Гравировальная обработка с ЧПУ
На рис. 6-2 показана вставка в полость для литьевой формы для мыльницы, включая инверсный текст «Университет науки и технологий Шэньси» на китайском языке и инверсный рисунок английских букв «ШАНЬСИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИЙ». Все текстовые узоры имеют глубину 0,2 мм, а ширина штриха английских букв — 1 мм. Для обработки этого текста можно использовать гравировку на станке с ЧПУ, лазерную гравировку или химическое травление. Поскольку на гравировку с ЧПУ влияет инструмент, некоторые детали сложно обработать точно. Лазерная гравировка может решить эту проблему, но оборудование для обработки стоит дороже. Применение лазерной гравировки для обработки текста и узоров в современном производстве пресс-форм становится все более широким. Химическое травление имеет относительно небольшую глубину обработки и более низкую стоимость обработки, и оно до сих пор широко используется при производстве пресс-форм. Здесь мы сначала познакомимся с основами гравировки с ЧПУ.
При гравировке текста на станке с ЧПУ обычно сначала выполняется черновая обработка более грубым шабрящим инструментом в соответствии с программой ЧПУ, а затем для чистовой обработки используется более тонкий шабрящий инструмент. Поэтому для гравировки этой детали сначала используется круглый инструмент диаметром 1 мм для черновой обработки, а затем для окончательной чистовой обработки используется шаровая -концевая фреза диаметром 0,1 мм.
Технология гравировальной обработки с числовым программным управлением (технология гравировальной обработки с ЧПУ) представляет собой продукт сочетания традиционной технологии гравировки и современной технологии числового управления. Он унаследовал прекрасные, маневренные и гибкие рабочие характеристики традиционной гравировки, используя при этом технологию автоматизации традиционной обработки с числовым программным управлением. Гравировальный станок с ЧПУ — это передовое обрабатывающее оборудование с числовым программным управлением, которое объединяет технологию компьютерного-автоматизированного проектирования (CAD), технологию компьютерного-производства (CAM), технологию числового управления (NC) и технологию точного производства. Принцип работы гравировального станка с ЧПУ такой же, как у фрезерных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров, где числовая программа управляет работой каждого компонента станка. Напротив, гравировальный станок с ЧПУ имеет следующие характеристики:
① Обрабатываемые объекты имеют небольшие размеры, сложную форму и требуют высокого качества отделки;
② Особенностью процесса является использование небольших инструментов для механической обработки;
③ Продукция имеет высокую точность размеров и хорошую консистенцию;
④ Применяется высокоскоростной-метод фрезерования со снятием инструмента с малой-подачей и быстрой-настройкой.
На первый взгляд, различия между этими тремя инструментами, а также различия в конфигурации станков заключаются в следующем: обрабатывающий центр имеет магазин инструментов, и после зажима заготовки несколько инструментов могут выполнять обработку одновременно; гравировальный станок с ЧПУ и фрезерный станок с ЧПУ не имеют магазина инструментов, и инструмент необходимо вручную останавливать и заменять после завершения обработки каждым инструментом.
Различия в системах управления станками: функции их систем управления схожи, но поскольку они разработаны разными производителями, будут определенные различия в методах работы и конкретных функциях систем управления. Эти различия не играют решающей роли в различии производительности станков.
Ключ к определению разницы в производительности станков кроется в конкретных деталях: шпиндели фрезерных станков с ЧПУ и обрабатывающих центров относительно большие, а скорость относительно низкая. Как правило, максимальная скорость фрезерных станков с ЧПУ ниже20000 об/мин, но мощность относительно высока, а выходной крутящий момент шпинделя относительно велик, что подходит для инструментов большего диаметра.
Кроме того, мощность шпинделя фрезерных станков с ЧПУ велика, обычно от 10 до 100 кВт; Мощность шпинделя гравировальных станков с ЧПУ невелика (менее 4 кВт), а максимальная скорость высока, обычно от 15 000 до 40 000 об/мин, до 100 000 об/мин. Скорость подачи высокая, обычно 400 м/мин, и можно обрабатывать закаленную сталь с твердостью около 60 HRC; он подходит для тонкой обработки деталей малого и среднего-размера.
Гравировальный станок с ЧПУ имеет относительно высокую скорость, а выходной крутящий момент шпинделя относительно невелик, что подходит для инструментов диаметром от 0,05 до 10 мм. Из-за высокой скорости шпинделя и небольшого размера инструмента обрабатываемые детали получаются относительно деликатными, а качество поверхности высоким. Кроме того, станина фрезерного станка с ЧПУ и обрабатывающего центра относительно велика, а движущиеся части соответственно большие и тяжелые. Ускорение после движения относительно медленное, что больше подходит для обработки больших заготовок. Станина гравировального станка с ЧПУ относительно небольшая, а движущиеся части маленькие и легкие, что способствует быстрому повороту и смене головок, а средняя скорость обработки относительно высока при обработке небольших заготовок.
Таким образом, гравировальный станок с ЧПУ подходит для использования инструментов малого и среднего-размера, обработки заготовок малого и среднего-размера, точной обработки деталей и обеспечения высокого качества поверхности; Фрезерный станок с ЧПУ и обрабатывающий центр подходят для использования более крупных инструментов и обработки крупных заготовок. Из-за более низкой скорости шпинделя и более крупных инструментов качество поверхности относительно низкое по сравнению с гравировальным станком с ЧПУ, а мелкие детали обрабатываются неточно. В ситуациях, когда механическая обработка неточна и качество отделки относительно плохое, также может помочь гравировальный станок с ЧПУ, позволяющий сократить объем пост-обработки. Гравировальный станок с ЧПУ, фрезерный станок с ЧПУ и обрабатывающий центр имеют свои сильные и слабые стороны. При обработке заготовок, особенно при обработке пресс-форм, они являются незаменимыми обрабатывающими инструментами.
Использование гравировального станка с ЧПУ аналогично использованию станков с ЧПУ, и здесь не будет подробного описания. Чтобы понять, как работает гравировальная обработка с ЧПУ, вы можете посмотреть видеоролик библиотеки ресурсов MOOC «Технология изготовления пресс-форм» Китайского университета (номер курса: 0802SUST006) «Mold Engraving.mp4» в папке «Видеоматериалы».