V oblasti moderního mechanického obrábění jsou vrtačky a CNC frézky dva běžné a důležité obráběcí stroje, které se značně liší ve funkcích, konstrukcích a aplikačních scénářích. Abychom vám poskytli hlubší a komplexnější pochopení těchto dvou typů obráběcích strojů, výrobce CNC frézek vám níže poskytne podrobné vysvětlení.
1. Pevný kontrast
Charakteristiky tuhosti vrtaček
Vrtačka je navržena především tak, aby odolala velkým svislým silám a relativně malým bočním silám. Je to proto, že hlavní metodou zpracování vrtačky je vrtání a vrták během provozu vrtá převážně ve svislém směru a síla působící na obrobek je soustředěna především v axiálním směru. Proto byla konstrukce vrtačky zesílena ve svislém směru, aby byla zajištěna stabilita, sníženy vibrace a odchylky během vrtání.
Nicméně vzhledem k nízké schopnosti vrtaček odolávat bočním silám je jejich použití v některých složitých obráběcích scénářích omezeno. Pokud je nutné provést boční obrábění obrobku nebo pokud během vrtání dochází k významnému bočnímu překážení, vrtačka nemusí být schopna zajistit přesnost a stabilitu obrábění.
Požadavky na tuhost CNC frézek
Na rozdíl od vrtaček vyžadují CNC frézky dobrou tuhost, protože síly generované během frézování jsou složitější. Frézovací síla zahrnuje nejen velké svislé síly, ale také musí odolávat velkým bočním silám. Během frézování je kontaktní plocha mezi frézou a obrobkem velká a nástroj se při řezání otáčí v horizontálním směru, což má za následek frézovací síly působící ve více směrech.
Aby se CNC frézky vyrovnaly s takovými složitými namáhacími situacemi, je konstrukční řešení obvykle robustnější a stabilnější. Klíčové komponenty obráběcího stroje, jako je lože, sloupy a vodicí lišty, jsou vyrobeny z vysoce pevných materiálů a optimalizovaných konstrukcí pro zlepšení celkové tuhosti a odolnosti proti vibracím. Dobrá tuhost umožňuje CNC frézkám udržovat vysoce přesné obrábění a zároveň odolávat velkým řezným silám, což je činí vhodnými pro obrábění různých složitých tvarů a vysoce přesných dílů.
2. Strukturální rozdíly
Konstrukční vlastnosti vrtaček
Konstrukce vrtačky je relativně jednoduchá a ve většině případů, pokud je dosaženo vertikálního posuvu, může splňovat požadavky na zpracování. Vrtačka se obvykle skládá z lože, sloupu, vřetenové skříně, pracovního stolu a posuvného mechanismu.
Lože je základní součástí vrtačky a slouží k podepření a instalaci dalších součástí. Sloup je upevněn k loži a poskytuje oporu pro hlavní ložiskovou skříň. Vřetenová skříň je vybavena vřetenem a mechanismem s proměnnou rychlostí, který slouží k pohonu otáčení vrtáku. Pracovní stůl slouží k umístění obrobků a lze jej snadno nastavit a polohovat. Posuvný mechanismus je zodpovědný za řízení axiálního posuvu vrtáku pro dosažení hloubky vrtání.
Vzhledem k relativně jednoduché metodě zpracování vrtaček je jejich konstrukce relativně jednoduchá a jejich cena je relativně nízká. Tato jednoduchá konstrukce však také omezuje funkčnost a rozsah zpracování vrtačky.
Konstrukční složení CNC frézek
Struktura CNC frézek je mnohem složitější. Musí nejen dosahovat vertikálního posuvu, ale co je důležitější, musí mít také horizontální podélný a příčný posuv. CNC frézky se obvykle skládají z částí, jako je lože, sloup, pracovní stůl, sedlo, vřetenová skříň, CNC systém, systém pohonu posuvu atd.
Lože a sloup poskytují stabilní nosnou konstrukci pro obráběcí stroj. Pracovní stůl se může pohybovat horizontálně pro dosažení bočního posuvu. Sedlo je instalováno na sloupu a může pohánět vřetenovou skříň ve vertikálním pohybu pro dosažení podélného posuvu. Vřetenová skříň je vybavena vysoce výkonnými vřeteny a přesnými převodovkami s proměnnou rychlostí, které splňují požadavky různých obráběcích technik.
CNC systém je základní řídicí částí CNC frézky, která je zodpovědná za příjem programovacích instrukcí a jejich převod na signály pro řízení pohybu pro každou osu obráběcího stroje, čímž se dosahuje přesných obráběcích akcí. Systém posuvného pohonu převádí instrukce CNC systému na skutečné pohyby pracovního stolu a prochází komponenty, jako jsou motory a šrouby, čímž zajišťuje přesnost obrábění a kvalitu povrchu.
3. Funkce zpracování
Zpracovatelská kapacita vrtačky
Vrtačka je v podstatě zařízení, které používá vrták k vrtání a obrábění obrobků. Za normálních okolností je hlavním pohybem otáčení vrtáku, zatímco axiální pohyb vrtačky je posuvným pohybem. Vrtačky mohou provádět obrábění průchozích otvorů, slepých otvorů a další obráběcí operace na obrobcích a mohou splňovat různé požadavky na clonu a přesnost nahrazením vrtáků různými průměry a typy.
Kromě toho může vrtačka provádět i některé jednoduché vrtací a závitovací operace. Vzhledem ke svým konstrukčním a funkčním omezením však vrtačky nejsou schopny provádět složité tvarové obrábění povrchu obrobků, jako jsou rovné plochy, drážky, ozubená kola atd.
Obráběcí sortiment CNC frézek
CNC frézky mají širší škálu obráběcích možností. Mohou používat frézy k obrábění rovných povrchů obrobků i složitých tvarů, jako jsou drážky a ozubená kola. Kromě toho mohou CNC frézky pomocí speciálních řezných nástrojů a programovacích metod obrábět i obrobky se složitými profily, jako jsou zakřivené a nepravidelné povrchy.
Ve srovnání s vrtačkami mají CNC frézky vyšší účinnost obrábění, vyšší rychlost a mohou dosáhnout vyšší přesnosti obrábění a kvality povrchu. Díky tomu se CNC frézky široce používají v oblastech, jako je výroba forem, letecký průmysl a automobilové součástky.
4. Nástroje a příslušenství
Nástroje a přípravky pro vrtačky
Hlavním nástrojem používaným ve vrtačce je vrták, jehož tvar a velikost se volí podle požadavků na zpracování. Při vrtání se k polohování a upínání obrobku obvykle používají jednoduché upínací přípravky, jako jsou kleště, V-bloky atd. Vzhledem k tomu, že síla vyvíjená vrtačkou je soustředěna hlavně v axiálním směru, je konstrukce upínacího přípravku relativně jednoduchá a zajišťuje, že se obrobek během vrtání nebude pohybovat ani otáčet.
Nástroje a přípravky pro CNC frézky
V CNC frézkách se používají různé typy řezných nástrojů, včetně kulových fréz, čelních fréz, čelních fréz atd., a to kromě běžných fréz. Různé typy řezných nástrojů jsou vhodné pro různé techniky obrábění a požadavky na tvar. U CNC frézování jsou konstrukční požadavky na upínací přípravky vyšší a je třeba zohlednit faktory, jako je rozložení řezné síly, přesnost polohování obrobku a velikost upínací síly, aby se zajistilo, že obrobek během obráběcího procesu nedojde k posunutí a deformaci.
Pro zlepšení efektivity a přesnosti obrábění se u CNC frézek obvykle používají specializované upínací přípravky a přípravky, jako jsou kombinované upínací přípravky, hydraulické upínací přípravky atd. Zároveň mohou CNC frézky dosáhnout rychlého přepínání různých řezných nástrojů pomocí automatických zařízení pro výměnu nástrojů, což dále zlepšuje flexibilitu a efektivitu obrábění.
5. Programování a provoz
Programování a obsluha vrtaček
Programování vrtačky je relativně jednoduché a obvykle vyžaduje pouze nastavení parametrů, jako je hloubka vrtání, rychlost a posuv. Obsluha může obráběcí proces dokončit ručním ovládáním rukojeti nebo tlačítka na obráběcím stroji a pro programování a řízení může také použít jednoduchý CNC systém.
Vzhledem k relativně jednoduché technologii obrábění vrtaček je obsluha relativně snadná a technické požadavky na obsluhu jsou relativně nízké. To však také omezuje použití vrtaček při obrábění složitých součástí.
Programování a obsluha CNC frézek
Programování CNC frézek je mnohem složitější a vyžaduje použití profesionálního programovacího softwaru, jako je MasterCAM, UG atd., k generování obráběcích programů na základě výkresů a požadavků na obrábění dílů. Během procesu programování je třeba zvážit mnoho faktorů, jako je dráha nástroje, řezné parametry a postup procesu, aby byla zajištěna přesnost a efektivita obrábění.
Co se týče obsluhy, CNC frézky jsou obvykle vybaveny dotykovými obrazovkami nebo ovládacími panely. Obsluha musí být obeznámena s ovládacím rozhraním a funkcemi CNC systému, musí být schopna přesně zadávat instrukce a parametry a sledovat stav během procesu obrábění. Vzhledem ke složité technologii obrábění CNC frézek je vysoká poptávka po technické úrovni a odborných znalostech obsluhy, což vyžaduje specializované školení a praxi k jejímu zvládnutí.
6. Oblast použití
Scénáře použití vrtaček
Díky své jednoduché konstrukci, nízkým nákladům a pohodlnému ovládání se vrtačky široce používají v některých malých mechanických dílnách, údržbářských dílnách a jednotlivých domácnostech. Používají se hlavně pro zpracování dílů s jednoduchou konstrukcí a nízkými požadavky na přesnost, jako jsou díly s otvory, spojovací díly atd.
V některých podnicích hromadné výroby lze vrtačky použít i pro jednoduché procesy, jako je vrtání otvorů do plechu. Pro vysoce přesné a složité tvarové zpracování však vrtačky nemohou splňovat požadavky.
Rozsah použití CNC frézek
CNC frézky se široce používají v oblastech, jako je výroba forem, letectví a kosmonautika, automobilové součástky, elektronická zařízení atd., a to díky svým výhodám, jako je vysoká přesnost obrábění, vysoká účinnost a výkonné funkce. Lze je použít ke zpracování forem různých složitých tvarů, přesných dílů, krabicových dílů atd. a splňují potřeby moderní výroby pro vysoce přesné a vysoce efektivní zpracování.
Zejména v některých špičkových výrobních odvětvích se CNC frézky staly nepostradatelným klíčovým zařízením, které hraje důležitou roli ve zlepšování kvality výrobků, zkracování výrobních cyklů a snižování nákladů.
7. Porovnání příkladů obrábění
Abychom intuitivněji demonstrovali rozdíly v obráběcích efektech mezi vrtačkami a CNC frézkami, budou níže porovnány dva konkrétní příklady obrábění.
Příklad 1: Obrábění jednoduché součásti s clonou
Zpracování vrtačkou: Nejprve se obrobek upevne na pracovní stůl, vybere se vhodný vrták, nastaví se hloubka vrtání a rychlost posuvu a poté se vrtačka spustí pro vrtání. Vzhledem k tomu, že vrtačky mohou provádět pouze vertikální vrtání, nejsou požadavky na přesnost polohy otvoru a kvalitu povrchu vysoké a účinnost zpracování je relativně nízká.
Obrábění na CNC frézce: Při použití CNC frézky pro obrábění je prvním krokem 3D modelování dílů a generování obráběcího programu podle požadavků obráběcího procesu. Poté se obrobek nainstaluje na vyhrazený přípravek, zadá se obráběcí program pomocí CNC systému a spustí se obráběcí stroj. CNC frézky dokáží pomocí programování dosáhnout simultánního obrábění více otvorů a zajistit přesnost polohy a kvalitu povrchu otvorů, což výrazně zlepšuje efektivitu obrábění.
Příklad 2: Zpracování složitého dílu formy
Zpracování vrtačkou: U tak složitých tvarů forem vrtačky téměř nedokážou dokončit opracování. I při použití speciálních metod je obtížné zajistit přesnost obrábění a kvalitu povrchu.
Obrábění na CNC frézce: Využitím výkonných funkcí CNC frézek je možné nejprve provést hrubé obrábění dílů forem, odstranit většinu přebytečného materiálu a poté provést polopřesné a přesné obrábění, čímž se v konečném důsledku získají vysoce přesné a kvalitní díly forem. Během procesu obrábění lze použít různé typy nástrojů a optimalizovat parametry řezání pro zlepšení efektivity obrábění a kvality povrchu.
Porovnáním výše uvedených dvou příkladů je patrné, že vrtačky jsou vhodné pro jednoduché obrábění otvorů, zatímco CNC frézky jsou schopny obrábět různé složité tvary a vysoce přesné díly.
8. Shrnutí
Stručně řečeno, mezi vrtačkami a CNC frézkami existují významné rozdíly, pokud jde o tuhost, konstrukci, obráběcí funkce, upnutí nástrojů, programovací operace a oblasti použití. Vrtačka má jednoduchou konstrukci a nízké náklady a je vhodná pro jednoduché vrtání a zvětšování otvorů; CNC frézky se vyznačují vysokou přesností, vysokou účinností a multifunkčností, což splňuje potřeby moderní výroby pro obrábění složitých dílů.
V reálné výrobě by měly být vrtačky nebo CNC frézky vybírány rozumně na základě specifických úkolů a požadavků na zpracování, aby se dosáhlo nejlepšího efektu zpracování a ekonomických výhod. Zároveň s neustálým technologickým pokrokem a rozvojem zpracovatelského průmyslu se vrtačky a CNC frézky neustále zlepšují a zdokonalují, což poskytuje silnější technickou podporu pro rozvoj strojírenského průmyslu.