Терминология обработки на станках с ЧПУ | Основные словари по ЧПУ

Обработка на станках с ЧПУ это производственный процесс, в котором используются станки с компьютерным управлением для придания материалам нужной формы. Существует несколько терминов, которые сопутствуют этому процессу, что может затруднить понимание обработки с ЧПУ. По прогнозам, мировой рынок станков с ЧПУ достигнет $154 миллиарда к 2032 году По данным Fortune Business Insights (рост в годовом исчислении составляет 5% с $95 миллиардов в 2022 году), владение этой технической лексикой имеет решающее значение.

Этот уникальный терминологический ресурс расширит ваши знания в области технической коммуникации и производства. На сайте Оборудование YijinМы специализируемся на предоставлении высококачественных услуг по обработке на станках с ЧПУ, используя наш опыт в терминологии ЧПУ для создания точных и надежных изделий. Это полное руководство охватывает 50+ основных терминов ЧПУ, сгруппированных по категориям, от базовых компонентов до продвинутых концепций программирования.

Основные выводы

• При обработке с ЧПУ используются инструменты с компьютерным управлением для точной обработки материалов, поэтому владение терминологией имеет решающее значение для эффективной работы и общения в этой быстро развивающейся отрасли.
• Основные термины ЧПУ включают такие категории, как компоненты станка (например, шпиндель, приспособление), концепции программирования (CAD, CAM, G-код), оснастка (концевые фрезы, метчики) и процессы (фрезерование, токарная обработка, высокоскоростная обработка).
• Точность обработки на станках с ЧПУ в значительной степени зависит от жесткости станка, точности удержания инструмента, контролируемых условий окружающей среды и правильного выбора параметров обработки, таких как скорость подачи и скорость вращения шпинделя.

Наш полный список терминов по обработке на станках с ЧПУ

Вы только начинаете работать в сфере обработки на станках с ЧПУ или хотите пополнить свой словарный запас? Мы привели список наиболее распространенных терминов, которые ежедневно используют специалисты по производству ЧПУ. Мы разделили их на различные группы, включая компоненты станка, программирование, инструменты и обработку, чтобы было легче ориентироваться.

Терминология компонентов машин

Абсолютное программирование это метод кодирования, при котором все координаты определяются относительно фиксированной точки начала координат. Этот метод упрощает программирование, устраняя необходимость вычислять расстояния от любой точки, отличной от начала координат.

Автоматическая смена инструмента (ATC) это система, которая автоматически меняет инструменты на обрабатывающем центре с ЧПУ в соответствии с любой задачей, необходимой для обработки изделия, не требуя вмешательства оператора. Современные УЦИ могут вмещать 20-200+ инструментов и выполнять смену инструмента за 2-10 секунд, что значительно сокращает время, затрачиваемое на обработку.

Обратная реакция это люфт или потеря движения, возникающая при изменении направления вращения деталей станка. Минимизация люфта крайне важна для поддержания точности обработки, особенно в условиях высокой точности.

Охлаждающая жидкость в обработке на станках с ЧПУ - это жидкость, которая уменьшает тепло, выделяемое при обработке, продлевая срок службы инструмента и улучшая качество обработки поверхности. К распространенным СОЖ относятся эмульсии на водной основе, синтетические СОЖ и чистые масла.

Крепление это устройство, используемое для надежной фиксации заготовки в процессе обработки. Правильная установка приспособления необходима для достижения точности обработки и предотвращения перемещения заготовки в процессе резания.

Шпиндель это вращающаяся ось станка с ЧПУ, которая приводит в движение режущий инструмент или заготовку. Шпиндель служит для поддержания точности и скорости и включает в себя такие компоненты, как подшипники, приводной двигатель и систему удержания инструмента. Современные шпиндели с ЧПУ обеспечивают точность биения менее 0,0001 дюйма и могут поддерживать постоянную скорость в пределах 1% от заданного значения даже при изменяющихся нагрузках на режущий инструмент.

Заготовка это предмет, который подвергается механической обработке. Это исходный материал, из которого в процессе обработки будет создано конечное изделие. Материалы заготовок варьируются от алюминиевых сплавов до титановых сплавов и закаленных сталей.

Термины программирования

CAD (автоматизированное проектирование) Это программное обеспечение, позволяющее пользователям в цифровом виде проектировать детали, которые будут подвергнуты фрезеровке, 3D-печати или визуализации. Модели CAD служат основой для обработки на станках с ЧПУ, определяя геометрию, которая будет создана.

CAM (автоматизированное производство) это программное обеспечение, используемое для управления станками в процессе изготовления заготовок. Системы CAM генерируют траектории движения инструмента на основе CAD-моделей и параметров обработки, оптимизируя скорость съема материала при соблюдении ограничений инструмента и станка. Современное программное обеспечение CAM позволяет сократить время обработки на 25-50% по сравнению с обычным программированием за счет оптимизации стратегий резания.

Система замкнутого цикла это система управления, использующая обратную связь от датчиков для непрерывного контроля и корректировки работы станка. Эта система обеспечивает точность, сравнивая фактическое положение с запрограммированным и внося коррективы в режиме реального времени.

G-код это основной язык, используемый для управления станками с ЧПУ. Он состоит из команд, которые диктуют движения и операции станка. Хотя существует стандарт ISO для G-кода (RS-274), многие производители станков используют собственные расширения для расширенных функций. Типичная программа ЧПУ может содержать от сотен до тысяч блоков G-кода, каждый из которых представляет собой отдельное действие станка.

Исходное положение (нулевое положение машины) это заданная машиной нулевая точка, определяемая физическими концевыми выключателями. Она не определяет фактическую точку начала работы при обработке заготовки. Исходное положение служит точкой отсчета для всех перемещений станка и устанавливается с помощью процедуры самонаведения при вводе в эксплуатацию с повторяемостью положения ±0,0001 дюйма или лучше.

Инкрементное программирование это метод кодирования, при котором каждое перемещение выполняется для положения инструмента в конце предыдущего перемещения, а не от фиксированного начала. Этот метод кодируется с помощью G91 и полезен для повторяющихся задач или шаблонов в программе.

М-код используется при программировании G-кодов для управления различными функциями станка с ЧПУ, такими как подача СОЖ, запуск/остановка шпинделя и смена инструмента. Каждый M-код выполняет определенную операцию, необходимую для автоматизации процесса обработки. В то время как G-коды управляют движением, M-коды выполняют вспомогательные функции, такие как управление потоком программ и активация функций станка.

Термины по инструментальной обработке

Шаровая концевая мельница это режущий инструмент с закругленным кончиком режущей дуги, где диаметр дуги равен диаметру реза. Этот инструмент используется для вырезания желобков, 3D-траекторий инструмента, лотков для карманов, пазов для сока разделочной доски и многого другого. Полусферический конец позволяет плавно смешивать поверхности и обрабатывать контурные поверхности с шагом, установленным на 5-10% от диаметра инструмента, для чистовых операций.

Скука это процесс обработки, при котором увеличивается уже существующее отверстие. Он выполняется с помощью одноточечного режущего инструмента, называемого расточкой, что позволяет точно контролировать размер и чистоту отверстия. Растачивание позволяет достичь допусков на диаметр отверстия ±0,0005 дюйма и чистоты поверхности до 16 микродюймов Ra.

Нагрузка на чип это количество материала, снимаемого каждым зубом режущего инструмента за один оборот. Управление стружкообразованием имеет решающее значение для поддержания здоровья инструмента, достижения хорошей шероховатости поверхности и обеспечения эффективной скорости съема материала. Типичная нагрузка на стружку составляет 0,001-0,020 дюйма на зуб, в зависимости от размера инструмента, материала и типа операции.

Концевая фреза это тип режущего инструмента, используемого в промышленном фрезеровании. От сверла она отличается применением, геометрией и способом изготовления. Концевые фрезы используются при таких видах фрезерования, как профильное, трассирующее, торцевое и врезное.

Развертка это тип режущего инструмента, используемого для увеличения и отделки существующего отверстия с целью достижения определенного размера и гладкой поверхности. Развертывание следует за сверлением или растачиванием и позволяет повысить точность размера отверстия до ±0,0005 дюйма и улучшить качество поверхности до 16-32 микродюймов Ra. Развертки вращаются со скоростью, на 1/2 - 1/3 превышающей скорость сверла того же диаметра.

Нажмите это инструмент, используемый для нарезания внутренней резьбы в отверстии, что позволяет закреплять детали винтами или болтами. Метчики выпускаются с различными формами и стилями резьбы для разных областей применения. Станки с ЧПУ могут выполнять операции нарезания резьбы с использованием синхронных или жестких циклов нарезания, которые точно координируют вращение шпинделя и скорость осевой подачи.

Инструментальный держатель это устройство, используемое для надежной фиксации режущего инструмента в станке с ЧПУ, обеспечивающее выравнивание и устойчивость во время работы. К распространенным типам резцедержателей относятся цанговые патроны, гидравлические патроны, термоусадочные патроны и плоские патроны Weldon. Биение инструмента в держателях премиум-класса составляет менее 0,0001 дюйма.

Терминология процесса

Фрезерование подъема это технология фрезерования с ЧПУ, при которой режущий инструмент движется в том же направлении, что и подача заготовки, что снижает тепловыделение и улучшает качество обработки поверхности. При фрезеровании с подъемом толщина стружки начинается с максимума и уменьшается до нуля, что приводит к меньшему упрочнению материала и, как правило, увеличивает срок службы инструмента на 15-20% по сравнению с обычным фрезерованием.

Традиционное фрезерование это метод фрезерования, при котором режущий инструмент движется против направления подачи заготовки, обеспечивая лучший контроль, но потенциально увеличивая нагрев и износ инструмента. При обычном фрезеровании толщина стружки начинается с нуля и увеличивается до максимума, что может привести к затиранию в начальной точке контакта. Этот метод может быть предпочтителен для станков с проблемой люфта или при обработке материалов с твердой поверхностной окалиной.

Глубина среза показывает, сколько материала снимается с заготовки при каждом проходе инструмента. Это критический параметр, влияющий на силы резания, износ инструмента и эффективность обработки. Глубина резания классифицируется как черновая (0,1-0,5×диаметр инструмента) или чистовая (0,01-0,1×диаметр инструмента).

Скорость подачи обозначает скорость перемещения режущего инструмента вдоль заготовки по осям X и Y. Обычно она измеряется в дюймах в минуту (IPM) или миллиметрах в минуту (мм/мин). Скорость подачи напрямую влияет на время обработки, качество обработки поверхности и срок службы инструмента. Обычно она составляет от 5-10 IPM для твердых материалов до 500+ IPM для алюминия на высокоскоростных станках.

Скорость вращения шпинделя это скорость вращения шпинделя, удерживающего режущий инструмент, измеряемая в оборотах в минуту (RPM). Она влияет на образование стружки, выделение тепла и износ инструмента. Современные станки с ЧПУ имеют скорость вращения шпинделя от 6 000 об/мин в базовых обрабатывающих центрах до 30 000+ об/мин в высокоскоростных обрабатывающих центрах.

Высокоскоростная обработка (HSM) это технология обработки, характеризующаяся высокой скоростью вращения шпинделя и скоростью подачи для достижения высокой скорости съема материала. Она часто используется для резки твердых материалов и в тех случаях, когда требуется высокая точность и аккуратность. Обычно HSM работает на скоростях резания, в 5-10 раз превышающих обычную обработку, с использованием специальных стратегий CAM для поддержания постоянного зацепления инструмента и минимизации ударной нагрузки.

Скорость погружения это вертикальная скорость, с которой инструмент входит в материал, измеряемая в дюймах или миллиметрах в минуту. Она устанавливается ниже скорости подачи (примерно 40-60% от скорости подачи), чтобы уменьшить ударную нагрузку при входе инструмента и предотвратить его преждевременный выход из строя.

Черновая обработка это операция обработки, при которой быстро снимается большое количество материала, подготавливая заготовку к более тонким финишным операциям. Стратегии черновой обработки ставят во главу угла скорость съема материала, а не чистоту поверхности, оставляя 0,01-0,02 дюйма материала для последующих финишных операций. Современные методы черновой обработки, такие как высокоэффективное фрезерование (HEM), поддерживают постоянную нагрузку на инструмент, чтобы максимизировать скорость съема материала.

Отделка это заключительная операция обработки, в результате которой достигается желаемая чистота поверхности и жесткие допуски на заготовку. При финишной обработке удаляется небольшое количество материала (0,005-0,015 дюйма) с использованием более высоких скоростей, более низких подач и специализированных траекторий инструмента для достижения чистоты поверхности до 16-32 микродюймов Ra.

Какие термины включают факторы, влияющие на точность обработки на станках с ЧПУ?

Точность обработки на станках с ЧПУ зависит от множества факторов, связанных со станком, оснасткой, заготовкой и окружающей средой. Здесь мы приводим общие термины, которые часто встречаются при обсуждении обработки на станках с ЧПУ.

Машинные факторы

Жесткость машины определяет, насколько хорошо станок сопротивляется силам подрезания с прогибом. Повышенная жесткость снижает вибрацию и повышает точность обработки. В станках премиум-класса используются чугунные или полимербетонные основания, жесткие коробчатые пути и оптимизированные конструктивные решения для минимизации прогиба под нагрузкой.

Разрешение оси определяет наименьший шаг перемещения, который может выполнить станок. Современные станки с ЧПУ обычно имеют разрешение 0,0001 дюйма (0,001 мм) или выше, а высокоточные станки достигают разрешения 0,00001 дюйма (0,0001 мм) благодаря энкодерам высокого разрешения и прецизионным системам привода.

Термическая стабильность влияет на изменение размеров станка при изменении температуры. Колебания температуры могут вызвать тепловое расширение компонентов станка, что влияет на точность.

Возможности системы управления влияет на то, насколько точно станок может следовать запрограммированным траекториям. Современные системы управления ЧПУ предлагают такие функции, как look-ahead (обработка сотен блоков заранее), интерполяция на нанометровом уровне и расширенное управление ускорением/замедлением для поддержания точности даже при высокоскоростной работе.

Факторы инструментальной обработки

Отклонение инструмента возникает, когда силы резания слегка изгибают инструмент во время обработки. Это отклонение может привести к ошибкам размеров, особенно при использовании длинных, тонких инструментов или глубоких резов. При обработке с отношением длины к диаметру более 4:1 прогиб инструмента становится серьезной проблемой, которая может привести к ошибкам размеров на 0,001-0,010 дюйма, если не компенсировать его.

Износ инструмента со временем изменяет размеры инструмента и его режущие свойства. Прогрессирующий износ может привести к изменению размеров обрабатываемых деталей и ухудшению качества обработки поверхности. Срок службы инструмента может значительно отличаться в зависимости от материала (от 10 минут в титане до 10 с лишним часов в алюминии) и должен контролироваться для поддержания точности.

Система удержания инструмента влияет на то, насколько надежно и точно инструмент удерживается в шпинделе. Прецизионные резцедержатели с биением менее 0,0001 дюйма лучше всего подходят для высокоточной обработки. Гидравлические и термоусадочные держатели обеспечивают наилучший контроль биения и жесткость для прецизионных применений.

Факторы заготовки

Свойства материала влияют на обрабатываемость, силы резания и тепловое поведение в процессе обработки. Различные материалы требуют определенных параметров и стратегий резания для достижения оптимальных результатов. Материалы с низкой теплопроводностью (например, титан) или высокой твердостью (например, закаленная сталь) представляют особые трудности для обеспечения точности.

Жесткость заготовки определяет, насколько хорошо деталь сопротивляется деформации во время обработки. Тонкостенные детали или детали с тонкими элементами могут отклоняться под действием сил резания или давления зажима. Для тонкостенных деталей (толщина стенки/высота < 0,1) необходимы специальные стратегии обработки, такие как поддержание постоянного зацепления и снижение силы резания.

Метод закрепления влияет на устойчивость детали и точность привязки во время обработки. Неадекватная фиксация может привести к смещению или вибрации детали, что нарушит точность. Системы закрепления должны обеспечивать баланс между силой зажима (для предотвращения перемещения) и минимизацией деформации, особенно для тонкостенных или прецизионных деталей.

Экологические факторы

Температурные колебания вызывают тепловое расширение и сжатие как станка, так и заготовки. Для прецизионной обработки часто требуются условия с контролем температуры (±1 °C), а для высокоточных работ необходим еще более жесткий контроль (±0,1 °C).

Вибрация от внешних источников или от самого процесса резки может повлиять на качество обработки поверхности и точность размеров. Прецизионные станки часто устанавливаются на изолирующих фундаментах и имеют в своей конструкции элементы, гасящие вибрацию.

Влажность в экстремальных случаях может повлиять как на материалы, так и на производительность станка. Контроль относительной влажности (около 40-60%) помогает сохранить стабильность размеров материала и предотвратить коррозию, которая может повлиять на точность.

Каковы различные типы станков с ЧПУ? | Терминология

Станки с ЧПУ сильно различаются по своим возможностям, конфигурациям и областям применения. Понимание различных типов и терминов помогает выбрать станок, соответствующий конкретным производственным требованиям.

Вертикальный обрабатывающий центр (VMC) это станок с ЧПУ с вертикально ориентированным шпинделем, который подходит к заготовке сверху. VMC - это универсальные станки, подходящие для обработки широкого спектра деталей и, как правило, более экономичные, чем их горизонтальные аналоги.

Горизонтальный обрабатывающий центр (HMC) это фрезерный станок с горизонтально ориентированным шпинделем. Такая конфигурация обеспечивает лучший отвод стружки, поддержку более тяжелого резания и часто включает устройства смены паллет для повышения производительности.

Токарный станок с ЧПУ это станок, вращающий заготовку вокруг своей оси для выполнения таких операций, как резка, шлифовка, накатка, сверление или деформация с помощью стационарных инструментов. Современные токарные станки с ЧПУ могут включать в себя оснастку для фрезерования.

Токарный станок швейцарского типа это специализированный токарный станок с ЧПУ, предназначенный для высокоточных деталей малого диаметра. Он оснащен направляющей втулкой, которая поддерживает материал вблизи режущего инструмента, уменьшая его прогиб и обеспечивая исключительную точность обработки длинных и тонких деталей.

Что такое оси ЧПУ и как они управляют движением станка? | Терминология

Станки с ЧПУ работают на нескольких осях, которые определяют плоскости движения и возможности станка по созданию сложных геометрических форм. Вот что означают конкретные термины осей и как они применяются.

Основные линейные оси

Ось X представляет собой горизонтальное перемещение слева направо (или справа налево) относительно оператора. На токарном станке ось X контролирует расстояние инструмента от центральной линии вращающейся заготовки.

Ось Y представляет собой горизонтальное перемещение спереди назад (или сзади вперед) относительно оператора. Эта ось присутствует во фрезерных станках, но не в стандартных токарных.

Ось Z представляет собой вертикальное перемещение вверх и вниз. Во фрезерных станках это управление высотой режущего инструмента над заготовкой, а в токарных станках - перемещение по длине заготовки.

Оси вращения

Ось A Вращается вокруг оси X, позволяя выполнять наклонные движения в плоскости Y-Z. Это очень важно для 5-осевой обработки сложных контурных поверхностей.

Ось B вращается вокруг оси Y, обеспечивая наклон в плоскости X-Z. Возможности оси B особенно ценны для обработки деталей с элементами, расположенными под разными углами.

Ось C вращается вокруг оси Z, обеспечивая вращательное движение в плоскости X-Y. В токарно-фрезерном центре ось C часто управляет вращением шпинделя для точного углового позиционирования.

Многоосевые конфигурации

Трехкоординатные станки Управление перемещением по линейным осям X, Y и Z, подходит для обработки деталей с элементами, доступ к которым возможен в одном направлении.

Четырехкоординатные станки добавляют одну ось вращения (обычно A или C) к трем линейным осям, позволяя обрабатывать несколько сторон детали без ручной перестановки.

5-осевые станки В дополнение к трем линейным осям они оснащены двумя осями вращения, что позволяет обрабатывать сложные геометрические формы с подрезами и элементами под различными углами за один установ.

Фрезерно-поворотные центры сочетают в себе возможности фрезерования и токарной обработки с многоосевым управлением, позволяя полностью обрабатывать сложные детали за один установ, сокращая время обработки и повышая точность.

Как называются основные процессы обработки на станках с ЧПУ?

Обработка с ЧПУ включает в себя несколько различных процессов, каждый из которых подходит для определенных производственных требований и геометрии деталей. Здесь мы рассмотрим два популярных типа процессов ЧПУ и их определения.

Как работает фрезерный станок с ЧПУ?

Фрезерование с ЧПУ это процесс обработки, в котором используются вращающиеся режущие инструменты для удаления материала с заготовки. При фрезеровании режущий инструмент вращается с высокой скоростью (1 000-30 000 об/мин), в то время как заготовка остается неподвижной, и либо инструмент, либо заготовка перемещаются вдоль нескольких осей для создания нужной формы.

Что такое токарная обработка с ЧПУ и чем она отличается от фрезерования?

Токарная обработка с ЧПУ это процесс обработки, при котором заготовка вращается, а одноточечный режущий инструмент перемещается линейно для удаления материала. В основном используется для создания цилиндрических деталей с такими элементами, как диаметр, конусность, резьба и канавки.

Вопросы и ответы по терминологии обработки на станках с ЧПУ | Основные словари по ЧПУ

Как может быть больше 3 осей?

Станок с ЧПУ может иметь более трех осей за счет использования вращательных и линейных движений. Станок может двигаться в нескольких направлениях, что повышает гибкость и точность.

Что такое электрохимическое измельчение?

Электрохимическое фрезерование - это процесс обработки с ЧПУ, при котором вместо резки материал удаляется с помощью химических реакций. Устройство, используемое для управления электрическим током, растворяет металл, придавая заготовке точную форму.

Что означает CNC DNC?

CNC DNC означает Direct Numerical Control - система, используемая для управления несколькими станками одновременно. Контроллер ЧПУ в режиме реального времени отправляет инструкции на подключенные станки, оптимизируя эффективность рабочего процесса.

Вернуться к началу: Терминология обработки на станках с ЧПУ | Основные словари по ЧПУ