Части за обработка с ЦПУ: Ръководство на инженера-конструктор за сдвояване на материали, толерантност и процеси

Части за обработка с ЦПУ: Ръководство на инженера-конструктор за сдвояване на материали, толерантност и процеси

Вашите отзиви за DFM току-що се върнаха. Стената от 0,4 mm на този 6061-T6 ръкав - магазинът казва, че ще дрънка и ще пружинира обратно, след като го освободите. Отметката за цилиндричност ±0,01 mm на отвора? Постижимо, но не при същата настройка като OD профила, освен ако не искате да поемете разходите за повторно фиксиране. Звучи ли ви познато?

ПовечетоCNC обработка на частинеизправностите се връщат към същите три решения, взети твърде рано в цикъла на проектиране: материал, заключен преди процесът да бъде разгледан, допустими отклонения, копирани от предишен чертеж без преглед на функцията, и предположения за процеса, направени без да се знае действителната обвивка на възможностите на машината. Това ръководство разглежда и трите - не от брошура за продажби, а от обратната връзка на DFM, която пишем всяка седмица.

Защо изборът на материал определя повече от разходите

Инстинктът за спецификация 6061-T6 за всичко алуминий е разумен - той е евтин, обработва се бързо и всеки магазин го има. Но на тънкостенниCNC машинни части, геометрията на тънките стени на алуминиеви CNC машинни части създава специфичен проблем, който изборът на материал сам по себе си не може да реши: остатъчно напрежение.

Горещо валцувани и дори някои листови материали носят вътрешни градиенти на напрежението. Когато отстранявате материал асиметрично -, обработвайки едната страна на стена с дебелина 0,5 mm преди другата -, вие освобождавате това напрежение неравномерно. Частта се движи. Не видимо по време на рязане, но измеримо при инспекция: лице, което се чете плоско върху машината, чете 0,03–0,08 mm, изкривено тридесет минути по-късно при стайна температура.

Два подхода работят. Първо, уточнете-облекчена или предварително{2}}разтегната плоча (7075-T651 вместо 7075-T6, ако силата е водеща; MIC-6 лята инструментална плоча за закрепване и структурни скоби, където плоскостта е критична). Второ, поредете операциите: грубо до 0,5 мм от крайния размер, оставете частта да престои - в идеалния случай за една нощ - след това завършете. Това второ преминаване, направено на малка дълбочина, се врязва във вече отпуснат материал. Пружината е изчезнала, защото резервоарът за напрежение е източен в етапа на груба обработка.

Запрецизни CNC машинни части за космическото пространствоприложения, където както здравината, така и стабилността на размерите имат значение, Ti-6Al-4V въвежда свой собствен набор от ограничения. Ниската топлопроводимост на титана означава, че топлината се концентрира върху върха на инструмента, вместо да се евакуира с чипа. Това променя всичко относно начина, по който пишете процеса:

Скорост на рязане: 40–60 m/min за непокрит твърд сплав, до 80 m/min с инструменти с TiAlN-покритие

Подаване на зъб: 0,05–0,12 mm - останете в този прозорец; твърде лекото протрива, а не порязва и работи-втвърдява повърхността

Охлаждаща течност: високо{0}}налягане през-шпиндела (минимум 70 бара), насочено към зоната на рязане, а не заливане с охлаждаща течност, насочена към тялото на детайла

Живот на инструмента: агресивни интервали на смяна; износен инструмент върху титан произвежда повече топлина, не по-малко

Заместването на тези параметри с „заливане с охлаждаща течност и забавяне“ е начинът, по който титановите задания завършват с-закалени повърхности и-не-допускови отвори.

Индекс на обработваемост спрямо 6061-T6=100%; толерантните стойности представляват надеждни производствени стойности на добре поддържани обработващи центри без шлайфане.

Изграждане на реалистичен бюджет за толерантност за CNC машинни части

Най-скъпият ред в дадена оферта често е толеранс, който никой никога няма да измери на полето. Преди да пуснете чертеж, преминете презнатрупване на толерантност на CNC машинни части-за всяко стегнато удължение: каква асемблираща функция защитава и какво се случва на границата на MMC/LMC?

Няколко референтни точки от нашите инспекционни данни:

Алуминиева част от 100 mm, поддържана до ±0,005 mm при критичен диаметър на отвора, е постижима без шлайфане -, но изисква специален довършителен проход, температура-стабилизирана среда за измерване (използваме 20 градуса ±0,5 градуса) и 100% CMM инспекция. Времето на цикъла се увеличава с приблизително 40% в сравнение с ±0,02 mm удължение на същата функция. Ако отворът се свърже с лагер, който така или иначе има 0,015 мм диаметър в диаметър, по-стегнатото изрязване не изпълнява функция и добавя реални разходи.

Шлифоването навлиза в картината, когато имате нужда от повече от ±0,005 mm върху закалена част или когато Ra под 0,1 μm се изисква за уплътняване на контактни или оптични монтажни повърхности. Нашето повърхностно шлайфане може да издържи ±0,002 mm с Ra 0,02 μm -, но това не са CNC номера по подразбиране, те са довършителни операции върху CNC и принадлежат към чертежа само когато приложението наистина ги изисква.

Практическото дърво на решенията:

±0,1 мм или по-груб: стандартна обработка, без специална проверка, ISO 2768-m по подразбиране

±0,05 мм до ±0,02 мм: контролирано финално преминаване, проверка на CMM на място

±0,01 мм до ±0,005 мм: специална крайна операция, пълен CMM върху критични характеристики, управление на температурата

±0,002 мм: шлайфане или прилепване, 100% проверка, план за по-дълго време за изпълнение

Едно геометрично уточнение, което си струва специално да се одитира: изтичане на обърнати елементи. Общото отклонение от 0,01 mm върху външния диаметър на вала по отношение на опорния отвор е по-стегнато, отколкото изискват повечето хлабини на лагерите, и принуждава магазина да се шлайфа след завъртане. Ако приложението ви понася 0,025 mm, кажете - и вземете значително по-бърза и по-евтина част.

Процес на сдвояване: Съпоставяне на разреза с функцията

Не всекиCNC машинни частиработата принадлежи на 5-осен обработващ център. Правилното съчетаване между тип функция и процес е това, което разделя 40-минутен цикъл от 4-часов.

Джобове и отворени контури: 3-осното фрезоване покрива повечето призматични характеристики. Въпросът, който определя дали имате нужда от 5-ос не е "сложна ли е геометрията?" - това е "колко настройки изисква 3-ос?" Детайл с характеристики на пет лица, който изисква четири повторни закрепвания, често ще излезе по-евтин и по-точен на 5-осна машина в една настройка, тъй като всяко повторно закрепване въвежда малка грешка при прехвърляне на данни, която се усложнява.

Дълги тънки дръжки: Швейцарското струговане с водеща втулка е правилният отговор за всичко с дължина-до-диаметър > 12:1. Стандартното завъртане позволява на шината да надвисва без опора над патронника, а деформацията под силата на рязане прави контрола на концентричността и диаметъра ненадежден. Втулката при швейцарско струговане поддържа детайла в рамките на милиметри от зоната на рязане - деформацията по същество изчезва. Запрецизни CNC машинни части за космическото пространствоподобно на хидравлични стебла на клапани и щифтове на горивната система, швейцарското струговане често е единственият жизнеспособен процес за постигане на ±0,003 mm концентричност на 150 mm част при 6 mm диаметър.

Дълбоки тесни слотове: Ако дълбочината на процепа-към-широчината надвиши 4:1, стандартните челни фрези започват да се отклоняват и да тракат. Две алтернативи: трохоидално фрезоване, ако слотът е отворен от двата края, или фрезоване с потапяне, ако премахвате голям обем и достъпът позволява. Практичното кросоувър: трохоидалното превъзхожда фрезоването с потапяне, когато ширината на слота е по-малка от 1,5 × диаметъра на фрезата; фрезоването с потапяне е по-бързо за широки, дълбоки джобове, където основното ограничение е скоростта на отстраняване на материала, а не качеството на стената. Вземането на това грешно решение не винаги води до бракувана част - произвежда част, която преминава проверка, но струва два пъти повече, отколкото трябва.

Където MID Precision се вписва във вашия цикъл на проектиране

Преглеждаме STEP файловете преди да цитираме. Това не е линия за продажби -, това е начинът, по който улавяме функциите, които ще утроят разходите ви за-част или ще избутат доставката след етапа на вашата програма.

Често срещани флагове от нашата опашка за DFM тази година: 0,2 mm вътрешни ъглови радиуси на 15 mm-дълбоки джобове (принуждава 0,4 mm челна фреза да работи при не-продуктивни скорости), дълбочини на резбата при 3 × номинален диаметър в 316L (риск от счупване на метчик, вграден в чертежа) и двустранни ±0,005 mm изрязвания, приложени глобално към не-съвпадащи лица, тъй като блокът за толеранс е копиран от предишна ревизия.

Ние бягамеCNC обработкапо 5-оси, швейцарско струговане, стругова-компонентна фреза и електроерозионна обработка с тел - всичко под един покрив, с ISO 13485-съвместимо управление на качеството и цифрово проследяване на всяка операция. Запрецизни CNC машинни частикоито засягат вериги за доставка на аерокосмически, медицински или полупроводникови продукти, ние предоставяме FAI документация и пълни CMM отчети като стандарт за първите статии.

Ако сте на етап DFM, изпратете ни STEP файла. Ще върнем писмен отчет на DFM в рамките на 24 часа - не се изисква ангажимент. Ако сте по-напред и трябва да обсъдите бюджет за толерантност или избор на процес, нашиятекип за инженеринг на процесие правилната отправна точка. Свържете се с нас на bishenprecision.com, за да започнете разговора.

ЧЗВ

Какъв радиус на ъгъла трябва да посоча, за да избегна скъпи операции с малък-инструмент?

За дълбочина на джоба D, посочете минимален радиус на вътрешния ъгъл от D/4 - и никога под 0,5 mm, освен ако функцията не се управлява функционално. Джоб с дълбочина 12 mm- се нуждае от поне R3, за да бъде изрязан с инструмент, който работи с продуктивни скорости и оцелява при работа. Всичко, което е по-стегнато, налага фреза с малък{7}}диаметър: по-бавна, по-голяма деформация, по-голяма вероятност за счупване. Ако геометрията на ъглите няма функция за свързване, увеличете радиуса и спестете време на цикъла.

Можете ли да задържите ±0,005 мм върху алуминиева част от 100 мм без шлайфане?

Да - на отвор или OD характеристика, с правилната последователност. Ние редовно поддържаме ±0,005 mm на алуминиеви отвори до 100 mm, като използваме специален проход за окончателно пробиване в температура-контролирана среда, последвано от проверка на CMM. Ограничението е термично: алуминият се разширява с приблизително 23 μm на градус на 100 mm дължина, така че ако цехът е с 5 градуса над референтната температура от 20 градуса и детайлът не е стабилизиран преди измерването, контролният номер е грешен, независимо от това колко добре е срязаната машина. Оставете 30–60 минути термична стабилизация преди окончателното измерване.

Кога толерансът на CNC обработващите части-оправдава повторна-толерантност на чертежа?

Когато сумата от индивидуалните допустими отклонения на характеристиките в стека на сглобката надвишава функционалната хлабина на свързващия интерфейс. Първо извършете аритметика в най-лошия-случай: ако всички функции са на предела си едновременно, сглобката работи ли все още? Ако отговорът е не, затегнете допустимите отклонения, които допринасят най-много за купчината (обикновено базовите характеристики и основния свързващ диаметър). Ако отговорът е „да“ с марж, може да сте над-толерантни -, което струва пари без функция за закупуване.

Какво повърхностно покритие трябва да посоча на уплътнителна повърхност за жлеб за О-пръстен?

Ra 0,8μm е стандартът за статични уплътнителни повърхности на О-пръстени; Ra 0,4 μm за динамични уплътнения. И двете са постижими с контролиран финален проход на фрезоване - без необходимост от смилане. Посочването на Ra 0,2 μm или по-добро за уплътнителен жлеб ви тласка към територията на шлайфане или прилепване и значително увеличава разходите. Ако ръководството за инсталиране на производителя на вашия O-пръстен извиква изискване за покритие, използвайте директно този номер; ако не стане, Ra 0,8 μm е защитим за статични приложения.