Inden for moderne mekanisk bearbejdning er boremaskiner og CNC-fræsemaskiner to almindelige og vigtige værktøjsmaskiner, som har betydelige forskelle i funktioner, strukturer og anvendelsesscenarier. For at give dig en dybere og mere omfattende forståelse af disse to typer værktøjsmaskiner, vil producenten af CNC-fræsemaskiner give dig en detaljeret forklaring nedenfor.
1. Stiv kontrast
Stivhedsegenskaber ved boremaskiner
Boremaskinen er primært designet til at modstå store vertikale kræfter med relativt små sidekræfter. Dette skyldes, at boremaskinens primære bearbejdningsmetode er boring, og borekronen borer primært i den vertikale retning under drift, og den kraft, der påføres emnet, er hovedsageligt koncentreret i aksial retning. Derfor er boremaskinens struktur blevet styrket i den vertikale retning for at sikre stabilitet, reducere vibrationer og afvigelser under boreprocessen.
På grund af boremaskiners svage evne til at modstå sidekræfter begrænser dette dog også deres anvendelse i nogle komplekse bearbejdningsscenarier. Når det er nødvendigt at udføre sidebearbejdning på emnet, eller når der er betydelig sideværts interferens under boreprocessen, er boremaskinen muligvis ikke i stand til at sikre bearbejdningsnøjagtighed og stabilitet.
Stivhedskrav til CNC-fræsemaskiner
I modsætning til boremaskiner kræver CNC-fræsemaskiner god stivhed, fordi de kræfter, der genereres under fræseprocessen, er mere komplekse. Fræsekraften omfatter ikke kun store vertikale kræfter, men skal også modstå store sidekræfter. Under fræseprocessen er kontaktområdet mellem fræser og emnet stort, og værktøjet roterer under skæring i vandret retning, hvilket resulterer i fræsekræfter, der virker i flere retninger.
For at kunne håndtere sådanne komplekse stresssituationer er det strukturelle design af CNC-fræsemaskiner normalt mere robust og stabilt. Maskinværktøjets nøglekomponenter, såsom leje, søjler og føringsskinner, er lavet af højstyrkematerialer og optimerede strukturer for at forbedre den samlede stivhed og vibrationsmodstandsevne. God stivhed gør det muligt for CNC-fræsemaskiner at opretholde højpræcisionsbearbejdning, samtidig med at de kan modstå store skærekræfter, hvilket gør dem velegnede til bearbejdning af forskellige komplekse former og højpræcisionsdele.
2. Strukturelle forskelle
Strukturelle egenskaber ved boremaskiner
Boremaskinens struktur er relativt enkel, og i de fleste tilfælde kan den opfylde forarbejdningskravene, så længe der opnås lodret tilførsel. En boremaskine består normalt af et lejehus, en søjle, en spindelkasse, et arbejdsbord og en tilførselsmekanisme.
Lejet er den grundlæggende komponent i en boremaskine, der bruges til at understøtte og installere andre komponenter. Søjlen er fastgjort på lejet for at yde støtte til hovedakselkassen. Spindelkassen er udstyret med en spindel og en variabel hastighedsmekanisme, der bruges til at drive borekronens rotation. Arbejdsbænken bruges til at placere emner og kan nemt justeres og positioneres. Fremføringsmekanismen er ansvarlig for at styre borekronens aksiale fremføringsbevægelse for at opnå dybdekontrol af boringen.
På grund af boremaskiners relativt simple bearbejdningsmetode er deres struktur relativt enkel, og deres pris er relativt lav. Men denne simple struktur begrænser også boremaskinens funktionalitet og bearbejdningsområde.
Den strukturelle sammensætning af CNC-fræsemaskiner
Strukturen af CNC-fræsemaskiner er meget mere kompleks. Den skal ikke kun opnå lodret tilførsel, men endnu vigtigere, den skal også have vandrette langsgående og tværgående tilførselsfunktioner. CNC-fræsemaskiner er normalt sammensat af dele som leje, søjle, arbejdsbord, sadel, spindelkasse, CNC-system, tilførselssystem osv.
Lejet og søjlen giver en stabil støttestruktur til maskinværktøjet. Arbejdsbænken kan bevæges vandret for at opnå lateral tilspænding. Sadlen er monteret på søjlen og kan drive spindelkassen til at bevæge sig lodret, hvilket opnår længdetilspænding. Spindelkassen er udstyret med højtydende spindler og præcise transmissionsenheder med variabel hastighed for at opfylde kravene til forskellige bearbejdningsteknikker.
CNC-systemet er den centrale styredel af CNC-fræsemaskinen, som er ansvarlig for at modtage programmeringsinstruktioner og konvertere dem til bevægelsesstyringssignaler for hver akse i maskinværktøjet, hvilket opnår præcise bearbejdningshandlinger. Fremføringssystemet konverterer CNC-systemets instruktioner til faktiske bevægelser af arbejdsbordet og sadlen gennem komponenter som motorer og skruer, hvilket sikrer bearbejdningsnøjagtighed og overfladekvalitet.
3. Behandlingsfunktion
Boremaskinens forarbejdningskapacitet
En boremaskine er primært en enhed, der bruger et borehoved til at bore og bearbejde emner. Under normale omstændigheder er borehovedets rotation den primære bevægelse, mens boremaskinens aksiale bevægelse er fremføringsbevægelsen. Boremaskiner kan udføre gennemgående hul, blindhul og andre bearbejdningsoperationer på emner og kan opfylde forskellige åbnings- og nøjagtighedskrav ved at udskifte bor med forskellige diametre og typer.
Derudover kan boremaskinen også udføre nogle simple bore- og gevindskæringsoperationer. På grund af sine strukturelle og funktionelle begrænsninger er boremaskiner dog ikke i stand til at udføre kompleks formbearbejdning på overfladen af emner, såsom plane overflader, riller, tandhjul osv.
Bearbejdningsudvalget for CNC-fræsemaskiner
CNC-fræsemaskiner har en bredere vifte af bearbejdningsmuligheder. De kan bruge fræsere til at bearbejde emners flade overflader samt komplekse former såsom riller og tandhjul. Derudover kan CNC-fræsemaskiner også bearbejde emner med komplekse profiler, såsom buede overflader og ujævne overflader, ved hjælp af specielle skæreværktøjer og programmeringsmetoder.
Sammenlignet med boremaskiner har CNC-fræsemaskiner højere bearbejdningseffektivitet, hurtigere hastighed og kan opnå højere bearbejdningsnøjagtighed og overfladekvalitet. Dette har gjort CNC-fræsemaskiner til meget udbredte inden for områder som formfremstilling, luftfart og bilkomponenter.
4. Værktøj og inventar
Værktøj og tilbehør til boremaskiner
Det primære værktøj, der anvendes i boremaskinen, er borekronen, og borekronens form og størrelse vælges i henhold til bearbejdningskravene. I boreprocessen anvendes simple fastgørelseselementer såsom tænger, V-blokke osv. normalt til at positionere og fastspænde emnet. Da den kraft, der behandles af boremaskinen, hovedsageligt er koncentreret i aksial retning, er fastgørelseselementets design relativt enkelt, hvilket primært sikrer, at emnet ikke bevæger sig eller roterer under boreprocessen.
Værktøj og beslag til CNC-fræsemaskiner
Der findes forskellige typer skæreværktøjer, der anvendes i CNC-fræsemaskiner, herunder kuglefræsere, endefræsere, planfræsere osv. Ud over almindelige fræsere. Forskellige typer skæreværktøjer er egnede til forskellige bearbejdningsteknikker og formkrav. Ved CNC-fræsning er designkravene til fiksturer højere, og faktorer som fordelingen af skærekraften, emnets positioneringsnøjagtighed og størrelsen af spændekraften skal tages i betragtning for at sikre, at emnet ikke oplever forskydning og deformation under bearbejdningsprocessen.
For at forbedre bearbejdningseffektiviteten og nøjagtigheden bruger CNC-fræsemaskiner normalt specialiserede inventar og inventar, såsom kombinationsinventar, hydrauliske inventar osv. Samtidig kan CNC-fræsemaskiner også opnå hurtig skift af forskellige skæreværktøjer ved at bruge automatiske værktøjsskiftenheder, hvilket yderligere forbedrer fleksibiliteten og effektiviteten af bearbejdningen.
5. Programmering og drift
Programmering og betjening af boremaskiner
Programmeringen af en boremaskine er relativt enkel og kræver normalt kun indstilling af parametre som boredybde, hastighed og tilspændingshastighed. Operatører kan fuldføre bearbejdningsprocessen ved manuelt at betjene håndtaget eller knappen på maskinen og kan også bruge et simpelt CNC-system til programmering og styring.
På grund af boremaskiners relativt simple bearbejdningsteknologi er betjeningen relativt nem, og de tekniske krav til operatørerne er relativt lave. Men dette begrænser også anvendelsen af boremaskiner i kompleks emnebearbejdning.
Programmering og betjening af CNC-fræsemaskiner
Programmering af CNC-fræsemaskiner er meget mere kompleks og kræver brug af professionel programmeringssoftware som MasterCAM, UG osv. for at generere bearbejdningsprogrammer baseret på tegninger og bearbejdningskrav for delene. Under programmeringsprocessen skal mange faktorer, såsom værktøjsbane, skæreparametre og processekvens, tages i betragtning for at sikre bearbejdningsnøjagtighed og effektivitet.
Med hensyn til betjening er CNC-fræsemaskiner normalt udstyret med berøringsskærme eller betjeningspaneler. Operatører skal være bekendt med CNC-systemets betjeningsflade og funktioner, være i stand til at indtaste instruktioner og parametre præcist og overvåge status under bearbejdningsprocessen. På grund af den komplekse bearbejdningsteknologi i CNC-fræsemaskiner er der stor efterspørgsel efter operatørernes tekniske niveau og professionelle viden, hvilket kræver specialiseret træning og øvelse for at mestre det effektivt.
6. Anvendelsesfelt
Anvendelsesscenarier for boremaskiner
På grund af sin enkle struktur, lave omkostninger og bekvemme betjening anvendes boremaskiner i vid udstrækning i nogle små mekaniske bearbejdningsværksteder, vedligeholdelsesværksteder og individuelle bearbejdningshusholdninger. De bruges hovedsageligt til bearbejdning af dele med simple strukturer og lave præcisionskrav, såsom hulformede dele, forbindelsesdele osv.
I nogle masseproduktionsvirksomheder kan boremaskiner også bruges til at udføre simple processer, såsom boring af huller i metalplader. Til højpræcisions- og komplekse formdele kan boremaskiner dog ikke opfylde kravene.
Anvendelsesområde for CNC-fræsemaskiner
CNC-fræsemaskiner har været meget anvendt inden for områder som formfremstilling, luftfart, bilkomponenter, elektronisk udstyr osv. på grund af deres fordele ved høj bearbejdningsnøjagtighed, høj effektivitet og kraftfulde funktioner. De kan bruges til at bearbejde forskellige komplekse formede forme, præcisionsdele, kassedele osv. og kan opfylde behovene i moderne produktion for højpræcision og højeffektiv bearbejdning.
Især i nogle avancerede fremstillingsindustrier er CNC-fræsemaskiner blevet uundværligt nøgleudstyr, der spiller en vigtig rolle i at forbedre produktkvaliteten, forkorte produktionscyklusser og reducere omkostninger.
7. Sammenligning af bearbejdningseksempler
For mere intuitivt at demonstrere forskellene i bearbejdningseffekter mellem boremaskiner og CNC-fræsemaskiner, vil to specifikke bearbejdningseksempler blive sammenlignet nedenfor.
Eksempel 1: Bearbejdning af en simpel dysepladedel
Boremaskinebearbejdning: Først fastgøres emnet på arbejdsbænken, et passende borehoved vælges, boredybden og tilspændingshastigheden justeres, og derefter startes boremaskinen til borebearbejdning. Da boremaskiner kun kan udføre lodret boring, er kravene til hulpositionsnøjagtighed og overfladekvalitet ikke høje, og bearbejdningseffektiviteten er relativt lav.
CNC-fræsemaskinebearbejdning: Når man bruger en CNC-fræsemaskine til bearbejdning, er det første trin at modellere delene i 3D og generere et bearbejdningsprogram i henhold til bearbejdningsprocessens krav. Derefter installeres emnet på en dedikeret fikstur, bearbejdningsprogrammet indtastes via CNC-systemet, og maskinværktøjet startes til bearbejdning. CNC-fræsemaskiner kan opnå samtidig bearbejdning af flere huller gennem programmering og kan sikre hullernes positionsnøjagtighed og overfladekvalitet, hvilket forbedrer bearbejdningseffektiviteten betydeligt.
Eksempel 2: Bearbejdning af en kompleks formdel
Boremaskinebearbejdning: For så komplekse formede formdele er boremaskiner næsten ude af stand til at udføre bearbejdningsopgaver. Selv ved bearbejdning med specielle metoder er det vanskeligt at sikre bearbejdningsnøjagtighed og overfladekvalitet.
CNC-fræsemaskinebearbejdning: Ved at udnytte de kraftfulde funktioner i CNC-fræsemaskiner er det muligt først at udføre grovbearbejdning på formdele, fjerne det meste af overskuddet og derefter udføre semipræcisionsbearbejdning og præcisionsbearbejdning, hvilket i sidste ende opnår formdele af høj præcision og høj kvalitet. Under bearbejdningsprocessen kan forskellige typer værktøjer anvendes, og skæreparametre kan optimeres for at forbedre bearbejdningseffektiviteten og overfladekvaliteten.
Ved at sammenligne de to ovenstående eksempler kan det ses, at boremaskiner er egnede til en vis simpel hulbearbejdning, mens CNC-fræsemaskiner er i stand til at bearbejde forskellige komplekse former og højpræcisionsdele.
8. Opsummering
Kort sagt er der betydelige forskelle mellem boremaskiner og CNC-fræsemaskiner med hensyn til stivhed, struktur, bearbejdningsfunktioner, værktøjsholdere, programmeringsoperationer og anvendelsesområder. Boremaskinen har en enkel struktur og lave omkostninger og er velegnet til simpel boring og hulforstørrelsesbehandling; CNC-fræsemaskiner har egenskaber som høj præcision, høj effektivitet og multifunktionalitet, hvilket kan opfylde behovene i moderne produktion til kompleks emnebearbejdning.
I den faktiske produktion bør boremaskiner eller CNC-fræsemaskiner vælges med omhu baseret på specifikke bearbejdningsopgaver og krav for at opnå den bedste bearbejdningseffekt og økonomiske fordele. Samtidig med den kontinuerlige teknologiske udvikling og udviklingen af fremstillingsindustrien forbedres og perfektioneres boremaskiner og CNC-fræsemaskiner også konstant, hvilket giver stærkere teknisk støtte til udviklingen af den mekaniske forarbejdningsindustri.