CNC apstrādes materiāli: kā jūsu materiāla izvēle nosaka pielaides, instrumenta kalpošanas laiku un detaļu izmaksas
Jūs norādījāt 6061-T6, uz kabatas grīdas uzzīmējāt 0,6 mm sienu un izsaucāt līdzenumu 0,05 mm. DFM atgriežas:stresa mazināšana, kas nepieciešama pirms finiša iziešanas; siena var kustēties, nospiežot.Materiāls neizraisīja šīs problēmas vien,{0}}bet tas noteica robežnosacījumus, kas padarīja tās neizbēgamas.
Tas ir kascnc apstrādes materiāliatlase patiesībā ir: jūs neizvēlaties specifikāciju lapu, jūs izvēlaties ierobežojumu kopu, kas seko daļai katrā iestatījumā, katrā instrumenta maiņā un katrā pārbaudes ziņojuma rindiņā. Padariet to pareizi agri, un daļa gandrīz pati par sevi tiks apstrādāta. Izdariet to nepareizi, un jūs mainīsit cenu -vidēji.
Tā mēs domājam par materiālu izvēli plkstMID Precizitāte-no alumīnija sakausējumiem, titāna kategorijām, nerūsējošā tērauda saitēm un inženiertehniskajām plastmasām, kas katru dienu tiek pārvietotas mūsu veikalā.
Piecas CNC apstrādes materiālu saimes inženieri sasniedz pirmos
Apstrādājamības reitingi pastāv visā spektrā, un tāpat arī izmaksas. Tālāk esošajā tabulā ir attēlotas ģimenes, kuras mēs visbiežāk veidojam, salīdzinot ar mainīgajiem, kas ir svarīgi jūsu zīmējumā.
| Materiāls | Apstrādājamības indekss | Pielaides grīda (frēzēšana) | Ra Sasniedzams | Relatīvs instrumentu nodilums | Tipiskas nozares |
|---|---|---|---|---|---|
| Al 6061-T6 | ~100% | ±0,005 mm (±0,002 mm ar džigas urbumu) | 0,4 µm (0,1 µm muša-griezums) | Zems | Pusvadītāji, rūpnieciskā automatizācija |
| Al 7075-T651 | ~70% | ±0,005 mm | 0.4µm | Zems-vidējs | Aviācijas un kosmosa rāmji,{0}}nesošās sviras |
| Ti-6Al-4V Gr.5 | ~22% | ±0,008 mm (±0,005 mm ar kopšanu) | 0,8 µm (iespējami 0,4 µm) | Augsts | Aerostrukturālie, medicīniskie implanti |
| 316L nerūsējošais | ~45% | ±0,008 mm | 0.4µm | Vidējs – augsts | Šķidruma kolektori, ķirurģiskie instrumenti |
| 17-4PH H900 | ~38% | ±0,008 mm | 0.4µm | Augsts | Aviācijas un kosmosa piederumi,{0}}augstas izturības vārpstas |
| PEEK | ~75% | ±0,02 mm (atkarīgs no mitruma{1}}) | 0.8µm | Zems | Medicīniskā, pusvadītāju, ķīmiskā |
Apstrādājamības indekss attiecas uz 160 HB brīvu-tēraudu=100%.
Viena atšķirība tabulā nav parādīta: "sasniedzams" un "atkārtojams visā partijā" nav viens un tas pats skaitlis. Pareizā vidē trāpīt ±0,002 mm pa vienai alumīnija daļai ir vienkārši. Noturēt to pāri 80 daļām ar standarta iespīlēšanu un apkārtējās temperatūras svārstībām ir procesa projektēšanas problēma, nevis iespēju trūkums.
Alumīnija vs titāna CNC apstrāde: kur patiesībā pastāv{0}}izmaiņas
Visizplatītākācnc apstrādes materiālu izvēlelēmums, ko mēs redzam no kosmosa un medicīnas klientiem, ir šis. Inženieri instinktīvi salīdzina stiepes izturības skaitļus, taču šeit nav izmaksu atšķirības.
Alumīnija vs titāna cnc apstrādeTas ir saistīts ar trim saistītiem faktoriem: griešanas ātrumu, siltuma pārvaldību un instrumentu iesaistes stratēģiju.
Izmantojot 6061-T6 vai 7075-T651, jūs darbināt vārpstas ātrumu virs 10 000 apgr./min, veiciet agresīvas radiālās darbības un ātri izskalojiet skaidas ar gaisu vai applūst dzesēšanas šķidrumu. Materiāls nesaglabā siltumu griezuma zonā.
Izmantojot Ti-6Al-4V, jūs darāt pretējo. Virsmas ātrums parasti ir no 40 līdz 80 m/min, kas ir aptuveni viena piektdaļa no tā, ko jūs braucat ar 6061. Iemesls nav tikai cietība; tā ir siltumvadītspēja. Titāns vada siltumu aptuveni 7 W/m·K pretstatā alumīnija 167 W/m·K. Siltums paliek pie griešanas malas, nevis skaidā. Tas ātri noārda karbīdu, ja jūsu parametri vai dzesēšanas šķidruma spiediens ir nepareizi kalibrēti.
Tālāk ir norādīts, kā mēs iestatām trochoidālo un iegremdēšanas-frēzēšanas lēmumu par kabatas ievietošanucnc apstrādes materiāli:
Trohoidālā (augstas{0}}efektivitātes) frēzēšanair vēlams titāna kabatām, kas platākas par ~15mm. Radiālā saķere darbojas pie 10–15% no instrumenta diametra ar lielu aksiālo dziļumu un 60+ stieņa pārplūdes dzesēšanas šķidrumu. Konsekvents saķeres loks novērš berzi un{6}}uzcelto malu, kas nogalina karbīda ieliktņus.
Iegremdējamā frēzēšanapārņem, ja kabatas dziļuma-un-platuma attiecība pārsniedz aptuveni 3:1 vai ja daļas stingrība nav pietiekama. Aksiālie griešanas spēki ir mazāki nekā radiālie{5}}tas ir svarīgi, ja esat 40 mm dziļumā un detaļa armatūra jau novirzās.
Jūsucnc apstrādes materiālu izvēle: ja titāna iezīme apvieno kabatas, kas dziļākas par 25 mm, ar sienām, kas ir plānākas par 3 mm, atzīmējiet to pirms dizaina iesaldēšanas. Šīm kombinācijām ir nepieciešamas atkārtoti-secīgas darbības un starpposma spriedzes mazināšanas soļi, kas nav redzami standarta cikla laika aprēķinos.
Tolerances spēja pēc materiāla: ko skaitļi patiesībā nozīmē
| Iestatīšanas veids | Al 6061/7075 | Ti-6Al-4V | 316L / 17-4PH |
|---|---|---|---|
| Standarta frēzēšana, viena iestatīšana | ±0,010 mm | ±0,015 mm | ±0,012 mm |
| 5 asu ar precīzu fiksāciju | ±0,005 mm | ±0,008 mm | ±0,008 mm |
| Kritiskie urbumi (urbšana / urbšana) | ±0,003 mm | ±0,005 mm | ±0,005 mm |
| Precizitātes darbības (Šveices{0}}pagrieziens, džiga urbums) | ±0,002 mm | ±0,003 mm | ±0,003 mm |
| Zemes virsmas | ±0,001 mm | ±0,002 mm | ±0,001 mm |
Pārsteigums daudziem projektēšanas inženieriem:alumīnijam ir grūtāk noturēt stingras pielaides, nekā norāda tā apstrādājamības novērtējums, jo tas tiek apstrādāts tik ātri un tik brīvi izplešas. Alumīnija CTE darbojas aptuveni 23,6 µm/m·K. 100 mm daļā ar 10 grādu apkārtējās vides svārstību ilgstošas darbības laikā tas ir aptuveni 24 µm izmēru novirzes-jau 5 × ±0,005 mm pielaides budžets tikai no temperatūras.
Mūsu standarta darbplūsma alumīnija detaļām, kas ir blīvākas par ±0,005 mm: raupja → temperatūras stabilizēšana (20–30 min kontrolētā zonā) → pus-apdare → atkal stabilizēt → apdare. Noturība starp neapstrādātu un pus{5}}apdari ir vieta, kur sāk mazināties atlikušais spriegums no iepriekšējās plāksnes velmēšanas. Izlaidiet to zem grafika spiediena, un jūs iegūsit daļu, kas pareizi mēra CMM un pēc tam stundu pēc atdzišanas izkrīt no pielaides.
Šis stabilizācijas posms starp neapstrādātu un pus{0}}apdari-nevis griešanas parametriem-ir visizplatītākais alumīnija pārstrādes iemesls, veicot saspringto-pielaides darbu.
Garām, slaidām vārpstām, kuru L/D > 20 no nerūsējošā tērauda vai titāna, mūsu Šveices -pagrieziena elementi vada vadošo buksi tieši aiz griešanas zonas ar galveno vārpstu un sekošanas{2}}atpūtu, kas koordinēta 0,005 mm attālumā viens no otra. Ja šīs attiecības netiek ieviestas, daļa neatbalstītā laidumā griešanas spiediena ietekmē saliecas, un jūs zaudējat apaļumu un cilindriskumu, pirms esat sasniedzis pusi garuma.
Nerūsējošā tērauda CNC apstrāde: virsmas apdare un instrumentu pārvaldība
Nerūsējošā tērauda cnc apstrādes virsmas apdareprasības bieži nosaka procesa secību vairāk nekā izmēru pielaides. 316L ķirurģiskajiem instrumentiem ir Ra Less vai vienāds ar 0,4 µm norādes ar nulles-burzuma kritērijiem. 17-4PH aerokosmiskajiem piederumiem ir nepieciešamas stingras pielaidesunspecifiska virsmas tekstūra, lai atbalstītu PVD vai cieto anodētu adhēziju.
Darbība, kas apgrūtina nerūsējošo materiālu, ir rūdīšana darbā{0}}L ātri sacietē, ja instruments paliek, padeves ātrums nokrītas zem sliekšņa vai ieliktnis ir nodilis. Tiklīdz virsma ir sacietējusi, nākamie gājieni pieskaras materiālam ar lielāku cietību, nekā jūs sākāt. Tas notiek instrumenta lūzumā un anerūsējošā tērauda cnc apstrādes virsmas apdareto ir gandrīz neiespējami atgūt, nepievienojot neplānotu piespēli.
Mūsu procesa kontrole nerūsējošā precizitātes komponentiem:
Uzturiet pozitīvu grābekli uz apdares ieliktņiem{0}}negatīvs nolietotu instrumentu grābeklis izraisa berzi pirms griešanas. Nekad neapturiet rotējošu instrumentu saskarē ar nerūsējošo virsmu. Izmantojiet PVD-pārklātu submikronu karbīdu, lai pabeigtu gājienus; neapstrādāts uz 17-4PH H900, lai saglabātu malu ģeometriju. Ja Ra ir mazāks par vai vienāds ar 0,2 µm, pievienojiet mikroapdares caurlaidi ar aksiālo dziļumu, kas ir mazāks par vai vienāds ar 0,05 mm ar dzesēšanas šķidruma skalošanu.
Viena pakārtota atkarība, kuru vērts izsekot: daudzi medicīniskie nerūsējošā tērauda komponenti pēc apstrādes tiek apstrādāti ar elektropulēšanu. Ja pirms-EP virsma ir virs Ra 0,8 µm, elektropulēšana parasti nenodrošina to līdz Ra 0,1 µm-, ķīmiskā viela vienmērīgi noņem materiālu, tā neaizpilda virsotnes. Thenerūsējošā tērauda cnc apstrādes virsmas apdarejābūt tuvu, pirms daļa atstāj mašīnu.
Ko DFM apskati neuztver materiālu datu lapās
Materiālu datu lapas norāda, kas ir materiālsir. DFM pārskatā ir norādīts, kas notiek, mēģinot to izgriezt savā konkrētajā ģeometrijā ar savām konkrētajām norādēm.
PlkstMID Precizitāte, materiāls ir pirmais filtrs jebkurā STEP faila pārskatā-, taču tas vienmēr tiek nolasīts pret ģeometriju un pielaides kopu. Stingrs-pielaides caurums alumīnijam ir ikdiena. Tas pats urbums ar 0,8 mm sienu vienā pusē ir atšķirīga stiprinājuma un secības problēma.
Visbiežāk sastopamie DFM karodziņicnc apstrādes materiāli:
Stūra rādiusi ir maza izmēra kabatas dziļumam.10 mm dziļai kabatai ar 0,3 mm iekšējo rādiusu ir nepieciešams instruments, kura diametrs ir mazāks par 0,6 mm. Šie instrumenti darbojas lēni, viegli saplīst un palielina cikla laiku, kas nav proporcionāls kabatas laukumam. Rādiusa palielināšana līdz R1 mm-vai rādiusa pielāgošana 55–65% no kabatas dziļuma-ievērojami samazina instrumentu izmaksas. Ja rādiuss ir paredzēts tikai klīrensam, atveriet to.
Sienas biezums neatbilst materiāla stingrībai.Titāna modulis (≈114 GPa) nodrošina plānākām sienām lielāku izturību pret griešanas spēku novirzi nekā 6061 (≈69 GPa). Taču titāna karstuma izturēšanās joprojām ierobežo to, cik agresīvi jūs varat piespiest instrumentu pie plānas sienas. Abi faktori vienkārši neatceļ.
Vītnes dziļums nav pielāgots tilpuma stiprumam.1,5 × nominālais diametrs ir standarta noklusējuma vērtība. PEEK vai mīksta alumīnija 2 × ir lēta apdrošināšana pret izvilkšanu,{3}}kas cikla laikā nemaksā gandrīz neko.
5 asu apstrādenovērš iestatījumus, kas pretējā gadījumā liktu jums apdraudēt ģeometriju. Objektiem, kas nav pieejami no 3-asu orientācijas, bieži tiek nevajadzīgi pārveidoti-vienkāršoti rādiusi, noņemti zemie griezumi un pievienotas dalītas līnijas. Pirms daļas vienkāršošanas nosūtiet mums STEP.
FAQ
Kāds stūra rādiuss jāizmanto, lai instrumentu izmaksas būtu saprātīgas?
Mērķējiet iekšējos rādiusus, kas ir lielāki vai vienādi ar 55% no iedobes dziļuma vai piestipriniet standarta frēzēšanas izmērus (R0,5, R1, R2, R3, R4, R5, R6 mm). Zem R0.5mm jebkurācnc apstrādes materiālsgrūtāk nekā alumīnijs, jūs atrodaties mikro-instrumentu zonā-atsevišķā iestatījumā, lēnāki ātrumi, īpaša pārbaude. Šīs pakāpeniskas izmaksu izmaiņas ir nesamērīgas ar apcirpto platību. Ja šaurais rādiuss ir paredzēts klīrensam un nedarbojas, mainiet to.
Vai varat noturēt ±0,005 mm uz 100 mm alumīnija daļas bez slīpēšanas?
Jā, ar temperatūras -stabilizētu raupjošanu, pareizu armatūras dizainu un iepriekš aprakstīto stabilizācijas secību. Lielākajai daļai ±0,005 mm alumīnija darbu slīpēšana nav nepieciešama. Zem ±0,003 mm uz kritiskām virsmām mēs pievienojam džiga-urbumu vai precizitāti{6}}. Zem ±0,001 mm procesā tiek ievadīta slīpēšana.
Vai 7075-T651 vienmēr ir labāka izvēle salīdzinājumā ar 6061-T6 detaļām, kas ir svarīgas izturībai?
Ne automātiski. 7075 ir lielāka stiepes izturība, bet zemāka izturība pret koroziju, anodējas mazāk vienmērīgi un parasti nav metināmas. Detaļām, kas apvieno stingras pielaides, cieto anodēšanu un pakārtoto montāžas metināšanu, 6061-T6 bieži vien ir pareizākais.cnc apstrādes materiālu izvēlepat ja FEA ir nenozīmīga-sienas biezuma izciļņi maksā mazāk nekā pārklājuma adhēzijas traucējumi uz lauka.
Kāds ir minimālais sienas biezums, ko var droši apstrādāt ar Ti-6Al-4V?
Ražošanas kosmosa darbos 0,8 mm sienas Ti-6Al-4V ir sasniedzamas arprecīza CNC apstrādekad armatūras dizains ņem vērā vibrāciju un instrumenta trajektorijā ir zema radiālā saķere. Zem 0,5 mm titāna siltumvadītspēja kļūst par aktīvu problēmu-siltums uzkrājas pie sienas, siena izliecas un izmēru stabilitāte sabojājas caur griezumu. Ja jūsu dizains ir paredzēts titāna sienām, kas ir mazākas par 0,5 mm, iesaistiet mūs sarunā pirms zīmējuma pabeigšanas.
Jūsu materiāla norāde ir arī procesa plāns. Nepieciešamās pielaides, norādītā virsmas apdare un zīmētā ģeometrija mijiedarbojas ar materiālu tādos veidos, kas nav redzami nevienā datu lapā.
Nosūtiet mums savu STEP failu DFM pārskatīšanai{0}}mūsu procesu inženieri kopā izlasīs jūsu materiālu, ģeometriju un pielaides kopu un atgriezīsies ar citātu.unizgatavojamības piezīmi, lai kur tas būtu svarīgi.
