Обработка на станках с ЧПУ основана на удалении материала из цельного блока для изготовления деталей с точной формой и размером. Она использует различные методы резки — точение, фрезерование, сверление и многое другое — для постепенного вырезания деталей. Поскольку ни один инструмент или настройка не может сделать все сразу, большинство цехов разделяют производство на два этапа.
- черновая обработка, который быстро удаляет большие объемы материала.
- Отделка, который обеспечивает окончательные размеры, допуски и качество поверхности.
Понимая каждый этап, вы можете установить лучшие ожидания относительно стоимости, времени выполнения и качества деталей. В этом руководстве вы увидите, как работают черновая и чистовая обработка, объясните, чем они отличаются, и поделитесь практическими советами по каждому из них.
Давайте начнем с черновой обработки.
Что такое черновая обработка на станках с ЧПУ?
Черновая обработка относится к начальной фазе обработки с ЧПУ. На этой фазе обрабатывающие центры удаляют большие объемы материала широкими проходами. Цель черновой обработки — максимально быстро приблизить заготовку к ее окончательной форме. Механики часто называют этот процесс «черновая обработка» или «предварительная обработка».
При черновой обработке поверхность заготовки может выглядеть неровной или иметь выступы. Это нормально. Целью является не идеальная отделка, а максимально быстрое приближение заготовки к ее окончательной форме. Черновые резы глубокие и широкие. Станок с ЧПУ делает большие движения, чтобы выбить сыпучий материал. Этот шаг снижает нагрузку на следующем этапе, который является финишным.
Преимущества черновой обработки
Черновая обработка закладывает основу для качественной детали, выполняя тяжелую работу на ранних этапах. Вот основные преимущества:
- Крупные разрезы позволяют быстро удалить большую часть бульона.
- Благодаря высокому MRR вы тратите меньше времени на станок, сокращая трудозатраты и накладные расходы.
- Черновая обработка предохраняет тонкие чистовые инструменты от значительного износа.
- Раннее удаление больших кусков материала снижает вероятность поломки инструмента на этапах отделки.
- При обработке прочных сплавов черновая обработка позволяет выполнять глубокие резы без поломки инструмента.
Черновая обработка, принимая на себя большую часть силы резания, создает более безопасную и контролируемую среду для последующего этапа чистовой обработки.
Что такое чистовая обработка при обработке на станках с ЧПУ?
После черновой обработки обработка переходит к чистовой. На этом этапе станок фокусируется на работе с деталями. Цель состоит в том, чтобы добиться точных размеров, жестких допусков и гладкой поверхности. Инженеры часто называют эту фазу «тонкой обработкой» или «обработкой деталей».
Финишные разрезы неглубокие и точные. Они обрезают неровности, оставшиеся после черновой обработки, и полируют поверхность. В конце финишной обработки деталь должна соответствовать дизайну до последней детали. Поверхность должна выглядеть гладкой и ощущаться однородной на ощупь. Хорошая финишная обработка гарантирует, что деталь выглядит правильно и работает там, где нужно.
Преимущества отделки
Отделка может удалить лишь немного материала, но она добавляет последние штрихи, которые наиболее важны. Ее преимущества включают:
- Отделка обеспечивает точные размеры для надлежащей посадки и функционирования детали.
- Высококачественные поверхности выглядят лучше и помогают движущимся частям уменьшить трение.
- Тонкая обработка может включать в себя обработку поверхности, которая делает детали прочнее, например, упрочнение при резке.
- Соблюдение жестких допусков гарантирует соответствие каждой детали следующей, что имеет решающее значение при сборке.
- Готовые детали часто не требуют дополнительной полировки или подготовки к нанесению покрытия.
Хорошая отделка превращает грубую заготовку в деталь, которую можно установить прямо со станка.
Не стесняйтесь обращаться к эксперту по ЧПУ, чтобы обсудить, как разделить ваш проект на черновую и чистовую обработку, и узнать, как эти процессы могут обеспечить получение необходимых вам компонентов с ожидаемым качеством.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
Основные различия между черновой и чистовой обработкой
Лучшее цеха с ЧПУ выполнять черновую и чистовую обработку отдельно. На каждом этапе используются разные настройки, инструменты и цели. Вот основные отличия:
| Особенность | черновая обработка | Отделка |
|---|---|---|
| Основная цель | Быстрое удаление сыпучего материала | Уточните размеры и отполируйте поверхность |
| Скорость удаления материала (MRR) | Высокий (глубокие и широкие разрезы) | Низкий (неглубокие, точные разрезы) |
| Скорость подачи и глубина резания | Высокая подача/глубокие резы | Низкая подача/неглубокие резы |
| Качество поверхности | Грубый, ребристый | Гладкая, полированная |
| Отказоустойчивость | Свободный (±0.5 мм или больше) | Плотно (±0.01 мм или плотнее) |
| Размер инструмента | Большие концевые фрезы (6–25 мм и более) | Фрезы концевые малые (1–6 мм), шаровидные фрезы |
| Износ инструмента | От умеренного до высокого, срок службы инструмента короче | Низкий, срок службы инструмента дольше |
| Использование охлаждающей жидкости | Высокий поток или высокое давление | Меньший объем, туман или воздушная струя |
| Работа Удерживание Стресс | Высокий | Умеренная |
Скорость съема материала
Черновая обработка быстро удаляет материал. Она может резать до нескольких кубических сантиметров в минуту. Финишная обработка удаляет лишь часть этого. Низкая скорость удаления позволяет резцу работать точно.
Скорость подачи и глубина резания
При черновой обработке подача и глубина резания высокие. При чистовой обработке обе настройки низкие, чтобы продлить срок службы инструмента и улучшить качество обработки поверхности.
| Эксплуатация | Скорость подачи | Глубина резания |
|---|---|---|
| черновая обработка | Высокая (1,000–3,000 мм/мин) | Глубокие порезы (от 2 мм до 10 мм) |
| Отделка | Низкая (200–800 мм/мин) | Неглубокие надрезы (0.5 мм) |
Качество поверхности и допуски
Поверхность после черновой обработки выглядит грубой и имеет видимые гребешки. Допуск может быть всего в пределах нескольких десятых миллиметра. Поверхность после чистовой обработки имеет минимальные следы инструмента и соответствует жестким допускам, часто в пределах ±0.01 мм.
Скорость вращения шпинделя
Скорость черновой обработки шпинделя остается в диапазоне средних оборотов (например, 2,000–6,000 об/мин для стали), чтобы сбалансировать срок службы инструмента и съем материала. Операторы финишной обработки повышают скорость шпинделя (например, 6,000–12,000 об/мин), чтобы уменьшить силы резания и улучшить качество обработки поверхности на более мягких материалах.
Выбор и износ инструмента
Черновая обработка использует прочные инструменты с меньшим акцентом на остроту. Когда инструменты изнашиваются, процесс черновой обработки все еще работает, но на пониженной скорости. Финишная обработка использует острые, тонкие инструменты. Износ инструмента здесь напрямую влияет на качество поверхности и может потребовать частой смены инструмента.
Порядок операций
По определению, в цеху сначала выполняется черновая обработка, чтобы очистить большую часть материала. После того, как деталь приобрела нужную форму, следует чистовая обработка, чтобы уточнить размеры и качество поверхности.
Практические советы по эффективной черновой обработке
Правильная черновая обработка экономит время и снижает износ инструмента. Вот три практических совета.
Выбор правильных параметров
Не полагайтесь исключительно на настройки по умолчанию в CAM программное обеспечение. Уделите время регулировке скорости подачи, скорости шпинделя и глубины реза для конкретного сплава, геометрии инструмента и возможностей станка. Тестовые резы помогают подобрать наилучшее сочетание скорости без перегрузки инструмента.
Управление теплом и смазочно-охлаждающими жидкостями
Высокоскоростные глубокие разрезы генерируют значительное количество тепла. Тепло может деформировать заготовку и быстрее затупить инструмент. Используйте правильную охлаждающую жидкость — часто водорастворимую смесь — как для охлаждения, так и для смазки. В крайних случаях рассмотрите возможность воздушного или туманного охлаждения, чтобы очистить стружку и уменьшить тепловое воздействие.
Выбор машины и программного обеспечения
Использовать фрезерный станок или токарный станок с большой мощностью и прочным шпинделем. Убедитесь, что ваше программное обеспечение управления поддерживает высокоскоростные траектории подачи и адаптивные стратегии черновой обработки, которые поддерживают постоянную нагрузку на инструмент. Это позволяет избежать резких ударов, которые сокращают срок службы инструмента.
Закрепление и настройка
Закрепите заготовку так, чтобы она не двигалась под действием сил резания. Используйте прочные тиски, зажимы или приспособления. Убедитесь, что установка не прогибается под нагрузкой. По возможности фрезеруйте каждую поверхность в одной и той же установке, чтобы избежать ошибок повторного выравнивания.
Практические советы по качественной отделке
Отделка требует тщательной настройки. Для достижения наилучших результатов следуйте этим трем рекомендациям.
Подтверждение окончательных размеров
Перед началом дважды проверьте чертеж детали и любые изменения после обработки, например, толщину покрытия или слои покрытия, которые могут повлиять на конечный размер. Настройте программу CAM, чтобы учесть эти дополнительные слои, чтобы готовая деталь соответствовала чертежу после обработки.
Баланс между стоимостью и производительностью
Каждый дополнительный этап отделки увеличивает стоимость и время. Соответствуйте уровню отделки использованию детали. Если нужно установить только скрытый кронштейн, то подойдет базовая шероховатость поверхности 1.6 мкм. Если это передняя панель потребительского товара, отполируйте ее до 0.4 мкм или лучше.
Выбор методов отделки
Решите, следует ли придерживаться резки с ЧПУ или добавить вторичные процессы, такие как измельчениия or полировка. Для простых металлических деталей может быть достаточно легкого окончательного прохода фрезера. Для очень жестких допусков или критических свойств поверхности инвестируйте в специализированную шлифовальную машину или вибрационную финишную машину.
Проверка и контроль качества
После завершения работы измерьте критические размеры штангенциркулем, микрометром или координатно-измерительная машина (КИМ). Проверьте шероховатость поверхности с помощью профилометра. Запишите результаты для настройки будущих траекторий инструмента.
Как черновая и чистовая обработка работают вместе
Черновая и чистовая обработка образуют логическую последовательность. Машина удаляет большую часть материала во время черновой обработки. После подтверждения грубой формы чистовая обработка делает деталь точной.
Черновая обработка оставляет небольшие гребешки или гребни на поверхности. Финишная обработка удаляет эти следы. Если черновая обработка оставляет слишком много отклонений, инструменты для финишной обработки могут изнашиваться быстрее и оставлять дефекты. Поэтому, Станок с ЧПУ Установите четкие припуски. Обычной практикой является оставление 0.5 мм материала для отделки на всех поверхностях.
Заключение
Черновая и чистовая обработка составляют основу большинства проектов обработки с ЧПУ. Понимая цели, параметры и потребности в инструментах каждого этапа, вы можете спланировать процесс обработки, который экономит время, снижает затраты и обеспечивает производительность, требуемую вашим деталям.
При выборе партнера по обработке ищите мастерскую, которая преуспевает как в черновой, так и в чистовой обработке. Готовы начать? Обработка с ЧПУ BOYI TECHNOLOGY предлагает комплексные возможности черновой и финишной обработки. Загрузите чертежи вашего проекта, и вы получите мгновенную смету.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
FAQ
Если припуск лишь немного больше конечной детали, можно объединить черновую и чистовую обработку за один проход. Для большинства деталей раздельная черновая обработка повышает эффективность и продлевает срок службы инструмента.
Оставление припуска для чистовой обработки гарантирует, что тонкие инструменты не прорежут нижние места и не выдолбят верхние места, оставшиеся после черновой обработки. Это также продлит срок службы инструмента и повысит окончательную точность.
Ищите фрезу с большим диаметром и прочными кромками. Твердосплавные концевые фрезы с изменяемой конструкцией канавок устойчивы к вибрации и нагреву.
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.
