V oblasti moderného mechanického spracovania sú vŕtačky a CNC frézky dva bežné a dôležité obrábacie zariadenia, ktoré sa výrazne líšia vo funkciách, štruktúrach a aplikačných scenároch. Aby sme vám poskytli hlbšie a komplexnejšie pochopenie týchto dvoch typov obrábacích strojov, výrobca CNC frézok vám nižšie poskytne podrobné vysvetlenie.
1. Pevný kontrast
Charakteristiky pevnosti vŕtacích strojov
Vŕtačka je navrhnutá predovšetkým tak, aby odolala veľkým vertikálnym silám s relatívne malými bočnými silami. Je to preto, že hlavnou metódou spracovania vŕtačky je vŕtanie a vrták počas prevádzky vŕta hlavne vo vertikálnom smere a sila pôsobiaca na obrobok je sústredená hlavne v axiálnom smere. Preto bola konštrukcia vŕtačky zosilnená vo vertikálnom smere, aby sa zabezpečila stabilita, znížili vibrácie a odchýlky počas procesu vŕtania.
Avšak kvôli slabej schopnosti vŕtačiek odolávať bočným silám to tiež obmedzuje ich použitie v niektorých zložitých obrábacích scenároch. Keď je potrebné vykonať bočné obrábanie obrobku alebo keď počas procesu vŕtania dochádza k výraznému bočnému prerušeniu, vŕtačka nemusí byť schopná zabezpečiť presnosť a stabilitu obrábania.
Požiadavky na tuhosť CNC frézok
Na rozdiel od vŕtačiek vyžadujú CNC frézky dobrú tuhosť, pretože sily generované počas procesu frézovania sú zložitejšie. Frézovacia sila zahŕňa nielen veľké vertikálne sily, ale musí odolávať aj veľkým bočným silám. Počas procesu frézovania je kontaktná plocha medzi frézou a obrobkom veľká a nástroj sa pri rezaní otáča v horizontálnom smere, čo vedie k frézovacím silám pôsobiacim vo viacerých smeroch.
Aby sa CNC frézky vyrovnali s takýmito zložitými stresovými situáciami, konštrukcia je zvyčajne robustnejšia a stabilnejšia. Kľúčové komponenty obrábacieho stroja, ako sú lôžko, stĺpy a vodiace lišty, sú vyrobené z vysokopevnostných materiálov a optimalizovaných konštrukcií pre zlepšenie celkovej tuhosti a odolnosti voči vibráciám. Dobrá tuhosť umožňuje CNC frézkam udržiavať vysoko presné obrábanie a zároveň odolávať veľkým rezným silám, vďaka čomu sú vhodné na obrábanie rôznych zložitých tvarov a vysoko presných dielov.
2. Štrukturálne rozdiely
Konštrukčné charakteristiky vŕtacích strojov
Konštrukcia vŕtačky je relatívne jednoduchá a vo väčšine prípadov, pokiaľ sa dosiahne vertikálny posuv, dokáže splniť požiadavky na spracovanie. Vŕtačka sa zvyčajne skladá z lôžka, stĺpa, vreteníkovej skrine, pracovného stola a podávacieho mechanizmu.
Lôžko je základnou súčasťou vŕtačky, ktorá sa používa na podopretie a inštaláciu ďalších komponentov. Stĺp je upevnený na lôžku a poskytuje podopretie pre hlavnú skriňu nápravy. Vretenová skriňa je vybavená vretenom a mechanizmom s premenlivou rýchlosťou, ktorý slúži na pohon otáčania vrtáka. Pracovný stôl sa používa na umiestnenie obrobkov a dá sa ľahko nastaviť a umiestniť. Podávací mechanizmus je zodpovedný za riadenie axiálneho posuvného pohybu vrtáka na dosiahnutie kontroly hĺbky vŕtania.
Vzhľadom na relatívne jednoduchú metódu spracovania vŕtačiek je ich konštrukcia relatívne jednoduchá a ich náklady sú relatívne nízke. Táto jednoduchá konštrukcia však tiež obmedzuje funkčnosť a rozsah spracovania vŕtačky.
Štrukturálne zloženie CNC frézok
Štruktúra CNC frézok je oveľa zložitejšia. Musí nielen dosahovať vertikálny posuv, ale čo je dôležitejšie, musí mať aj horizontálne pozdĺžne a priečne posuvy. CNC frézky sa zvyčajne skladajú z častí, ako sú lôžko, stĺp, pracovný stôl, sedlo, skriňa vretena, CNC systém, systém pohonu posuvu atď.
Lôžko a stĺp poskytujú stabilnú nosnú konštrukciu pre obrábací stroj. Pracovný stôl sa môže pohybovať horizontálne, aby sa dosiahol bočný posuv. Sedlo je nainštalované na stĺpe a môže poháňať vretenové puzdro vertikálne, čím sa dosiahol pozdĺžny posuv. Vretenové puzdro je vybavené vysokovýkonnými vretenami a presnými prevodovými zariadeniami s premenlivou rýchlosťou, aby sa splnili požiadavky rôznych obrábacích techník.
CNC systém je jadrom riadiacej časti CNC frézky, ktorá je zodpovedná za prijímanie programovacích inštrukcií a ich prevod na signály riadenia pohybu pre každú os obrábacieho stroja, čím sa dosahujú presné obrábacie činnosti. Systém pohonu posuvu prevádza inštrukcie CNC systému na skutočné pohyby pracovného stola a prechádza komponentmi, ako sú motory a skrutky, čím sa zabezpečuje presnosť obrábania a kvalita povrchu.
3. Funkcia spracovania
Spracovateľská kapacita vŕtačky
Vŕtačka je v podstate zariadenie, ktoré používa vrták na vŕtanie a obrábanie obrobkov. Za normálnych okolností je hlavným pohybom otáčanie vrtáka, zatiaľ čo axiálny pohyb vŕtačky je posuvný pohyb. Vŕtačky môžu vykonávať priechodné otvory, slepé otvory a iné obrábacie operácie na obrobkoch a môžu spĺňať rôzne požiadavky na otvor a presnosť nahradením vrtákov rôznymi priemermi a typmi.
Okrem toho môže vŕtačka vykonávať aj niektoré jednoduché vŕtacie a závitovacie operácie. Vzhľadom na svoje štrukturálne a funkčné obmedzenia však vŕtačky nedokážu vykonávať zložité tvarové obrábanie povrchu obrobkov, ako sú ploché povrchy, drážky, ozubené kolesá atď.
Sortiment obrábacích strojov CNC frézok
CNC frézky majú širšiu škálu možností spracovania. Môžu použiť frézy na spracovanie rovných povrchov obrobkov, ako aj zložitých tvarov, ako sú drážky a ozubené kolesá. Okrem toho dokážu CNC frézky pomocou špeciálnych rezných nástrojov a programovacích metód spracovať aj obrobky so zložitými profilmi, ako sú zakrivené a nepravidelné povrchy.
V porovnaní s vŕtačkami majú CNC frézky vyššiu účinnosť obrábania, vyššiu rýchlosť a dokážu dosiahnuť vyššiu presnosť obrábania a kvalitu povrchu. Vďaka tomu sa CNC frézky široko používajú v oblastiach, ako je výroba foriem, letecký priemysel a automobilové komponenty.
4. Nástroje a príslušenstvo
Nástroje a prípravky pre vŕtačky
Hlavným nástrojom používaným vo vŕtačke je vrták a tvar a veľkosť vrtáka sa vyberajú podľa požiadaviek na spracovanie. Pri vŕtaní sa na polohovanie a upnutie obrobku zvyčajne používajú jednoduché upínacie prípravky, ako sú kliešte, V-bloky atď. Vzhľadom na to, že sila spracovávaná vŕtačkou je sústredená hlavne v axiálnom smere, je konštrukcia upínacieho prípravku relatívne jednoduchá, čo zabezpečuje najmä to, že sa obrobok počas vŕtania nebude pohybovať ani otáčať.
Nástroje a prípravky pre CNC frézky
V CNC frézkach sa okrem bežných fréz používajú rôzne typy rezných nástrojov vrátane guľových fréz, čelných fréz, čelných fréz atď. Rôzne typy rezných nástrojov sú vhodné pre rôzne techniky spracovania a požiadavky na tvar. Pri CNC frézovaní sú konštrukčné požiadavky na upínacie prípravky vyššie a je potrebné zvážiť faktory, ako je rozloženie reznej sily, presnosť polohovania obrobku a veľkosť upínacej sily, aby sa zabezpečilo, že obrobok počas procesu obrábania nedôjde k posunutiu a deformácii.
Na zlepšenie efektivity a presnosti obrábania CNC frézky zvyčajne používajú špecializované upínacie prípravky a prípravky, ako sú kombinované upínacie prípravky, hydraulické upínacie prípravky atď. Zároveň CNC frézky dokážu dosiahnuť rýchle prepínanie rôznych rezných nástrojov pomocou automatických zariadení na výmenu nástrojov, čím sa ďalej zlepšuje flexibilita a efektivita obrábania.
5. Programovanie a prevádzka
Programovanie a obsluha vŕtacích strojov
Programovanie vŕtačky je relatívne jednoduché a zvyčajne vyžaduje iba nastavenie parametrov, ako je hĺbka vŕtania, rýchlosť a posuv. Obsluha môže dokončiť proces obrábania manuálnym ovládaním rukoväte alebo tlačidla na obrábacom stroji a na programovanie a riadenie môže použiť aj jednoduchý CNC systém.
Vďaka relatívne jednoduchej technológii spracovania vŕtačiek je obsluha relatívne jednoduchá a technické požiadavky na operátorov sú relatívne nízke. To však tiež obmedzuje použitie vŕtačiek pri spracovaní zložitých dielov.
Programovanie a obsluha CNC frézok
Programovanie CNC frézok je oveľa zložitejšie a vyžaduje si použitie profesionálneho programovacieho softvéru, ako je MasterCAM, UG atď., na generovanie obrábacích programov na základe výkresov a požiadaviek na obrábanie dielov. Počas procesu programovania je potrebné zvážiť mnoho faktorov, ako je dráha nástroja, parametre rezania a postupnosť procesu, aby sa zabezpečila presnosť a efektívnosť obrábania.
Pokiaľ ide o obsluhu, CNC frézky sú zvyčajne vybavené dotykovými obrazovkami alebo ovládacími panelmi. Operátori musia byť oboznámení s ovládacím rozhraním a funkciami CNC systému, musia byť schopní presne zadávať pokyny a parametre a monitorovať stav počas procesu obrábania. Vzhľadom na komplexnú technológiu spracovania CNC frézok je vysoký dopyt po technickej úrovni a odborných znalostiach operátorov, čo si vyžaduje špecializované školenie a prax na ich zvládnutie.
6. Oblasť použitia
Scenáre použitia vŕtacích strojov
Vďaka svojej jednoduchej konštrukcii, nízkym nákladom a pohodlnej obsluhe sa vŕtačky široko používajú v niektorých malých mechanických dielňach, údržbárskych dielňach a individuálnych spracovateľských domácnostiach. Používajú sa hlavne na spracovanie dielov s jednoduchou konštrukciou a nízkymi požiadavkami na presnosť, ako sú diely s otvormi, spojovacie diely atď.
V niektorých podnikoch hromadnej výroby sa vŕtačky môžu používať aj na jednoduché procesy, ako je vŕtanie otvorov do plechu. Avšak pri vysoko presnom a zložitom tvarovom spracovaní dielov vŕtačky nespĺňajú požiadavky.
Rozsah použitia CNC frézok
CNC frézky sa vďaka svojim výhodám vysokej presnosti obrábania, vysokej účinnosti a výkonným funkciám široko používajú v oblastiach ako výroba foriem, letecký priemysel, automobilové komponenty, elektronické zariadenia atď. Môžu byť použité na spracovanie rôznych zložitých tvarovaných foriem, presných dielov, krabičkových dielov atď. a môžu spĺňať potreby modernej výroby pre vysoko presné a vysoko efektívne spracovanie.
Najmä v niektorých odvetviach špičkovej výroby sa CNC frézky stali nevyhnutným kľúčovým zariadením a zohrávajú dôležitú úlohu pri zlepšovaní kvality výrobkov, skracovaní výrobných cyklov a znižovaní nákladov.
7. Porovnanie príkladov obrábania
Pre intuitívnejšiu demonštráciu rozdielov v obrábacích účinkoch medzi vŕtačkami a CNC frézkami budú nižšie porovnané dva konkrétne príklady obrábania.
Príklad 1: Obrábanie jednoduchej súčiastky s clonou
Obrábanie na vŕtačke: Najprv upevnite obrobok na pracovný stôl, vyberte vhodný vrták, nastavte hĺbku vŕtania a rýchlosť posuvu a potom spustite vŕtačku na obrábanie. Vzhľadom na to, že vŕtačky dokážu vykonávať iba vertikálne vŕtanie, požiadavky na presnosť polohy otvoru a kvalitu povrchu nie sú vysoké a účinnosť obrábania je relatívne nízka.
Obrábanie na CNC frézke: Pri použití CNC frézky na obrábanie je prvým krokom 3D modelovanie dielov a generovanie obrábacieho programu podľa požiadaviek obrábacieho procesu. Potom sa obrobok nainštaluje na určený upínač, zadá sa obrábací program cez CNC systém a spustí sa obrábací stroj. CNC frézky dokážu prostredníctvom programovania dosiahnuť simultánne obrábanie viacerých otvorov a zabezpečiť presnosť polohy a kvalitu povrchu otvorov, čím sa výrazne zlepšuje efektivita obrábania.
Príklad 2: Spracovanie zložitej časti formy
Obrábanie vŕtačkou: V prípade takýchto zložitých tvarov foriem sú vŕtačky takmer neschopné dokončiť spracovateľské úlohy. Aj pri obrábaní špeciálnymi metódami je ťažké zabezpečiť presnosť obrábania a kvalitu povrchu.
Obrábanie na CNC frézkach: Využitím výkonných funkcií CNC frézok je možné najprv vykonať hrubé obrábanie dielov foriem, odstrániť väčšinu prebytočného materiálu a potom vykonať polopresné a presné obrábanie, čím sa nakoniec dosiahnu vysoko presné a kvalitné diely foriem. Počas procesu obrábania je možné použiť rôzne typy nástrojov a optimalizovať parametre rezania, aby sa zlepšila účinnosť obrábania a kvalita povrchu.
Porovnaním vyššie uvedených dvoch príkladov je zrejmé, že vŕtačky sú vhodné na jednoduché spracovanie otvorov, zatiaľ čo CNC frézky sú schopné spracovať rôzne zložité tvary a vysoko presné diely.
8. Zhrnutie
Stručne povedané, medzi vŕtačkami a CNC frézami existujú významné rozdiely, pokiaľ ide o tuhosť, konštrukciu, funkcie spracovania, upínanie nástrojov, programovanie a oblasti použitia. Vŕtačka má jednoduchú konštrukciu a nízke náklady a je vhodná na jednoduché vŕtanie a zväčšovanie otvorov; CNC frézky sa vyznačujú vysokou presnosťou, vysokou účinnosťou a multifunkčnosťou, čo umožňuje splniť potreby modernej výroby pri spracovaní zložitých dielov.
V reálnej výrobe by sa mali vŕtačky alebo CNC frézky vyberať primerane na základe špecifických úloh a požiadaviek spracovania, aby sa dosiahol najlepší efekt spracovania a ekonomické výhody. Zároveň s neustálym pokrokom technológií a rozvojom výrobného priemyslu sa vŕtačky a CNC frézky neustále zlepšujú a zdokonaľujú, čo poskytuje silnejšiu technickú podporu rozvoju strojárskeho priemyslu.