ФРЕЗЕРНЫЕ СТАНКИ. Автоматизированные участки станков с ЧПУ

«g»« и «m» коды в программах для станков с чпу

По стандарту все команды, код которых начинается с буквы «G», предназначены для линейного или кругового передвижения рабочих органов станка ЧПУ, выполнения определенных последовательностей действий, функций управления инструментами, сменой параметров координат и базовой плоскости.

В команду ЧПУ может быть включен параметр, описывающий продолжительность паузы, так называемую выдержку – «P», указание о параметрах вращения шпинделя – «S»,  значение радиуса – «R»,  функцию коррекции инструмента – «D», а также параметры дуги «I», «J» и «K».

Например:     G01  X0  Y0  Z110  F180;       G02  X20  Y20  R5  F200;          G04  P1000.  

В первом примере код G01 обозначает «линейную интерполяцию» — прямолинейное перемещение с указанной скоростью (F) к заданной точке с координатами (X,Y,Z). Во втором примере указан код G02, который описывает дугообразное перемещение (круговая интерполяция).

Технологические команды, обозначаемые буквой «M», отвечают за включение или отключение определенных систем станка ЧПУ, смену инструмента, начало или окончание какой-либо специальной подпрограммы, другие вспомогательные действия.

Например:             M3  S2000;               M98  P101;               M4 S2000 M8.  

Здесь в первом примере указана команда о начале вращения шпинделя со скоростью «S». Во втором – распоряжение о вызове указанной подпрограммы «P». Третий пример описывает команду о включении основного охлаждения (M8) при вращении шпинделя со скоростью (S) в направлении против часовой стрелки (M4).

5-осевые станки для обработки с чпу

Много осевые обрабатывающие системы с ЧПУ представлены в трех вариантах: 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ, непрерывные 5-осевые фрезерные центры с ЧПУ и токарно-фрезерные центры с приводным инструментом.

По сути, эти системы представляют собой фрезерные или токарные станки с дополнительными степенями свободы. Например, 5-осевые фрезерные центры с ЧПУ позволяют вращать станину станка или инструментальную головку(или обе) в дополнение к трем линейным осям движения.

Расширенные возможности этих машин обходятся дороже. Они требуют как специализированного оборудования, так операторов и программистов ЧПУ, обладающих экспертными знаниями в этой области. Однако для очень сложных или оптимизированных по топологии металлических деталей более подходящим вариантом являются технологии 3D печати, но у них то же есть свои недостатки.

Индексируемая 5-осевая фрезерная обработка с ЧПУ

Во время обработки режущий инструмент может двигаться только по трем линейным осям.

Между операциями станина и инструментальная головка могут вращаться, обеспечивая доступ к заготовке под другим углом.Индексированные 5-осевые фрезерные системы с ЧПУ также известны как фрезерные станки с ЧПУ 3 2, поскольку они используют две дополнительные степени свободы только между операциями обработки для вращения заготовки.

Ключевым преимуществом этих систем является то, что они устраняют необходимость вручную перемещать заготовку. Таким образом, детали со сложной геометрией можно изготавливать быстрее и с большей точностью, чем на 3-осевом стане с ЧПУ. Им не хватает истинных возможностей произвольной формы непрерывных 5-осевых станков с ЧПУ.

Непрерывное 5-осевое фрезерование с ЧПУ

Режущий инструмент может перемещаться по трем линейным и двум осям вращения относительно заготовки.

Все пять осей могут двигаться одновременно во время всех операций обработки. Непрерывные 5-осевые фрезерные системы с ЧПУ имеют архитектуру станка, аналогичную индексированным 5-осевым фрезерным станкам с ЧПУ. Однако они позволяют перемещать все пять осей одновременно во время всех операций обработки.

Таким образом, можно изготавливать детали со сложной,«органической» геометрией, которые невозможно изготовить с достигнутым уровнем точности с помощью какой-либо другой технологии. Эти расширенные возможности, конечно же, имеют высокую стоимость, поскольку необходимы как дорогостоящее оборудование, так и высококвалифицированные специалисты.

Фрезерно-токарные центры с ЧПУ

Заготовка прикреплена к шпинделю, который может либо вращаться с высокой скоростью(как токарный станок), либо позиционировать ее под точным углом(как 5-осевой фрезерный станок с ЧПУ).

Токарный и фрезерный режущие инструменты используются для удаления материала с заготовки, образующей деталь.

Токарно-фрезерные центры с ЧПУ — это токарные станки с ЧПУ, оснащенные фрезерными станками с ЧПУ. Разновидностью фрезерных токарных центров являются токарные станки швейцарского типа, которые обычно имеют более высокую прецессию.

В токарно-фрезерных системах используются как высокая производительность токарной обработки с ЧПУ, так и геометрическая гибкость фрезерной обработки с ЧПУ. Они идеально подходят для изготовления деталей со«слабой» симметрией вращения(например, распределительных валов и центробежных колес) по гораздо более низкой цене, чем другие 5-осевые системы обработки с ЧПУ.

Итог:

• 3-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют производить детали относительно простой геометрии с превосходной точностью и низкой стоимостью.
• Токарные станки с ЧПУ имеют самую низкую стоимость за единицу, но подходят только для геометрических фигур с симметрией вращения.
• Индексированные 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют производить детали, элементы которых не совпадают с одной из главных осей, быстро и с очень высокой точностью.
• Непрерывные 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ позволяют производить детали очень сложной,«органической» геометрии и гладких контуров, но при этом они имеют высокую стоимость.
• Токарно-фрезерные центры с ЧПУ объединяют преимущества токарной обработки с ЧПУ и фрезерной обработки с ЧПУ в единую систему для производства сложных деталей с меньшими затратами, чем другие 5-осевые системы ЧПУ.

Его величество компьютер нуждается в программе

В отличие от стандартного персонального компьютера, который является универсальным устройством для обработки информации и способен работать с любыми данными, представленными в цифровом виде, микропроцессор, используемый в конструкции многих станков с ЧПУ, — устройство специализированное.

Он не содержит ничего лишнего, и весь набор его функций предназначен для выполнения главной задачи – контроля состояния всех исполнительных органов станка и управления их работой по специальной программе. Чтобы управлять особо сложными современными станками, применяют более производительные и многозадачные устройства – промышленные компьютеры.

Одной из самых важных характеристик, которая позволяет судить о производительности и технических возможностях станка и управляющей его работой системы, является количество «осей». Иначе говоря, — каналов взаимодействия с объектом, управляемых параметров.

Однако в любом случает, независимо от того, микропроцессор какого уровня сложности и архитектуры установлен в данном управляющем контроллере, для его работы нужна предварительно подготовленная программа. В которой должны быть точно и последовательно описаны все действия механизмов станка ЧПУ, необходимые для изготовления или обработки требуемой детали.

При работе станков с ЧПУ используется два вида программ:

● Системные (служебные) программы, которые хранятся в ПЗУ (постоянном запоминающем устройстве системы). Они обеспечивают начальный этап работы контроллера после включения, отвечают за настройку станка и всей системы ЧПУ, ее способность понимать команды оператора и взаимодействовать с внешними устройствами.

● Управляющие – внешние программы. Содержат набор команд и инструкций для исполнительных органов станка. Управляющие программы (УП) в контроллер может пошагово вводить оператор, возможен ввод с внешних носителей информации, а в современных системах программы могут поступать прямо с компьютеров разработчиков ПО через компьютерную сеть предприятия.

Заменив человека, который до наступления эры станков с ЧПУ сам успешно справлялся с изготовлением нужных деталей, программируемый блок управления, он же – контроллер, должен обеспечить требуемый результат, пошагово включая и выключая механизмы передвижения стола, заготовки и инструментального магазина, меняя режимы вращения или скорость поступательного движения заготовки.

Компании, которые стояли у истоков разработки и производства систем CNC, на первом этапе программировали свои станки при помощи собственных, специально разработанных команд. Если бы при таком подходе на производство попали станки с ЧПУ от разных производителей, подготовка программ для их работы была бы трудно выполнимой задачей.

Базовым управляющим кодом для подготовки программ стал набор команд, разработанный специалистами компании Electronic Industries Alliance в 60-е годы прошлого столетия. Это так называемый язык «G» и «M» кодов, который чаще называют просто G-кодом (G-code).

Зазор поднутрения

• Рекомендуемая мин. зазор: 4-х кратная глубина

Для поднутрения на внутренних поверхностях добавьте достаточный зазор между противоположными стенками, чтобы обеспечить доступ к инструменту.

Поднутрения — это элементы, которые нельзя обработать стандартными режущими инструментами, так как некоторые из их поверхностей недоступны непосредственно сверху.

Существует два основных типа поднутрений: Т-образные пазы и ласточкин хвост. Поднутрения могут быть односторонними или двусторонними и обрабатываются специальными инструментами.

Режущие инструменты с Т-образным пазом в основном состоят из горизонтального режущего лезвия, прикрепленного к вертикальному валу. Ширина поднутрения может варьироваться от 3 мм до 40 мм. Рекомендуется использовать стандартные размеры для ширины(т.е. целые миллиметры или стандартные доли дюйма), так как более вероятно, что инструмент уже доступен.

Для режущих инструментов типа«ласточкин хвост» угол является определяющим размером элемента. 45 и 60 град. степени инструментов ласточкина хвоста считаются стандартными. Инструменты с углом 5, 10 и до 120 град(с шагом 10 град) также существуют, но используются реже.

При проектировании деталей с поднутрениями на внутренних стенках не забудьте добавить достаточный зазор для инструмента. Хорошее практическое правило — добавить пространство, равное как минимум 4-кратной глубине поднутрения, между обработанной стенкой и любой другой внутренней стенкой.

Для стандартных инструментов типичное соотношение между диаметром разрезания и диаметром вала составляет 2: 1, что ограничивает глубину резания. Когда требуется нестандартная поднутрение, механические цеха обычно изготавливают свои собственные инструменты для поднутрения. Это может увеличить время выполнения заказа и стоимость, поэтому по возможности этого следует избегать.

Классификация современных систем чпу

Системы управления и станки с числовым программным обеспечением настолько сложны, что их невозможно классифицировать по какому-то одному признаку. Основные характеристики систем ЧПУ позволяют систематизировать их следующим образом:

1.В зависимости от способа управления исполнительными механизмами станка:

● Позиционные. Здесь инструмент в соответствии с программой ЧПУ движется от одной точки, в которой производится необходимая операция с заготовкой, к другой, где также выполняется обработка, Во время перемещения инструмента никакие другие операции не выполняются.

● Контурные, в которых обработка может производиться по всей траектории движения инструмента.

● Универсальные – системы ЧПУ, в которых могут применяться оба принципа управления.

2.По возможностям и способу позиционирования:

● Абсолютный отсчет – местоположение подвижного механизма станка ЧПУ всегда определяется по расстоянию от начала координат.   

3. По наличию или отсутствию обратной связи в контуре управления ЧПУ:

 ● Разомкнутые – («открытого» типа). Перемещение исполнительных элементов производится по командам, содержащимся в программе. Информация о фактически достигнутых координатах отсутствует.

● Замкнутого типа (закрытые). В системах ЧПУ этого типа координаты положения исполнительных механизмов постоянно контролируется.

https://www.youtube.com/watch?v=BthNojrlDfY

● Самонастраивающиеся («закрытые» повышенной точности). Более совершенная система, которая запоминает поступающие сведения о расхождении заданных и фактических координат исполнительного элемента, отрабатывает их, и корректирует новые команды с учетом изменившихся условий.

4.Поколение. В зависимости от технического уровня используемых микропроцессоров, микроконтроллеров или управляющих ПК, различают системы ЧПУ 1-го, 2-го и 3-го поколения.

5. Количество координатных осей.  Различные станки, оборудованные ЧПУ, могут поддерживать режимы работы с различным количеством координатных осей – от двух до пяти. Например, если при движении заготовки на фрезерном станке (3 координаты – X,Y,Z), она одновременно может поворачиваться вокруг своей оси, такой станок называют 4-координатным.  Простейшие сверлильные и односуппортные токарные станки имеют две координатные оси.    

Лучшие компактные станки с чпу

Оптимальные станки для небольшой мастерской и общего знакомства с технологией.

Характеристики:

Миниатюрный станок для работ по дереву, пластику, полимерным и композитным материалам. Легко поместится на верстак в любой мастерской. Идеален для создания сувениров, небольших декоративных и рекламных изделий.

Пример изделия, произведенного на станке SolidCraft:

Также выпускается в модификации 6090, с увеличенной до 60 на 90 см площадью обработки. Фрезера с ЧПУ с такой площадью хватит на более внушительные изделия. 

Характеристики:

• Размер рабочего поля: 300 x 500 мм
• Мощность лазера: 50 Вт
• Скорость гравировки: 800 мм/с
• Скорость резки: 300 мм/с
• Скорость перемещения луча: 800 мм/с
• Тип лазерного излучения: СО2
• Точность гравировки: 0,05
• Тип охлаждения: водяной
• Поддерживаемые материалы: картон, бумага, дерево, фанера, МДФ и ДСП, паронит, резина, акрил и оргстекло, ПЭТ, полистирол, двухслойные пластики, Rowmark, монолитный поликарбонат, мех, ткани, кожа, кожзам
• Специализация: резка, гравировка
• Цена: 226 637 рублей

Лазерный гравер-резак для работы с листовым материалом незаменим, когда требуется с высокой точностью вырезать множество мелких деталей, что может быть применено где угодно — в рекламном производстве, в искусстве, в производстве сувениров и игрушек, создании предметов быта — украшений интерьера, деталей осветительных приборов.

Образец изделий, изготовленных на ЧПУ-станке LaserSolid:

Фрезер Roland SRM-20

Характеристики:

Закрытый настольный станок, обеспечивающий защиту пользователя от шума и опилок, используется как правило ювелирами.

Образец изделия, изготовленного на ЧПУ-станке Roland SRM-20:

Материалы используемые для обработки на чпу станках

Стоимость материалов с ЧПУ значительно варьируется. Для металлов наиболее экономичным вариантом является алюминий 6061 при примерной общей стоимости 25 долларов США за заготовку размером 150 x 150 x 25 мм, в то время как для пластика ABS имеет самую низкую стоимость, примерно 17 долларов США за заготовку того же размера..

Алюминий 6061

Нержавеющая сталь 304

Латунь C360

ABS пластик

Нейлон(PA6 и PA66)

POM(Делрин) пластик

Методы создания и структура управляющих программ

Современное оборудование позволяет создавать программы для работы станков с ЧПУ несколькими способами:

● Написание программы вручную или в текстовом редакторе ПК. Необходимый этап в подготовке специалистов для работы на станках с ЧПУ. Подходит также как основной способ программирования на производствах, где в течение длительного времени выпускают несколько простых деталей, не прибегая к перестройке оборудования.

● Составление и ввод программы на стойке ЧПУ. Пульт управления большинства современных систем управления содержит клавиатуру и дисплей, что позволяет программировать и просматривать виртуальную имитацию процесса обработки непосредственно на рабочем месте. Многие системы позволяют производить ввод программ в «фоновом» режиме, когда станок занят обработкой заданной детали.

● Использование возможностей CAD-CAM систем компьютеризированной подготовки производства.  Специальное программное обеспечение позволяет создать трехмерную модель детали, рассчитать и подготовить программу для ее производства. А также виртуально «изготовить» требуемую деталь, используя реальные данные о кинематике конкретного станка ЧПУ.

Этот метод позволяет создавать управляющие программы быстро и точно, практически исключить ошибки программирования и связанную с этим порчу заготовок. Особенно высока эффективность данного способа при создании УП для изготовления особо сложных деталей.

Структурно программа в G-кодах состоит из кадров. Так называют группы команд, которые предназначены для совершения какого-либо завершенного действия. Кадры могут состоять и из одной команды. Об окончании каждого «кадра» сообщает знак перевода строки (ПС/LF).

Указанная структура и язык подготовки программ для оборудования с ЧПУ закреплены в международных стандартах RS2740, ISO-6983-1.82, а также ГОСТ СССР 20999-83. Отечественные профильные специалисты часто используют обозначение «ИСО-7 бит», которое закрепилось  за программами в G-кодах еще со времен СССР.

В некоторых случаях, когда разработчики наделяют свои системы дополнительными возможностями и некоторыми специальными функциями, могут иметь место определенные отклонения программного обеспечения от стандарта создания программ в G и M кодах. В таких случаях следует внимательно изучить документацию, которая должна быть предоставлена производителем оборудования.

Немного истории

Однако современный этап истории станков с ЧПУ начался лишь спустя полтора столетия после изобретения Жаккара, в Соединенных Штатах Америки. После окончания второй мировой войны, в конце 40-х годов, Джон Пэрсонс — сын владельца компании Parsons Incorporated, попытался управлять станком при помощи специальной программы, которая вводилась с перфокарт.

Улучшать представленную их вниманию конструкцию сотрудники институтской лаборатории сервомеханики не стали, и про Пэрсонса быстро забыли. А про его идеи – нет. Создав собственную конструкцию, они инициировали покупку институтом компании, которая выпускала фрезерные станки.

Управление работой фрезерного станка, который собрали сотрудники лаборатории в 1952 году, производилось по программе, считываемой с перфоленты. Эта конструкция оказалась слишком сложной, и желаемый результат достигнут не был. Однако история получила огласку, сведения о новой разработке попали в печать и вызвали большой интерес конкурентов. Свои разработки в данном направлении одновременно начали несколько известных фирм.

Наибольшего успеха добились конструкторы компании BendixCorporation. Выпущенное компанией Bendix NC-устройство c 1955 года пошло в серию и уже реально применялось для управления работой фрезерных станков. Новинка приживалась трудно, но благодаря заинтересованности и финансовой помощи военного ведомства, за два года было выпущено более 120 станков ЧПУ, которые существенно повысили производительность труда и точность выполнения станочных работ.

Уже тогда были отмечены бесспорные преимущества NC-системы числового управления станками: существенный прирост производительности труда и значительно более  высокая точность обработки поверхностей. Но по-настоящему революционные изменения в области станков с ЧПУ состоялись, когда в качестве «умного» модуля, управляющего работой станков, были использованы специально разработанные микропроцессоры и микроконтроллеры.

Области применение обработки на станках с чпу

Космос

Обработка с ЧПУ — один из немногих производственных процессов, который подходит для создания деталей для космического применения. Не только благодаря ЧПУ детали имеют отличную точность и свойства материала, но также благодаря широкому спектру обработок поверхности, которые могут быть применены к деталям после обработки.

Аэрокосмическая промышленность

Аэрокосмическая промышленность была одной из первых отраслей, в которых применялась обработка с ЧПУ. Это связано с его способностью изготавливать легкие детали с превосходными физическими свойствами и очень жесткими допусками. Обработка с ЧПУ используется как для деталей самолетов, так и космических аппаратов.

Например, Томас Синниге — доктор философии в Делфтском технологическом университете, вместе с его командой исследователей использовали станки с ЧПУ для производства уменьшенных версий своего прототипа двигателя, стремясь повысить эффективность современных двигателей.

Автомобильная промышленность

Обработка с ЧПУ находит применение в автомобильной промышленности, когда требуется изготовление высокопроизводительных нестандартных деталей.

Например, голландская компания PAL-V разрабатывает личные воздушные и наземные транспортные средства. По сути, это первые в мире летающие автомобили. На этапах разработки они выбрали обработку с ЧПУ для прототипирования и изготовления ключевых компонентов.

Дизайн и разработка промышленных продуктов

Возможность быстро изготавливать металлические детали по индивидуальному заказу с высокой точностью размеров делает обработку с ЧПУ привлекательным вариантом для изготовления функциональных прототипов. Это важно на более поздних этапах проектирования и разработки.

Команда разработчиков DAQRI, например, использовала станки с ЧПУ для создания прототипа своего профессионального оборудования с дополненной реальностью. Они выбрали этот процесс, так как это было наиболее экономичное решение, позволяющее производить индивидуальные металлические детали с требуемым уровнем детализации и в небольших масштабах, необходимых для их проектов.

Электротехническое и электронное производство

Обработка с ЧПУ находит множество применений в электротехнической и электронной промышленности: от прототипирования печатных плат до изготовления корпусов.

Компания TPAC, например, использовала станки с ЧПУ для изготовления корпусов для своих мощных электронных сенсорных систем. В этом случае основными требованиями к конструкции были теплоотвод и электрическая изоляция. Таким образом, анодированный алюминий, обработанный на станке с ЧПУ, идеально подходил для их одноразового нестандартного корпуса.

Инструменты и промышленное производство

Очень распространенное промышленное применение обработки с ЧПУ — изготовление инструментов для промышленных процессов. Например, формы для литья под давлением обычно изготавливаются с ЧПУ из алюминия или инструментальной стали.

Компания Precious Plastic, например, разработала для развивающихся стран систему, которая превращает пластиковый мусор в чехлы для iPhone! Для этой цели они использовали недорогую ручную машину для литья под давлением и специальные пресс-формы изготовленные на ЧПУ станках.

Отверстия

• Рекомендуемый диаметр: стандартные размеры сверл
• Рекомендуемая глубина: 4x номинального диаметра
• Максимум. глубина: 10x номинального диаметра

Предпочтительны отверстия со стандартным диаметром, так как они могут обрабатываться стандартным сверлом. Глухие отверстия, обработанные сверлом, будут иметь коническое дно.

Отверстия нестандартного диаметра обрабатываются концевой фрезой и должны рассматриваться как полости(см. Предыдущее правило). Глухие отверстия, обработанные концевой фрезой, будут плоскими.

Возможные варианты: любой диаметр больше 1 мм.

Отверстия обрабатываются с помощью сверла или концевой фрезы. Размер сверл стандартизирован(в метрических и британских единицах). Развертки и расточные инструменты используются для чистовой обработки отверстий, требующих жестких допусков. Для высокоточных отверстий менее ⌀20 мм рекомендуется использовать стандартный диаметр.

Отверстия нестандартного диаметра необходимо обработать концевой фрезой. В этом случае применяются ограничения максимальной глубины полости и следует использовать рекомендованное значение максимальной глубины. Отверстия глубже типичного значения обрабатываются специальными сверлами(минимальный диаметр 3 мм).

Глухие отверстия, обработанные сверлом, имеют коническое дно(угол 135 град), а отверстия, обработанные концевой фрезой, будут плоскими.При обработке с ЧПУ нет особого предпочтения между сквозными или глухими отверстиями.

Преимущества и ограничения обработки с чпу

Основные преимущества и недостатки технологии кратко изложены ниже:

Основные параметры обработки на станках ЧПУ приведены ниже для металлов и пластмасс:

Точность размеров

• Типичная: ± 0,125 мм(0,005 дюйма)
• Максимальная: ± 0,025 мм(0,001 дюйма)

Минимальная толщина стенки

• Металлы: 0,75 мм (0,030 дюйма)
• Пластик: 1,5 мм(0,060 дюйма)

Максимальный размер сборки

• Фрезерование: 2000 x 800 x 100 мм(78 x 32 x 40 дюймов)
• Токарная обработка: Ø 500 мм(Ø 20 дюймов)

Резьба

• Рекомендуемая длина: 3х номинального диаметра
• Рекомендуемый размер: M6 или больше.
• Возможный размер: M2.

Выберите максимально возможную резьбу, так как их легче обрабатывать. Нарезание резьбы более, чем в 3 раза больше номинального диаметра не требуется.Всегда проектируйте резьбу в качестве косметического средства в вашем пакете САПР и включайте технический чертеж в свой заказ.

Внутренние резьбы разрезают с заходами и наружной резьбой с матрицами. Метчики и плашки можно использовать для нарезания резьбы до M2.Инструменты для нарезания резьбы с ЧПУ широко распространены и они предпочитаются программистами ЧПУ, поскольку они ограничивают риск поломки метчика. Для нарезания резьбы до M6 можно использовать резьбонарезные инструменты с ЧПУ.

Длина резьбы:

Минимум: 1,5 x номинальный диаметрРекомендуется: 3 x номинальный диаметр

Большая часть нагрузки, прилагаемой к резьбе, воспринимается несколькими первыми зубьями(до 1,5-кратного номинального диаметра). Таким образом, нет необходимости в резьбе, превышающей 3-кратный номинальный диаметр.Для резьбы в глухих отверстиях, нарезанных метчиками(то есть для всех резьбы меньше M6), добавьте длину без резьбы, равную 1,5 номинального диаметра на дне отверстия.Когда можно использовать резьбонарезной инструмент с ЧПУ(например, резьбу больше M6), отверстие можно продеть по всей его длине.

Советы по оптимизации работы, проектированию и сокращения затрат на станках с чпу

Стоимость готовых деталей созданных на станках с ЧПУ зависит от следующего:

• Время обработки и сложность модели: чем сложнее геометрия детали, тем больше времени требуется на обработку и тем дороже она будет.
• Начальные затраты: они связаны с подготовкой файлов САПР и планированием процессов. Они важны для небольших объемов, но фиксированы. Есть возможность снизить цену за единицу за счет эффекта масштаба.
• Стоимость материалов и постобработка: стоимость материала и легкость, с которой этот материал может быть обработан, сильно влияют на общую стоимость

Совет №1: Увеличьте размер всех скруглений или добавьте поднутрения на острые края.

Чтобы сократить время обработки, добавьте скругление как можно большего размера ко всем внутренним(и внешним) вертикальным кромкам. Таким образом, можно использовать более крупный инструмент, удаляя больше материала с каждым резом и можно следовать круговой траектории, срезая каждый угол с более высокой скоростью.

Когда необходима внутренняя кромка 90 °, уменьшение радиуса не поможет. В этих случаях вместо этого используйте поднутрение.

Чтобы минимизировать стоимость:

• Добавьте радиус, который немного больше 1/3 глубины полости.
• Также добавьте небольшие скругление к внешним краям.
• Используйте поднутрения, когда требуется внутренний угол 90 °.
• Совет от профессионала: используйте одинаковый радиус для всех кромок, чтобы сэкономить время при смене инструмента.

Совет № 2: Сведите к минимуму количество ориентаций машины

Приведенная выше деталь требует как минимум двух наладок станка на 3-осевом фрезерном станке с ЧПУ. После обработки элементов с одной стороны заготовку поворачивают вручную. Это требует ручного труда, что увеличивает затраты.

В качестве альтернативы можно использовать многоосные станки с ЧПУ. Это также увеличивает затраты на обработку примерно на 60-100%.

Чтобы минимизировать стоимость:

• Создавайте детали, которые можно обрабатывать за одну или две установки на 3-осевом фрезерном станке с ЧПУ.
• Если это невозможно, рассмотрите возможность разделения детали на несколько геометрических форм, каждое их которых можно обработать за один цикл

Совет №3: Учитывайте стоимость материала.

Подбирайте материал заготовки в соответствии с требования к готовой детали.

Сравнение способов пособработки деталей изготовленных на чпу станках

Типы режущих инструментов станков с чпу

Для создания различной геометрии, используют разные режущие инструменты для станка с ЧПУ . Вот некоторые из наиболее часто используемых фрезерных инструментов в ЧПУ:

Подборка наиболее распространенных режущих инструментов с ЧПУ(не в масштабе)

Плоские головки и концевые фрезы с шаровой головкой используется для машинных пазов, канавок, полостей и других вертикальных стенок. Их разная геометрия позволяет обрабатывать элементы с разными деталями. Инструменты с шаровой головкой также обычно используются при 5-осевой обработке с ЧПУ для изготовления поверхностей с кривизной и произвольной геометрией.

Сверла — это распространенный и быстрый способ создания отверстий. Вы можете найти таблицы со стандартными размерами сверл. Для отверстий нестандартного диаметра можно использовать врезную концевую фрезу с плоской головкой(по спиралевидной траекторией).

Диаметр вала пазовых фрез меньше диаметра их режущей кромки, что позволяет этим фрезерным инструментам вырезать Т-образные пазы и другие поднутрения, удаляя материал со сторон вертикальной стенки.

Метчики используются для изготовления отверстий с резьбой. Для создания резьбы необходим точный контроль скорости вращения и линейной скорости метчика. В некоторых механических цехах до сих пор широко используется ручное нарезание резьбы метчиком.

Торцевые фрезы используются для удаления материалов с больших плоских поверхностей. Они имеют больший диаметр, чем концевые фрезы, поэтому для обработки больших площадей требуется меньше проходов, что сокращает общее время обработки и позволяет получать плоские поверхности. Этап торцевого фрезерования часто используется в начале цикла обработки для подготовки размеров заготовки.

Столь же широкий спектр режущих инструментов также используется при токарной обработке с ЧПУ, такие как торцевание, нарезание резьбы и канавок.

Видео работы торцевой фрезы:

Фрезерные станки. автоматизированные участки станков с чпу