Сравнение технологий обработки — традиционный метод и работа на станках с ЧПУ

Первое поколение числовых станков мало отличалось от обычных способов работы. Недостатков у них было множество. Это связано в первую очередь с носителями информации — в те времена это были перфокарты, которые просуществовали недолго, а эффективность работы с ними была ниже среднего. Начало разработки станков с компьютерным управлением — это 1949 год, когда американские промышленники начали использовать программирование для управления металлообрабатывающими станками.

Как ни странно, но несомненного лидера в споре ручных и программных станков назвать нельзя. Потому что оборудование с ЧПУ обладает несомненным комплексом преимуществ. Но в том случае, если требуется изготовить всего лишь несколько штук однотипных деталей — например, не более десяти, то подготовка программы для ЧПУ займёт больше времени, чем обработка этих деталей традиционным методом. НО: выполнить эту работу на ручном станке можно только в том случае, если нет строгих требований к точности параметров.

Сначала о главном отличии — станок с ЧПУ, выполняя работы на высокой скорости и с максимальной точностью, сокращает число людей, задействованных на производстве. И при этом он не допускает ошибок, которые неизбежно связаны с человеческим фактором — следовательно, уменьшается количество бракованных изделий.

А для нескольких сотен заготовок, которые должны быть абсолютно идентичны, ручная обработка — это десятикратная потеря времени, отсутствие 100% повторяемости деталей и множество отходов, зачастую — и бракованных изделий. А медленная скорость, отходы, брак — это повышение итогового прайса деталей.

Безусловно, на практике не всегда есть возможность закупить высокотехнологичное оборудование и финансировать его ремонт. Но тогда и ассортимент, и количество, и скорость создания деталей сокращаются в разы. И самое главное — несравнимы качество и точность обработки.

не нужны специальные знания для работы с графическим редактором;

Независимо от сложности конкретной операции, режущий инструмент находится непосредственно под управлением оператора.

возможно моментально приступить к индивидуальному заданию — не потребуется создавать и отрабатывать макет, оператор взял в руки заготовку и работает.

Преимущества:

станок прост не только в обслуживании, но и ремонте — небольшие неисправности исправить сможет большинство операторов, а профессиональный ремонт потребует минимум финансовых затрат;

обычно остаётся значительное количество отходов — следовательно, снова поднимается себестоимость готовой детали;

нет возможности выпускать большие серии однотипных деталей — не существует опции «просто задать программу и получить абсолютную повторяемость сотен экземпляров».

низкая производительность — скорость на создание одинаковых деталей десятикратно отличается для этих станков: например, на работу, которую на ручном станке можно выполнить в течение часа, ЧПУ потратит не более 5 минут;

менее высокая точность обработки заготовок;

результат зависит не только от квалификации оператора, но и обычных сбоев и ошибок, неизбежных спутников человеческого фактора;

Плюсы обработки на оборудовании с ЧПУ:

Основное отличие этой технологии — весь производственный процесс автоматизирован. Системе задаются параметры, и она регулирует обработку деталей: удаление с металлической заготовки «всего лишнего». Безусловно, программа должна быть разработана безупречно — тогда и результатом станет поток однотипных деталей с высоким качеством и абсолютной повторяемостью.

Хотя ремонт станка с ЧПУ действительно стоит недёшево, но в процессе работы он сам способен контролировать свои проблемы — например, температуру и состояние охлаждающей жидкости. Поэтому и поломки происходят достаточно редко — безусловно, если оператор смотрит на «жалобы» станка, не забывает заменить или добавить СОЖ.

К тому же, чтобы перейти на производство абсолютно иных деталей, достаточно однократно разработать и задать станку новую программу.

Для конкретного производства выбор зависит и от задач, и от сложности деталей, и требований к точности параметров. Теоретически станки обоих типов выполняют совершенно одинаковые операции. Отличия в качестве, уровне сложности и скорости, а главное — возможности массового выпуска одинаковых деталей.

В большинстве случаев при выборе станка приходится отталкиваться не только от его функциональности, но и первоначальной стоимости. Поэтому предпочтение может перейти к ручным моделям. Но — в случае, если есть возможность приобрести качественное оборудование, то экономия от его длительного использования очевидна: высокая скорость работ, максимальная точность и неограниченный выбор сложных проектов.

Когда наиболее востребованы станки с ручным управлением:

Когда не обойтись без оборудования с программным управлением:

С качеством, количеством и повторяемостью деталей мы разобрались. Здесь ЧПУ лидирует. Но есть и другое преимущество, которое, впрочем, требуется не всем пользователям станков — работа с заготовками из различных материалов. Большинство задач по обработке связано с металлами и их разнообразными сплавами. Но программы ЧПУ возможно разработать для пластика и стекла, керамики и даже дерева.

В зависимости от модели и назначения конкретного программируемого станка различаются и требования к условиям работы — в отличие от ручного оборудования, нужно следить за целым комплексом характеристик рабочей среды:

Требуется такая работа реже, но программные станки достаточно однократно «озадачить» новым проектом, и он начинает его выполнять безошибочно, с минимальными потерями исходного материала и на максимальной скорости.

На многих производствах возникает и проблема с вибрацией — она не только сказывается на качестве работ (точности выполнения операций), но и сокращает срок службы самого станка. На некоторых предприятиях оптимальным выходом послужит обустройство ударопрочной канавки. Но эту проблему необходимо решать по конкретным условиям работы станка и характеру (силе) вибрации.

Электроэрозионный метод — используется для обработки твёрдых материалов. Принцип работы основан на применении электрического разряда. При этом электрод и заготовка механически не соприкасаются между собой. Такой метод позволяет создавать детали с высокой точностью, сложной конфигурацией и с абсолютно гладкой поверхностью.

Шлифование. Точность достигается на уровне микрона. Принцип работы — шлифовальные круги вращаются на большой скорости, аккуратно удаляя частицы металла. Результат — безупречно гладкая поверхность.

Лазерная обработка. Эта технология используется в различных производственных сферах около 50 лет. Основные типы операций:

• резка;
• сварка;
• закалка;
• маркировка;
• наплавка.

При таких операциях задействованы высокие мощности, потому требуется надёжная система охлаждения. Питание может быть от трансформаторного или импульсного источника.

Токарная обработка металлов — для этих задач существует несколько типов станков, включая карусельные и центровые. Отличаются они и по уровню автоматизации. С заготовками сложной конфигурации, как правило, работают на станках патронного типа. Основные характеристики такого оборудования:

высокая жёсткость инструментов для токарной обработки;

отсутствие зазоров в конструкции станка;

постоянный контроль выполнения операций при помощи датчиков.

Токарное оборудование разработано в различных модификациях — от универсальных станков до узкоспециализированных. Выполняемые операции — нанесение резьбы, подрезка, сверление, работа с торцами и развёртывание.

обычные;

угловые.

Для работы с неровными поверхностями и сложными конфигурациями применяется фрезерование формы. Операции по фрезерованию выполняются на высокой скорости. Фрезерные станки с ЧПУ используются не только для оперативного производства серийных деталей, но и создания прототипов.

Фрезерование — формирование детали с помощью режущего инструмента, фрезы. Поэтапно удаляется металл и достигается нужная конфигурация. Сначала — первичная обработка, отделение стружки, а затем финишное точное фрезерование. После контроля — чистовая металлообработка. Наиболее востребованные фрезеровальные операции:

Ни один другой метод работы не способен обеспечить создание больших партий миниатюрных деталей с абсолютной повторяемостью. Это относится к самым различным компонентам:

• печатные платы;
• корпуса приборов;
• теплоотводы и многое другое.

В этой сфере станки с ЧПУ задействованы и в непосредственном производстве, и на этапе прототипирования.

Электронная промышленность

Речь идёт как об инструментах, так и имплантах:

• костные пластины и винты;
• зубные коронки и протезы;
• ортодонтические ложки;
• кардиостимуляторы и компоненты для протезирования;
• хирургические инструменты — лезвия, зажимы, пинцеты.

Здесь требуется идеально гладкая поверхность и высокая точность

Медицина

В одном только ДВС можно насчитать десяток применений этой технологии. Пример лишь части деталей, которые сложно (или невозможно) обработать иным способом:

• блоки цилиндров;
• клапаны;
• коробка передач;
• приборная панель;
• датчики.

И таких компонентов десятки — от поршней до миниатюрных шестерёнок.

Автопром

В этой сфере нужны разнообразные элементы для нефтеперерабатывающей промышленности и трубопроводов, детали для ветряных турбин и множество других компонентов.

Энергетика

С помощью ЧПУ создаются десятки деталей и компонентов:

• от элементов для шасси до антенн;
• от втулок до электрических разъёмов;
• от коллекторов до аэродинамических профилей.

В авиа- и ракетостроении требуется точность до микрона — от неё зависит не просто работа оборудования, а безопасность множества людей.

Авиационная промышленность и ракетостроение

05

04

Отдельно можно упомянуть гаджеты — безусловно, производство смартфонов и ноутбуков является частью электронной промышленности. Но именно для таких чувствительных устройств большинство деталей невозможно изготовить без высокотехнологичного оборудования. Не только компоненты платы или корпуса, но и сами экраны, а также задние стеклянные крышки телефонов производятся с использованием станков ЧПУ.

01

03

02

Для одних промышленных задач важнее высокая точность обработки, для других — повторяемость параметров тысяч экземпляров, для третьих — скорость. И везде требуется минимальное время на каждую операцию, сокращение отходов и снижение себестоимости.

Поэтому обработка на программируемых станках широко используется в самых разнообразных сферах:

Заполните форму, и начнем работу над вашим проектом прямо сейчас!

Методы и виды обработки поверхностей перед сваркой

Виды фрез по металлу

Современные технологии металлообработки

Подробнее

Подробнее

Все начинается с малого

Подробнее

Подробнее