Inom modern mekanisk bearbetning är borrmaskiner och CNC-fräsmaskiner två vanliga och viktiga verktygsmaskiner, som har betydande skillnader i funktioner, strukturer och tillämpningsscenarier. För att ge dig en djupare och mer omfattande förståelse av dessa två typer av verktygsmaskiner kommer tillverkaren av CNC-fräsmaskiner att ge dig en detaljerad förklaring nedan.
1. Stark kontrast
Borrmaskiners styvhetsegenskaper
Borrmaskinen är huvudsakligen konstruerad för att motstå stora vertikala krafter, med relativt små laterala krafter. Detta beror på att borrmaskinens huvudsakliga bearbetningsmetod är borrning, och borrkronan borrar huvudsakligen längs vertikal riktning under drift, och kraften som appliceras på arbetsstycket är huvudsakligen koncentrerad i axiell riktning. Därför har borrmaskinens struktur förstärkts i vertikal riktning för att säkerställa stabilitet, minska vibrationer och avvikelser under borrprocessen.
På grund av borrmaskiners svaga förmåga att motstå laterala krafter begränsar detta dock även deras tillämpning i vissa komplexa bearbetningsscenarier. När det är nödvändigt att utföra sidobearbetning på arbetsstycket eller när det finns betydande laterala störningar under borrprocessen, kan borrmaskinen eventuellt inte säkerställa bearbetningens noggrannhet och stabilitet.
Styvhetskrav för CNC-fräsmaskiner
Till skillnad från borrmaskiner kräver CNC-fräsmaskiner god styvhet eftersom krafterna som genereras under fräsprocessen är mer komplexa. Fräskraften inkluderar inte bara stora vertikala krafter, utan måste också motstå stora laterala krafter. Under fräsprocessen är kontaktytan mellan fräsen och arbetsstycket stor, och verktyget roterar under skärning längs horisontell riktning, vilket resulterar i fräskrafter som verkar i flera riktningar.
För att hantera sådana komplexa stresssituationer är den strukturella konstruktionen hos CNC-fräsmaskiner vanligtvis mer robust och stabil. Maskinverktygets nyckelkomponenter, såsom bädd, pelare och styrskenor, är tillverkade av höghållfasta material och har optimerade strukturer för att förbättra den totala styvheten och vibrationståligheten. God styvhet gör det möjligt för CNC-fräsmaskiner att bibehålla högprecisionsbearbetning samtidigt som de motstår stora skärkrafter, vilket gör dem lämpliga för bearbetning av olika komplexa former och högprecisionsdelar.
2. Strukturella skillnader
Strukturella egenskaper hos borrmaskiner
Borrmaskinens struktur är relativt enkel, och i de flesta fall, så länge vertikal matning uppnås, kan den uppfylla bearbetningskraven. En borrmaskin består vanligtvis av en bäddkropp, en pelare, en spindellåda, en arbetsbänk och en matningsmekanism.
Bädden är den grundläggande komponenten i en borrmaskin och används för att stödja och installera andra komponenter. Pelaren är fixerad på bädden för att ge stöd åt huvudaxellådan. Spindellådan är utrustad med en spindel och en variabel hastighetsmekanism, som används för att driva borrkronans rotation. Arbetsbänken används för att placera arbetsstycken och kan enkelt justeras och positioneras. Matningsmekanismen ansvarar för att styra borrkronans axiella matningsrörelse för att uppnå djupkontroll vid borrning.
På grund av borrmaskiners relativt enkla bearbetningsmetod är deras struktur relativt enkel och deras kostnad relativt låg. Men denna enkla struktur begränsar också borrmaskinens funktionalitet och bearbetningsområde.
Den strukturella sammansättningen av CNC-fräsmaskiner
Strukturen hos CNC-fräsmaskiner är mycket mer komplex. De behöver inte bara uppnå vertikal matning, utan ännu viktigare, de behöver också ha horisontella längsgående och tvärgående matningsfunktioner. CNC-fräsmaskiner består vanligtvis av delar som bädd, pelare, arbetsbord, sadel, spindellåda, CNC-system, matningsdrivsystem etc.
Bädden och pelaren ger en stabil stödstruktur för maskinverktyget. Arbetsbänken kan röra sig horisontellt för att uppnå sidledsmatning. Sadeln är monterad på pelaren och kan driva spindellådan att röra sig vertikalt, vilket uppnår längsgående matning. Spindellådan är utrustad med högpresterande spindlar och exakta variabelhastighetstransmissioner för att möta kraven för olika bearbetningstekniker.
CNC-systemet är den centrala styrdelen i CNC-fräsmaskinen, som ansvarar för att ta emot programmeringsinstruktioner och omvandla dem till rörelsestyrningssignaler för varje axel i maskinverktyget, vilket uppnår exakta bearbetningsåtgärder. Matningsdrivsystemet omvandlar CNC-systemets instruktioner till faktiska rörelser hos arbetsbordet och sadeln genom komponenter som motorer och skruvar, vilket säkerställer bearbetningsnoggrannhet och ytkvalitet.
3. Bearbetningsfunktion
Borrmaskinens bearbetningskapacitet
En borrmaskin är huvudsakligen en anordning som använder en borrkrona för att borra och bearbeta arbetsstycken. Under normala omständigheter är borrkronans rotation den huvudsakliga rörelsen, medan borrmaskinens axiella rörelse är matningsrörelsen. Borrmaskiner kan utföra genomgående hål, bottenhål och andra bearbetningsoperationer på arbetsstycken, och kan uppfylla olika öppnings- och noggrannhetskrav genom att ersätta borrkronor med andra diametrar och typer.
Dessutom kan borrmaskinen även utföra vissa enkla borr- och gängningsoperationer. På grund av sina strukturella och funktionella begränsningar kan borrmaskiner dock inte utföra komplex formbearbetning på arbetsstyckens yta, såsom plana ytor, spår, kugghjul etc.
Bearbetningsområdet för CNC-fräsmaskiner
CNC-fräsmaskiner har ett bredare utbud av bearbetningsmöjligheter. De kan använda fräsar för att bearbeta arbetsstyckens plana ytor, såväl som komplexa former som spår och kugghjul. Dessutom kan CNC-fräsmaskiner även bearbeta arbetsstycken med komplexa profiler, såsom böjda ytor och oregelbundna ytor, med hjälp av speciella skärverktyg och programmeringsmetoder.
Jämfört med borrmaskiner har CNC-fräsmaskiner högre bearbetningseffektivitet, snabbare hastighet och kan uppnå högre bearbetningsnoggrannhet och ytkvalitet. Detta har gjort att CNC-fräsmaskiner används i stor utsträckning inom områden som formtillverkning, flyg- och rymdindustrin och fordonskomponenter.
4. Verktyg och fixturer
Verktyg och fixturer för borrmaskiner
Det huvudsakliga verktyget som används i borrmaskinen är borrkronan, och borrkronans form och storlek väljs utifrån bearbetningskraven. I borrprocessen används vanligtvis enkla fixturer som tänger, V-block etc. för att positionera och klämma fast arbetsstycket. På grund av att kraften som bearbetas av borrmaskinen huvudsakligen är koncentrerad i axiell riktning är fixturens design relativt enkel, vilket främst säkerställer att arbetsstycket inte rör sig eller roterar under borrprocessen.
Verktyg och fixturer för CNC-fräsmaskiner
Det finns olika typer av skärverktyg som används i CNC-fräsmaskiner, inklusive kulfräsar, pinnfräsar, planfräsar etc. förutom vanliga fräsar. Olika typer av skärverktyg är lämpliga för olika bearbetningstekniker och formkrav. Vid CNC-fräsning är designkraven för fixturer högre, och faktorer som fördelningen av skärkraften, arbetsstyckets positioneringsnoggrannhet och storleken på klämkraften måste beaktas för att säkerställa att arbetsstycket inte upplever förskjutning och deformation under bearbetningsprocessen.
För att förbättra bearbetningseffektiviteten och noggrannheten använder CNC-fräsmaskiner vanligtvis specialiserade fixturer och fixturer, såsom kombinationsfixturer, hydrauliska fixturer etc. Samtidigt kan CNC-fräsmaskiner också uppnå snabb växling av olika skärverktyg genom att använda automatiska verktygsbytesanordningar, vilket ytterligare förbättrar flexibiliteten och effektiviteten i bearbetningen.
5. Programmering och drift
Programmering och drift av borrmaskiner
Programmeringen av en borrmaskin är relativt enkel och kräver vanligtvis bara inställning av parametrar som borrdjup, hastighet och matningshastighet. Operatörer kan slutföra bearbetningsprocessen genom att manuellt manövrera handtaget eller knappen på verktygsmaskinen, och kan också använda ett enkelt CNC-system för programmering och styrning.
På grund av borrmaskinernas relativt enkla bearbetningsteknik är driften relativt enkel och de tekniska kraven för operatörerna relativt låga. Men detta begränsar också användningen av borrmaskiner vid komplex detaljbearbetning.
Programmering och drift av CNC-fräsmaskiner
Programmering av CNC-fräsmaskiner är mycket mer komplext och kräver användning av professionell programmeringsprogramvara som MasterCAM, UG etc. för att generera bearbetningsprogram baserade på ritningar och bearbetningskrav för delarna. Under programmeringsprocessen måste många faktorer, såsom verktygsbana, skärparametrar och processsekvens, beaktas för att säkerställa bearbetningens noggrannhet och effektivitet.
När det gäller drift är CNC-fräsmaskiner vanligtvis utrustade med pekskärmar eller manöverpaneler. Operatörer måste vara bekanta med CNC-systemets gränssnitt och funktioner, kunna mata in instruktioner och parametrar korrekt och övervaka statusen under bearbetningsprocessen. På grund av CNC-fräsmaskiners komplexa bearbetningsteknik finns det höga krav på teknisk nivå och professionell kunskap hos operatörer, vilket kräver specialiserad utbildning och övning för att kunna bemästra dessa på ett skickligt sätt.
6. Användningsområde
Användningsscenarier för borrmaskiner
Tack vare sin enkla struktur, låga kostnad och bekväma drift används borrmaskiner ofta i vissa små mekaniska bearbetningsverkstäder, underhållsverkstäder och enskilda bearbetningshushåll. De används främst för bearbetning av delar med enkla strukturer och låga precisionskrav, såsom hålformade delar, anslutningsdelar etc.
I vissa massproduktionsföretag kan borrmaskiner även användas för att bearbeta enkla processer, såsom att borra hål i plåt. För bearbetning av högprecision och komplexa formdelar kan borrmaskiner dock inte uppfylla kraven.
Användningsområde för CNC-fräsmaskiner
CNC-fräsmaskiner har använts i stor utsträckning inom områden som formtillverkning, flyg- och rymdindustrin, bilkomponenter, elektronisk utrustning etc. på grund av deras fördelar med hög bearbetningsnoggrannhet, hög effektivitet och kraftfulla funktioner. De kan användas för att bearbeta olika komplexa formar, precisionsdelar, låddelar etc. och kan möta behoven hos modern tillverkning för hög precision och högeffektiv bearbetning.
Särskilt inom vissa avancerade tillverkningsindustrier har CNC-fräsmaskiner blivit oumbärlig nyckelutrustning och spelar en viktig roll för att förbättra produktkvaliteten, förkorta produktionscyklerna och minska kostnaderna.
7、 Jämförelse av bearbetningsexempel
För att mer intuitivt demonstrera skillnaderna i bearbetningseffekter mellan borrmaskiner och CNC-fräsmaskiner jämförs två specifika bearbetningsexempel nedan.
Exempel 1: Bearbetning av en enkel del av en öppningsplatta
Borrmaskinbearbetning: Först fixeras arbetsstycket på arbetsbänken, välj en lämplig borrkrona, justera borrdjupet och matningshastigheten och starta sedan borrmaskinen för borrbearbetning. Eftersom borrmaskiner endast kan utföra vertikal borrning är kraven på hålpositionens noggrannhet och ytkvalitet inte höga, och bearbetningseffektiviteten är relativt låg.
CNC-fräsbearbetning: När man använder en CNC-fräsmaskin för bearbetning är det första steget att modellera delarna i 3D och generera ett bearbetningsprogram enligt bearbetningsprocessens krav. Montera sedan arbetsstycket på en dedikerad fixtur, mata in bearbetningsprogrammet via CNC-systemet och starta maskinverktyget för bearbetning. CNC-fräsmaskiner kan uppnå samtidig bearbetning av flera hål genom programmering och kan säkerställa hålens positionsnoggrannhet och ytkvalitet, vilket avsevärt förbättrar bearbetningseffektiviteten.
Exempel 2: Bearbetning av en komplex formdel
Borrmaskinbearbetning: För sådana komplext formade gjutformsdelar är borrmaskiner nästan oförmögna att slutföra bearbetningsuppgifter. Även om bearbetningen sker med hjälp av vissa speciella metoder är det svårt att säkerställa bearbetningsnoggrannhet och ytkvalitet.
CNC-fräsbearbetning: Genom att utnyttja de kraftfulla funktionerna hos CNC-fräsmaskiner är det möjligt att först utföra grovbearbetning på formdelar, ta bort det mesta av överskottet och sedan utföra halvprecisionsbearbetning och precisionsbearbetning, vilket slutligen erhåller högprecision och högkvalitativa formdelar. Under bearbetningsprocessen kan olika typer av verktyg användas och skärparametrar kan optimeras för att förbättra bearbetningseffektiviteten och ytkvaliteten.
Genom att jämföra de två exemplen ovan kan man se att borrmaskiner är lämpliga för viss enkel hålbearbetning, medan CNC-fräsmaskiner kan bearbeta olika komplexa former och högprecisionsdelar.
8. Sammanfattning
Sammanfattningsvis finns det betydande skillnader mellan borrmaskiner och CNC-fräsmaskiner vad gäller styvhet, struktur, bearbetningsfunktioner, verktygsfixturer, programmeringsoperationer och tillämpningsområden. Borrmaskinen har en enkel struktur och låg kostnad, och är lämplig för enkel borrning och hålförstoring; CNC-fräsmaskiner har egenskaper som hög precision, hög effektivitet och multifunktionalitet, vilket kan möta behoven hos modern tillverkning för komplex delbearbetning.
I den faktiska produktionen bör borrmaskiner eller CNC-fräsmaskiner väljas rimligt baserat på specifika bearbetningsuppgifter och krav för att uppnå bästa möjliga bearbetningseffekt och ekonomiska fördelar. Samtidigt, med den kontinuerliga teknikutvecklingen och utvecklingen av tillverkningsindustrin, förbättras och finslipas även borrmaskiner och CNC-fräsmaskiner ständigt, vilket ger starkare tekniskt stöd för utvecklingen av den mekaniska bearbetningsindustrin.