W świecie produkcji precyzyjnej CNC (komputerowa kontrola numeryczna) obróbka staje się technologią kamienia węgielnego do wytwarzania części o wysokiej jakości. Jako zaufany dostawca części obróbki CNC, byłem świadkiem, jak twardość materiałów może znacząco wpłynąć na proces obróbki CNC. Na tym blogu zagłębię się w różne aspekty, w jaki sposób materialna twardość wpływa na obróbkę części CNC.
Zrozumienie materialnej twardości
Twardość materiału jest miarą odporności materiału na trwałe odkształcenie, takie jak wgłębienie, zarysowanie lub zużycie. Różne materiały mają różne wartości twardości, które są zwykle mierzone za pomocą skal takich jak skale Rockwell, Brinell lub Vickers. Na przykład miękkie materiały, takie jak stopy aluminium, zwykle mają stosunkowo niskie wartości twardości, podczas gdy twarde materiały, takie jak stal nierdzewna i tytan, mają znacznie wyższe wartości twardości.
Zużycie i wybór narzędzia
Jednym z najważniejszych wpływu twardości materiału na obróbkę CNC jest zużycie narzędzi. Podczas obróbki twardych materiałów narzędzia tnące są poddawane znacznie wyższym naprężeniom i siłom. Ciężkie cząsteczki w materiale mogą powodować szybkie ścieranie najnowocześniejszych narzędzi, co prowadzi do przedwczesnego zużycia narzędzia. Oznacza to, że w przypadku twardych materiałów narzędzia należy wymieniać częściej, co zwiększa ogólny koszt obróbki.
Na przykład podczas obróbkiNiestandardowe obróbka CNC 1/4 cala ze stali nierdzewnej, twardość stali nierdzewnej wymaga narzędzi wykonanych ze stali o wysokiej prędkości (HSS) lub węgliku. Narzędzia do węglików są często preferowane ze względu na ich wysoką twardość i odporność na zużycie. Mogą wytrzymać siły i temperatury o wysokim skrawaniu generowanym podczas obróbki twardej stali nierdzewnej, co powoduje dłuższą żywotność narzędzia i lepsze wykończenie powierzchni.
Z drugiej strony, przy obróbce miękkich materiałów, takich jak aluminium dlaOEM CNC Męk obróbki aluminium części ze stopu, zużycie narzędzia jest znacznie mniejsze. Narzędzia HSS mogą być skutecznie stosowane i mogą trwać przez stosunkowo długi czas bez znacznego zużycia. Siły tnące są również niższe, co pozwala na wyższe prędkości cięcia i prędkości zasilania, co może poprawić wydajność obróbki.
Siły cięcia i wymagania dotyczące mocy
Twardość materiału bezpośrednio wpływa na siły tnące wygenerowane podczas obróbki CNC. Twarde materiały wymagają większej siły do przecięcia. Kiedy narzędzie tnącego angażuje się w twardy materiał, musi pokonać wysoką odporność materiału na deformację. Powoduje to wyższe siły tnące działające na narzędzie, przedmiot obrabiany i samą maszynę.
Wyższe siły tnące mogą powodować kilka problemów. Po pierwsze, mogą prowadzić do ugięcia narzędzia tnącego, które może wpływać na dokładność wymiarową części. Jeśli narzędzie odchyla się zbytnio, część może nie być obrabiana do wymaganych specyfikacji. Po drugie, siły wysokiego cięcia zwiększają wymagania mocy maszyny CNC. Maszyna musi zapewnić większą energię, aby napędzać proces cięcia, co może prowadzić do większego zużycia energii i potencjalnego przegrzania komponentów maszyny.
Na przykład podczas obróbkiNiestandardowe CNC Męk z tulei ze stali nierdzewnej, Wysoka twardość stali nierdzewnej oznacza, że siły tnące są znaczne. Aby zapewnić dokładne obróbkę, maszyna CNC musi być odpowiednio skalibrowana i mieć wystarczającą moc, aby obsłużyć obciążenia cięcia. Mogą być również zobowiązane specjalne urządzenia do mocnego utrzymania obrabiania i zapobiegania jego poruszaniu się pod siłami wysokimi.
Wykończenie powierzchni
Twardość materiału ma również głęboki wpływ na wykończenie powierzchni obrabianej części. Ogólnie rzecz biorąc, bardziej miękkie materiały zwykle wytwarzają lepsze wykończenie powierzchni w porównaniu do twardszych materiałów. Podczas obróbki miękkich materiałów wiórki są łatwiejsze do rozbicia i usunięcia, a proces cięcia jest bardziej stabilny. Powoduje to gładszą powierzchnię z mniejszą liczbą defektów.
Jednak przy obróbce twardych materiałów osiągnięcie dobrego wykończenia powierzchni może być trudniejsze. Siły o wysokiej trawieniu i ścierna natura twardego materiału mogą powodować chropowatość powierzchni, znaki narzędzi, a nawet mikro -pęknięcia na powierzchni części. Aby uzyskać zadowalające wykończenie powierzchniowe na twardych materiałach, mogą być wymagane dodatkowe operacje wykończeniowe, takie jak szlifowanie lub polerowanie.
Na przykład w produkcji części ze stali nierdzewnej, po początkowym procesie obróbki CNC, można wykonać operację szlifowania w celu poprawy wykończenia powierzchni. To dodaje dodatkowy krok do procesu produkcyjnego, zwiększając czas produkcji i koszty.
Prędkość obróbki i prędkość paszowa
Twardość materiału decyduje o optymalnej prędkości obróbki i prędkości zasilania. Miękkie materiały można ogólnie obrabiać przy wyższych prędkościach i prędkościach zasilających, ponieważ oferują mniej odporności na narzędzie tnące. Wyższe prędkości cięcia i prędkości paszania mogą znacznie skrócić czas obróbki, zwiększając wydajność procesu obróbki CNC.
Natomiast twarde materiały wymagają niższych prędkości obróbki i prędkości zasilania. Jeśli prędkość cięcia jest zbyt wysoka podczas obróbki twardego materiału, narzędzie odczuwa nadmierne zużycie, a nawet może pękać. Szybkość zasilania należy również starannie kontrolować, aby siły skrawania znajdują się w dopuszczalnym zakresie.
Na przykład, podczas obróbki części ze stopu aluminium, prędkość cięcia można ustawić na stosunkowo wysoką wartość, powiedzmy 1000 - 3000 obr / min, w zależności od określonego stopu i użytego narzędzia. Ale podczas obróbki stali nierdzewnej prędkość cięcia może wymagać zmniejszenia do 100–500 obr / min, aby uniknąć przedwczesnej awarii narzędzia.
Dokładność wymiarowa
Utrzymanie dokładności wymiarowej ma kluczowe znaczenie w obróbce CNC. Twardość materialna może stanowić wyzwania w osiąganiu wysokich wymiarów precyzyjnych. Jak wspomniano wcześniej, siły o wysokim trawieniu generowane podczas obróbki materiałów twardych mogą powodować ugięcie narzędzia i ruch obrabia. Może to prowadzić do błędów wymiarowych w części obrabianej.
Aby zapewnić dokładność wymiarową podczas obróbki twardych materiałów, niezbędne jest precyzyjne programowanie ścieżki narzędzia i dokładna kalibracja maszyny. Zaawansowane maszyny CNC są wyposażone w takie funkcje, jak kompensacja narzędzi i realne monitorowanie czasu w celu skorygowania wszelkich odchyleń wymiarowych podczas procesu obróbki.
Ponadto rozszerzenie cieplne przedmiotu obrabianego może również wpływać na dokładność wymiarową, szczególnie przy obróbce twardych materiałów, które wytwarzają dużo ciepła podczas procesu cięcia. Systemy chłodzenia są często stosowane do kontrolowania temperatury i minimalizacji rozszerzalności cieplnej.
Tworzenie i ewakuacja chipów
Twardość materiału wpływa na proces tworzenia chipów i ewakuacji. W materiałach miękkich żetony są zwykle długie i ciągłe i można je łatwo usunąć z obszaru cięcia. Jednak w twardych materiałach układy są zwykle krótkie i nieciągłe i mogą być trudniejsze do ewakuacji.
Słaba ewakuacja chipów może powodować kilka problemów. Chipsy mogą gromadzić się wokół narzędzia tnącego, zwiększając siły tnące i powodując przegrzanie narzędzia. Mogą również zarysować powierzchnię obrabianej części, wpływając na wykończenie powierzchni. Aby rozwiązać ten problem, konieczne są odpowiednie techniki ewakuacji układów, takie jak używanie wyłączników chipów na narzędziach tnących i nakładanie chłodziwa w celu wypłukiwania wiórów.
Wniosek
Podsumowując, twardość materiałów odgrywa kluczową rolę w każdym aspekcie obróbki CNC części. Od zużycia narzędzia i sił do cięcia po wykończenie powierzchni i dokładność wymiarową, twardość materiału wpływa na wydajność, koszt i jakość procesu obróbki. Jako dostawca części obróbki CNC musimy dokładnie rozważyć twardość materiału przy wyborze odpowiednich narzędzi, parametrów obróbki i operacji wykończenia.
Jeśli potrzebujesz wysokiej jakości części obróbki CNC, niezależnie od tego, czy są to miękkie części ze stopu aluminium, czy twarde komponenty ze stali nierdzewnej, mamy wiedzę i doświadczenie, aby spełnić Twoje wymagania. Nasz zespół wykwalifikowanych inżynierów i techników zapewni, że każda część jest obrabiana zgodnie z najwyższymi standardami jakości i precyzji. Skontaktuj się z nami już dziś, aby omówić swoje konkretne potrzeby i rozpocząć proces zamówień.
Odniesienia
- Kalpakjian, S., i Schmid, SR (2013). Inżynieria produkcyjna i technologia. Pearson.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., i Knight, WA (2011). Projektowanie produktu do produkcji i montażu. CRC Press.
