Mūsdienu mehāniskās apstrādes jomā urbjmašīnas un CNC frēzmašīnas ir divas izplatītas un svarīgas darbgaldu iekārtas, kurām ir būtiskas atšķirības funkcijās, konstrukcijās un pielietojuma scenārijos. Lai sniegtu jums dziļāku un visaptverošāku izpratni par šiem diviem darbgaldu veidiem, CNC frēzmašīnu ražotājs sniegs jums detalizētu skaidrojumu turpmāk.
1. Stingrs kontrasts
Urbšanas iekārtu stingrības raksturlielumi
Urbjmašīna galvenokārt ir paredzēta lielu vertikālu spēku izturēšanai ar relatīvi nelieliem sānu spēkiem. Tas ir tāpēc, ka urbjmašīnas galvenā apstrādes metode ir urbšana, un urbis darbības laikā galvenokārt urbj vertikālā virzienā, un uz sagatavi pieliktais spēks galvenokārt ir koncentrēts aksiālā virzienā. Tāpēc urbjmašīnas konstrukcija ir nostiprināta vertikālā virzienā, lai nodrošinātu stabilitāti, samazinātu vibrāciju un novirzi urbšanas procesa laikā.
Tomēr urbšanas iekārtu vājās spējas izturēt sānu spēkus ierobežo arī to pielietojumu dažos sarežģītos apstrādes scenārijos. Ja nepieciešams veikt sagataves sānu apstrādi vai ja urbšanas procesā ir ievērojama sānu iejaukšanās, urbšanas iekārta var nespēt nodrošināt apstrādes precizitāti un stabilitāti.
CNC frēzmašīnu stingrības prasības
Atšķirībā no urbjmašīnām, CNC frēzmašīnām ir nepieciešama laba stingrība, jo frēzēšanas procesā radītie spēki ir sarežģītāki. Frēzēšanas spēks ietver ne tikai lielus vertikālos spēkus, bet tam ir jāiztur arī lieli sānu spēki. Frēzēšanas procesa laikā frēzes un sagataves saskares laukums ir liels, un instruments griešanas laikā rotē horizontālā virzienā, kā rezultātā frēzēšanas spēki darbojas vairākos virzienos.
Lai tiktu galā ar šādām sarežģītām sprieguma situācijām, CNC frēzmašīnu konstrukcijas dizains parasti ir izturīgāks un stabilāks. Darbgalda galvenās sastāvdaļas, piemēram, gulta, kolonnas un vadotnes, ir izgatavotas no augstas izturības materiāliem un optimizētām konstrukcijām, lai uzlabotu kopējo stingrību un vibrācijas izturību. Laba stingrība ļauj CNC frēzmašīnām saglabāt augstas precizitātes apstrādi, vienlaikus izturot lielus griešanas spēkus, padarot tās piemērotas dažādu sarežģītu formu un augstas precizitātes detaļu apstrādei.
2. Strukturālās atšķirības
Urbšanas iekārtu konstrukcijas raksturojums
Urbjmašīnas struktūra ir samērā vienkārša, un vairumā gadījumu, ja vien tiek panākta vertikāla padeve, tā var izpildīt apstrādes prasības. Urbjmašīna parasti sastāv no gultnes korpusa, kolonnas, vārpstas kastes, darbagalda un padeves mehānisma.
Gultne ir urbšanas iekārtas pamatelements, ko izmanto citu komponentu atbalstam un uzstādīšanai. Kolonna ir piestiprināta pie pamatnes, lai nodrošinātu atbalstu galvenajai ass buksei. Vārpstas bukse ir aprīkota ar vārpstu un mainīga ātruma mehānismu, kas tiek izmantots urbja uzgaļa rotācijas vadīšanai. Darbagaldu izmanto sagataves novietošanai, un to var viegli regulēt un pozicionēt. Padeves mehānisms ir atbildīgs par urbja uzgaļa aksiālās padeves kustības kontroli, lai panāktu urbšanas dziļuma kontroli.
Urbšanas iekārtu relatīvi vienkāršās apstrādes metodes dēļ to struktūra ir relatīvi vienkārša, un to izmaksas ir relatīvi zemas. Taču šī vienkāršā struktūra arī ierobežo urbšanas iekārtas funkcionalitāti un apstrādes diapazonu.
CNC frēzmašīnu strukturālais sastāvs
CNC frēzmašīnu struktūra ir daudz sarežģītāka. Tai ir jānodrošina ne tikai vertikāla padeve, bet, vēl svarīgāk, arī horizontāla gareniska un šķērsvirziena padeve. CNC frēzmašīnas parasti sastāv no tādām daļām kā gulta, kolonna, darbagalds, segli, vārpstas kaste, CNC sistēma, padeves piedziņas sistēma utt.
Gultne un kolonna nodrošina stabilu atbalsta konstrukciju darbgaldam. Darbagalds var pārvietoties horizontāli, lai panāktu sānu padevi. Seglu balsts ir uzstādīts uz kolonnas un var vadīt vārpstas kārbu, lai tā pārvietotos vertikāli, panākot garenisku padevi. Vārpstas kārba ir aprīkota ar augstas veiktspējas vārpstām un precīzām mainīga ātruma transmisijas ierīcēm, lai atbilstu dažādu apstrādes metožu prasībām.
CNC sistēma ir CNC frēzmašīnas galvenā vadības daļa, kas ir atbildīga par programmēšanas instrukciju saņemšanu un to pārveidošanu kustības vadības signālos katrai darbgalda asij, panākot precīzas apstrādes darbības. Padeves piedziņas sistēma pārveido CNC sistēmas instrukcijas faktiskās darbagalda un sēdekļa kustībās, izmantojot tādus komponentus kā motorus un skrūves, nodrošinot apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti.
3. Apstrādes funkcija
Urbšanas iekārtas apstrādes jauda
Urbjmašīna galvenokārt ir ierīce, kas urbjmašīnas palīdzību urbj un apstrādā sagataves. Normālos apstākļos urbjmašīnas rotācija ir galvenā kustība, bet urbjmašīnas aksiālā kustība ir padeves kustība. Urbjmašīnas var veikt caurejošu caurumu, aklu caurumu un citas apstrādes darbības ar sagatavēm, un tās var izpildīt dažādas atvēruma un precizitātes prasības, aizstājot urbjmašīnas ar dažāda diametra un veida urbjmašīnām.
Turklāt urbšanas iekārta var veikt arī dažas vienkāršas urbšanas un vītņošanas darbības. Tomēr savu strukturālo un funkcionālo ierobežojumu dēļ urbšanas iekārtas nespēj veikt sarežģītu formu apstrādi uz sagatavju virsmas, piemēram, plakanām virsmām, rievām, zobratiem utt.
CNC frēzmašīnu apstrādes klāsts
CNC frēzmašīnām ir plašāks apstrādes iespēju klāsts. Tās var izmantot frēzes, lai apstrādātu sagatavju plakanas virsmas, kā arī sarežģītas formas, piemēram, rievas un zobratus. Turklāt CNC frēzmašīnas, izmantojot īpašus griezējinstrumentus un programmēšanas metodes, var apstrādāt arī sagataves ar sarežģītiem profiliem, piemēram, izliektām virsmām un nelīdzenām virsmām.
Salīdzinot ar urbšanas mašīnām, CNC frēzmašīnām ir augstāka apstrādes efektivitāte, lielāks ātrums, un tās var sasniegt augstāku apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti. Tas ir padarījis CNC frēzmašīnas plaši izmantotas tādās jomās kā veidņu ražošana, kosmosa un automobiļu detaļu ražošana.
4. Instrumenti un armatūra
Urbšanas iekārtu instrumenti un armatūra
Urbšanas mašīnā galvenais instruments ir urbis, un urbja forma un izmērs tiek izvēlēti atbilstoši apstrādes prasībām. Urbšanas procesā sagataves pozicionēšanai un nostiprināšanai parasti tiek izmantoti vienkārši stiprinājumi, piemēram, knaibles, V veida bloki utt. Tā kā urbšanas mašīnas apstrādātais spēks galvenokārt ir koncentrēts aksiālā virzienā, stiprinājuma konstrukcija ir samērā vienkārša, galvenokārt nodrošinot, ka sagatave urbšanas procesa laikā nekustēsies un negriezīsies.
CNC frēzmašīnu instrumenti un stiprinājumi
CNC frēzmašīnās tiek izmantoti dažādi griezējinstrumentu veidi, tostarp lodveida gala frēzes, gala frēzes, virsmas frēzes utt., papildus parastajām frēzēm. Dažādi griezējinstrumentu veidi ir piemēroti dažādām apstrādes metodēm un formas prasībām. CNC frēzēšanā stiprinājumu konstrukcijas prasības ir augstākas, un jāņem vērā tādi faktori kā griešanas spēka sadalījums, sagataves pozicionēšanas precizitāte un iespīlēšanas spēka lielums, lai nodrošinātu, ka sagatave apstrādes procesā nepārvietojas un nedeformējas.
Lai uzlabotu apstrādes efektivitāti un precizitāti, CNC frēzmašīnas parasti izmanto specializētas ierīces un stiprinājumus, piemēram, kombinētos stiprinājumus, hidrauliskos stiprinājumus utt. Tajā pašā laikā CNC frēzmašīnas var panākt arī ātru dažādu griezējinstrumentu pārslēgšanu, izmantojot automātiskās instrumentu maiņas ierīces, vēl vairāk uzlabojot apstrādes elastību un efektivitāti.
5. Programmēšana un darbības
Urbšanas iekārtu programmēšana un darbība
Urbjmašīnas programmēšana ir samērā vienkārša, parasti ir nepieciešams iestatīt tikai tādus parametrus kā urbšanas dziļums, ātrums un padeves ātrums. Operatori var pabeigt apstrādes procesu, manuāli darbinot darbmašīnas rokturi vai pogu, un programmēšanai un vadībai var izmantot arī vienkāršu CNC sistēmu.
Urbšanas iekārtu relatīvi vienkāršās apstrādes tehnoloģijas dēļ darbība ir relatīvi vienkārša, un operatoriem izvirzītās tehniskās prasības ir relatīvi zemas. Taču tas arī ierobežo urbšanas iekārtu pielietojumu sarežģītu detaļu apstrādē.
CNC frēzmašīnu programmēšana un darbība
CNC frēzmašīnu programmēšana ir daudz sarežģītāka, un apstrādes programmu ģenerēšanai, pamatojoties uz detaļu rasējumiem un apstrādes prasībām, ir jāizmanto profesionāla programmēšanas programmatūra, piemēram, MasterCAM, UG utt. Programmēšanas procesā jāņem vērā daudzi faktori, piemēram, instrumenta ceļš, griešanas parametri un procesa secība, lai nodrošinātu apstrādes precizitāti un efektivitāti.
Runājot par darbību, CNC frēzmašīnas parasti ir aprīkotas ar skārienekrāniem vai vadības paneļiem. Operatoriem ir jāpārzina CNC sistēmas darbības saskarne un funkcijas, jāspēj precīzi ievadīt instrukcijas un parametrus, kā arī jāuzrauga statuss apstrādes procesa laikā. CNC frēzmašīnu sarežģītās apstrādes tehnoloģijas dēļ ir liels pieprasījums pēc operatoru tehniskā līmeņa un profesionālajām zināšanām, kuru lietderīgai apgūšanai nepieciešama specializēta apmācība un prakse.
6. Lietojumprogrammas lauks
Urbšanas iekārtu lietošanas scenāriji
Pateicoties vienkāršai konstrukcijai, zemām izmaksām un ērtai lietošanai, urbšanas iekārtas tiek plaši izmantotas dažās mazās mehāniskās apstrādes darbnīcās, apkopes darbnīcās un individuālās apstrādes mājsaimniecībās. Tās galvenokārt izmanto vienkāršu konstrukciju detaļu un zemas precizitātes prasību apstrādei, piemēram, caurumu tipa detaļām, savienojošām detaļām utt.
Dažos masveida ražošanas uzņēmumos urbjmašīnas var izmantot arī vienkāršu procesu apstrādei, piemēram, caurumu urbšanai lokšņu metālā. Tomēr augstas precizitātes un sarežģītas formas detaļu apstrādei urbjmašīnas nevar izpildīt prasības.
CNC frēzmašīnu pielietojuma joma
CNC frēzmašīnas ir plaši izmantotas tādās jomās kā veidņu ražošana, kosmosa rūpniecība, automobiļu detaļas, elektroniskās iekārtas utt., pateicoties to augstajai apstrādes precizitātei, augstajai efektivitātei un jaudīgajām funkcijām. Tās var izmantot dažādu sarežģītas formas veidņu, precīzu detaļu, kārbu detaļu u.c. apstrādei, un tās var apmierināt mūsdienu ražošanas vajadzības pēc augstas precizitātes un augstas efektivitātes apstrādes.
Īpaši dažās augstas klases ražošanas nozarēs CNC frēzmašīnas ir kļuvušas par neaizstājamu galveno aprīkojumu, kam ir svarīga loma produktu kvalitātes uzlabošanā, ražošanas ciklu saīsināšanā un izmaksu samazināšanā.
7. Apstrādes piemēru salīdzinājums
Lai intuitīvāk parādītu urbjmašīnu un CNC frēzmašīnu apstrādes efektu atšķirības, turpmāk tiks salīdzināti divi konkrēti apstrādes piemēri.
1. piemērs: Vienkāršas atveres plāksnes detaļas apstrāde
Urbjmašīnas apstrāde: Vispirms nostipriniet sagatavi uz darbagalda, izvēlieties piemērotu urbi, noregulējiet urbšanas dziļumu un padeves ātrumu un pēc tam iedarbiniet urbjmašīnu urbšanas apstrādei. Tā kā urbjmašīnas var veikt tikai vertikālu urbšanu, urbuma pozīcijas precizitātes un virsmas kvalitātes prasības nav augstas, un apstrādes efektivitāte ir relatīvi zema.
CNC frēzmašīnas apstrāde: Izmantojot CNC frēzmašīnu apstrādei, pirmais solis ir detaļu modelēšana 3D formātā un apstrādes programmas ģenerēšana atbilstoši apstrādes procesa prasībām. Pēc tam sagataves uzstādīšana uz speciāla stiprinājuma, apstrādes programmas ievadīšana CNC sistēmā un darbgalda iedarbināšana apstrādei. CNC frēzmašīnas, izmantojot programmēšanu, var panākt vienlaicīgu vairāku caurumu apstrādi un var nodrošināt caurumu pozicionālo precizitāti un virsmas kvalitāti, ievērojami uzlabojot apstrādes efektivitāti.
2. piemērs: Sarežģītas veidnes detaļas apstrāde
Urbšanas iekārtu apstrāde: tik sarežģītas formas veidņu detaļām urbšanas iekārtas gandrīz nespēj veikt apstrādes uzdevumus. Pat ja apstrāde tiek veikta, izmantojot dažas īpašas metodes, ir grūti nodrošināt apstrādes precizitāti un virsmas kvalitāti.
CNC frēzmašīnas apstrāde: Izmantojot CNC frēzmašīnu jaudīgās funkcijas, vispirms ir iespējams veikt veidņu detaļu rupjo apstrādi, noņemt lielāko daļu liekā un pēc tam veikt pusprecīzu un precīzu apstrādi, galu galā iegūstot augstas precizitātes un augstas kvalitātes veidņu detaļas. Apstrādes procesā var izmantot dažāda veida instrumentus un optimizēt griešanas parametrus, lai uzlabotu apstrādes efektivitāti un virsmas kvalitāti.
Salīdzinot iepriekš minētos divus piemērus, var redzēt, ka urbjmašīnas ir piemērotas dažu vienkāršu caurumu apstrādei, savukārt CNC frēzmašīnas spēj apstrādāt dažādas sarežģītas formas un augstas precizitātes detaļas.
8. Kopsavilkums
Rezumējot, urbšanas mašīnām un CNC frēzēšanas mašīnām ir būtiskas atšķirības stingrības, struktūras, apstrādes funkciju, instrumentu stiprinājumu, programmēšanas darbību un pielietojuma jomu ziņā. Urbšanas mašīnai ir vienkārša struktūra un zemas izmaksas, un tā ir piemērota vienkāršai urbšanas un caurumu palielināšanas apstrādei; CNC frēzēšanas mašīnām ir augsta precizitāte, augsta efektivitāte un daudzfunkcionalitāte, kas var apmierināt mūsdienu ražošanas vajadzības sarežģītu detaļu apstrādē.
Faktiskajā ražošanā urbšanas iekārtas vai CNC frēzēšanas iekārtas jāizvēlas saprātīgi, pamatojoties uz konkrētiem apstrādes uzdevumiem un prasībām, lai sasniegtu vislabāko apstrādes efektu un ekonomisko labumu. Vienlaikus, attīstoties tehnoloģijām un ražošanas nozarei, urbšanas iekārtas un CNC frēzēšanas iekārtas tiek pastāvīgi uzlabotas un pilnveidotas, nodrošinot spēcīgāku tehnisko atbalstu mehāniskās apstrādes nozares attīstībai.