Фрезерование с ЧПУ и сверление: объяснение ключевых различий

В мире точного производства клиенты часто спрашивают: «Стоит ли мне использовать Фрезерный завод с ЧПУ или Сверлильный завод с ЧПУ для моих запчастей? Многие компоненты требуют как контурной обработки, так и выполнения отверстий, поэтому понимание различий и компромиссов между фрезеровкой с ЧПУ и сверлением имеет решающее значение. Как производитель станков и оператор обрабатывающих заводов, мы в Jiangnan CNC Machine Tool Co., Ltd. считаем важным прояснить, что каждый процесс делает идеально, в чем заключаются их сильные стороны и как их разумное объединение может обеспечить производство более качественных деталей при меньших затратах.

Ключевые различия между фрезерованием и сверлением

Понимание различий поможет вам выбрать идеальный подход (или комбинацию) для ваших деталей.

1. Сложность движения и траектории инструмента

Сверление в основном представляет собой одноосную операцию: сверло движется вертикально в материал. Это проще с точки зрения программирования траектории и движения.

Фрезерование предполагает многоосное движение (X, Y, Z, иногда оси вращения A/B/C). Инструмент перемещается вбок, вертикально, а иногда наклоняется или вращается, создавая сложную геометрию.

По этой причине фрезерование позволяет создавать поверхности, карманы, контуры и сложные формы, которые не могут быть выполнены только при сверлении. Это ключевая причина, почему фрезерование с ЧПУ более универсально.

2. Типы функций и приложений

Сверление применяется, когда необходимы отверстия: прямые отверстия, зенковки, резьбовые отверстия, последующие операции растачивания или развертывания.

Фрезерование предназначено для формирования внешних или внутренних контуров, пазов, карманов, граней и сложных трехмерных поверхностей.

Часто детали совмещают обе операции: сначала контурную обработку фрезеровкой, затем отверстия сверлением (или наоборот, в зависимости от конструкции). Хорошая планировка завода сведет к минимуму ошибки при перемещении и смену приспособлений.

3. Точность, допуск и качество поверхности.

Фрезерование обычно обеспечивает более жесткие допуски на поверхностях и геометрии, особенно для элементов, выходящих за рамки простых отверстий. Во многих случаях это также обеспечивает лучший контроль качества поверхности.

Сверление оптимизировано с точки зрения точности позиционирования, концентричности и глубины отверстий, но может не обеспечить такой же уровень отделки или геометрического контроля на более сложных формах.

Однако современные сверлильные центры с тщательной калибровкой, жесткими станками и хорошими инструментами позволяют добиться довольно высокой точности отверстий. Относительная прочность фрезерования по сравнению с сверлением в пределах допуска зависит от качества станка и планирования процесса.

4. Время цикла и эффективность

Для простых отверстий сверление часто происходит быстрее и эффективнее с точки зрения времени на одно отверстие.

Для сложных деталей, требующих нескольких операций, фрезерование (или комбинированное фрезерование-сверление) может сократить количество операций установки и обработки.

Но будьте осторожны: слишком сложные операции фрезерования могут увеличить время и износ инструмента. В идеале необходимо сбалансировать минимизацию переналадок, максимизацию производительности и отсутствие чрезмерного увеличения срока службы инструмента.

5. Финансовые последствия

Сверлильные станки, как правило, имеют более низкую первоначальную стоимость (конструкция, контроллер, инструменты) для базовых возможностей обработки отверстий.

Фрезерные станки более сложны, имеют больше осей, более прочные рамы, более сложные устройства смены инструмента и контроллеры. Это увеличивает капитальные затраты, техническое обслуживание и требования к квалификации оператора.

С другой стороны, деталь, требующая как контурной обработки, так и отверстий, может сэкономить затраты за счет использования фрезерного центра, который также выполняет сверление (т. е. многофункционального), а не отдельных станков, в зависимости от объема и точности.

6. Ограничения проектирования и соображения DFM

Проектирование с учетом технологичности (DFM) означает понимание того, где бурение становится сложной задачей:

Очень глубокие отверстия или отверстия с большим удлинением труднее просверлить чисто (эвакуация стружки, отклонение инструмента).

Тонкие стенки возле отверстий могут вибрировать или деформироваться во время сверления или фрезерования.

Расстояние между отверстиями, допуски и ограничения по выравниванию определяют сложность конструкции и установки приспособления.

Хороший фрезерно-сверлильный завод с ЧПУ рассмотрит ваши чертежи и отметит конструкции, выходящие за эти пределы, а затем предложит корректировки.