Твърдостта на материалите играе основна роля в производството на прецизност на ЦПУ, обърнати части. Като доставчик наПрецизността на ЦПУ, обърнати части, Станах свидетел от първа ръка как материалната твърдост може да оптимизира или усложнява производствения процес. В този блог ще се задълбоча в различните аспекти на това как материалната твърдост влияе върху производството на тези части, споделяйки прозрения въз основа на годишния ми опит в индустрията.
Разбиране на материалната твърдост
Материалната твърдост се отнася до способността на материал да устои на деформация, вдлъбнатина или надраскване. Това е критично свойство, което определя как даден материал ще се държи по време на процесите на обработка. Има няколко метода за измерване на твърдостта, като тестовете за твърдост на Rockwell, Brinell и Vickers. Всеки тест осигурява числова стойност, която показва нивото на твърдост на материала.
В контекста на прецизността на ЦПУ, различните материали имат ясно изразени характеристики на твърдост. Например, металите като алуминий са сравнително меки, докато неръждаемата стомана и титанът са много по -трудни. Не- металните материали също варират в голяма степен по твърдост; Пластмасите обикновено са по -меки в сравнение с керамиката.
Въздействие върху избора на инструменти
Един от най -важните начини, по които материалната твърдост влияе върху производството на прецизни части на ЦПУ, е в избора на инструменти. При обработка на меки материали могат да се използват инструменти със сравнително по -ниска твърдост. Например, инструментите с висока скорост на скорост (HSS) често са достатъчни за завъртане на алуминий. HSS инструментите са разходи - ефективни и могат да поддържат остър ръб при рязане на меки материали.
Въпреки това, когато се занимаваме с по -твърди материали като неръждаема стомана или титан, карбидните инструменти са предпочитаният избор. Инструментите за карбиди са изключително трудни и могат да издържат на високите сили на рязане и температурите, генерирани по време на обработката на твърди материали. Те имат по -дълъг живот на инструмента в сравнение с HSS инструментите, когато се използват за твърди материали, което е от решаващо значение за поддържане на ефективността на производството и намаляване на разходите за подмяна на инструменти.
Геометрията на режещия инструмент също трябва да се регулира според твърдостта на материала. За меки материали инструментите с по -агресивен режещ ръб могат да се използват за увеличаване на скоростта на рязане и скоростта на отстраняване на материала. За разлика от това, за твърдите материали е необходима по -консервативна геометрия на ръба, за да се предотврати счупване на инструмента и да се осигури безпроблемен процес на рязане.
Параметри на рязане
Твърдостта на материала оказва пряко влияние върху избора на параметри на рязане, включително скоростта на рязане, скоростта на подаване и дълбочината на рязане. При обработване на меки материали могат да се използват по -високи скорости на рязане и скорости на подаване. Например, когато завъртите мека пластмаса, скоростта на рязане може да бъде настроена сравнително висока и скоростта на подаване може да се увеличи за бързо отстраняване на материала. Това не само намалява времето за обработка, но също така подобрява общата производителност.
От друга страна, когато работите с твърди материали, скоростта на рязане и скоростта на подаване трябва да бъдат значително намалени. Високите скорости на рязане на твърди материали могат да причинят прекомерно генериране на топлина, което може да доведе до износване на инструмента, лошо покритие на повърхността и дори увреждане на детайла. Необходима е и по -ниска скорост на подаване, за да се избегне претоварването на режещия инструмент и да се осигури по -контролиран процес на рязане.
Дълбочината на рязане също варира в зависимост от материалната твърдост. За меки материали може да се вземе по -голяма дълбочина на рязане с един проход. Но за твърди материали често се изискват множество проходи с по -малки дълбочини на рязане, за да се избегне прекомерен стрес върху инструмента и да се постигне желаната точност на размерите.
Повърхностно покритие
Твърдостта на материала има дълбок ефект върху повърхностното покритие на прецизните части на ЦПУ. Меките материали обикновено произвеждат по -плавно покритие на повърхността по време на завъртане. Чиповете, образувани по време на процеса на рязане на меките материали, са по -склонни да се разпаднат лесно и да текат гладко далеч от зоната на рязане, което води до по -чист разрез и по -добро покритие на повърхността.
За разлика от тях, твърдите материали могат да представляват предизвикателства при постигането на добър повърхностен завършек. Силите за висока рязане и мрачността на някои твърди материали могат да причинят образуването на груби повърхности, бури или дори микро - пукнатини. Често се изискват специални техники като използване на по -фино режещ ръб, прилагане на подходяща охлаждаща течност и регулиране на параметрите на рязане, за да се подобри повърхностното покритие на части, направени от твърди материали.
Размерна точност
Поддържането на точността на размерите е от решаващо значение при производството на прецизни части на ЦПУ. Материалната твърдост може да повлияе на точността на размерите по няколко начина. По време на обработката на меките материали съществува по -малък риск от деформация на части поради сравнително ниските сили на рязане. Меките материали обаче могат да бъдат по -предразположени към еластична деформация, което може да доведе до проникване на частта назад след обработката, което води до грешки в размерите.
Твърдите материали, от друга страна, са по -устойчиви на еластична деформация. Но силите на рязане и температурите, генерирани по време на обработката на твърди материали, могат да причинят термично разширяване на детайла. Ако не се отчита правилно, това термично разширение може да доведе до размерени неточности. За да се гарантира точността на размерите при обработка на твърди материали, е необходимо да се наблюдават и контролират температурата на рязане и да се използват подходящи техники за компенсация.
Ефективност на производството
Твърдостта на материала също има значително влияние върху ефективността на производството. Обработката на меки материали обикновено е по -бърза, тъй като по -високите скорости на рязане и скоростта на подаване могат да се използват. Това означава, че могат да се произвеждат повече части за по -кратък период, намалявайки общото време и разходи за производство.
За разлика от тях обработването на твърди материали е по -бавен процес. Необходимостта от по -ниски скорости на рязане, по -малки скорости на подаване и множество проходи с по -малки дълбочини на рязане допринасят за по -дълго време за обработка на част. Освен това, по -дългото време за настройка, необходимо за промените в инструмента и по -високата цена на инструментите за карбиди за твърди материали, също може да намали общата ефективност на производството. Въпреки това, чрез оптимизиране на процеса на обработка, като например използване на усъвършенствани техники за програмиране на ЦПУ и ефективни системи за управление на инструменти, отрицателното въздействие върху ефективността на производството може да бъде сведено до минимум.
Контрол на качеството
Контролът на качеството е съществена част от производството на прецизни части на CNC. Материалната твърдост може да повлияе на процеса на контрол на качеството по няколко начина. При проверка на части, направени от меки материали, методите на проверка могат да бъдат сравнително лесни. Визуалните проверки и основните инструменти за измерване на размерите често са достатъчни за откриване на всякакви дефекти на повърхността или неточности на размерите.
За твърди материали могат да се изискват по -модерни техники за проверка. Ултразвуковото тестване може да се използва за откриване на вътрешни дефекти в твърди материали, особено в части, направени от метали. Координатните измервателни машини (CMM) също са по -критични при проверка на части, направени от твърди материали, за да се осигури измерване на високи размери на високи размери.
Съображения за разходите
Твърдостта на материала оказва пряко влияние върху разходите за производство на прецизност на ЦПУ, обърнати на ЦПУ. Както бе споменато по -рано, цената на инструментите се влияе значително от материалната твърдост. Инструментите за карбид, използвани за твърди материали, са по -скъпи от HSS инструментите, използвани за меки материали. Освен това, по -дългото време за обработка, необходимо за твърди материали, означава по -високи разходи за труд и увеличено потребление на енергия.
Скоростта на скрап също е по -висока при обработка на твърди материали. Трудността при постигането на желаното покритие на повърхността и точността на размерите може да доведе до отхвърляне на повече части по време на процеса на контрол на качеството. Това увеличава общите разходи за производство, тъй като се губят повече суровини.
Казуси
Нека да разгледаме няколко казуса, за да илюстрираме въздействието на материалната твърдост върху производството на части от прецизността на ЦПУ.
Случай 1: Клиент поиска партида от прецизността на ЦПУ, обърнати части, направени от алуминий. Тъй като алуминият е мек материал, ние успяхме да използваме HSS инструменти и да зададем сравнително високи скорости на рязане и скорост на подаване. Производственият процес беше гладък и успяхме да завършим поръчката за кратко време с висококачествено покритие на повърхността и отлична точност на размерите. Цената на инструмента беше ниска, а общите разходи за производство също бяха разумни.
Случай 2: Друг клиент се нуждае от части, направени от титан. Титанът е твърд материал, така че трябваше да използваме карбидни инструменти. Регулирахме параметрите на рязане на по -ниски стойности, за да предотвратим счупване на инструмента и да осигурим добро покритие на повърхността. Времето за обработка е значително по -дълго в сравнение с алуминиевите части. Въпреки че карбидните инструменти бяха по -скъпи, успяхме да оптимизираме процеса за намаляване на износването на инструмента и общите производствени разходи. Процесът на контрол на качеството обаче беше по -строг и трябваше да използваме модерни техники за проверка, за да гарантираме, че частите отговарят на изискванията на клиента.
Заключение
В заключение, твърдостта на материала има далеч - достигащо въздействие върху производството наПрецизността на ЦПУ, обърнати части. Той засяга всеки аспект на производствения процес, от избора на инструменти и параметрите на рязане до покритието на повърхността, точността на размерите, ефективността на производството, контрола на качеството и разходите.
Като доставчик наПрецизността на ЦПУ, обърнати части, разбирането на връзката между материалната твърдост и производството е от решаващо значение за осигуряване на висококачествени продукти на конкурентна цена. Чрез внимателно подбор на правилните инструменти, коригиране на параметрите на рязане и прилагането на ефективни мерки за контрол на качеството, можем да преодолеем предизвикателствата, поставени от различни нива на твърдост на материал, и да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти.
Ако се нуждаете отПрецизността на ЦПУ, обърнати части,Части за машина за завой на CNC, илиПрецизни компоненти, обърнати на CNC, ние сме тук, за да помогнем. Екипът ни от експерти има богат опит в работата с материали с различни нива на твърдост и може да гарантира, че вашите части са произведени до най -високите стандарти. Свържете се с нас днес, за да обсъдим вашите изисквания и да започнете договаряне на обществени поръчки.
ЛИТЕРАТУРА
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Производствено инженерство и технологии. Пиърсън.
- Boothroyd, G., DeWhurst, P., & Knight, WA (2011). Дизайн на продукта за производство и сглобяване. CRC Press.
- Комитет за наръчник на ASM. (2000). Наръчник на ASM, том 16: обработка. ASM International.