Токарная обработка с ЧПУ — одна из наиболее широко используемых субтрактивных производственных технологий, используемых для производства прецизионных цилиндрических деталей. Она использует токарные станки с компьютерным управлением для вращения заготовки, в то время как режущий инструмент удаляет материал, создавая высокоточные внешние и внутренние элементы, такие как канавки, конусы, резьбы и многое другое.
Что такое токарная обработка с ЧПУ?
Токарная обработка с ЧПУ (токарная обработка с числовым программным управлением) — это метод обработки, при котором неподвижный режущий инструмент формирует вращающееся сырье — обычно цилиндрическую прутковую заготовку. В отличие от фрезерования с ЧПУ, где инструмент вращается, при точении вращающимся элементом является заготовка. Эта технология производит симметричные компоненты, такие как штифты, валы, втулки и многое другое.
Как работает токарная обработка с ЧПУ
Программа ЧПУ и настройка
Процесс начинается с файла CAD, который определяет геометрию детали. Этот файл преобразуется в программу ЧПУ, часто с использованием G-кода, который определяет траектории инструмента, скорости и скорости подачи. Операторы загружают программу в панель управления станка, монтируют сырье и выбирают соответствующие режущие инструменты.
Различия между токарной и фрезерной обработкой
Хотя и токарная обработка с ЧПУ, и фрезерная обработка относятся к обработке с ЧПУ, они различаются по механике движения:
- Токарная обработка: заготовка вращается, режущий инструмент движется линейно.
- Фрезерование: режущий инструмент вращается и движется по неподвижной заготовке.
Каждый из них лучше подходит для разных геометрий и объемов деталей. (См. сравнительную таблицу ниже.)
Виды токарных операций с ЧПУ
Внешние операции
- Точение:формирует внешний диаметр до желаемого профиля.
- Конусное точение: постепенно уменьшает диаметр по длине.
- Резьба:вырезает спиральную резьбу, используя точные винтовые траектории.
- Накатка:добавляет текстурированные захваты для удобства использования.
- Торцевание: выравнивает конец заготовки.
- Проточка канавок: вырезает узкие каналы с точной шириной и глубиной.
- Отрезка (отрезка):отрезает секции после завершения.
Внутренние операции
- Сверление: создает цилиндрические отверстия.
- Растачивание:увеличивает уже имеющиеся отверстия для более жестких допусков.
- Расширение: завершает обработку отверстий для сверхточных размеров.
Типы токарных станков с ЧПУ
Горизонтальные токарные станки с ЧПУ
Это наиболее распространенные токарные станки, используемые в производстве, подходящие как для токарной обработки, так и для расточки. Их конфигурация обеспечивает устойчивое крепление и высокоскоростную обработку.
Вертикальные токарные станки с ЧПУ
Идеально подходят для тяжелых заготовок большого диаметра благодаря вертикальной ориентации с поддержкой силы тяжести.
Горизонтальные токарные центры
Более продвинутые станки с револьверными головками и приводным инструментом для сверления, нарезания резьбы и фрезерования за одну установку.
Вертикальные токарные центры
Используются для массивных деталей, где горизонтальная загрузка нецелесообразна. Обеспечивают высокую жесткость и возможность автоматизации.
Ключевые компоненты токарного станка
- Панель управления ЧПУ — мозг токарного станка, используется для загрузки и управления программами.
- Шпиндель — вращающийся вал, который удерживает и вращает заготовку.
- Передняя бабка — вмещает шестерни, двигатели и шпиндели.
- Задняя бабка — поддерживает длинные заготовки и позволяет сверлить.
- Станина — структурное основание, которое выравнивает и удерживает все компоненты.
- Патрон — надежно удерживает сырье на месте.
- Каретка — поддерживает и перемещает резцедержатель.
- Инструментальная револьверная головка — вращающийся держатель инструмента, обеспечивающий автоматическую смену инструмента.
- Ножные педали — управляйте задней бабкой или патроном вручную при необходимости.
Подходящие материалы для токарной обработки с ЧПУ
Токарная обработка с ЧПУ совместима с широким спектром металлов и пластиков, включая:
- Металлы: алюминий, латунь, медь, сталь, титан
- Пластики: АБС, нейлон, ПЭЭК, ПВХ, ПП
- Другие: дерево, воск, композитные полимеры
Выбор материала зависит от обрабатываемости, прочности и конечного варианта использования.
Токарная обработка с ЧПУ против фрезерной обработки с ЧПУ
| Аспект | Токарная обработка с ЧПУ | Фрезерование с ЧПУ |
|---|---|---|
| Основное движение | Заготовка вращается | Инструмент вращается |
| Движение инструмента | Линейная | Линейно и вращательно |
| Идеально подходит для | Цилиндрические детали | Сложные 3D-геометрии |
| Примеры вывода | Валы, втулки, штифты | Корпуса, кронштейны, формы |
| Сложность настройки | Низкая | От средней до высокой |
| Отходы | Низкая | От средней до высокой |
| Уровень точности | Высокая (вращательная) | Высокая (3D-поверхности) |
| Скорость | Очень быстрая для повторных запусков | Медленнее для сложных контуров |
Заключение
Токарная обработка с ЧПУ остается основополагающим процессом в современном прецизионном производстве. Благодаря возможности быстрого производства высокоточных, повторяемых деталей, особенно цилиндрических форм, токарная обработка обеспечивает отличную производительность для таких отраслей, как аэрокосмическая, медицинская, автомобильная и общая механическая обработка.Whether you’re machining threads on a bolt, crafting complex tapers, or roughing a shaft for gearwork, CNC turning delivers the performance and versatility demanded by modern industry.
