CNC apdirbimo medžiagos: kaip jūsų medžiagų pasirinkimas lemia leistinus nuokrypius, įrankio tarnavimo laiką ir dalių kainą
Nurodėte 6061-T6, nubrėžėte 0,6 mm sieną ant kišenės grindų ir nurodėte 0,05 mm lygumą. DFM grįžta:streso mažinimas, reikalingas prieš finišą; siena gali pasislinkti, kai atleidžiama užspaudimas.Medžiaga nesukėlė tų problemų viena,{0}}bet ji nustatė ribines sąlygas, dėl kurių jos buvo neišvengiamos.
Štai kącnc apdirbimo medžiagosIš tikrųjų pasirinkimas yra toks: jūs pasirenkate ne specifikacijų lapą, o apribojimų rinkinį, kuris seka dalį per kiekvieną sąranką, kiekvieną įrankio keitimą ir kiekvieną patikrinimo ataskaitos eilutę. Padarykite tai anksti ir dalis beveik pati susitvarkys. Supraskite neteisingai ir pakeisite kainas įpusėjus{2}}.
Taip mes galvojame apie medžiagų pasirinkimąMID tikslumas-visuose aliuminio lydiniuose, titano klasėse, nerūdijančio plieno gaminiuose ir inžineriniuose plastikuose, kurie kasdien keliauja mūsų parduotuvėje.
Penkios CNC apdirbimo medžiagų šeimų inžinieriai pasiekia pirmieji
Apdirbamumo reitingai egzistuoja visame spektre, taigi ir kainuoja. Toliau pateiktoje lentelėje pateikiamos šeimos, kurias dažniausiai apdorojame, pagal jūsų piešinyje svarbius kintamuosius.
| Medžiaga | Apdirbamumo indeksas | Tolerancijos grindys (frezavimas) | Ra Pasiekiamas | Santykinis įrankių nusidėvėjimas | Tipiški sektoriai |
|---|---|---|---|---|---|
| Al 6061-T6 | ~100% | ± 0,005 mm (± 0,002 mm su strypo kiauryme) | 0,4 µm (0,1 µm skraidinti-) | Žemas | Puslaidininkinė, pramoninė automatika |
| Al 7075-T651 | ~70% | ±0,005 mm | 0.4µm | Žemas – Vidutinis | Orlaivių erdvės rėmai,{0}}laikančios svirties |
| Ti-6Al-4V Gr.5 | ~22% | ±0,008 mm (±0,005 mm su priežiūra) | 0,8 µm (galima 0,4 µm) | Aukštas | Aerostruktūriniai, medicininiai implantai |
| 316L nerūdijantis | ~45% | ±0,008 mm | 0.4µm | Vidutinis-aukštas | Skysčių kolektoriai, chirurginiai instrumentai |
| 17-4PH H900 | ~38% | ±0,008 mm | 0.4µm | Aukštas | Orlaivių ir kosmoso jungiamosios detalės, didelio{0}}stiprumo velenai |
| PEEK | ~75% | ±0,02 mm (priklauso nuo drėgmės) | 0.8µm | Žemas | Medicininė, puslaidininkinė, chemija |
Apdirbamumo indeksas, susijęs su 160 HB laisvo-apdirbimo plieno=100%.
Lentelėje nerodomas vienas skirtumas: „pasiekiamas“ ir „pakartojamas visoje partijoje“ nėra tas pats skaičius. Pataikyti ±0,002 mm į vieną aliuminio dalį yra paprasta tinkamoje aplinkoje. Laikymas skersai 80 vienetų su standartiniu užspaudimu ir aplinkos temperatūros svyravimais yra proceso projektavimo problema, o ne pajėgumų spraga.
Aliuminio ir titano CNC apdirbimas: kur iš tikrųjų vyksta mainai{0}}
Labiausiai paplitęscnc apdirbimo medžiagos pasirinkimasSprendimas, kurį matome iš kosmoso ir medicinos klientų, yra toks. Inžinieriai instinktyviai lygina tempimo stiprio skaičius, bet ne čia kainų skirtumas.
Aliuminio vs titano cnc apdirbimaspriklauso nuo trijų susijusių veiksnių: pjovimo greičio, šilumos valdymo ir įrankių įtraukimo strategijos.
Naudodami 6061-T6 arba 7075-T651 suklio sukimosi greitis viršija 10 000 aps./min., imatės agresyvių radialinių sujungimų ir greitai nuplaunate drožles oru arba užliejate aušinimo skysčiu. Medžiaga nesulaiko šilumos pjovimo zonoje.
Naudodami Ti-6Al-4V, elgiatės priešingai. Paviršiaus greitis paprastai svyruoja tarp 40–80 m/min. – maždaug penktadalis to, ką važiuotumėte 6061. Priežastis nėra vien kietumas; tai šilumos laidumas. Titanas praleidžia šilumą maždaug 7 W/m·K, o aliuminio 167 W/m·K. Šiluma lieka pjovimo briaunoje, o ne drožlėje. Tai greitai suardo karbidą, jei netinkamai sukalibruojami jūsų parametrai arba aušinimo skysčio slėgis.
Štai kaip nustatome trochoidinį ir giluminį{1}}frezavimo sprendimą dėl kišenių įdėjimo operacijų-sprendimo iškvietimą, kuris retai rodomas specifikacijų lapuose, tačiau turi tiesioginės įtakos ciklo laikui ir įrankio tarnavimo laikui sudėtingose srityse.cnc apdirbimo medžiagos:
Trochoidinis (didelio{0}}efektyvumo) frezavimastinka titano kišenėms, platesnėms nei ~15mm. Radialinis sujungimas veikia esant 10–15 % įrankio skersmens, esant dideliam ašiniam gyliui ir 60+ strypo užliejimo aušinimo skysčiui. Nuoseklus lankas apsaugo nuo trinties ir{6}}išaugusios briaunos, kuri sunaikina karbido įdėklus.
Įgilinamasis frezavimasperima, kai kišenės gylio{0}}ir-pločio santykis viršija apytiksliai 3:1 arba kai dalies standumas yra nepakankamas. Ašinės pjovimo jėgos yra mažesnės nei radialinės,{5}}tai svarbu, kai esate 40 mm gylyje, o detalė jau krypsta įtaise.
Dėl jūsųcnc apdirbimo medžiagos pasirinkimas: jei titano ypatybė apima gilesnes nei 25 mm kišenes su plonesnėmis nei 3 mm sienelėmis, pažymėkite ją prieš užfiksuodami dizainą. Šiems deriniams reikalingos pakartotinės-nuoseklios operacijos ir tarpiniai streso mažinimo žingsniai, kurie nematomi standartiniame ciklo trukmės įvertinime.
Medžiagos tolerancijos gebėjimas: ką iš tikrųjų reiškia skaičiai
| Sąrankos tipas | Al 6061/7075 | Ti-6Al-4V | 316L / 17-4PH |
|---|---|---|---|
| Standartinis frezavimas, viena sąranka | ±0,010 mm | ±0,015 mm | ±0,012 mm |
| 5 ašių su preciziniu tvirtinimu | ±0,005 mm | ±0,008 mm | ±0,008 mm |
| Kritinės kiaurymės (gręžimas / gręžimas) | ±0,003 mm | ±0,005 mm | ±0,005 mm |
| Tikslios operacijos (šveicariškas -posūkis, drožlių anga) | ±0,002 mm | ±0,003 mm | ±0,003 mm |
| Žemės paviršiai | ±0,001 mm | ±0,002 mm | ±0,001 mm |
Staigmena daugeliui projektavimo inžinierių:Aliuminį sunkiau išlaikyti griežtus leistinus nuokrypius, nei rodo jo apdirbamumo įvertinimas, nes jis taip greitai apdirbamas ir taip laisvai plečiasi. Aliuminio CTE veikia apie 23,6 µm/m·K. 100 mm dalyje su 10 laipsnių aplinkos svyravimu ilgo veikimo metu tai yra maždaug 24 µm matmenų poslinkis-jau 5 × ±0,005 mm tolerancijos biudžetas vien dėl temperatūros.
Mūsų standartinė darbo eiga aliuminio detalėms, sandaresnėms nei ±0,005 mm: grubus → temperatūros stabilizavimas (20–30 min. kontroliuojamoje zonoje) → pusiau-apdaila → vėl stabilizuoti → apdaila. Laikymas tarp grubios ir pus{5}}apdailos yra ta vieta, kur pradeda mažėti liekamasis įtempis, atsiradęs dėl ankstesnio plokštės valcavimo. Praleiskite jį esant spaudimui pagal tvarkaraštį ir gausite dalį, kuri tinkamai matuojasi ant CMM, o praėjus valandai po to, kai ji atvės, ji išeina iš tolerancijos ribų.
Šis stabilizavimo žingsnis tarp grubios ir pusiau -apdailos-o ne pjovimo parametrų-yra dažniausia pagrindinė aliuminio perdirbimo, kai atliekama griežta-tolerancija, priežastis.
Ilgiems, ploniems velenams, kurių L/D > 20 iš nerūdijančio plieno arba titano, mūsų šveicariški -posūkio elementai turi kreipiamąją įvorę iškart už pjovimo zonos, o pagrindinis velenas ir sekimo{2}}atrama koordinuojama 0,005 mm atstumu vienas nuo kito. Neatsižvelgiant į šį ryšį, esant pjovimo slėgiui, dalis sulinksta neatremiamame tarpatramyje, todėl jūs prarandate apvalumą ir cilindriškumą dar neįpusėjus ilgio.
Nerūdijančio plieno CNC apdirbimas: paviršiaus apdaila ir įrankių valdymas
Nerūdijančio plieno cnc apdirbimo paviršiaus apdailareikalavimai dažnai lemia proceso seką labiau nei matmenų tolerancijosirspecifinė paviršiaus tekstūra, palaikanti PVD arba kieto anodavimo sukibimą.
Nerūdijančio plieno gaminį apsunkina elgesys, susijęs su kietėjimu darbe. 316L greitai sukietėja, jei įrankis stovi, pastūmos greitis nukrenta žemiau slenksčio arba susidėvi įdėklas. Kai paviršius sukietėja, kietesnio kietumo medžiaga sujungiama, nei pradėjote. Tai kaskados į įrankio lūžimą ir anerūdijančio plieno cnc apdirbimo paviršiaus apdailato beveik neįmanoma atkurti nepridėjus neplanuoto leidimo.
Mūsų nerūdijančio plieno tikslių komponentų proceso valdymas:
Palaikykite teigiamą apdailinių įdėklų nuolydį{0}}dėl susidėvėjusių įrankių neigiamas grėblis trinasi prieš pjaunant. Niekada nesustabdykite besisukančio įrankio, kuris liestųsi su nerūdijančiu paviršiumi. Naudoti PVD-dengtą submikroninį karbidą apdailos darbams atlikti; nepadengtas šiurkštumui ant 17-4PH H900, kad būtų išsaugota krašto geometrija. Jei Ra mažesnis arba lygus 0,2 µm, pridėkite mikro apdailos praėjimą, kurio ašinis gylis yra mažesnis nei arba lygus 0,05 mm, nuplaunant aušinimo skystį.
Verta stebėti vieną priklausomybę pasroviui: daugelis medicininių nerūdijančio plieno komponentų po apdirbimo atliekami elektropoliruojant. Jei pre-EP paviršius yra didesnis nei Ra 0,8 µm, elektropoliravimas paprastai nesukelia Ra 0,1 µm specifikacijos-, chemija pašalina medžiagą tolygiai, ji neužpildo smailių. Thenerūdijančio plieno cnc apdirbimo paviršiaus apdailaturi būti arti, kol dalis išvažiuoja iš mašinos.
Ko DFM apžvalgos nepastebi, ko nepastebi medžiagų duomenų lapai
Medžiagų duomenų lapuose nurodoma, kokia medžiagayra. DFM apžvalgoje nurodoma, kas nutinka, kai bandote jį iškirpti į konkrečią geometriją naudodami konkrečias figūrines išnašas.
AtMID tikslumas, medžiaga yra pirmasis bet kurios STEP failo peržiūros filtras,{0}}tačiau ji visada skaitoma atsižvelgiant į geometriją ir tolerancijos krūvą. Aliuminio-tolerancijos anga yra įprasta. Ta pati anga su 0,8 mm sienele vienoje pusėje yra kitokia tvirtinimo ir sekos problema.
Dažniausiai pasitaikančios DFM vėliavėlėscnc apdirbimo medžiagos:
Kampiniai spinduliai yra per maži kišenės gyliui.10 mm gylio kišenei, kurios vidinis spindulys yra 0,3 mm, reikalingas mažesnis nei 0,6 mm skersmens įrankis. Šie įrankiai veikia lėtai, lengvai lūžta ir padidina ciklo laiką neproporcingai kišenės plotui. Padidinus iki R1 mm-arba priderinus spindulį iki 55–65 % kišenės gylio-, žymiai sumažėja įrankių sąnaudos. Jei spindulys yra skirtas tik atlaisvinimui, atidarykite jį.
Sienelės storis neatitinka medžiagos standumo.Titano modulis (≈114 GPa) suteikia plonesnėms sienoms didesnį atsparumą pjovimo jėgos deformacijai nei 6061 (≈69 GPa). Tačiau titano šiluma vis dar riboja, kaip agresyviai galite stumti įrankį prie plonos sienelės. Du veiksniai tiesiog nepaneigia.
Sriegio gylis nesureguliuotas pagal tūrio stiprumą.1,5 × vardinis skersmuo yra standartinis numatytasis. PEEK arba minkšto aliuminio 2× yra pigus draudimas nuo ištraukimo{3}}, kuris beveik nieko nekainuoja ciklo metu.
5 ašių apdirbimaspašalina sąrankas, kurios priešingu atveju priverstų jus pažeisti geometriją. Funkcijos, kurios nepasiekiamos iš 3-ašių orientacijų, dažnai be reikalo perkuriami-supaprastinami spinduliai, pašalinami įpjovimai, pridedamos padalintos linijos. Prieš supaprastindami dalį, atsiųskite mums STEP.
DUK
Kokį kampo spindulį turėčiau naudoti, kad įrankių sąnaudos būtų pagrįstos?
Nukreipkite vidinius spindulius, didesnius nei 55 % kišenės gylio arba jam lygius, arba pritvirtinkite prie standartinio galinio frezavimo dydžio (R0,5, R1, R2, R3, R4, R5, R6 mm). Žemiau R0,5 mm bet kuriamecnc apdirbimo medžiagakietesnis nei aliuminis, esate mikro{0}}įrankių srityje-atskira sąranka, lėtesnis greitis, skirta patikra. Toks išlaidų pokytis yra neproporcingas kertamam plotui. Jei siauras spindulys skirtas laisvumui, o ne funkcionavimui, pakeiskite jį.
Ar galite išlaikyti ±0,005 mm ant 100 mm aliuminio dalies be šlifavimo?
Taip, naudojant temperatūros-stabilizuotą grubų apdorojimą, tinkamą armatūros dizainą ir aukščiau aprašytą stabilizavimo seką. Daugeliui ±0,005 mm aliuminio darbų šlifuoti nereikia. Žemiau ± 0,003 mm ant kritinių paviršių pridedame gręžimo- arba tikslaus{6} gręžimo praėjimą. Žemiau ± 0,001 mm, šlifavimas patenka į procesą.
Ar 7075-T651 visada yra geresnis pasirinkimas nei 6061-T6, kai reikia naudoti svarbias dalis?
Ne automatiškai{0}} turi didesnį atsparumą tempimui, bet mažesnį atsparumą korozijai, anoduoja ne taip tolygiai ir paprastai nėra suvirinama. Dalims, kuriose derinami griežti leistini nuokrypiai, kietas anodavimas ir suvirinimas pasroviui, dažnai tinka 6061-T6.cnc apdirbimo medžiagos pasirinkimasnet jei FEA yra nežymus,{0}}sienelės storio iškilimas kainuoja mažiau nei dangos sukibimo pažeidimas lauke.
Koks yra mažiausias sienelės storis, kurį galite patikimai apdoroti Ti-6Al-4V?
Gamybiniuose aviacijos ir kosmoso darbuose galima pasiekti 0,8 mm sieneles iš Ti-6Al-4Vtikslus CNC apdirbimaskai tvirtinimo detalės konstrukcijoje atsižvelgiama į vibraciją ir įrankio trajektorija išlaiko mažą radialinį sukibimą. Žemiau 0,5 mm titano šilumos laidumas tampa aktyvia problema-prie sienos kaupiasi šiluma, siena išsikreipia, o matmenų stabilumas nutrūksta per pjūvį. Jei jūsų dizainas skirtas mažesnėms nei 0,5 mm titano sienoms, pasikalbėkite su mumis prieš baigiant brėžinį.
Jūsų medžiagos išnaša taip pat yra proceso planas. Reikalingi nuokrypiai, jūsų nurodyta paviršiaus apdaila ir nubrėžta geometrija sąveikauja su medžiaga taip, kaip nėra jokiame duomenų lape.
Atsiųskite mums savo STEP failą, kad galėtume peržiūrėti DFM{0}}mūsų procesų inžinieriai kartu perskaitys jūsų medžiagą, geometriją ir tolerancijos krūvą ir grįš su citatairpagaminimo užrašas, kad ir kur tai svarbu.
