В света на производството CNC (компютърно цифрово управление) обработката на метали стои като крайъгълен камък технология, позволяваща производството на високо прецизни и сложни метални части. Като опитен доставчик на металообработващи машини с ЦПУ, бях свидетел от първа ръка как твърдостта на металите може значително да повлияе на целия процес на обработка. В този блог ще разгледам различните начини, по които твърдостта на метала влияе на обработката на метал с ЦПУ, като се позовавам на дългогодишния си опит в индустрията.
Разбиране на твърдостта на метала
Преди да проучим ефектите от твърдостта на метала върху CNC обработката, важно е да разберем какво е твърдостта на метала. Твърдостта се отнася до устойчивостта на метала към деформация, вдлъбнатина или надраскване. Това е изключително важно свойство, което варира в широки граници при различните метали и сплави. Твърдостта на метала обикновено се измерва с помощта на стандартизирани тестове като тестове за твърдост по Рокуел, Бринел или Викерс. Тези тестове предоставят числени стойности, които помагат на машинистите и инженерите да изберат подходящите параметри на обработка и инструменти за даден метал.
Избор и износване на инструменти
Едно от най-непосредствените въздействия на твърдостта на метала върху CNC обработката е върху избора на инструменти и износването. При обработка на твърди метали, като титанови сплави или закалени стомани, режещите инструменти са подложени на екстремни сили и температури. В резултат на това по-меките инструменти могат да се износят бързо, което води до лошо покритие на повърхността, неточности в размерите и увеличени производствени разходи.
За твърди метали твърдосплавните инструменти често са предпочитаният избор поради тяхната висока твърдост и устойчивост на износване. Твърдосплавните инструменти могат да издържат на високите сили на рязане и температури, генерирани по време на обработката, осигурявайки по-дълъг живот на инструмента и по-добра производителност на обработка. Въпреки това, дори карбидните инструменти в крайна сметка ще се износят, особено при обработка на изключително твърди метали. В такива случаи могат да се приложат усъвършенствани покрития за инструменти, като титанов нитрид (TiN) или титанов алуминиев нитрид (TiAlN), за допълнително подобряване на твърдостта на инструмента и устойчивостта на износване.
От друга страна, когато се обработват по-меки метали като алуминиеви сплави или месинг, инструментите от бързорежеща стомана (HSS) може да са достатъчни. HSS инструментите са по-достъпни от твърдосплавните инструменти и могат да осигурят добра производителност при обработка на по-меки материали. Те също така са по-лесни за повторно заточване, което може да бъде предимство за дребномащабно производство или създаване на прототипи.
Параметри на рязане
Твърдостта на метала също играе решаваща роля при определянето на оптималните параметри на рязане, включително скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане. При обработката на твърди метали обикновено се изискват по-ниски скорости на рязане, за да се предотврати прекомерното износване на инструмента и генерирането на топлина. Високите скорости на рязане могат да доведат до прегряване на режещите ръбове на инструментите, което води до бързо износване на инструмента и дори до счупване на инструмента.
Например, когатоCNC обработка на титаниева сплав, скоростите на рязане обикновено са много по-ниски в сравнение с обработката на по-меки метали като алуминий. Титанът има относително ниска топлопроводимост, което означава, че топлината, генерирана по време на обработката, не се разсейва бързо. В резултат на това високите скорости на рязане могат да доведат до бързо повишаване на температурата на режещия ръб, което води до повреда на инструмента.
Скоростта на подаване, която е разстоянието, което инструментът изминава в детайла за оборот, също трябва да се регулира според твърдостта на метала. При обработка на твърди метали обикновено е необходима по-ниска скорост на подаване, за да се гарантира, че инструментът може ефективно да отстранява материала без прекомерна сила. Високата скорост на подаване може да доведе до отчупване или счупване на инструмента, особено при обработка на крехки твърди метали.
Дълбочината на рязане или дебелината на материала, отстранен при всяко преминаване, е друг параметър, който се влияе от твърдостта на метала. За твърди метали често се препоръчват по-малки дълбочини на рязане, за да се намалят силите на рязане и да се предотврати повреда на инструмента. За разлика от това, при обработка на по-меки метали катоCNC обработка на алуминиева сплав, могат да се използват по-големи дълбочини на рязане, което може да увеличи скоростта на отнемане на материал и да подобри производителността.
Повърхностно покритие
Твърдостта на метала има пряко влияние върху повърхността на обработваните части. Твърдите метали обикновено са по-трудни за обработка до гладка повърхност в сравнение с по-меките метали. При обработка на твърди метали силите на рязане са по-високи и стружките може да са по-трудни за счупване и отстраняване от зоната на рязане. Това може да доведе до по-грубо покритие на повърхността, с видими следи от инструменти и тракане.
За постигане на добро покритие на повърхността при обработка на твърди метали може да са необходими допълнителни довършителни операции, като шлайфане или полиране. Тези операции могат да отнемат време и да са скъпи, но често са необходими, за да се изпълнят необходимите стандарти за качество на повърхността.
За разлика от тях, по-меките метали катоCNC обработка на месинг и медобикновено са по-лесни за обработка до гладка повърхност. По-ниските сили на рязане и по-доброто образуване на стружки в по-меки метали позволяват по-последователен и гладък процес на рязане, което води до по-добро покритие на повърхността с по-малко необходими операции след обработка.
Обработващи сили и изисквания към машината
Твърдостта на метала също влияе върху силите на обработка и изискванията към CNC машината. При обработката на твърди метали силите на рязане са значително по-високи в сравнение с обработката на по-меки метали. Тези високи сили могат да натоварят компонентите на машината, включително шпиндела, захранващата система и държача на инструмента.
В резултат на това машините с ЦПУ, използвани за обработка на твърди метали, трябва да бъдат по-здрави и да имат по-висока мощност. Структурната цялост на машината трябва да може да издържи на високите сили на рязане без прекомерни вибрации или деформация. Освен това системата за управление на машината трябва да може точно да регулира параметрите на рязане, за да осигури стабилна и ефективна обработка.
Обратно, когато се обработват по-меки метали, силите на обработка са по-ниски и могат да се използват по-малко мощни машини. Това може да бъде предимство за дребномащабни производители или тези с ограничени бюджети, тъй като те могат да използват по-евтини машини с ЦПУ, за да постигнат задоволителни резултати.
Заключение
В заключение, твърдостта на метала има дълбоко влияние върху всеки аспект на обработката на метал с ЦПУ, от избора на инструмент и износването до параметрите на рязане, повърхностното покритие и изискванията на машината. Като доставчик на CNC обработка на метал, разбирането на тези взаимоотношения е от решаващо значение за предоставянето на висококачествени услуги за обработка.
Чрез внимателно разглеждане на твърдостта на метала и избиране на подходящи инструменти, параметри на рязане и стратегии за обработка, ние можем да оптимизираме процеса на обработка, да подобрим производителността и да осигурим производството на детайли с висока точност. Независимо дали обработвате твърди метали като титанови сплави или по-меки метали като алуминиеви сплави, нашият екип от експерти е тук, за да ви помогне да постигнете най-добрите резултати.
Ако се нуждаете от CNC металообработващи услуги, ви каним да се свържете с нас, за да обсъдим вашите специфични изисквания. Нашият опитен екип ще работи в тясно сътрудничество с вас, за да разработи персонализирано решение за обработка, което отговаря на вашите нужди и надхвърля вашите очаквания.
Референции
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Производствено инженерство и технология. Пиърсън Прентис Хол.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). Продуктов дизайн за производство и монтаж. CRC Press.
- Trent, EM, & Wright, PK (2000). Рязане на метал. Бътъруърт - Хайнеман.
