Kaasaegses mehaanilise töötlemise valdkonnas on puurmasinad ja CNC-freespingid kaks levinud ja olulist tööpinki, millel on olulised erinevused funktsioonide, struktuuri ja rakendusstsenaariumide osas. Et pakkuda teile sügavamat ja põhjalikumat arusaama nendest kahest tööpinkitüübist, annab CNC-freesmasinate tootja teile allpool üksikasjaliku selgituse.
1. Jäik kontrast
Puurmasinate jäikuse omadused
Puurmasin on peamiselt konstrueeritud taluma suuri vertikaalseid jõude ja suhteliselt väikeseid külgjõude. See on tingitud asjaolust, et puurmasina peamine töötlemismeetod on puurimine ja puuritera puurib töötamise ajal peamiselt vertikaalsuunas ning toorikule rakendatav jõud koondub peamiselt aksiaalsuunas. Seetõttu on puurmasina konstruktsiooni vertikaalsuunas tugevdatud, et tagada stabiilsus, vähendada vibratsiooni ja kõrvalekallet puurimisprotsessi ajal.
Kuna puurmasinad taluvad külgjõude nõrgalt, piirab see ka nende rakendamist mõnedes keerukates töötlemistsenaariumides. Kui on vaja teostada tooriku külgmist töötlemist või kui puurimisprotsessi ajal esineb märkimisväärne külgmine segamine, ei pruugi puurmasin suuta tagada töötlemise täpsust ja stabiilsust.
CNC-freespinkide jäikuse nõuded
Erinevalt puurmasinatest vajavad CNC-freespingid head jäikust, kuna freesimisprotsessi käigus tekkivad jõud on keerukamad. Freesimisjõud hõlmab lisaks suurtele vertikaalsetele jõududele ka suuri külgjõude. Freesimisprotsessi ajal on freesi ja tooriku vaheline kokkupuutepind suur ning tööriist pöörleb lõikamise ajal horisontaalsuunas, mille tulemuseks on freesimisjõud, mis toimivad mitmes suunas.
Selliste keeruliste pingeolukordadega toimetulekuks on CNC-freespinkide konstruktsioon tavaliselt vastupidavam ja stabiilsem. Tööpingi põhikomponendid, nagu näiteks alus, sambad ja juhtsiinid, on valmistatud ülitugevatest materjalidest ja optimeeritud konstruktsioonidega, et parandada üldist jäikust ja vibratsioonikindlust. Hea jäikus võimaldab CNC-freespinkidel säilitada ülitäpset töötlemist, taludes samal ajal suuri lõikejõude, mistõttu sobivad need mitmesuguste keerukate kujundite ja ülitäpsete osade töötlemiseks.
2. Struktuurilised erinevused
Puurmasinate konstruktsioonilised omadused
Puurmasina konstruktsioon on suhteliselt lihtne ja enamasti suudab see töötlemisnõuded täita, kui saavutatakse vertikaalne etteanne. Puurmasin koosneb tavaliselt alusraamist, sambast, spindlikastist, tööpingist ja etteandemehhanismist.
Puurmasina põhikomponent on alus, mida kasutatakse teiste komponentide toestamiseks ja paigaldamiseks. Spindli külge on kinnitatud sammas, mis toetab peamist teljepuksi. Spindlipuks on varustatud spindli ja muudetava kiirusega mehhanismiga, mida kasutatakse puuritera pöörlemise juhtimiseks. Tööpinki kasutatakse toorikute paigutamiseks ning seda saab hõlpsalt reguleerida ja positsioneerida. Etteandemehhanism vastutab puuritera aksiaalse etteande liikumise juhtimise eest, et saavutada puurimise sügavuse kontroll.
Puurmasinate suhteliselt lihtsa töötlemismeetodi tõttu on nende struktuur suhteliselt lihtne ja hind suhteliselt madal, kuid see lihtne struktuur piirab ka puurmasina funktsionaalsust ja töötlemisulatust.
CNC-freespinkide konstruktsiooniline koostis
CNC-freespinkide struktuur on palju keerulisem. Lisaks vertikaalsele etteandele peab see veelgi olulisem olema ka horisontaalse pikisuunalise ja põikisuunalise etteande funktsioonid. CNC-freespingid koosnevad tavaliselt sellistest osadest nagu voodi, sammas, töölaud, sadul, spindlikast, CNC-süsteem, etteande ajamisüsteem jne.
Voodi ja sammas pakuvad tööpingile stabiilset tugistruktuuri. Tööpink saab horisontaalselt liikuda, et saavutada külgmine etteanne. Sadul on paigaldatud sambale ja see saab juhtida spindlikasti vertikaalset liikumist, saavutades pikisuunalise etteande. Spindlikast on varustatud suure jõudlusega spindlite ja täpsete muudetava kiirusega ülekandeseadmetega, et vastata erinevate töötlemistehnikate nõuetele.
CNC-süsteem on CNC-freespingi põhiline juhtimisosa, mis vastutab programmeerimisjuhiste vastuvõtmise ja nende teisendamise eest liikumisjuhtimissignaalideks tööpingi iga telje jaoks, saavutades täpsed töötlemistoimingud. Söötmisajami süsteem teisendab CNC-süsteemi juhised töölaua ja sadula tegelikeks liikumisteks selliste komponentide nagu mootorid ja kruvid kaudu, tagades töötlemise täpsuse ja pinnakvaliteedi.
3. Töötlemisfunktsioon
Puurmasina töötlemisvõimsus
Puurmasin on peamiselt seade, mis kasutab puuritera toorikute puurimiseks ja töötlemiseks. Tavapärastes tingimustes on puuritera pöörlemine peamine liikumine, samas kui puurmasina aksiaalne liikumine on etteande liikumine. Puurmasinad saavad toorikutel teha läbivaid auke, ummiauke ja muid töötlemistoiminguid ning täita erinevaid ava ja täpsuse nõudeid, asendades puuriterasid erineva läbimõõduga ja tüüpidega.
Lisaks saab puurmasin teostada ka mõningaid lihtsaid puurimis- ja keermestamistoiminguid. Oma konstruktsiooniliste ja funktsionaalsete piirangute tõttu ei ole puurmasinad aga võimelised teostama keerukate kujundite töötlemist toorikute pinnal, näiteks tasapinnal, soonel, hammasratastel jne.
CNC-freespinkide töötlemisulatus
CNC-freespinkidel on laiem töötlemisvõimaluste valik. Freeside abil saab töödelda nii toorikute tasaseid pindu kui ka keerukaid kujundeid, näiteks sooneid ja hammasrattaid. Lisaks saavad CNC-freespingid spetsiaalsete lõikeriistade ja programmeerimismeetodite abil töödelda ka keeruka profiiliga toorikuid, näiteks kõveraid ja ebakorrapäraseid pindu.
Võrreldes puurmasinatega on CNC-freespinkidel suurem töötlemise efektiivsus, suurem kiirus ning need suudavad saavutada suurema töötlemise täpsuse ja pinnakvaliteedi. See on teinud CNC-freespinke laialdaselt kasutatavaks sellistes valdkondades nagu vormide tootmine, lennundus ja autotööstuse komponendid.
4. Tööriistad ja inventar
Puurmasinate tööriistad ja seadmed
Puurmasinas kasutatav peamine tööriist on puuritera, mille kuju ja suurus valitakse vastavalt töötlemisnõuetele. Puurimisprotsessis kasutatakse töödeldava detaili positsioneerimiseks ja kinnitamiseks tavaliselt lihtsaid kinnitusvahendeid, nagu tangid, V-plokid jne. Kuna puurmasina töödeldav jõud koondub peamiselt aksiaalsuunas, on kinnitusvahendi konstruktsioon suhteliselt lihtne, tagades peamiselt selle, et töödeldav detail puurimisprotsessi ajal ei liiguks ega pöörleks.
CNC-freespinkide tööriistad ja kinnitusvahendid
CNC-freespinkides kasutatakse mitmesuguseid lõikeriistu, sealhulgas kuullihvijaid, otsfreesid, tasafreesid jne, lisaks tavalistele freesidele. Erinevat tüüpi lõikeriistad sobivad erinevate töötlemistehnikate ja kujunõuete jaoks. CNC-freespingil on kinnitusdetailide projekteerimisnõuded kõrgemad ning tuleb arvestada selliste teguritega nagu lõikejõu jaotus, tooriku positsioneerimistäpsus ja kinnitusjõu suurus, et tagada tooriku nihkumine ja deformatsioon töötlemisprotsessi käigus.
Töötlemise efektiivsuse ja täpsuse parandamiseks kasutavad CNC-freespingid tavaliselt spetsiaalseid seadmeid ja kinnitusvahendeid, näiteks kombineeritud seadmeid, hüdraulilisi seadmeid jne. Samal ajal saavad CNC-freespingid saavutada ka erinevate lõikeriistade kiire vahetamise automaatsete tööriistavahetusseadmete abil, parandades veelgi töötlemise paindlikkust ja tõhusust.
5. Programmeerimine ja toimingud
Puurmasinate programmeerimine ja käitamine
Puurmasina programmeerimine on suhteliselt lihtne, tavaliselt on vaja seadistada vaid parameetreid, nagu puurimissügavus, kiirus ja etteandekiirus. Operaatorid saavad töötlemisprotsessi käsitsi lõpule viia tööpingi käepideme või nupu abil ning programmeerimiseks ja juhtimiseks saab kasutada ka lihtsat CNC-süsteemi.
Puurmasinate suhteliselt lihtsa töötlemistehnoloogia tõttu on opereerimine suhteliselt lihtne ja operaatorite tehnilised nõuded on suhteliselt madalad. Kuid see piirab ka puurmasinate kasutamist keerukate detailide töötlemisel.
CNC-freespinkide programmeerimine ja käitamine
CNC-freespinkide programmeerimine on palju keerulisem, nõudes professionaalse programmeerimistarkvara (nt MasterCAM, UG jne) kasutamist, et genereerida joonistel ja detailide töötlemisnõuetel põhinevaid töötlusprogramme. Programmeerimisprotsessi käigus tuleb töötlemise täpsuse ja efektiivsuse tagamiseks arvestada paljude teguritega, nagu tööriista rada, lõikeparameetrid ja protsessi järjestus.
Töötamise osas on CNC-freespingid tavaliselt varustatud puutetundlike ekraanide või juhtpaneelidega. Operaatorid peavad tundma CNC-süsteemi juhtimisliidest ja funktsioone, suutma täpselt sisestada juhiseid ja parameetreid ning jälgida töötlemisprotsessi olekut. CNC-freespinkide keeruka töötlemistehnoloogia tõttu on operaatorite tehnilise taseme ja erialaste teadmiste järele suur nõudlus, mille vilunud omandamine nõuab spetsiaalset koolitust ja harjutamist.
6, Rakendusväli
Puurmasinate rakendusstsenaariumid
Tänu lihtsale konstruktsioonile, madalale hinnale ja mugavale kasutamisele kasutatakse puurmasinaid laialdaselt mõnedes väikestes mehaanilise töötlemise töökodades, hooldustöökodades ja individuaalsetes töötlemismajapidamistes. Seda kasutatakse peamiselt lihtsa konstruktsiooniga ja madala täpsusega osade, näiteks aukude tüüpi osade, ühendusdetailide jms töötlemiseks.
Mõnedes masstootmisettevõtetes saab puurmasinaid kasutada ka lihtsate protsesside, näiteks lehtmetalli aukude puurimiseks, töötlemiseks. Kuid suure täpsusega ja keeruka kujuga detailide töötlemiseks ei suuda puurmasinad nõuetele vastata.
CNC-freespinkide rakendusala
CNC-freespinke on laialdaselt kasutatud sellistes valdkondades nagu vormide tootmine, lennundus, autotööstuse komponendid, elektroonikaseadmed jne tänu nende eelistele, nagu kõrge töötlemistäpsus, kõrge efektiivsus ja võimsad funktsioonid. Neid saab kasutada mitmesuguste keeruka kujuga vormide, täppisdetailide, karbidetailide jms töötlemiseks ning need vastavad tänapäevase tootmise vajadustele suure täpsusega ja suure efektiivsusega töötlemise osas.
Eriti mõnes tipptasemel tootmistööstuses on CNC-freespingid muutunud asendamatuks võtmeseadmeks, mängides olulist rolli toote kvaliteedi parandamisel, tootmistsüklite lühendamisel ja kulude vähendamisel.
7. Töötlemisnäidete võrdlus
Puurmasinate ja CNC-freesmasinate töötlemistulemuste erinevuste intuitiivsemaks demonstreerimiseks võrreldakse allpool kahte konkreetset töötlemisnäidet.
Näide 1: Lihtsa avaga plaadi detaili töötlemine
Puurmasina töötlemine: esmalt kinnitage toorik tööpingile, valige sobiv puurvarras, reguleerige puurimissügavust ja etteandekiirust ning seejärel käivitage puurmasin puurimiseks. Kuna puurmasinad saavad teostada ainult vertikaalset puurimist, ei ole augu asukoha täpsuse ja pinna kvaliteedi nõuded kõrged ning töötlemise efektiivsus on suhteliselt madal.
CNC-freespingi töötlemine: CNC-freespingi kasutamisel töötlemiseks on esimene samm detailide 3D-modelleerimine ja töötlemisprotsessi nõuete kohaselt töötlemisprogrammi genereerimine. Seejärel paigaldatakse toorik spetsiaalsele kinnitusdetailile, sisestatakse töötlemisprogramm CNC-süsteemi kaudu ja käivitatakse tööpink töötlemiseks. CNC-freesmasinad suudavad programmeerimise abil saavutada mitme augu samaaegse töötlemise ning tagada aukude positsioonitäpsuse ja pinnakvaliteedi, parandades oluliselt töötlemise efektiivsust.
Näide 2: keeruka vormidetaili töötlemine
Puurmasina töötlemine: Selliste keerukate vormiosade puhul ei ole puurmasinad peaaegu võimelised töötlemisülesandeid täitma. Isegi mõne erimeetodi abil töötlemisel on raske tagada töötlemise täpsust ja pinnakvaliteeti.
CNC-freespingi töötlemine: CNC-freespinkide võimsate funktsioonide abil on võimalik esmalt vormidetailidel teostada töötlemata töötlemine, eemaldada suurem osa liigsest ja seejärel teostada pool- ja täppistöötlust, saades lõpuks ülitäpsed ja kvaliteetsed vormidetailid. Töötlemisprotsessi käigus saab kasutada erinevat tüüpi tööriistu ja lõikeparameetreid saab optimeerida, et parandada töötlemise efektiivsust ja pinnakvaliteeti.
Eeltoodud kahte näidet võrreldes on näha, et puurmasinad sobivad mõne lihtsa augu töötlemiseks, samas kui CNC-freesmasinad on võimelised töötlema mitmesuguseid keerukaid kujundeid ja ülitäpseid detaile.
8. Kokkuvõte
Kokkuvõttes on puurmasinate ja CNC-freesmasinate vahel olulisi erinevusi jäikuse, konstruktsiooni, töötlemisfunktsioonide, tööriistade kinnituste, programmeerimistoimingute ja rakendusvaldkondade osas. Puurmasinal on lihtne konstruktsioon ja madal hind ning see sobib lihtsaks puurimiseks ja aukude suurendamiseks; CNC-freesmasinatel on suure täpsuse, suure efektiivsuse ja multifunktsionaalsuse omadused, mis suudavad rahuldada kaasaegse tootmise vajadusi keerukate osade töötlemiseks.
Tegelikus tootmises tuleks puurmasinad või CNC-freespingid valida mõistlikult, lähtudes konkreetsetest töötlemisülesannetest ja nõuetest, et saavutada parim töötlemistulemus ja majanduslik kasu. Samal ajal, tehnoloogia pideva arengu ja töötleva tööstuse arenguga, täiustuvad ja paranevad pidevalt ka puurmasinad ja CNC-freespingid, pakkudes tugevamat tehnilist tuge masinatööstuse arengule.