W tym artykule
Typowa CNC tokarka obraca przedmiot obrabiany względem narzędzia skrawającego, które nie wiruje. Typowa CNC frezarka obraca frez i przesuwa go względem zamocowanego przedmiotu obrabianego. Ta różnica sprawia, że toczenie jest naturalnym punktem wyjścia dla wałów, tulei oraz innych cech układających się wokół jednej osi; frezowanie jest naturalnym punktem wyjścia dla kieszeni, powierzchni płaskich oraz cech rozłożonych na kilku ścianach. Detal zawierający oba typy cech może wymagać zastosowania obu procesów. [1]
Dla obrabianego komponentu pytanie o wartościowe znaczenie brzmi: który proces pozwoli wytworzyć jego kluczowe cechy przy stabilnym zamocowaniu, bezbarierowym dostępie narzędzia oraz możliwie małej liczbie ustawień? Zewnętrzny kontur to jedynie pierwszy wskaźnik.
Jak ruch skrawania wpływa na kształt możliwy do uzyskania
Podczas zwykłego toczenia narzędzie posuwa się wzdłuż lub poprzecznie do osi obracającego się przedmiotu. Posuw wzdłuż osi pozwala zmniejszyć średnicę zewnętrzną; posuw poprzeczny na końcu tworzy powierzchnię czołową. Narzędzie wiertło-wytaczak może wykończyć średnicę wewnętrzną. Te operacje nadają się do cech współosiowych, w tym stopniowanych średnic, barków i rowków. Nasz przewodnik po operacjach toczenia wyjaśnia te cięcia osobno. [2]
W frezarce narzędzie skrawające może poruszać się po powierzchni czołowej, wzdłuż konturu lub wewnątrz kieszeni. Przetwarzany przedmiot pozostaje zamocowany, ale nie musi być nieruchomy: stół może przesuwać się liniowo, a oś obrotowa może indeksować lub obracać przedmiot. Okrągła ścieżka narzędzia umożliwia również wykonywanie okrągłych otworów. Pojęcie „cecha okrągła” nie oznacza więc automatycznie „tokarki”. [3] Przewodnik po procesie frezowania CNC omawia te ruchy poprzez wybór narzędzia i ścieżki jego przejścia.
Dobierz proces do cech detalu
Zacznij od powierzchni decydujących o funkcjonowaniu komponentu. Duży okrągły kontur może być mniej istotny niż kieszonki w jego wnętrzu; prostokątna kołnierz może mieć drugorzędne znaczenie w porównaniu do otworu i gniazd łożyskowych, które wspiera.
| Wymagania dotyczące części | Prawdopodobna ścieżka początkowa | Co może zmienić tę ścieżkę? |
|---|---|---|
| Wał stopniowany z barkami i rowkami obwodowymi | Toczenie | Płaskie powierzchnie, otwory poprzeczne lub wpusty zwiększają liczbę operacji; cienkie przekroje wymagają odpowiedniego podparcia. |
| Tuleja z wzdłużnym otworem i średnicą zewnętrzną | Tokarka i obróbka wewnętrzna | Cienka ściana, trudny dostęp do otworu lub późniejsza obróbka mogą zmienić kolejność chwytania i wykańczania. |
| Korpus z otwartymi kieszeniami, powierzchniami montażowymi oraz oddzielonymi położeniami otworów | Frezowanie | Głębokie kieszenie i przesłonięte powierzchnie mogą wymagać innego narzędzi, orientacji lub innego procesu. |
| Kołowa płyta z wieloma kieszeniami i otworami montażowymi | Frezowanie może ukończyć większość cech geometrycznych | Wymagająca tolerancja średnicy zewnętrznej lub zależność między otworem a powierzchnią czołową może uzasadniać zastosowanie tokarki. |
| Wał z kołnierzem z układem otworów i płaskimi powierzchniami pod klucz | Tokarka plus frezowanie | Porównaj przeniesienie do frezarki z zastosowaniem odpowiednio wyposażonego centrum tokarskiego. |
Jest to krótka, oparta na cechach geometrycznych lista opcji, a nie stała reguła marszrutyzacji. Na przykład mały prostokątny półfabrykat można zamocować w odpowiednim uchwycie tokarki, a frezarka może wykonać kontur powierzchni cylindrycznej. Kluczowe pytanie brzmi: czy takie podejście jest rozsądne dla całego elementu.
Gdy element wymaga zarówno tokarki, jak i frezarki
Rozważ wał z kołnierzem, zawierający centralny czop (gniazdo łożyska), dwie płaszczyzny pod klucz oraz otwory gwintowe w kołnierzu. Tokarka pozwala wykonać czop, średnicę kołnierza oraz powierzchnie czołowe. Płaszczyzny pod klucz i otwory przesunięte względem osi wymagają dodatkowych operacji. Na podstawowej tokarce zwykle oznacza to przeniesienie przedmiotu do innego ustawienia.
Centrum tokarskie z napędzanymi, lub żywymi narzędziami może obracać wiertło lub frez. Przy niezbędnej pozycjonowalności wrzeciona i konfiguracji osi możliwe jest wykonanie wybranych cech powierzchniowych lub promieniowych przy zachowaniu części w uchwycie. Haas dokumentuje frezowanie, wiercenie, obróbkę płaskich powierzchni i gwintowanie przy użyciu żywych narzędzi i opcji osi C; dostępne operacje zależą od konfiguracji maszyny. [4]
Połączenie operacji może wyeliminować konieczność przenoszenia części i ponownego jej lokalizowania. Nie oznacza to jednak, że frezarka staje się zbędna we wszystkich przypadkach. Nadal mają znaczenie zasięg narzędzi, dostępne osie, luz uchwytu, obciążenie skrawające oraz objętość frezowania. Element dominowany szerokimi kieszeniami może być bardziej odpowiedni do obróbki na osobnej frezarce, nawet jeśli wymaga również tokarki.
Sprawdź sposób zamocowania i relacje między cechami geometrycznymi przed porównaniem dokładności
Żadne z pojęć „tokarka CNC” ani „frezarka CNC” nie określa tolerancji, jaką osiągnie gotowy detal. Na wynik wpływają narzędzie, sposób zamocowania przedmiotu, materiał, geometria cechy, warunki termiczne oraz metoda pomiaru. Maszyna może zapewniać dokładne pozycjonowanie, podczas gdy słabo zamocowany przedmiot nadal przemieszcza się pod wpływem siły skrawania. [3] [5]
W przypadku wału z kołnierzem należy określić, która zależność geometryczna ma znaczenie w montażu. Jeśli układ otworów pod śruby musi być zlokalizowany względem osi czopa, ustawienie frezarki musi zapewniać niezawodne ustalenie tej osi. Jeśli powierzchnia uszczelniająca musi być współosiowa z czopem, plan obróbki i pomiaru musi zachować i zweryfikować tę zależność. Wykonanie kilku powiązanych cech w jednym zamocowaniu zmniejsza błędy wynikające z przemieszczenia przedmiotu, ale nie gwarantuje końcowego wyniku bez pomiaru.
Należy również zidentyfikować powierzchnie używane do chwytu. Szczęki imadła lub imadło mogą zakrywać cechę wymagającą obróbki. Cienkie ścianki mogą ulec odkształceniu pod wpływem siły docisku, a długie, niestabilne odcinki mogą ulec ugięciu. Drugie ustawienie jest czasem praktycznym rozwiązaniem umożliwiającym dostęp do powierzchni lub jej prawidłowe podparcie — nie jest to element, który należy eliminować kosztem wszystkiego. [5]
Porównaj pełną trasę technologiczną przy wymaganej ilości.
Ścieżka obróbki na pozór prostszej maszyny nie zawsze jest ścieżką tańszą. Porównaj ten sam materiał i jego stan, wersję rysunku, ilość sztuk, wykończenie oraz wymagania dotyczące kontroli jakości. Uwzględnij programowanie, uchwyty, przygotowanie maszyny, czas cięcia, przenoszenie detalu oraz wszelkie operacje wykańczające. Nasz CNC przewodnik po kosztach obróbki wyjaśnia, jak te elementy wpływają na cenę oferty.
Dla małej serii znana ścieżka obróbki na tokarce i frezarce może pozwolić uniknąć znacznych nakładów na programowanie lub specjalistyczne uchwyty. Dla powtarzających się zamówień zintegrowana ścieżka może zrekompensować koszty przygotowania dzięki krótszemu czasowi obsługi i cyklu produkcyjnego. Są to alternatywy do oceny, a nie uniwersalna wielkość progu rentowności.
Przydatnym porównaniem jest zestawienie zaproponowanych ustawień obok kluczowych cech, które każde z nich realizuje. Jeśli jedna ścieżka jest tańsza, sprawdź, czy obejmuje ona takie same wymagania dotyczące kontroli jakości, usuwania wyprasek, obróbki powierzchniowej oraz obsługi gotowych powierzchni. W przeciwnym razie ceny mogą odnosić się do różnych dostaw.
Praktyczna kolejność wyboru ścieżki obróbki
- Zidentyfikuj dominujące cechy. Oddziel średnice i twarze osiowe od kieszeni, płaszczyzn, rowków oraz otworów przesuniętych względem osi.
- Oznacz funkcjonalne zależności. Wskaz, które otwory, powierzchnie bieżne, twarze oraz położenia otworów muszą zachować wzajemne wyrównanie lub pozycjonowanie.
- Sprawdź dostępność i podparcie. Rozważ, jak każda operacja uzyskuje dostęp do danej cechy oraz gdzie detal można zamocować.
- Porównaj pełne alternatywy. Oceń ścieżki tokarskie, frezarskie lub połączone dla rzeczywistej ilości zamówienia przy identycznych wymaganiach akceptacji.
Dla komponentu gotowego do produkcji nasze strony CNC tokarskie i CNC frezarskie opisują odpowiednie usługi. Zachowaj rysunek skupiony na wymaganym detalu i jego funkcjonalnych wymaganiach, chyba że konkretna metoda produkcji jest sama w sobie konieczna.
Pytania dotyczące CNC tokarek i frezarek
Czy frezarka CNC może wykonać części okrągłe?
Tak. Frezarka może obrabiać okrągłe kieszenie, otwory i zewnętrzne kontury przy użyciu odpowiedniej ścieżki narzędzia i ustawienia. Część składająca się głównie z współosiowych średnic może być nadal bardziej naturalnie przetwarzana metodą toczenia.
Czy tokarka CNC może wykonać płaszczyznę?
Tokarka wyposażona w odpowiednie narzędzia obrotowe i pozycjonowanie wrzeciona może frezować płaszczyzny. Nie należy zakładać, że podstawowa konfiguracja tokarska posiada tę możliwość; detal może wymagać osobnego ustawienia frezarskiego.
Czy powinienem określić frezowanie czy tokarkę na rysunku?
Najpierw określ geometrię, materiał, tolerancje funkcjonalne oraz wymagania dotyczące powierzchni. Dodaj wymaganie procesowe tylko wtedy, gdy jest ono niezbędne do projektu lub podstawy akceptacji. W przeciwnym razie pozostaw producentowi swobodę zaproponowania ścieżki obróbki spełniającej wszystkie wymagania.
Źródła techniczne
- MIT OpenCourseWare — Tokarka i Wprowadzenie do frezarki. Ruch cięcia i typowe operacje.
- Sandvik Coromant — Ogólna obróbka tokarska; Obróbka zewnętrzna. Kierunek posuwu narzędzia i cechy obrotowe.
- Sandvik Coromant — Co to jest skuteczne frezowanie? Dostęp do cech geometrycznych, sztywność komponentu oraz dobór procesu.
- Haas Automation — 4000-rpm narzędziowe obracające się w czasie rzeczywistym z osią C. Przykład obróbki wtórnej zależnej od konfiguracji.
- MIT Center for Bits and Atoms — Planowanie ścieżki obróbki ubytkowej. Siły cięcia, zamocowanie przedmiotu obrabianego oraz strategia obróbki.
