Обробка гравіювання з ЧПУ
На малюнку 6-2 показано вставку порожнини для форми для лиття під тиском коробки для мила, включаючи зворотний текст «Shaanxi University of Science and Technology» китайською мовою та інверсний малюнок англійських літер «SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY». Усі текстові візерунки мають глибину 0,2 мм, а ширина штриха англійських літер становить 1 мм. Для обробки цього тексту можна використовувати гравіювання з ЧПК, лазерне гравіювання або хімічне травлення. Оскільки інструмент впливає на гравіювання з ЧПУ, деякі деталі важко точно обробити. Лазерне гравірування може вирішити цю проблему, але обробне обладнання коштує дорожче. Застосування лазерного гравірування для обробки тексту та візерунків у сучасному виробництві форм стає все більш широким. Хімічне травлення має відносно невелику глибину обробки та меншу вартість обробки, і воно все ще широко використовується у виробництві прес-форм сьогодні. Тут ми спочатку ознайомимося з основами гравіювання з ЧПК.
Для гравіювання тексту з ЧПУ зазвичай спочатку виконується груба механічна обробка за допомогою більш грубого скребкового інструменту відповідно до програми ЧПК, а потім для фінішної обробки використовується більш тонкий скребковий інструмент. Тому для гравірування цієї деталі спочатку використовується круглий інструмент діаметром 1 мм для грубої обробки, а потім кулькова фреза діаметром 0,1 мм для остаточної обробки.
Технологія обробки гравірування з цифровим керуванням комп’ютером (технологія обробки гравірування з ЧПУ) є продуктом поєднання традиційної технології гравіювання та сучасної технології числового керування. Він успадковує тонкі, спритні та гнучкі робочі характеристики традиційного гравіювання, одночасно використовуючи технологію автоматизації традиційної обробки з числовим керуванням. Гравірувальна машина з ЧПК – це вдосконалене обробне обладнання з числовим керуванням, яке поєднує технологію-автоматизованого проектування (CAD), технологію-автоматизованого виробництва (CAM), технологію числового керування (NC) і технологію точного виробництва. Принцип роботи гравірувального верстата з ЧПК такий же, як і фрезерних верстатів з ЧПУ та обробних центрів, де числова програма керує роботою кожного компонента верстата. Навпаки, гравірувальна машина з ЧПК має такі характеристики:
① Оброблені об’єкти невеликі за розміром, складної форми та вимагають високої якості обробки;
② Особливістю процесу є використання малих інструментів для обробки;
③ Продукти мають високу точність розмірів і хорошу консистенцію продукту;
④ Використовується метод фрезерування з високою-швидкістю, малою-подачею та швидким-закріпленням інструменту.
На перший погляд, відмінності між цими трьома та відмінності в конфігурації верстатів полягають у наступному: обробний центр має інструментальний магазин, і після затискання заготовки кілька інструментів можуть завершити обробку одночасно; гравірувальний верстат з ЧПК і фрезерний верстат з ЧПК не мають інструментального магазину, і інструмент потрібно вручну зупинити та замінити після завершення обробки кожним інструментом.
Відмінності систем керування верстатами: функції їх систем керування схожі, але оскільки вони розроблені різними виробниками, будуть певні відмінності в методах роботи та конкретних функціях систем керування. Ці відмінності не відіграють вирішальної ролі в різниці продуктивності верстатів.
Ключ до визначення різниці в продуктивності верстатів полягає в конкретних деталях: шпинделі фрезерних верстатів з ЧПК і обробних центрів відносно великі, а швидкість відносно низька. Як правило, максимальна швидкість фрезерних верстатів з ЧПК нижче20000 об/хв, але потужність відносно висока, а вихідний крутний момент шпинделя відносно великий, що підходить для інструментів більшого діаметру.
Крім того, потужність шпинделя фрезерних верстатів з ЧПК велика, зазвичай від 10 до 100 кВт; потужність шпинделя гравірувальних верстатів з ЧПК невелика (нижче 4 кВт), а максимальна швидкість висока, зазвичай від 15000 до 40000 об/хв, до 100000 об/хв. Швидкість подачі висока, як правило, 400 м/хв, і він може обробляти загартовану сталь близько 60 HRC; підходить для точної обробки малих і середніх-деталей.
Гравірувальна машина з ЧПУ має відносно високу швидкість, а вихідний крутний момент шпинделя відносно малий, що підходить для інструментів діаметром від 0,05 до 10 мм. Завдяки високій швидкості обертання шпинделя та невеликому розміру інструменту оброблені деталі є відносно делікатними, а обробка поверхні висока. Крім того, станина фрезерного верстата з ЧПУ та обробного центру відносно велика, а рухомі частини відповідно великі та важкі. Прискорення відносно повільне після руху, що більше підходить для обробки великих заготовок. Станина гравірувального верстата з ЧПК відносно невелика, а рухомі частини малі та легкі, що сприяє швидкому повороту та зміні головки, а середня швидкість обробки відносно висока при обробці невеликих заготовок.
Таким чином, гравірувальна машина з ЧПК підходить для використання малих і середніх-інструментів, обробки малих і середніх-розмірів заготовок, тонкої обробки деталей і високої якості поверхні; фрезерний верстат з ЧПУ та обробний центр підходять для використання великих інструментів, обробки великих заготовок. Завдяки нижчій швидкості шпинделя та більшим інструментам обробка поверхні є відносно низькою порівняно з гравірувальною машиною з ЧПК, а дрібні деталі не обробляються точно. У таких ситуаціях, коли обробка не точна, а обробка відносно погана, також може допомогти гравірувальна машина з ЧПК, щоб зменшити кількість пост-обробки. Гравірувальний верстат з ЧПК, фрезерний верстат з ЧПУ та обробний центр мають свої сильні та слабкі сторони. Для обробки заготовок, особливо обробки форм, вони є незамінними інструментами для обробки.
Використання гравірувального верстата з ЧПК подібне до використання верстатів з ЧПК, тому тут не буде надано детального ознайомлення. Ви можете переглянути відео бібліотеки ресурсів китайського університету MOOC «Технологія виробництва форм» (номер курсу: 0802SUST006) «Mold Engraving.mp4» у папці «Case Videos», щоб зрозуміти обробку гравіювання з ЧПУ.