В области обработки на станках с ЧПУ инженеры и дизайнеры часто сталкиваются со сложными конструкторскими задачами, требующими опыта, творческого подхода и точности. Подрез - одна из таких сложных конструкторских задач. Несмотря на то, что она решена в виде внешне несущественной детали в документе CAD, обработка подрезов создает особые проблемы и возможности на уровне проектирования и производства. В процессе обработки алюминия на станках с ЧПУ, Услуги по обработке на станках с ЧПУили массовое производство с прецизионной обработкой металла на станках с ЧПУ по вашим спецификациям, крайне важно изучить аспект подрезов, чтобы оптимизировать производительность, стоимость и технологичность.

В этой статье мы расскажем, что такое обработка подрезов и насколько она важна при проектировании ЧПУ, а также дадим советы по эффективной обработке подрезов в различных процессах обработки.

Что такое подрезная обработка?

Подрезка - это процесс создания в заготовке полостей, недоступных при обычном вертикальном подходе. Говоря простым языком, это места, куда обычный режущий инструмент не может попасть из-за геометрии - например, внутренние канавки, "ласточкины хвосты", Т-образные пазы или карманы с обратной стороны. 

Чаще всего подрезы возникают, когда геометрия детали перекрывается выступами или свесами. Специальные инструменты и процессы обработки, такие как угловые фрезы или 5-осевые фрезерные приспособления, должны создавать эти области, поскольку они не могут быть доступны или видны при прямом перемещении по оси Z.

Распространенные типы подрезов

Несмотря на большое количество вариаций, большинство ситуаций, связанных с обработкой подрезания, можно разделить на несколько общих категорий:

1. Внутренние подрезы

Они скрыты в углублении, например, в канавке на внутренней стороне цилиндра. Внутренние подрезы особенно сложны, поскольку для доступа к ним могут потребоваться специальные инструменты или многоосевая обработка.

2. Внешние подрезы

Эти подрезы находятся на внешней стороне детали, к ним легче получить доступ, но они требуют особого внимания. Щель под выпуклостью, отверстие в буртике.

3. Т-образные пазы и ласточкины хвосты

Т-образные пазы - распространенная деталь, для которой может потребоваться обработка под резец. Они используются во многих промышленных деталях для зажима или направления.

Все они должны обрабатываться по-разному, но при этом требуют нестандартных траекторий движения инструмента и его типов.

Специализированные инструменты для обработки под резание

Для обработки этих элементов производители используют широкий выбор инструментов с ЧПУ, способных проникать в скрытые или неудобные углы:

• Леденцовые фрезы (концевые фрезы для подрезания): У них контурная головка и длинный стебель, поэтому они могут проникать за козырьки или в проемы.
• Фрезы "ласточкин хвост": Применяется для вырезания под углом, например, в Т-образных пазах или пазах типа "ласточкин хвост".
• Кусачки для ключей: Они предназначены для вырезания узких канавок вдоль валов или смещения канавок относительно остальной части траектории движения инструмента.

В прецизионной металлообработке с ЧПУ выбор подходящего инструмента зависит не только от размера, но и от материала, жесткости инструмента, диапазона и вибрации - всех элементов, способствующих успешному результату. Неправильный выбор фрезы может привести к пробою инструмента, неадекватной обработке поверхности или даже поломке инструмента.

Почему обработка под резец имеет значение для прецизионного производства металла с ЧПУ

Когда дело доходит до прецизионная обработка металла с ЧПУПриоритетом является поиск высокофункционального и точного компонента. В механической конструкции конструкторы обычно используют подрезы для достижения важных целей, таких как обеспечение сборки деталей, распределение нагрузки или облегчение перемещения между сопряженными деталями.

Например, в аэрокосмическом или медицинском оборудовании, где очень важны высокие допуски и точная посадка; можно использовать подрезы в качестве проходов или зазоров, чтобы обеспечить доступ к внутренним компонентам без ущерба для внешних размеров. Они также могут облегчить работу запорных механизмов, уплотнений или конструктивных новшеств, которые в противном случае были бы недоступны при использовании стандартных элементов.

Учитывая высокоточный характер производства в таких условиях, игнорирование роли обработки подрезов может привести к снижению функциональности, нарушению целостности конструкции или дорогостоящему повторному изготовлению. Именно поэтому она является не просто деталью конструкции, а стратегической характеристикой, которая может определять общую производительность изделия.

Обработка под резец при создании прототипов и в производстве

Подрезы сильно отличаются по Обработка прототипов с ЧПУ и массовое производство.

При создании прототипов нередко ставится задача проверить форму, посадку и функциональность. Подрезы также могут быть добавлены для проверки деталей сборки или для имитации литьевой версии детали. Прототипирование таких конструкций должно быть сбалансировано по точности и быстроте; однако большинство конструкций будут быстро контурными.

В производстве, с другой стороны, упор делается на повторяемость и экономичность. Неоправданные/лишние подрезы в конструкции могут создать "узкое место", увеличивая время цикла и срок службы инструмента. В связи с этим многие производители рекомендуют по возможности изменять геометрию деталей, чтобы исключить возможность образования подрезов.

Реальные области применения обработки под резец

Во всех отраслях промышленности обработка подрезов - это не эзотерический процесс, а скорее необходимая особенность конструкции многих изделий. К таким примерам относятся следующие:

• Он распространен в аэрокосмическая промышленность для этого необходимы геометрические формы, такие как внутренние углубления, канавки и т.д., которые позволяют снизить вес и обеспечить стабильность конструкции.
• Ортопедические имплантаты или хирургические имплантаты - это медицинские предметы с подрезанными секциями для обеспечения надежной фиксации и эргономичного захвата.
• Автомобильные разъемы и соединительные корпуса оснащены функциями защелкивания или закручивания, которые опираются на подрезные канавки.
• Потребительская электроника Внутренние канавки имеют эстетический или функциональный вид; они не поддаются формовке и должны быть обработаны для обеспечения правильной сборки.

В обеих ситуациях точность - не вариант. На сайте Прецизионная обработка металла с ЧПУОсобенно в критически важных деталях некачественно обработанный подрез может привести к механической поломке или стоить гораздо дороже, чем деньги, сэкономленные на сокращении времени.

Проблемы, возникающие при разработке и производстве ЧПУ

Подрезы могут выглядеть просто на чертеже CAD, но вызывают множество проблем при обработке на станке с ЧПУ. Знание этих трудностей станет ключом к созданию превосходных и более управляемых сечений.

1. Доступность инструментов

Стандартные концевые фрезы не могут поворачивать под углом или заходить за выступы. Для обработки поднутрений требуются специализированные инструменты, такие как фрезы с Т-образным пазом, концевые фрезы-леденцы или фрезы типа "ласточкин хвост", каждая из которых имеет свои ограничения.

2. Ограниченное разнообразие инструментов

Гибкость оснастки для подрезных инструментов с ЧПУ более ограничена, чем у более традиционной оснастки, а доступность инструментов может быть не универсальной для разных регионов и поставщиков. Это может повлиять на стоимость и время выполнения заказа.

3. Сложные траектории движения инструмента

Для обработки подрезов требуются многоосевые станки с ЧПУ или угловые приспособления для создания эффективной траектории движения инструмента. Это увеличивает сложность и продолжительность программирования.

4. Увеличение затрат на производство

Из-за нестандартных инструментов и настроек, используемых при выполнении подрезов, они связаны с большими затратами как времени, так и инструмента. Каждая дополнительная операция или смена инструмента увеличивает стоимость производства.

Экспертные советы по проектированию обработки с ЧПУ для управления или предотвращения подрезов

Обработка с ЧПУ требует соблюдения важного принципа проектирования: технологичности конструкции. Следующий эксперт советы по проектированию станков с ЧПУ поможет уменьшить сложность подрезов:

1. По возможности избегайте подрезов

Токарные станки с подрезным инструментом обычно избегают, за исключением случаев, когда в этом есть функциональная необходимость. Нередко можно обнаружить, что то же самое можно получить в виде элементов с плоским дном или в конструкциях с открытыми боковыми сторонами, что связано с меньшими трудностями при обработке.

2. Используйте сквозные отверстия вместо глухих канавок

Там, где это возможно, проложите карман или канал поперек детали. Подрезы можно полностью исключить за счет отверстий.

3. Обеспечьте максимальную доступность

Измените характеристики детали, чтобы улучшить доступ к инструменту. Для этого можно сделать канавки шире или углубления мельче, чтобы вместить обычные концевые фрезы.

3. Выберите правильный инструмент с самого начала

В тех случаях, когда подрезы неизбежны, выбор правильного инструмента для подрезания добавляет головной боли на более поздних этапах проектирования. Концевые фрезы для подрезания, фрезы типа "ласточкин хвост" и инструменты типа "леденец" - это другие инструменты, которые необходимо учитывать при проектировании и оценке затрат.

4. Сотрудничайте с профессионалами в области ЧПУ

В процессе проектирования сотрудничайте со станкостроительным цехом с ЧПУ. Старшие механики могут посоветовать обходные пути или предложить изменения в конструкции, которые не ухудшат функциональность, но позволят сократить расходы.

Заключение

Подрезная обработка - это целенаправленная функция в проектировании ЧПУ, которая позволяет преодолеть пропасть между функциональностью и технологичностью. Независимо от того, занимаетесь ли вы прецизионной обработкой металла с ЧПУ, обработка алюминия с ЧПУЗнания о том, как эффективно проектировать, обрабатывать и обрабатывать подрезы с ЧПУ, могут не только сэкономить время и средства, но и обеспечить более высокие эксплуатационные характеристики деталей.

Принятие разумных предложений по проектированию станков с ЧПУ, тесное сотрудничество с партнерами по обработке и использование надлежащих инструментов и передового опыта - и подрезы могут стать вашим новым лучшим другом в инструментарии инженера, а не дорогостоящим препятствием на пути.

При правильном подходе подрезы могут не только сделать вашу конструкцию пригодной для производства, но и сделать ее выдающейся.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫs

Какой инструмент используется для обработки подрезов детали с ЧПУ?

Для обработки поднутрений используются специализированные режущие инструменты, такие как леденцовые фрезы, фрезы для Т-образных пазов и фрезы типа "ласточкин хвост". Эти инструменты имеют специальную форму, позволяющую им получать доступ к скрытым элементам или разрабатывать сложную внутреннюю геометрию. Стандартные инструменты на многоосевых станках с ЧПУ также могут выполнять подрезы, работая под нестандартными углами.

Как подрезка может повлиять на стоимость и время обработки с ЧПУ?

Подрезы могут значительно увеличить стоимость и время обработки с ЧПУ. Обычно они требуют:

Специальная оснастка, которая может быть дорогостоящей.

• Для достижения нужной геометрии требуется несколько установок или установка на 5 осей.
• Низкая производительность резания из-за проблем с вылетом инструмента и вибрацией.
• Эти факторы влияют не только на время цикла, но и на общую стоимость производства.

Возможны ли подрезы при обработке алюминия с ЧПУ?

Алюминий хорошо подходит для обработки под резание, поскольку он такой мягкий и легко обрабатывается. Тем не менее, она всегда требует планирования, поскольку мы должны избегать отклонения инструментов, скопления стружки и грубой обработки поверхности подрезанных деталей. Подрезка алюминия может быть выполнена с высокой точностью благодаря правильному оборудованию и подготовке.

Каковы распространенные ошибки при проектировании подрезов?

Ниже перечислены распространенные ошибки:

• Разработка подрезов, более глубоких или узких, чем имеющиеся инструменты.
• Пренебрежение наличием инструментов приводит к появлению необрабатываемых деталей.
• Невозможность оценить дополнительные затраты и время на обработку подрезов подводит.
• Неумение общаться с машинистами на этапе проектирования.
• Такие ошибки регулярно приводят к переделкам, задержкам и увеличению расходов.

Может ли прототип ЧПУ эффективно обрабатывать подрезы?

Да, но эффективность определяется подходом. Прототипы, разработанные на ранних этапах процесса, могут использовать более простую геометрию (с уменьшенными подрезами), но в конечном итоге конструкторы могут использовать 5-осевую обработку или модульные сборки для включения подрезов. Хитрость заключается в том, чтобы найти правильный баланс между функциональными испытаниями и технологичностью, чтобы ранние прототипы оставались простыми.