CNC frēzēšana un virpošana: praktiska rokasgrāmata detaļu pircējiem

Brīdis, kad zīmējums pārvēršas citātā

Iedomājieties šo: jūs tikko saņēmāt jaunu CAD rasējumu komplektu no savas pētniecības un attīstības komandas. Termiņš ir īss, un jums ir -ātri jāizlemj,{2}}kuriem piegādātājiem jāsaņem piedāvājums.

Instinktīvi sākat klasificēt daļas pēc formas:

"Šī daļa ir cilindriska,{0}}nosūtiet to uz virpošanas darbnīcu."
"Šis ir kastes -formas korpuss-nosūtīt to uz frēzēšanas veikalu."

Apmēram 90% gadījumu šis instinkts darbojas lieliski.

Ražošanā pēc pasūtījuma pēdējie 10% bieži izlemj, vai jūsu projekts ir rentabls vai grūts. Tas var nozīmēt ierašanos laikā vai ražošanas aizkavēšanos.

Lielākā daļa cilvēku jums pateiks mācību grāmatas atbildi: "Virpojot, detaļa griežas; frēzējot - instruments griežas."
Profesionāļiem, kas atbild par izmaksām, kvalitāti un piegādi, šis skaidrojums tikko nesaskrāpē virsmu.

Nepareiza procesa izvēle maina veidu, kā ražotājs izgatavo detaļas. Tas ietekmē arī slēptās NRE izmaksas. Šī izvēle ietekmē iespējas izpildīt GD&T prasības. Tas var arī noteikt, vai virsmas apdare darbosies montāžā.

Šajā{0}}padziļinātajā rokasgrāmatā mēs izlaidīsim klases definīcijas. Mēs izmantosim īstu veikala-grīdas pieredzi, lai izskaidrotu CNC frēzēšanu un virpošanu kā divus pamatprincipusCNC apstrādes procesi. Mēs koncentrēsimies uz divām galvenajām jomām: izmaksām un veiktspēju.

Lai salīdzinātu CNC frēzēšanu un virpošanu reālos projektos, strādājot arprofesionāli CNC apstrādes pakalpojumibieži rada atšķirību starp tīru palaišanu un dārgu pārstrādi.

CNC frēzēšana un virpošana: galvenās kustības atšķirības, kas ietekmē izmaksas un precizitāti

Lai paliktu tajā pašā lappusē, sāksim ar vienkāršu skaidrojumu. Tas palīdzēs mums vēlāk saprast izmaksas.

CNC virpošana: ābolu mizošanas māksla

Iedomājieties sevi nomizojam ābolu, kamēr tas griežas.

Kustība:
Apstrādājamā detaļa (ābols) griežas lielā ātrumā. Griešanas instruments (nazis) paliek relatīvi nekustīgs, pārvietojoties tikai pa detaļas profilu.

Rezultāts:
Šī iestatīšana, protams, dod priekšroku rotācijas simetriskām daļām-visam, kas veidots ap centrālo asi: vārpstas, tapas, skrūves, bukses.

Siltuma vadība:
Tā kā griešana ir nepārtraukta, lielāko daļu siltuma aizvada skaidas. Tas parasti ir labvēlīgāks instrumenta kalpošanas laikam un procesa stabilitātei.

CNC frēzēšana: ledus skulptūru veidošanas loģika

Tagad iedomājieties ledus skulptoru, kas strādā pie bloka, kas stingri piestiprināts pie galda.

Kustība:
Sagatave paliek nekustīga. Rotējošais griezējinstruments pārvietojas pa virsmu, noņemot materiālu, kur nepieciešams.

Rezultāts:
Frēzēšanu neierobežo rotācijas simetrija. Tas izceļas ar plakanām virsmām, kabatām, spraugām, sarežģītām 3D kontūrām un korpusiem.

Tāpēc detaļas ar kabatām, spraugām un sarežģītiem korpusiem parasti tiek ražotas, izmantojotCNC frēzēšanas serviss, nevis piespiest rotācijas procesus veikt nepareizu darbu.

Griešanas uzvedība:
Frēzēšana pēc būtības ir pārtraukta griešana. Katrs zobs atkārtoti iekļūst materiālā un iziet no tā, izvirzot augstākas prasības mašīnas stingrībai un instrumenta stingrībai.

Izplatīts jautājums:
"Vai es varu apstrādāt cilindru ar frēzmašīnu?"

Tehniski jā,-izmantojot apļveida interpolāciju.
Praktiski? kā ar karoti izgrebt perfektu sfēru. Jūs to varat izdarīt, taču tas ir neefektīvi, dārgi, un virsmas kvalitāte nekad neatbildīs patiesajai virpošanai. Ja vien jums nav alternatīvas, jūs maksājat par neefektivitāti.

KāpēcCNC virpošanaServissBieži vien ir lētāks: izskaidrotas slēptās uzstādīšanas un darba uzturēšanas izmaksas

Ja divi piegādātāji piedāvā 5 ASV dolārus salīdzinājumā ar 15 ASV dolāriem par vienu un to pašu izskatu-, kāda ir atšķirība?

1. Lielākās neredzamās izmaksas: Darba turēšanas ekonomika

Griešana bieži ir lētāka-nevis tāpēc, ka tā zāģē ātrāk, bet gan tāpēc, ka tā satver ātrāk.

Turninga "bezmaksas pusdienas":
Lielākajai daļai virpu tiek izmantoti standarta 3-žokļu patronas vai uzmavas, abas pēc konstrukcijas ir pašcentrētas. Operators ievieto apaļo materiālu, piesit pedāli, un hidrauliskā iespīlēšana aizņem sekundes. Šie ķermeņi ir universāli, un tiem reti tiek piemērotas atsevišķas maksas.

Millinga slēptais rēķins:
Frēzēšanai ir jāiztur griešanas spēki no vairākiem virzieniem. Vienkāršs bloks iederas skrūvspīlēs. Tomēr neregulārām formām, lējumiem, kalumiem vai cilindriskām detaļām bieži ir vajadzīgas pielāgotas armatūras vai mīkstas spīles.

Sekas:
Simtiem dolāru NRE, kā arī papildu iestatīšanas stundas.

Īkšķis:
Ja varat izgatavot detaļu no stieņa krājumiem uz virpas, nepievienojiet funkcijas, kurām nepieciešama frēzēšana. Tas ir svarīgi, ja vien neesat gatavs maksāt par montāžu.

2. MateriālsIenesīgums& Automatizācija

Pagriešana:
Virpas dabiski savienojas ar stieņu padevējiem. Noslogojiet 3-metru stieni, un iekārta var izgatavot simtiem detaļu bez uzraudzības-īstu apgaismojumu. Darbaspēka izmaksas uz detaļu krasi samazinās.

Frēzēšana:
Lai gan pastāv palešu sistēmas, lielākā daļa frēzēšanas darbu-īpaši zema un vidēja apjoma-sākas ar sagrieztiem sagatavēm. Manuāla ielāde ir izplatīta. Frēzēšana arī noņem materiālu no ārpuses, radot lielāku atkritumu daudzumu, īpaši arCNC apstrāde dārgi materiālipiemēram, titāns vai PEEK.

Materiālu izvēle un procesa saderība

Alumīnija sakausējumi:Mīlēja abi procesi. Plānās-sienas, sarežģīti korpusi dod priekšrokuCNC frēzēšanas serviss. Plāno alumīnija sienu virpošana var radīt deformācijas.

Tērauds (īpaši nerūsējošais):Virpošana ir stabila un termiski piedodoša. Nerūsējošā tērauda frēzēšana var izraisīt darba sacietēšanu un instrumenta saķeri, palielinot izmaksas.

Inženierplastmasa (PEEK, neilons):Virpošana nodrošina izcilu apaļumu un apdari, taču jums ir jākontrolē savilkšanas spēks. Frēzējot plastmasu, bez asiem instrumentiem un atbilstoša ātruma pastāv risks, ka tā var deformēties un izgriezt urbumus.

Titāns:Dārgi un nepielūdzami. Pagrieziens ir nobriedušāks un paredzamāks. Sarežģītu titāna detaļu frēzēšana ir iespējama,-taču budžets augstas kvalitātes instrumentiem, augsta spiediena{3}}dzesēšanas šķidrumam un gariem cikla laikiem.

 Padoms:Ja ir jauni vai dārgi materiāli,{0}}vienmēr savlaicīgi iesaistiet piegādātāja procesa inženieri. Pieredze novērš dārgas kļūdas.

CNC frēzēšana un virpošana: ilgtspējība, materiālu atkritumi un enerģijas izmantošana

Materiālu efektivitāte (pirkšanas{0}}un{1}}lidojuma attiecība):
Griešanās ir tuvāk-neto formai, tādējādi radot mazāk atkritumu. Frēzēšana sākas no blokiem un "izrok" materiālu-, kas ir problemātiski ar energoietilpīgiem sakausējumiem.

Enerģijas un dzesēšanas šķidruma patēriņš:
Nepārtraukta pagriešana parasti patērē enerģiju vienmērīgāk. Dziļu dobumu frēzēšana bieži prasa lielu dzesēšanas šķidruma plūsmu, palielinot apstrādes un iznīcināšanas izmaksas.

Mikroshēmu pārstrāde:
Virpojot, tiek iegūtas tīras, nepārtrauktas skaidas ar augstāku pārstrādes vērtību. Frēzēšanas šķembas ir sadrumstalotas,{1}}iemirkušas dzesēšanas šķidrumā, un tās ir grūtāk atdalīt.

Ja ilgtspējībai ir nozīme:
Jautājiet piegādātājiem par materiālu iznākumu un skaidu apstrādi,{0}}nevis tikai par daļu cenu.

Pielaides, koncentriskums un virsmas apdare: frēzēšana un virpošana praksē

1. Pielaides& Koncentriskums

Pagriežot, kamēr daļa paliek patronā, katra iezīme tiek ģenerēta no vienas un tās pašas fiziskās ass. Koncentriskuma un skrējiena sasniegšana zem 0,005 mm ir rutīna.

3 asu frēzēšanā, lai apstrādātu abus vārpstas galus, ir jāapgriež daļa.

Risks:
Katrs apvērsums rada atkārtotas saspiešanas{0}}kļūdu. Stingras koncentriskuma norādes (⌀ 0,01 mm) ir grūti konsekventi trāpīt ar frēzēšanu.

2. Virsmas apdares paraksti

Pieredzējuši kvalitātes kontroles inspektori var identificēt procesu vienā mirklī.

Virpotās virsmas:Smalkas, nepārtrauktas spirālveida līnijas-ideāli piemērotas blīvēšanai, piemēram, O-gredzeniem.

Frēzētas virsmas:Redzamas ķemmīšgliemenes vai instrumentu pēdas. Mikroskopiski virsma ir slīpēta, kas var paātrināt nodilumu slīdēšanas gadījumos.

Frēzēšana-Virpšanas apstrāde: frēzēšanas un virpošanas apvienošanai ir jēga

Ideja, ka "virpas griež un frēzē", ir novecojusi.

1. Šķelmes pārtraukšana

Live{0}}instrumentu virpas:Virpošanas mašīnas ar rotējošiem instrumentiem šķērs{0}}urbšanai un plakanajām urbšanām.

Griešanas{0}}dzirnavu centri:Tādas mašīnas kā Mazak Integrex apvieno pilnu virpošanu un vairāku{0}}asu frēzēšanu vienā iestatījumā.

2. Pārtraukt-vienmērīgu loģiku

A scenārijs: mazs apjoms (1–10 daļas), vienkārša ģeometrija
→ Atsevišķa virpa + frēze. Frēzēšanas-apgriezienu iestatīšanas laiks dominē izmaksās.

B scenārijs: vidējs līdz liels skaļums (500+), sarežģītas daļas
→ Frēz{0}}uzvar. Samazināta apstrāde, nav atkārtotas saspiešanas kļūdu, mazākas kopējās vienības izmaksas, neskatoties uz augstākām stundas likmēm.

DFM padomi CNC apstrādes izmaksu samazināšanai: dizains frēzēšanai salīdzinājumā ar virpošanu

1. Optimizēšana frēzēšanai

Iekšējie stūri:Ideāliem kvadrātveida stūriem ir nepieciešami EDM vai mikro{0}}rīki-, kas abi ir dārgi. Vienmēr projektējiet iekšējos rādiusus.

Dziļuma-līdz-diametra attiecība:Izvairieties no dziļām, šaurām kabatām. Garie instrumenti pļāpā un pasliktina virsmas kvalitāti.

2. Optimizācija pagriešanai

Slaidās daļas:Garuma-pret-diametra attiecība virs 8:1 aicina pļāpāt. Stabila atpūta palielina izmaksas.

Zemie samazinājumi:Izvairieties no nestandarta{0}}iegriezumiem, ja vien pielāgotie instrumenti nav pieņemami.

CNC frēzēšana vai virpošana? Labākās procesu izvēles pēc nozares lietojuma

CNC frēzēšanas un virpošanas salīdzināšanas tabula: ātrā lēmuma rokasgrāmata

Secinājums

Pareizā procesa izvēle ir peļņas izvēle

CNC frēzēšana un virpošana nav saistīta ar mašīnām,{1}}tas ir precīzas fizikas un ražošanas ekonomikas līdzsvarošana.

· Monētai-, caurulei- vai vārpstai- līdzīgas detaļas? Griešanās.

· Kastīte, kronšteini vai veidotas detaļas? Frēzēšana.

· Sarežģīta ģeometrija pie skaļuma? Dzirnavu{0}}pagrieziens.

Tu neesi mašīnists. Taču, zinot šos kompromisus{1}}, jums ir priekšrocības, kotējot. Tas arī palīdz izvairīties no slēptiem atkritumiem, pirms tas sākas.

Vai esat gatavs optimizēt savu nākamo projektu?
Ja neesat pārliecināts, kurš process atbilst jūsu dizainam,{0}}vai raizējaties par stingrām pielaidēm, izmaksas var kļūt nekontrolējamas,{1}}augšupielādējiet savus CAD failus. Mūsu inženieru komanda nodrošinās bezmaksas DFM pārskatīšanu, lai pirms ražošanas sākšanas identificētu izmaksu faktorus.

FAQ

1.Vai CNC virpošana ir lētāka nekā CNC frēzēšana?

Vairumā gadījumu jā,-jo īpaši attiecībā uz cilindriskām daļām, kas izgatavotas no stieņa materiāliem. CNC virpošanai parasti ir nepieciešama vienkāršāka darba turēšana un īsāks iestatīšanas laiks. Tā atbalsta arī automatizāciju, piemēram, stieņu padevējus, kas samazina vienības izmaksas.

2. Kad man vajadzētu izvēlēties CNC frēzēšanu, nevis virpošanu?

Izvēlieties CNC frēzēšanu, ja jūsu detaļai ir nepieciešamas plakanas virsmas, kabatas, sarežģītas 3D formas vai plāni -sienu korpusi. Rotācijas apstrāde tos nevar izveidot.

3.Vai CNC frēzēšana var sasniegt tādu pašu pielaidi kā virpošana?

CNC virpošana ir uzticamāka stingras koncentriskuma vai izspiešanas vajadzībām. Tas ir tāpēc, ka visas funkcijas nāk no vienas un tās pašas rotācijas ass vienā iestatījumā.

4. Kas ir frēzēšanas-virpošana, un kad to ir vērts izmantot?

Frēzēšanas{0}}virpošana apvieno virpošanu un frēzēšanu vienā mašīnā. visrentablākā-sarežģītām daļām, kas izgatavotas no vidēja līdz liela apjoma. Vairāku iestatījumu samazināšana samazina kopējās izmaksas un risku.

5.Kā DFM var samazināt CNC apstrādes izmaksas?

Laba DFM prakse var palīdzēt samazināt CNC apstrādes izmaksas par 20–30% vai vairāk. Šī prakse ietver iekšējo rādiusu pievienošanu, izvairīšanos no dziļām šaurām kabatām un tādu funkciju projektēšanu, kas atbilst galvenajam apstrādes procesam.