Для работы многих машин и оборудования необходимы мелкие детали. Обработка этих деталей — довольно сложная задача, требующая точности и аккуратности. Именно здесь на помощь приходит микрообработка на станках с ЧПУ . В этой статье мы обсудим основные принципы этой технологии и то, как компании, занимающиеся микрообработкой, её реализуют. Читайте дальше.
Что такое микрообработка с ЧПУ?
Микрообработка на станках с ЧПУ — это использование микростанков с числовым программным управлением (ЧПУ) для изготовления деталей микрометрового масштаба . Эти детали настолько малы, что для четкого рассмотрения деталей их необходимо рассматривать под микроскопом. Такая детализация и точность делают эту технологию идеальной для таких отраслей, как медицина и аэрокосмическая промышленность.
Как работает микрообработка?
Процесс микрообработки на станках с ЧПУ можно кратко описать следующим образом:
- Дизайн и программирование: Микрообработка требует автоматизированного проектирования. Используя любое подходящее программное обеспечение САПР, вы создадите модель компонентов, которые хотите изготовить, и запрограммируете ее на станке с ЧПУ.
- Выбор материала: Тип конструкции и вариант использования деталей определяют материал, используемый для изготовления. Мы рассмотрели распространенные типы материалов, обычно используемых в микрообработке, в одном из последующих разделов этой статьи.
- Сверхточная резка: На этом этапе вы поместите материал на станок и начнете фактическую резку. Детали, созданные с помощью этой техники, требуют очень низкого допуска в микрометрах. Это связано с их средними размерами и чувствительностью их применения.
Следовательно, необходимо позаботиться о том, чтобы каждый разрез был максимально точным в отношении размеров конструкции. Для этого машины работают на невероятно высоких скоростях и с использованием до 5 осей.
- Мониторинг в реальном времени: Как и в случае с любым другим процессом обработки с ЧПУ, оператор должен быть в режиме ожидания, чтобы контролировать операции. Это поможет повысить качество и предотвратить возможные проблемы.
- Отделка и осмотр: После завершения работы вам необходимо тщательно осмотреть ее. Обычно для осмотра детали используются микроскопы с большим увеличением. Это поможет вам четко рассмотреть каждую деталь и определить, получили ли вы желаемый результат. Если вы удовлетворены, вы можете приступить к нанесению любых соответствующих завершающих штрихов или обработка поверхностей на компоненте.
Методы микрообработки с ЧПУ
Вот три основные операции, выполняемые в процессе микрообработки на станке с ЧПУ:
микро бурение
Микросверление на станках с ЧПУ используется для сверления отверстий малого диаметра с помощью микросверл. Сверла, естественно, очень малы, их диаметр составляет всего 10–3,000 микрон.
Микротокарная обработка
Микротокарь — это еще один метод микрообработки, при котором мы точно вырезаем и придаем форму материалам в микроскопическом масштабе. Материал, который мы хотим обработать, помещается на заготовку и перемещается относительно режущего инструмента, который остается неподвижным, удаляя излишки материала и создавая в процессе желаемую форму, которая чаще всего имеет цилиндрическую форму.
Микро фрезерование
Различие между микротокарной обработкой и микрофрезерованием заключается в перемещении режущего инструмента относительно заготовки. Во втором случае материал помещается на неподвижную заготовку. Затем вращающийся инструмент удаляет излишки материала. Это делает станки с ЧПУ для микрофрезерования настоящим шедевром для создания более сложных конструкций.
Микро шлифование
Микрошлифовка, как и обычная шлифовка в микромасштабе, представляет собой метод обработки, используемый для достижения гладкой поверхности в микромасштабных операциях. Он использует обрабатывающие инструменты с шероховатыми поверхностями для точного удаления излишков материала с заготовки, создавая гладкую отделку. Этот метод чрезвычайно полезен в медицинских приложениях, таких как офтальмология, где используются очень гладкие линзы.
Материалы, совместимые с микрообработкой с ЧПУ
пластики
Пластмассы — отличный выбор материала для микрообработки на станках с ЧПУ. Это обусловлено их легкостью обработки и востребованными механическими свойствами, включая высокую прочность на разрыв, термостойкость, жесткость и т. д. Примерами пластмасс, идеально подходящих для микрофрезерной обработки на станках с ЧПУ, являются нейлон , поликарбонат, АБС-пластик, акрилонитрил и др.
Металлы и сплавы
Металлы и их сплавы остаются одними из самых популярных материалов, совместимых с микрообработкой на станках с ЧПУ, по нескольким причинам, включая их легкость обработки, прочность, гладкую поверхность и соотношение прочности к весу. К ведущим металлам в этом отношении относятся алюминий, нержавеющая сталь , латунь и титан.
композиты
В мире обработки композиты просто формируются из комбинации двух или более отдельных материалов, каждый из которых обладает своими особыми свойствами. Эта комбинация часто состоит из различных волокон в другой матрице. Композиты идеально подходят для использования в процессах микрообработки с ЧПУ, поскольку их можно настраивать для получения определенных востребованных свойств.
Керамический гранулированный песок для гидроразрыва
Керамика отлично подходит для микрообработки на станках с ЧПУ, главным образом благодаря своей исключительной твердости и легкости обработки. Она также устойчива к воздействию тепла, химических веществ и коррозии, что является одной из проблем, часто встречающихся у других материалов.
Преимущества микрообработки с ЧПУ в прецизионном производстве
Автоматизация
Пожалуй, самым значительным преимуществом высокоточной обработки на станках с ЧПУ является автоматизация. Вам достаточно запустить на станке нужный набор кодов, управляющих всей операцией. Это сводит к минимуму участие человека и связанные с этим ошибки, делая операции быстрее и эффективнее.
Согласованность и воспроизводимость
Модель дизайна, реализованная посредством микрообработки с ЧПУ, может использоваться для производства серийной продукции в тысячи единиц. Это удивительно, поскольку каждая единица будет точной копией модели. Следовательно, дается возможность для согласованности результатов.
Гибкость
Микропрецизионная обработка совместима с различными материалами, включая металлы, пластмассы, композиты и т. д. Поскольку станки, как правило, поддерживают 5-осевую обработку, их можно использовать в самых разных областях применения.
Повышенная точность
Девизом производственных процессов, использующих микрообработку с ЧПУ, является точность. Эта технология может обеспечить более высокую точность и сверхнизкие допуски деталей по сравнению с другими формами процессов обработки с ЧПУ. Это делает ее идеальной для приложений, где детализация является обязательным условием.
Факторы, которые следует учитывать при микрообработке с ЧПУ
Контроль скорости и вибрации
Регулировка скорости и контроля вибрации имеет первостепенное значение для обеспечения высокой точности и аккуратности. Этого можно добиться, регулируя различные параметры резки, особенно скорость шпинделя и глубину резки.
Управление температурой
Правильное управление температурой необходимо во всех производственных процессах, и обработка на микростанках с ЧПУ не является исключением. Изменения температуры связаны с усадкой или расширением материалов, что приводит к неточностям, которые могут оказаться фатальными. Избыточное тепло также со временем приводит к износу режущих инструментов, что увеличивает стоимость производства.
Выбор и обслуживание инструментов
При выполнении микрообработки с ЧПУ всегда следует использовать соответствующие режущие инструменты. Это важно для обеспечения желаемой точности. Эти микрорежущие инструменты также следует правильно обслуживать, чтобы сохранить их остроту и долговечность.
Программное обеспечение и программирование
Каждая операция в микрообработке с ЧПУ требует компьютерной программы. Следовательно, вы должны убедиться, что на станке установлено правильное программное обеспечение. Кроме того, ваш предпочтительный выбор станочника должен быть экспертом в кодировании.
Резка корма
Подача при резании — это скорость и глубина перемещения режущего инструмента в обрабатываемом материале. Контроль подачи при резании важен для предотвращения повреждения инструмента в процессе микрообработки.
Опытный машинист
Опытный оператор станка не только вводит программы, необходимые для работы, но и контролирует весь проект, обеспечивая контроль качества на нескольких этапах производства.
Регулярное техническое обслуживание
Регулярное техническое обслуживание является обязательным условием для каждого производственного процесса. Это не только гарантирует, что инструменты находятся в наилучшем состоянии, необходимом для точности, но и сохраняет срок службы этих материалов.
Другие факторы
К другим параметрам, которые следует учитывать, относятся скорость подачи, скорость резания, глубина резания, диаметр инструмента, давление охлаждающей жидкости и т. д. Все они играют роль в определении конечного результата операции.
Важность жестких допусков при микрообработке с ЧПУ
Допуск относится к количеству ошибок или отклонений, которые приемлемы в процессе обработки. Из-за миниатюрности деталей допуск также относительно низок. Целью часто является достижение значения 0.01 мм или даже ниже, если это возможно. Это обеспечивает высокую степень точности, при этом значительно сокращая количество ошибок.
Применение микрообработки с ЧПУ
Аэрокосмическая промышленность:
Без сомнения, безопасность и точность являются ключевыми понятиями в авиационной отрасли. Поэтому аэрокосмическая промышленность в значительной степени зависит от этой технологии благодаря обеспечиваемой ею точности. Это позволяет производить множество компонентов, соответствующих сложным конструкциям, необходимым для летательных аппаратов.
Медицинская промышленность:
Список изделий медицинского назначения , производимых с помощью этой технологии, бесконечен. Микроточная обработка также совместима с различными биосовместимыми материалами, такими как титан, нержавеющая сталь, натуральные пластмассы и т. д., что делает ее отличным вариантом для производителей в отрасли.
Автомобильная промышленность:
Микрообработка на станках с ЧПУ играет важную роль в создании различных мелких, но важных деталей автомобилей и другой техники, таких как детали двигателя, выхлопной системы, датчики и т. д. Это объясняется тем, что точность, обеспечиваемая этой технологией, необходима для обеспечения эффективности работы транспортного средства.
Электронная промышленность
Электронная промышленность в значительной степени полагается на микрообработку на станках с ЧПУ из-за точности, которую она обеспечивает при обработке мельчайших деталей. Эта точность важна при производстве таких изделий, как печатные платы, полупроводники, бытовая электроника и даже телефоны.
Фотонная промышленность
Микрообработка на станках с ЧПУ — важнейшая технология, используемая в фотонной промышленности для детального и точного производства сложных компонентов, используемых в устройствах фотоники, таких как оптоволоконные кабели и оптические зеркала.
Ограничения микрообработки с ЧПУ
Многогранность
Микрообработка с ЧПУ — сложный процесс, требующий автоматизированных инструментов, правильного набора компьютерных программ и технических знаний, необходимых для контроля за операцией. Поэтому, хотя мы все можем согласиться, что эта технология полезна, она также очень сложна и накладывает ограничения, особенно для производителей, впервые вступающих в мир обработки.
Начальные инвестиции
До сих пор мы можем согласиться, что микрообработка с ЧПУ требует сложных и специализированных инструментов, подходящих для процесса обработки. Эти инструменты также часто изготавливаются по индивидуальному заказу, что увеличивает стоимость производства. Эти первоначальные инвестиции часто отпугивают потенциальных инвесторов, что является ограничением микрообработки с ЧПУ.
Отсутствие гибкости
Отсутствие гибкости в этом контексте показывает неспособность процесса обработки ЧПУ легко адаптироваться к изменениям в процессе производства. Это происходит потому, что эти операции запрограммированы, и поэтому изменения должны быть внесены в компьютер до внесения изменений. Это неизменно увеличивает продолжительность производства, поскольку каждая конструкция требует изменений.
Заключение
Микрообработка на станках с ЧПУ продолжает оставаться превосходной технологией в производстве, находя применение в различных отраслях. Однако для этого деликатного процесса важно использовать только лучшие материалы, поэтому вы можете доверить свои услуги по микрообработке компании Hmaking. Свяжитесь с нами прямо сейчас, чтобы получить лучшие детали, изготовленные на станках с ЧПУ.