Металлообработка на ЧПУ

Обработка металла с применением ЧПУ по праву считается одной из наиболее эффективных и современных методик изготовления деталей самого разного предназначения. Уникальность этого способа заключается в использовании специальной компьютерной программы, которая позволяет не только минимизировать задействование человека в производственном процессе, но и позитивно сказывается на общем качестве выпускаемой продукции. При этом металлообработка на ЧПУ характеризуется вполне умеренной себестоимостью, а это влечет за собой существенную финансовую экономию. Нет ограничений и по ассортименту выпускаемых изделий. Их сложность и конфигурация не имеют определяющего значения. Хотя у самой технологии есть определенные тонкости и нюансы. Сегодня мы поговорим о ней более подробно, а также разберем основные аспекты и преимущества этого метода.



Содержание:
1. Что такое металлообработка ЧПУ?
2. Изготовление деталей на ЧПУ – основные преимущества
3. Металлообработка на станках с ЧПУ разных видов
4. Станки для обработки металла с ЧПУ
5. Виды металлов
6. Основные этапы изготовления
7. Принцип работы автоматизированного комплекса
8. Требования к чертежам
9. Какие детали можно изготовить?
10. Аспекты ценообразования металлообработки

Что такое металлообработка ЧПУ?

Обработка с применением ЧПУ – автоматизированный в полной мере процесс изготовления деталей при котором вся работа осуществляется посредством заданной оператором компьютерной программы. Электронный управляющий модуль монтируется на оборудование и не только берет на себя все этапы металлообработки, но и обеспечивает создание готовой продукции в полном соответствии с указанными параметрами.

Внедрение технологии дает возможность получить максимально высокую производительность труда. Причем без снижения при этом качества выпускаемой продукции. Да и на безопасности процесса автоматический мониторинг сказывается наилучшим образом. Сам управляющий модуль берет на себя контроль множества отдельных компонентов агрегата. За счет ЧПУ достигается максимально точное перемещение рабочих инструментов вдоль обрабатываемой заготовки и оптимальное взаимодействие всех узлов станка без потребности его частой переналадки. Перемещение резцов при этом осуществляется по 3-м координатным осям с возможностью оперативной смены места их размещения касательно первоначальной базовой точки с координатами (0, 0, 0).

Важно! Уникальность ЧПУ заключается в возможности подготовки программы для ведения работ любой сложности и объема. 

Какие-либо ограничения в этом аспекте не предусмотрены. Сам процесс изготовления изделий из металла можно оставить без малейшего контроля. На качестве работы это никоим образом не отобразится, а итоговая продукция будет в полной мере соответствовать исходной чертежной документации.

Изготовление деталей на ЧПУ – основные преимущества

Говоря о главных преимуществах задействования станков с ЧПУ следует максимально пристальное внимание уделить таким из них:

• Универсальное использование. Программное управление обладает довольно гибкими производственными возможностями по изготовлению всевозможнейшей продукции на заказ. Само оборудование можно перепрограммировать для решения иной задачи в кратчайшие сроки. А в памяти устройства хранятся все заложенные ранее программы, которые при первой же потребности могут быть задействованы повторно;
• Высокоточная обработка. Наличие цифрового шаблона и ведение металлообработки по чертежам позволяет практически полностью исключить даже наименьшую вероятность брака. А точность при работе на таком оборудовании достигает 1/1000. Работа осуществляется в соответствии с внесенной в станок инструкцией, ручное вмешательство исключено в полной мере, а задача оператора заключается лишь в контроле производственного процесса;
• Быстрое выполнение. Работа агрегатов с модулями ЧПУ возможна в круглосуточном режиме. Остановки необходимы для ремонта или регламентного обслуживания. Да и общая скорость работы таких агрегатов на порядок выше по сравнению с работой мастера на обычном станке. Высокая производительность самым лучшим образом сказывается на общей рентабельности производства;
• Минимум сотрудников. Усилий одного оператора достаточно для полноценного контроля функционирования нескольких таких станков одновременно. Это дает им возможность полностью сосредоточиться на решении иных задач. За счет этого предприятия металлообработки получают существенную экономию на накладных расходах;
• Любая сложность. С помощью ЧПУ можно с легкостью выполнять производственные задачи, которые недоступны при использовании обычных методов. Уникальное ПО применяется для создания многомерных макетов готовой продукции, а после записи программы и ее установки станок способен в точности повторить даже наиболее сложный и замысловатый контур. Причем с минимальными временными затратами.

Отдельного упоминания заслуживает присущее такой обработке стабильно высокое качество. Ведь после загрузки проекта готовая продукция в рамках одной партии имеет полностью идентичные габариты и характеристики. Объем выпускаемых изделий не имеет при этом определяющего значения. А обновление и усовершенствование ПО дает возможность еще более повысить надежность оборудования и согласованность его функционирования. При этом нельзя не отметить следующее. Используемое в мастерских металлообработки оборудование с ЧПУ имеет большую стоимость по сравнению с обычными станками. Затраты на первоначальном этапе будут более внушительными, но в итоге экономия позволит быстро окупить приобретенные агрегаты. 

Да и к уровню сотрудников наличие программируемого управления предъявляет повышенные требования. Здесь без квалифицированного персонала, владеющего современными методиками и технологиями обработки металла, не обойтись.

Металлообработка на станках с ЧПУ разных видов

Используемое сегодня на производстве оборудование отличается по целому ряду своих параметров и характеристик. Имеются и определенные особенности в доступном функциональном оснащении. Именно поэтому металлообработка на ЧПУ в зависимости от применяемых при этом станков классифицируется следующим образом:

• Позиционная. Задействуемые при этом станки используют в своей работе координатные конечные точки в которые возвращается инструмент сразу после завершения рабочего процесса;
• Универсальная. В этом случае речь идет об агрегатах, которые выполняют сразу несколько обрабатывающих операций с дальнейшей выгрузкой полученных заготовок;
• Контурная. В основе их функционирования лежит заданная оператором траектория, в соответствии с которой и передвигается рабочий инструмент;
• Многоконтурная. Предусматривает возможность последовательного или одновременного выполнения сразу нескольких разноплановых задач.

Станки для обработки металла с ЧПУ

Все используемые на производстве автоматизированные комплексы для обработки металла подразделяют на такие группы:

• Токарная;
• Фрезерная.

Станочная токарная группа в рамках комплексной металлообработки включает в себя агрегаты, которые используются на обработки деталей, тело которых основано на геометрии вращения. Первоочередно речь идет о прямых и многоступенчатых валах, втулках с конической и цилиндрической конфигурацией, а также шкивах, опорах шарового типа и многом ином.

Механизмы функционируют на основании следующей технологии. Деталь зажимается в вертикальном или горизонтальном патроне, который размещен на специальном шпинделе. Для фиксации резцов применяется поворотный держатель. Вращение патрона дополняется передвижением режущего инструмента по двум плоскостям. При этом третья фиксируется в центральной части патрона. А снятие излишка металла проходит в полном соответствии с заданной оператором программой. Эта группа станков классифицируется следующим образом:

• Токарно-винторезные. Вращение шпинделя тут осуществляется в пределах горизонтальной плоскости, а перемещение резца проходит по осям X и Y. Такое оборудование незаменимо при изготовлении изделий с небольшими габаритами, а также при механической обработке элементов с длиной, которая на порядок превосходит внешнее сечение;
• Токарно-карусельные. В этом случае предусмотрено вращение шпинделя в рамках вертикальной плоскости. Режущий инструмент при этом перемещается вдоль осей Y и Z. Идеальное решение при потребности производства сварных узлов или литых изделий с разным диаметром в довольно обширном диапазоне.

Не меньшую востребованность в цехах металлообработки имеет фрезеровочное оборудование. Использование таких станков актуально при фрезеровке любых оснований вне зависимости от их конфигурации. Это могут быть пазы в шпоночном и направляющем исполнении, канавки и шлицы, а также поверхности с наклонными, горизонтальными, перпендикулярными и иными гранями.

Шпиндель характеризуется наличием заданных оборотов, а резец плотно контактирует со шпинделем. Перемещение инструмента осуществляется по осям X, Y и Z, заготовка жестко фиксируется на поворотной основе с возможностью изменения ее позиции на 360 градусов. Оборудование этого типа включает в себя такие станки и агрегаты:

• Многофункциональные центры. Предполагают проведение фрезеровки в 3 плоскостях с возможностью обработки заготовок с компактными габаритами;
• Координатно-расточные. Незаменимы при расточке внутренних полостей с большим сечением, а также при высверливании отверстий и выполнении фрезеровки в пределах 3 плоскостей;
• Портальные центры. Многошпиндельные резцы тут движутся относительно детали, а их перемещение обеспечивают портальные модули. Это гарантирует комфортную механическую обработку модулей с линейными габаритами по каждой оси до нескольких метров.

Важно! Наличие ЧПУ позволяет выпускать высокоточную продукцию в неограниченном количестве с высоким уровнем производительности. 

При этом исключается даже наименьшее расхождение в рамках одной изготавливаемой партии. Такая технология незаменима не только при массовом и серийном производстве. Столь же востребована она и при штучном изготовлении деталей.

Виды металлов

Все используемые при высокоточной металлообработке с применением ЧПУ металлы можно условно классифицировать следующим образом:

• Черные. Эта категория включает в себя железо и различные сплавы на его основе. Продукция такого типа отличается довольно умеренным ценником и абсолютно неприхотлива в использовании. Ее беспроблемная обработка возможна разными способами, а полученные при этом изделия нашли широкое распространение в различных отраслях и сферах деятельности человека;
• Цветные. Преимущественно речь идет о меди, алюминии и титане, а также о ряде элементов редкоземельного типа. Разделяют цветные металлы на легкие и тяжелые. Их порошковая покраска и иная обработка не имеют серьезных ограничений, демократичная стоимость продукции обуславливает ее повсеместное применение, а универсальность и практичность самих металлов обеспечивает их беспроблемное задействование в различных климатических и эксплуатационных условиях.
• Благородные. Их уникальность по сравнению с рассмотренными выше аналогами заключается в практически полном отсутствии окисления. Сюда относится серебро, золото, а также палладий, платина и ряд прочих металлов со схожими свойствами. Все металлы такого типа обладают повышенным блеском и характеризуются улучшенной сопротивляемостью химическим воздействиям. А наиболее часто их можно встретить в ювелирной отрасли, медицине, при изготовлении электроники, различных катализаторов, защитных поверхностей и многого иного.

Основные этапы изготовления

Говоря о том, как проходит металлообработка на ЧПУ в современных условиях нельзя не отметить многоэтапность этого процесса. Первоначально разрабатывается чертежная документация с учетом всех рекомендаций заказчика и его пожеланий. Готовые документы передаются на предприятие для их изучения специалистами. При потребности вносятся необходимые правки и корректировки, а также определяется совпадение производственных возможностей и заявленных клиентом условий работы. Если все в порядке, то чертежи утверждаются и передаются в цех для их воплощения в рамках реального производственного процесса.

Именно на этом этапе разрабатывается специальная компьютерная программа, которая полностью основывается на изложенных в проектной документации выкладках и расчетах. Ее подготовка выполняется в декартовой системе координат, а размещение каждого используемого при этом луча проходит на основании определенных правил.

Если перфорация металла или иная задача несложная, то зачастую вполне предостаточно одного такого центра. В ином случае необходимо создание сразу нескольких центров координат с обязательным правильным определением нулевых точек. Здесь же определяются оптимальные точки для замены инструмента по мере работы. При наличии в станке системы автоматической смены точка остается неизменной вплоть до полного завершения технологического процесса. Подготовка каждой программы осуществляется индивидуально и напрямую зависит от специфики обрабатываемого изделия. А качество ее написания во многом определяет общее качество всей изготавливаемой в дальнейшем продукции.

Принцип работы автоматизированного комплекса

После полной готовности программы и ее проверки оператор переходит непосредственно к самому процессу изготовления продукции. Здесь также предусмотрено несколько поочередно выполняемых этапов, а именно:

• Размещение черновой заготовки на рабочем столе и ее проверка на соответствие осям координат;
• Выставление индикатора по базовой точке с нулевыми координатами и их обнуление;
• Выбор требуемой рабочей программы по гибке стали, ее фрезеровки или иной обработке в соответствии с условиями поставленной задачи;
• Преобразование программной последовательности в команды для механизмов станка за счет встроенного декодера;
• Установка шпинделей в рабочие позиции с автоматическим подбором при этом всех требуемых параметров и характеристик их работы;
• Непосредственно сама обработка с обязательным включением системы охлаждения режущего инструмента;
• Завершение рабочего процесса и возврат всех узлов станка в исходное положение.

Требования к чертежам

Говоря о художественной гибке металла и иных методах обработки, выполняемых по чертежам, нельзя не отметить достаточно серьезные требования, предъявляемые к самой чертежной документации. Причем зачастую заказчик не в состоянии учесть все необходимые критерии. Поэтому доводка чертежей осуществляется уже после их передачи специалистам. Среди главных требований особо стоит отметить следующие: 

• Контуры должны быть четкими, без пересечения, накладок и разрывов. При этом могут использоваться только лишь простые линии;
• Подлежащие загрузке в станки файлы должны иметь расширение формата *.dxf;
• Для каждого контурного элемента обязательно наличие контрольного размера;
• Оптимальный масштаб контура должен соответствовать пропорции 1:1;
• Желательна унификация размеров имеющихся канавок, глубины отверстий и резьбы для сокращения номенклатурного перечисления.

Важно! Имеются свои требования и в отношении разверток. 

На таком контуре не предусмотрены линии сгиба, дополнительные размеры и любые тестовые записи. Возможен отказ в принятии чертежной документации при ее грубом несоответствии регламентным нормам и требованиям.

Какие детали можно изготовить?

В этом аспекте металлообработка на ЧПУ является достаточно многогранной технологией. А производимая с ее помощью продукция нашла свое успешное применение в различных отраслях и сферах человеческой деятельности. Если же говорить о наиболее распространенных и востребованных решениях, то первоочередное внимание следует уделить таким из них:

• Детали для автомобилестроения и производства всевозможнейшей техники;
• Комплектующие для оборудования, используемого в энергетической промышленности;
• Элементы для авиастроительной сферы. Причем не только основные, но и имеющие вспомогательное предназначение;
• Модули строительных конструкций и комплектующие для строительных агрегатов различного предназначения;
• Запчасти для используемых в научных целях измерительных приборов и всевозможнейшего диагностического оборудования.

Это лишь основные виды продукции и варианты ее спешного применения. Малейшие ограничения тут не предусмотрены. Все зависит лишь от пожеланий заказчика, его потребностей, технических характеристик оборудования и доступных финансовых возможностей.

Аспекты ценообразования металлообработки

В первую очередь учитывается общая сложность самой процедуры. Принимается во внимание и потребность дополнительной обработки готовой продукции. Это может быть порошковая покраска металла или нанесение иного декоративного покрытия. Влияют на цену и особенности самого производства. Ведь оно может быть:

• Массовое. Технологический процесс тут проходит в соответствии с четко отлаженной схемой. Применяются одинаковые чертежи, а сам факт подобной унификации позволяет не только ускорить работу, но и сократить связанные с ней издержки;
• Фасонное. Такая работа имеет большую сложность за счет необходимости индивидуальной настройки агрегатов и особенностей единичного производства. У каждой партии готовых изделий уникальные показатели, а сами они предназначены для конкретных целей;
• Индивидуальное. Наиболее затратный формат производства. Предполагает предварительную подготовку чертежной документации и последующее изготовлении изделий в соответствии с ней. При сварке металлоконструкций и иной обработке гарантирована максимальная точность продукции и ее изготовление в соответствии с индивидуальными потребностями.

Проводимая на станках с ЧПУ обработка металла успешно заменяет сегодня привычные ранее технологии ручной и механизированной обработки деталей. Получаемая при этом продукция имеет более высокое качество, процент брака при ее изготовлении сводится к минимуму, а незначительные затраты на производственный процесс дают возможность применять этот метод с максимальной выгодой для предприятия.

Рассчитать стоимости услуги? Специалисты компании "ANDEKO" с радостью ответят на Ваши вопросы и произведут расчет стоимости услуги!

Запросить цены