Op het gebied van moderne mechanische bewerking zijn boormachines en CNC-freesmachines twee veelvoorkomende en belangrijke werktuigmachines, die aanzienlijke verschillen vertonen in functies, structuren en toepassingsscenario's. Om u een dieper en uitgebreider inzicht te geven in deze twee soorten werktuigmachines, geeft de fabrikant van CNC-freesmachines u hieronder een gedetailleerde uitleg.
1. Stijf contrast
De stijfheidseigenschappen van boormachines
De boormachine is voornamelijk ontworpen om grote verticale krachten te weerstaan, met relatief kleine laterale krachten. Dit komt doordat boren de belangrijkste verwerkingsmethode van de boormachine is, waarbij de boor tijdens het gebruik voornamelijk in verticale richting boort en de op het werkstuk uitgeoefende kracht voornamelijk in axiale richting geconcentreerd is. Daarom is de constructie van de boormachine in verticale richting versterkt om stabiliteit te garanderen en trillingen en afwijkingen tijdens het boorproces te verminderen.
Het beperkte vermogen van boormachines om laterale krachten te weerstaan, beperkt echter ook hun toepassing in sommige complexe bewerkingsscenario's. Wanneer het nodig is om zijdelingse bewerkingen op het werkstuk uit te voeren of wanneer er aanzienlijke laterale interferentie optreedt tijdens het boorproces, kan de boormachine mogelijk niet de bewerkingsnauwkeurigheid en stabiliteit garanderen.
Stijfheidseisen voor CNC-freesmachines
In tegenstelling tot boormachines vereisen CNC-freesmachines een goede stijfheid omdat de krachten die tijdens het freesproces ontstaan complexer zijn. De freeskracht omvat niet alleen grote verticale krachten, maar moet ook bestand zijn tegen grote laterale krachten. Tijdens het freesproces is het contactoppervlak tussen de frees en het werkstuk groot en roteert het gereedschap tijdens het frezen in horizontale richting, waardoor de freeskrachten in meerdere richtingen werken.
Om dergelijke complexe spanningssituaties het hoofd te kunnen bieden, is het structurele ontwerp van CNC-freesmachines doorgaans robuuster en stabieler. De belangrijkste componenten van de machine, zoals het bed, de kolommen en de geleiderails, zijn gemaakt van zeer sterke materialen en geoptimaliseerde structuren om de algehele stijfheid en trillingsbestendigheid te verbeteren. Een goede stijfheid stelt CNC-freesmachines in staat om zeer nauwkeurig te bewerken en tegelijkertijd grote snijkrachten te weerstaan, waardoor ze geschikt zijn voor het bewerken van diverse complexe vormen en zeer nauwkeurige onderdelen.
2. Structurele verschillen
Structurele kenmerken van boormachines
De structuur van de boormachine is relatief eenvoudig en voldoet in de meeste gevallen, zolang er sprake is van verticale voeding, aan de verwerkingsvereisten. Een boormachine bestaat meestal uit een bed, een kolom, een spindelkast, een werkbank en een voedingsmechanisme.
Het bed is het basisonderdeel van een boormachine en wordt gebruikt om andere componenten te ondersteunen en te installeren. De kolom is op het bed bevestigd ter ondersteuning van de hoofdas. De spindelkast is uitgerust met een spindel en een variabel snelheidsmechanisme, dat de rotatie van de boor aandrijft. De werkbank wordt gebruikt om werkstukken te plaatsen en kan eenvoudig worden versteld en gepositioneerd. Het toevoermechanisme regelt de axiale toevoerbeweging van de boor om dieptecontrole bij het boren te verkrijgen.
Door de relatief eenvoudige verwerkingsmethode van boormachines is hun constructie relatief eenvoudig en zijn hun kosten relatief laag. Deze eenvoudige constructie beperkt echter ook de functionaliteit en het verwerkingsbereik van de boormachine.
De structurele samenstelling van CNC-freesmachines
De structuur van CNC-freesmachines is veel complexer. Ze moeten niet alleen verticale voeding kunnen leveren, maar, belangrijker nog, ook horizontale longitudinale en transversale voeding. CNC-freesmachines bestaan meestal uit onderdelen zoals het bed, de kolom, de werktafel, het zadel, de spindelkast, het CNC-systeem, het aandrijfsysteem, enzovoort.
Het bed en de kolom vormen een stabiele ondersteuning voor de machine. De werkbank kan horizontaal bewegen om laterale voeding te verkrijgen. Het zadel is op de kolom gemonteerd en kan de spindelkast verticaal bewegen om longitudinale voeding te verkrijgen. De spindelkast is uitgerust met hoogwaardige spindels en nauwkeurige variabele snelheidsoverbrengingen om te voldoen aan de eisen van verschillende bewerkingstechnieken.
Het CNC-systeem is het belangrijkste besturingsonderdeel van de CNC-freesmachine. Het is verantwoordelijk voor het ontvangen van programmeerinstructies en het omzetten hiervan in bewegingssignalen voor elke as van de bewerkingsmachine, wat zorgt voor nauwkeurige bewerkingen. Het aanvoersysteem zet de instructies van het CNC-systeem om in daadwerkelijke bewegingen van de werktafel en het zadel via componenten zoals motoren en schroeven, wat de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit garandeert.
3. Verwerkingsfunctie
De verwerkingscapaciteit van de boormachine
Een boormachine is in principe een apparaat dat een boor gebruikt om te boren en werkstukken te bewerken. Onder normale omstandigheden is de rotatie van de boor de hoofdbeweging, terwijl de axiale beweging van de boormachine de voedingsbeweging is. Boormachines kunnen doorlopende gaten, blinde gaten en andere bewerkingen op werkstukken uitvoeren en kunnen voldoen aan verschillende diafragma- en nauwkeurigheidseisen door boren te vervangen door andere diameters en typen.
Daarnaast kan de boormachine ook eenvoudige boor- en tapbewerkingen uitvoeren. Vanwege de structurele en functionele beperkingen zijn boormachines echter niet in staat complexe vormbewerkingen uit te voeren op het oppervlak van werkstukken, zoals vlakke oppervlakken, groeven, tandwielen, enz.
Het bewerkingsbereik van CNC-freesmachines
CNC-freesmachines hebben een breder scala aan bewerkingsmogelijkheden. Ze kunnen frezen gebruiken om het vlakke oppervlak van werkstukken te bewerken, evenals complexe vormen zoals groeven en tandwielen. Daarnaast kunnen CNC-freesmachines ook werkstukken met complexe profielen, zoals gebogen en onregelmatige oppervlakken, bewerken met behulp van speciale snijgereedschappen en programmeermethoden.
Vergeleken met boormachines hebben CNC-freesmachines een hogere bewerkingsefficiëntie, hogere snelheden en kunnen ze een hogere bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit bereiken. Dit heeft ertoe geleid dat CNC-freesmachines veel worden gebruikt in sectoren zoals matrijzenbouw, lucht- en ruimtevaart en auto-onderdelen.
4. Gereedschappen en armaturen
Gereedschappen en armaturen voor boormachines
Het belangrijkste gereedschap dat in de boormachine wordt gebruikt, is de boor. De vorm en grootte van de boor worden gekozen op basis van de verwerkingsvereisten. Tijdens het boorproces worden meestal eenvoudige hulpmiddelen zoals tangen, V-blokken, enz. gebruikt om het werkstuk te positioneren en vast te klemmen. Omdat de kracht die door de boormachine wordt uitgeoefend voornamelijk in axiale richting is geconcentreerd, is het ontwerp van de hulpstukken relatief eenvoudig. Dit zorgt er vooral voor dat het werkstuk niet beweegt of roteert tijdens het boorproces.
Gereedschappen en klemmen voor CNC-freesmachines
Er worden verschillende soorten snijgereedschappen gebruikt in CNC-freesmachines, waaronder kogelkopfrezen, stiftfrezen, vlakfrezen, enz., naast gewone frezen. Verschillende soorten snijgereedschappen zijn geschikt voor verschillende bewerkingstechnieken en vormvereisten. Bij CNC-frezen zijn de ontwerpeisen voor opspanningen hoger en moeten factoren zoals de snijkrachtverdeling, de positioneringsnauwkeurigheid van het werkstuk en de grootte van de klemkracht in overweging worden genomen om ervoor te zorgen dat het werkstuk tijdens het bewerkingsproces geen verschuiving of vervorming ondergaat.
Om de bewerkingsefficiëntie en -nauwkeurigheid te verbeteren, gebruiken CNC-freesmachines doorgaans gespecialiseerde opspanningen en bevestigingen, zoals combinatie-opspanningen, hydraulische opspanningen, enz. Tegelijkertijd kunnen CNC-freesmachines ook snel wisselen tussen verschillende snijgereedschappen door gebruik te maken van automatische gereedschapswisselvoorzieningen, wat de flexibiliteit en efficiëntie van de bewerking verder verbetert.
5. Programmering en bediening
Programmeren en bedienen van boormachines
Het programmeren van een boormachine is relatief eenvoudig en vereist meestal alleen het instellen van parameters zoals boordiepte, snelheid en voedingssnelheid. Operators kunnen het bewerkingsproces handmatig uitvoeren door de hendel of knop van de machine te bedienen, en kunnen ook een eenvoudig CNC-systeem gebruiken voor de programmering en bediening.
Door de relatief eenvoudige verwerkingstechnologie van boormachines is de bediening relatief eenvoudig en zijn de technische eisen voor operators relatief laag. Dit beperkt echter ook de toepassing van boormachines bij complexe onderdeelbewerkingen.
Programmeren en bedienen van CNC-freesmachines
Het programmeren van CNC-freesmachines is veel complexer en vereist het gebruik van professionele programmeersoftware zoals MasterCAM, UG, enz. om bewerkingsprogramma's te genereren op basis van de tekeningen en bewerkingsvereisten van de onderdelen. Tijdens het programmeerproces moeten veel factoren, zoals gereedschapspaden, snijparameters en procesvolgorde, in acht worden genomen om de nauwkeurigheid en efficiëntie van de bewerking te garanderen.
Wat de bediening betreft, zijn CNC-freesmachines meestal uitgerust met touchscreens of bedieningspanelen. Operators moeten vertrouwd zijn met de bedieningsinterface en functies van het CNC-systeem, instructies en parameters nauwkeurig kunnen invoeren en de status tijdens het bewerkingsproces kunnen bewaken. Vanwege de complexe verwerkingstechnologie van CNC-freesmachines is er een grote vraag naar het technische niveau en de professionele kennis van operators, wat gespecialiseerde training en oefening vereist om deze kennis onder de knie te krijgen.
6. Toepassingsgebied
Toepassingsscenario's van boormachines
Dankzij de eenvoudige constructie, lage kosten en gebruiksvriendelijke bediening worden boormachines veel gebruikt in kleine werkplaatsen voor mechanische bewerking, onderhoudswerkplaatsen en particuliere huishoudens. Ze worden voornamelijk gebruikt voor de bewerking van onderdelen met een eenvoudige constructie en lage nauwkeurigheidseisen, zoals onderdelen met gaten, verbindingsstukken, enz.
In sommige massaproductiebedrijven kunnen boormachines ook worden gebruikt voor eenvoudige bewerkingen, zoals het boren van gaten in plaatwerk. Voor de bewerking van zeer nauwkeurige en complexe vormdelen kunnen boormachines echter niet aan de eisen voldoen.
Toepassingsgebied van CNC-freesmachines
CNC-freesmachines worden veel gebruikt in sectoren zoals matrijzenbouw, lucht- en ruimtevaart, auto-onderdelen, elektronische apparatuur, enz. vanwege hun voordelen zoals hoge bewerkingsnauwkeurigheid, hoge efficiëntie en krachtige functies. Ze kunnen worden gebruikt voor de bewerking van diverse complex gevormde matrijzen, precisieonderdelen, doosonderdelen, enz. en voldoen aan de behoeften van moderne productiebedrijven voor een uiterst precieze en efficiënte verwerking.
Vooral in bepaalde hoogwaardige productiesectoren zijn CNC-freesmachines onmisbaar geworden. Ze spelen een belangrijke rol bij het verbeteren van de productkwaliteit, het verkorten van productiecycli en het verlagen van kosten.
7. Vergelijking van bewerkingsvoorbeelden
Om de verschillen in bewerkingseffecten tussen boormachines en CNC-freesmachines intuïtiever te demonstreren, worden hieronder twee specifieke bewerkingsvoorbeelden met elkaar vergeleken.
Voorbeeld 1: Bewerken van een eenvoudig onderdeel met een orificeplaat
Bewerking met een boormachine: Bevestig eerst het werkstuk op de werkbank, selecteer een geschikte boor, stel de boordiepte en boorsnelheid in en start vervolgens de boormachine voor de boorbewerking. Omdat boormachines alleen verticaal kunnen boren, zijn de eisen aan de nauwkeurigheid van de gatpositie en de oppervlaktekwaliteit niet hoog en is de verwerkingsefficiëntie relatief laag.
CNC-freesmachinebewerking: Bij het gebruik van een CNC-freesmachine voor bewerking is de eerste stap het modelleren van de onderdelen in 3D en het genereren van een bewerkingsprogramma op basis van de vereisten van het bewerkingsproces. Vervolgens installeert u het werkstuk op een speciale opspanning, voert u het bewerkingsprogramma in via het CNC-systeem en start u de machine voor de bewerking. CNC-freesmachines kunnen gelijktijdig meerdere gaten bewerken via programmering en kunnen de positienauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit van de gaten garanderen, wat de bewerkingsefficiëntie aanzienlijk verbetert.
Voorbeeld 2: Een complex matrijsonderdeel verwerken
Bewerking met boormachines: Voor zulke complex gevormde matrijsdelen zijn boormachines vrijwel niet in staat om bewerkingen uit te voeren. Zelfs met behulp van speciale methoden is het moeilijk om de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit te garanderen.
CNC-freesmachinebewerking: Door gebruik te maken van de krachtige functies van CNC-freesmachines is het mogelijk om eerst een ruwe bewerking uit te voeren op matrijsdelen, het grootste deel van het overtollige materiaal te verwijderen en vervolgens semi-precieze en precisiebewerking uit te voeren, wat uiteindelijk resulteert in zeer nauwkeurige en hoogwaardige matrijsdelen. Tijdens het bewerkingsproces kunnen verschillende soorten gereedschappen worden gebruikt en kunnen snijparameters worden geoptimaliseerd om de bewerkingsefficiëntie en oppervlaktekwaliteit te verbeteren.
Als u de twee bovenstaande voorbeelden met elkaar vergelijkt, ziet u dat boormachines geschikt zijn voor het bewerken van eenvoudige gaten, terwijl CNC-freesmachines allerlei complexe vormen en zeer nauwkeurige onderdelen kunnen bewerken.
8. Samenvatting
Kortom, er zijn aanzienlijke verschillen tussen boormachines en CNC-freesmachines wat betreft stijfheid, structuur, bewerkingsfuncties, gereedschapsbevestigingen, programmeerbewerkingen en toepassingsgebieden. De boormachine heeft een eenvoudige structuur en lage kosten en is geschikt voor eenvoudige boor- en gatvergrotingsbewerkingen; CNC-freesmachines kenmerken zich door hoge precisie, hoge efficiëntie en multifunctionaliteit, waardoor ze kunnen voldoen aan de behoeften van moderne productiebedrijven voor complexe onderdelen.
In de daadwerkelijke productie moeten boormachines of CNC-freesmachines zorgvuldig worden geselecteerd op basis van specifieke bewerkingstaken en -vereisten om het beste bewerkingseffect en de beste economische voordelen te behalen. Tegelijkertijd worden boormachines en CNC-freesmachines, met de voortdurende technologische vooruitgang en de ontwikkeling van de maakindustrie, voortdurend verbeterd en geperfectioneerd, wat een sterkere technische ondersteuning biedt aan de ontwikkeling van de mechanische verwerkingsindustrie.