В света на прецизното производство, обработката на CNC (компютърно числено управление) стои като технология Cornerstone за производство на висококачествени части. Като надежден доставчик на части за обработка на ЦПУ, бях свидетел на от първа ръка как твърдостта на материалите може значително да повлияе на процеса на обработка на ЦПУ. В този блог ще се задълбоча в различните аспекти за това как материалната твърдост влияе на обработката на CNC на части.
Разбиране на материалната твърдост
Материалната твърдост е мярка за устойчивостта на материала към постоянна деформация, като вдлъбнатина, надраскване или износване. Различните материали имат различни стойности на твърдост, които обикновено се измерват с помощта на везни като скалите Rockwell, Brinell или Vickers. Например, меките материали като алуминиеви сплави обикновено имат сравнително ниски стойности на твърдост, докато твърдите материали като неръждаема стомана и титан имат много по -високи стойности на твърдост.
Износване и избор на инструменти
Едно от най -значимите въздействия на материалната твърдост върху обработката на ЦПУ е износването на инструменти. При обработка на твърди материали, режещите инструменти се подлагат на много по -високи напрежения и сили. Твърдите частици в материала могат да причинят бързо износване на режещия ръб на инструмента, което води до преждевременно износване на инструмента. Това означава, че за твърдите материали инструментите трябва да бъдат подменяни по -често, което увеличава общите разходи за обработка.
Например, когато се обработваПерсонализирана обработка на ЦПУ 1/4 инчов монтаж от неръждаема стомана, Твърдостта на неръждаемата стомана изисква инструменти, направени от стомана с висока скорост (HSS) или карбид. Инструментите за карбиди често се предпочитат за тяхната висока твърдост и устойчивост на износване. Те могат да издържат на високите сили на рязане и температурите, генерирани по време на обработката на твърда неръждаема стомана, което води до по -дълъг живот на инструмента и по -добро покритие на повърхността от страна.
От друга страна, когато обработвате меки материали като алуминий заЧасти за алуминиева сплав OEM CNC, износването на инструмента е много по -малко притеснение. HSS инструментите могат да се използват ефективно и те могат да продължат сравнително дълго време без значително износване. Силите за рязане също са по -ниски, което позволява по -високи скорости на рязане и скорост на подаване, което може да подобри ефективността на обработката.
Силите за рязане и изискванията за мощност
Твърдостта на материала директно засяга силите за рязане, генерирани по време на обработката на ЦПУ. По -трудните материали изискват повече сила, за да се режат. Когато инструментът за рязане се ангажира с твърд материал, той трябва да преодолее високата устойчивост на материала към деформация. Това води до по -високи сили за рязане, действащи върху инструмента, детайла и самата машина.
По -високите сили за рязане могат да причинят няколко проблема. Първо, те могат да доведат до отклонение на режещия инструмент, което може да повлияе на точността на размерите на частта. Ако инструментът се отклони твърде много, частта може да не бъде обработена до необходимите спецификации. Второ, високите сили за рязане увеличават изискванията за мощност на машината CNC. Машината трябва да осигури повече енергия за задвижване на процеса на рязане, което може да доведе до по -висока консумация на енергия и потенциално прегряване на машинните компоненти.
Например, когато обработвате aПерсонализиран пуш от неръждаема стомана за обработка на ЦПУ, Високата твърдост на неръждаемата стомана означава, че силите за рязане са значителни. За да се осигури точна обработка, CNC машината трябва да бъде правилно калибрирана и да има достатъчно мощност, за да се справи с режещите товари. Могат да се изискват и специални приспособления, за да се държат детайла здраво и да се предотвратят да се движат под силите за висока рязане.
Повърхностно покритие
Материалната твърдост също има дълбоко влияние върху повърхностното покритие на обработената част. По принцип по -меките материали са склонни да произвеждат по -добро покритие на повърхността в сравнение с по -твърдите материали. Когато обработвате меки материали, чиповете са по -лесни за счупване и премахване, а процесът на рязане е по -стабилен. Това води до по -гладка повърхност с по -малко дефекти.
При обработката на твърди материали обаче постигането на добър повърхностен завършек може да бъде по -предизвикателно. Силите за висока рязане и абразивният характер на твърдия материал могат да причинят грапавост на повърхността, маркировки с инструменти и дори микро - пукнатини на повърхността на частта. За да се получи задоволително покритие на повърхността върху твърди материали, може да се наложи допълнителни операции за довършителни работи като шлайфане или полиране.
Например, при производството на части от неръждаема стомана, след първоначалния процес на обработка на ЦПУ може да се извърши операция на смилане, за да се подобри повърхностното покритие. Това добавя допълнителна стъпка към производствения процес, увеличавайки времето и разходите за производство.
Скорост на обработка и скорост на подаване
Твърдостта на материала диктува оптималната скорост на обработка и скоростта на подаване. Меките материали обикновено могат да бъдат обработени с по -високи скорости и скорости на подаване, тъй като предлагат по -малко съпротивление на инструмента за рязане. По -високите скорости на рязане и скоростта на подаване могат значително да намалят времето за обработка, увеличавайки производителността на процеса на обработка на ЦПУ.
За разлика от тях, твърдите материали изискват по -ниски скорости на обработка и скорост на подаване. Ако скоростта на рязане е твърде висока при обработката на твърд материал, инструментът ще изпита прекомерно износване и дори може да се счупи. Скоростта на подаване също трябва да бъде внимателно контролирана, за да се гарантира, че силите за рязане са в рамките на приемливия диапазон.
Например, когато обработвате части от алуминиева сплав, скоростта на рязане може да бъде зададена на сравнително висока стойност, да речем 1000 - 3000 об / мин, в зависимост от специфичната сплав и използвания инструмент. Но при обработване на неръждаема стомана може да се наложи скоростта на рязане да бъде намалена до 100 - 500 об / мин, за да се избегне преждевременна повреда на инструмента.
Размерна точност
Поддържането на точността на размерите е от решаващо значение при обработката на ЦПУ. Материалната твърдост може да представлява предизвикателства за постигане на високи - прецизни размери. Както бе споменато по -рано, силите за високо рязане, генерирани при обработка на твърди материали, могат да причинят отклонение на инструмента и движението на детайла. Това може да доведе до размери грешки в обработената част.
За да се гарантира точността на размерите при обработка на твърди материали, прецизното програмиране на пътя на инструмента и точното калибриране на машината са от съществено значение. Усъвършенстваните машини за ЦПУ са оборудвани с функции като компенсация на инструмента и реално наблюдение на времето, за да се коригира за всякакви отклонения от измеренията по време на процеса на обработка.
В допълнение, топлинното разширяване на детайла може също да повлияе на точността на размерите, особено когато обработва твърди материали, които генерират много топлина по време на процеса на рязане. Системите за охлаждане често се използват за контрол на температурата и минимизиране на топлинното разширяване.
Образуване на чипове и евакуация
Твърдостта на материала влияе върху процеса на образуване на чип и евакуация. В меки материали чиповете обикновено са дълги и непрекъснати и те могат лесно да бъдат отстранени от зоната на рязане. Въпреки това, при твърди материали, чиповете са склонни да бъдат кратки и прекъснати и те могат да бъдат по -трудни за евакуация.
Лошата евакуация на чип може да причини няколко проблема. Чиповете могат да се натрупат около инструмента за рязане, увеличавайки силите за рязане и причинявайки прегряването на инструмента. Те също могат да надраскат повърхността на обработената част, засягаща повърхностното покритие. За да се справят с този проблем, са необходими правилни техники за евакуация на чипове, като използването на чип прекъсвачи на режещите инструменти и прилагането на охлаждаща течност за промиване на чиповете.
Заключение
В заключение, твърдостта на материалите играе решаваща роля във всеки аспект на обработката на ЦНС на части. От силите за износване и рязане на инструмента до повърхностно покритие и точност на размерите, твърдостта на материала влияе върху ефективността, разходите и качеството на процеса на обработка. Като доставчик на части за обработка на ЦПУ, трябва внимателно да вземем внимателно материалната твърдост при избора на подходящи инструменти, параметрите на обработка и завършващите операции.
Ако се нуждаете от висококачествени части за обработка на ЦПУ, независимо дали става въпрос за меки части от алуминиева сплав или компоненти от неръждаема стомана, ние имаме опит и опит, за да отговорим на вашите изисквания. Нашият екип от квалифицирани инженери и техници ще гарантира, че всяка част е обработена до най -високите стандарти за качество и прецизност. Свържете се с нас днес, за да обсъдим вашите специфични нужди и да започнете процеса на възлагане на обществени поръчки.
ЛИТЕРАТУРА
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). Производствено инженерство и технологии. Пиърсън.
- Boothroyd, G., DeWhurst, P., & Knight, WA (2011). Дизайн на продукта за производство и сглобяване. CRC Press.
