.
Если вы хотите научиться подробнее о наших возможностях обработки на станках с ЧПУ Или запросите бесплатную техническую консультацию, свяжитесь с нашей инженерной командой. BOYI стремится к точности, надежности и быстрому изготовлению самых сложных деталей.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Заключение
Швейцарская обработка на станках с ЧПУ остаётся ключевым процессом для компаний, которым требуются большие объёмы мелкоразмерных прецизионных деталей. Уникальная система поддержки этой технологии в сочетании с современными системами ЧПУ обеспечивает точность, скорость и гибкость, недоступные другим методам токарной обработки. Понимая основы швейцарской обработки, проектируя детали с учётом её преимуществ и работая с опытным партнёром, инженеры и закупщики могут добиться значительных преимуществ в плане стоимости и качества своих прецизионных компонентов.
Готовы начать? Свяжитесь с нашей командой сегодня, чтобы обсудить ваш следующий проект и узнать, как швейцарская обработка на станках с ЧПУ может удовлетворить ваши потребности в прецизионной токарной обработке.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
