ЦНЦ обрада металних делова: шта сваки инжењер треба да зна пре него што напише отисак

ЦНЦ обрада металних делова: шта сваки инжењер треба да зна пре писања штампе

Већина проблема са димензијама на ЦНЦ машинским деловима не почиње у радњи - већ на цртежу. Толеранција мања него што процес може да задржи, дебљина зида која позива на брбљање, облачић нити којем недостаје његова класа толеранције. У време када делови стигну и прођу инспекцију, основни узрок је већ три недеље у прошлости и налази се у ПДФ-у.

Овај чланак вам даје практично знање о томе какоЦНЦ обрада металних деловазаправо ради - шта процес може, а шта не може, како избор материјала утиче на све низводно и како написати отисак који ће вам дати добре делове при првом покретању. Нема теорије због саме себе. Све је овде повезано са одлукама које ћете донети на правом послу.

Шта је заправо ЦНЦ обрада?

ЦНЦ је скраћеница од рачунарске нумеричке контроле. Машина чита програм - који се обично генерише из вашег ЦАД модела - и помера алат за сечење дуж прецизних путања како би уклонио материјал са металног зазора. Оператер поставља машину, учитава програм и прати рад. Машина извршава геометрију.

То је једноставна верзија. Део који је важан за ваш рад је следећи:ЦНЦ обрада је процес одузимања. Почињете са више материјала него што вам је потребно и одсецате све што није део. Ово се суштински разликује од ливења, ковања или адитивне производње (3Д штампање) и има импликације на то које су геометрије изводљиве, које толеранције се могу постићи и како изгледа структура трошкова.

Замислите то као резбарење фигуре од дрвета. Скулпторов алат одређује колико фини детаљ може бити. Само дрво - његово зрно, тврдоћа, начин на који реагује на сечење - одређује да ли ти детаљи држе облик. ИнЦНЦ процеси производње металних делова, машина је вајар, а материјал је дрво. И једно и друго је важно.

Три најчешће ЦНЦ операције на које ћете наићи:

ЦНЦ глодање- алат за сечење се ротира и помера преко непокретног радног предмета. Користи се за равне површине, џепове, уторе, сложене 3Д контуре. Ако ваш део има карактеристике које изгледају као да су исклесане из блока, вероватно је брушен.

ЦНЦ стругање- радни предмет се ротира док алат за сечење остаје релативно фиксиран. Користи се за цилиндричне делове: осовине, чауре, млазнице, компоненте са навојем. Ако је ваш део округао и симетричан око осе, вероватно је био окренут.

Швајцарско ЦНЦ стругање- специјализовани облик стругања где је радни предмет ослоњен веома близу зоне сечења, омогућавајући да се дуги, витки делови обрађују до уских толеранција без скретања. Стандардни за медицинске игле, минијатурне конекторе, компоненте сата и било који прецизан део са великим односом дужине-према-пречнику.

Многи прави делови захтевају више од једне операције -, на пример, токовано вратило са глоданим утором за клин, или изглодано кућиште са токарским и навојним отворима.

Како избор материјала утиче на ЦНЦ обрађене металне делове?

Ово је питање које нови инжењери највише потцењују. Материјал који наведете не одређује само крајње{1}}особине употребе - дела, већ одређује колико је део лако или тешко обрађивати, што директно утиче на цену, оствариве толеранције и завршну обраду површине.

Ево практичне референце за метале са којима ћете се најчешће сусрестиЦНЦ обрада металних делова поређење материјала:

Неколико ствари вам ова табела неће директно рећи. Алуминијумске машине су брзе и лако одржавају чврсте толеранције - то је подразумевани избор када су тежина и цена важнији од крајње снаге. Рад од нерђајућег челика-стврдњава се док га сечете, што значи да туп алат или погрешна брзина увлачења могу заправо да промене својства материјала на површини у средини -реза. Титанијум је најтежи метал у ваздухопловству који се обрађује: генерише екстремну топлоту, има ниску топлотну проводљивост и уништава алате брже од било ког другог материјала на овој листи. Ако на отиску пише титанијум, очекујте цену и време испоруке да то одразе.

Које толеранције заправо може задржати ЦНЦ обрада?

Овде већина почетника пише отиске који изазивају проблеме. Разумевањечврста толеранција ЦНЦ машински обрађени деловипочиње са разумевањем шта значи "стандард".

Стандардна толеранција ЦНЦ обраде је типично ±0,05 мм (±0,002") за већину металних карактеристика - проврта, лица, укупних димензија. Ово је могуће постићи на свакој модерној ЦНЦ машини без посебног подешавања и прикладно је за већину функционалних карактеристика на типичном механичком делу.

Тамо где инжењери упадну у невоље је специфицирање ±0,005 мм по свакој димензији на цртежу, без обзира да ли те димензије то функционално захтевају. Веће толеранције значе дуже време циклуса, чешће промене алата, окружења са{2}}контролисаном температуром и 100% ЦММ инспекцију критичних димензија. Сваки чвршћи корак кошта знатно више. Ако вам не треба, немојте га прозивати.

Ево практичне референце за то шта различити појасеви толеранције заправо значе у производњи:

Недостатак знања који саплиће нове инжењере:толеранција и обрада површине нису иста ствар, а позивање једног не контролише друго.Проврт може бити димензионално унутар ±0,005 мм, али има храпавост површине од Ра 1,6 µм - што може бити сасвим добро за пресовање, али потпуно погрешно за клизни заптивач. Увек наведите и Ра (храпавост површине) и толеранцију димензија на карактеристикама где су оба битна. Ако ваша штампа има само једну, добра продавница ће питати. Мање пажљива радња ће га само обрадити на подразумевану вредност.

Када је ЦНЦ обрада прави процес -, а када није?

ЦНЦ обрада није увек најбољи одговор. За нове инжењере који процењују руту процеса, ево како да размишљају о томе:

ЦНЦ процес производње металних делова блиста у средњем{0}}простору, велике-комплексности и малог-простора толеранције. То је једина практична метода за производњу носача за ваздухопловство од титанијума са сложеним угловима и отвором од ±0,01 мм до првог артикла у року од две недеље. Није прави одговор за производњу милион идентичних челичних носача који би се могли утиснути у делић времена.

Грешка почетника која највише кошта: дебљина зида

Питајте било ког искусног мајстора шта најчешће виде на првим-отисцима у инжењерингу, а одговор је обично исти: дебљина зида која је сувише танка за материјал и процес.

Ево зашто је то важно. Када алат за сечење уклони материјал са танког зида, силе резања могу скренути зид уместо да га чисто секу. Део се савија испод алата, враћа се уназад, а резултујућа димензија је већа од предвиђеног програма. Добијате зидове који су 0,1–0,3 мм ван спецификације и нема подешавања процеса која то поправља - геометрија је проблем.

Опште смернице за металне ЦНЦ делове:

За алуминијум, одржавајте минималну дебљину зида од 0,8 мм на машинским елементима. За челик и нерђајући, 1,0 мм. За титанијум, 1,5 мм или више, осим ако део није посебно дизајниран са уметцима или потпорним елементима који учвршћују секцију током обраде. Ово нису строга ограничења - искусни машинци могу да постану тањи са правим учвршћењима и путањама алата -, али ако ваш део има зидове испод ових бројева, то изричито означите када пошаљете штампање. Добра продавница ће вам рећи како планирају да се носе са тим. Продавница која га цитира без коментара или није пажљиво прочитала цртеж или планира да покуша да види шта ће се десити.

5 оса наспрам 3 осе: Шта бројеви значе за вас

Видећете да продавнице рекламирају „5-осну ЦНЦ обраду“ као врхунску могућност. Ево шта то заправо значи са ваше стране и када је важно.

Машина са 3-осе се помера у Кс, И и З. Може да досегне врх и четири стране дела, али захтева поновно позиционирање (поновно-причвршћивање) на машинске додатне површине. Свако поновно постављање уводи потенцијалну грешку у поравнању и додаје време подешавања.

Машина са 5-осних осовина додаје ротацију око две додатне осе, што значи да алат за сечење може да приђе радном предмету из скоро било ког правца без поновног причвршћивања. Са ваше стране, ово има две практичне импликације:

Сложена геометрија у једној поставци.Карактеристике на више страна, сложени углови, подрези и конусни зидови могу се машински обрађивати у једној поставци. На машини са 3-осе, ово може захтевати три или четири подешавања – свако од њих додаје цену и кумулативну грешку поравнања.

Боља толеранција на деловима са више{0}} лица.Када се све критичне карактеристике обрађују у једној поставци у односу на један датум, геометријски односи између тих обележја су тачнији него ако се обрађују на вишеструким{0}}учвршћивањем. Зачврста толеранција ЦНЦ машински обрађени деловигде, на пример, отвор на једној страни мора бити прецизно концентричан са обележјем на суседној површини, 5-оса је често прави одговор.

Није сваком делу потребно 5 оса. Једноставан носач са функцијама само на једној или две стране машине савршено добро на 3-осним. Надоградња има смисла само када геометрија дела то заиста захтева.

Ако наводите прецизне металне делове - ево како МИД прецизност може помоћи

Ако наводите део који захтева толеранције испод ±0,02 мм, материјале попут титанијума или медицинског{1}}нерђајућег челика, или сложену више-геометрију која захтева рад на 5 оса, то су управо послови које наш тим обавља свакодневно.

НашеМогућности ЦНЦ обрадепокривач 3-осе, 4-осне и 5-осне глодање, ЦНЦ стругање, швајцарско ЦНЦ стругање за прецизне делове малог пречника и обраду лима. Држимо толеранцију од ±0,002 мм на квалификационим карактеристикама и храпавост површине до Ра 0,02 µм. Наш асортиман материјала обухвата легуре алуминијума, нерђајући челик, титанијум, бакар, месинг и инжењерску пластику - све са потпуном следљивошћу материјала од сертификата сировине до коначног извештаја о инспекцији.

За инжењере који су нови у набавципрецизни ЦНЦ обрађени метални делови из Кине, нудимо бесплатну ДФМ рецензију уз сваки цитат. То значи да ћемо пре него што било шта исечемо, прегледати ваш цртеж због проблема са дебљином зида, облачићима толеранције који не одговарају могућностима процеса, спецификацијама навоја којима је потребно појашњење и свим карактеристикама које би имале користи од прилагођавања дизајна. Означавамо га написмено - ви одлучите да ли да га промените.

Ако ваш део иде у регулисани крајњи производ - медицински уређај, ваздухопловну монтажу, полупроводничку опрему -, наш систем квалитета усаглашен са ИСО 13485- производи документацију која је потребна вашем тиму за усаглашеност: извештаји о инспекцији првог артикла, сертификати материјала, извештаји о димензијама ЦММ и записи о исправним радњама ако било шта не одговара.

Пошаљите нам свој цртежа ми ћемо се вратити са цитатом и белешкама ДФМ-а у року од 24 сата. Ако сте још увек у фази дизајна и желите унос процеса пре него што се штампа заврши,добити бесплатну рецензију дизајна- обично можемо да идентификујемо тачке ризика за цену и квалитет на цртежу у року од сат времена.

ФАК

П: Мој цртеж каже "±0,01 мм на свим димензијама." Да ли је то реално?

Технички остварив -, али није практичан или исплатив-као општи опис. ±0,01 мм у свакој димензији на делу повећава време инспекције и време циклуса обраде знатно дуже него што је потребно. Прави приступ је да наведете ±0,01 мм само на димензијама које га функционално захтевају - типично рупе за лежајеве, заптивне површине, спојне интерфејсе - и користите општи блок толеранције (ИСО 2768-м или слично) за све остало. Ово смањује трошкове и чини критичне карактеристике јасним за машиниста.

П: Како да знам да ли је мом делу потребна 3-осна или 5-осна обрада?

Ако се свим функцијама које ваш део захтева може приступити са врха и четири стране блока без ротације, 3-оса је обично довољна. Ако имате сложене углове, карактеристике на више од две стране које се морају држати у прецизном геометријском односу, или подрезе до којих се не може доћи равном путањом алата, 5-осу вреди разговарати. Када сте у недоумици, поделите своју ЦАД датотеку са продавницом и замолите их да вам посаветују - да је то петоминутно питање које штеди много трошкова за поновно постављање.

П: Која је разлика између храпавости површине Ра 0,8 и Ра 3.2 - и да ли је то важно за мене?

Ра је просечна храпавост површине - мањи број значи глаткију. Ра 3,2 µм је стандард као-обрађена завршна обрада. Ра 0,8µм захтева лагану завршну обраду или полирање. Ра 0,4µм и испод обично захтева наменске завршне операције. За већину структурних карактеристика, Ра 3,2 µм је у реду. За заптивне површине, клизне спојеве и било коју површину у контакту са биолошким ткивом или течношћу, обично је потребан Ра 0,8 µм или бољи. Наведите то експлицитно на тим функцијама - не претпостављајте да ће продавница подразумевано добити финију завршну обраду осим ако штампање то не захтева.

П: Може ли ЦНЦ обрада произвести исту геометрију дела као ливење?

Често да, али не увек. ЦНЦ обрада може да произведе већину геометрија које ливење може, плус функције које ливење не може - као што су дубоки слепи отвори, оштри унутрашњи углови и прецизне рупе са навојем. Компромис је запремина: ливење има високу цену алата, али ниску цену по-делу при великим количинама. ЦНЦ има ниску цену подешавања, али вишу цену по{5}}делу. За запремине испод неколико хиљада комада, ЦНЦ је обично економичнији. Изнад тога, тачка{8}}исплате зависи од сложености дела и материјала.