سختی مواد چگونه بر ماشینکاری CNC قطعات تأثیر می گذارد؟

در دنیای تولید دقیق ، CNC (کنترل عددی رایانه) ماشینکاری به عنوان یک فناوری سنگ بنای برای تولید قطعات با کیفیت بالا است. من به عنوان یک تأمین کننده قطعات ماشینکاری CNC قابل اعتماد ، من دست اول شاهد بوده ام که چگونه سختی مواد می تواند به طور قابل توجهی بر روند ماشینکاری CNC تأثیر بگذارد. در این وبلاگ ، من به جنبه های مختلف چگونگی تأثیر سختی مادی بر ماشینکاری CNC قطعات می پردازم.

درک سختی مادی

سختی مادی اندازه گیری مقاومت یک ماده در برابر تغییر شکل دائمی مانند تورفتگی ، خراش یا سایش است. مواد مختلف دارای مقادیر سختی متفاوت هستند که به طور معمول با استفاده از مقیاس هایی مانند مقیاس Rockwell ، Brinell یا Vickers اندازه گیری می شوند. به عنوان مثال ، مواد نرم مانند آلیاژهای آلومینیوم معمولاً مقادیر سختی نسبتاً کم دارند ، در حالی که مواد سخت مانند فولاد ضد زنگ و تیتانیوم مقادیر سختی بسیار بالاتری دارند.

سایش ابزار و انتخاب

یکی از مهمترین تأثیرات سختی مواد در ماشینکاری CNC سایش ابزار است. هنگام ماشینکاری مواد سخت ، ابزارهای برش در معرض فشارها و نیروهای بسیار بالاتر قرار می گیرند. ذرات سخت موجود در مواد می توانند باعث سایش سریع لبه برش ابزار شوند و منجر به سایش ابزار زودرس شوند. این بدان معنی است که برای مواد سخت ، ابزارها باید بیشتر جایگزین شوند که باعث افزایش هزینه کلی ماشینکاری می شود.

به عنوان مثال ، هنگام ماشینکاریماشینکاری CNC سفارشی 1/4 اینچ اتصالات استیل ضد زنگ، سختی فولاد ضد زنگ به ابزارهایی که از فولاد با سرعت بالا (HSS) یا کاربید ساخته شده است ، نیاز دارد. ابزارهای کاربید اغلب برای سختی و مقاومت در برابر سایش ترجیح داده می شوند. آنها می توانند در برابر نیروهای برش بالا و دمای تولید شده در هنگام ماشینکاری از جنس استنلس استیل سخت مقاومت کنند و در نتیجه عمر طولانی تر ابزار و سطح بهتر سطح در قسمت انجام شود.

از طرف دیگر ، هنگام ماشینکاری مواد نرم مانند آلومینیوم برایقطعات آلیاژ آلومینیومی OEM CNC OEM، پوشیدن ابزار بسیار کمتر نگرانی دارد. از ابزارهای HSS می توان به طور مؤثر استفاده کرد و آنها می توانند برای مدت زمان نسبتاً طولانی و بدون سایش قابل توجهی دوام داشته باشند. نیروهای برش نیز پایین تر هستند و باعث می شود سرعت برش بالاتر و نرخ خوراک بیشتر شود که می تواند راندمان ماشینکاری را بهبود بخشد.

برش نیروها و نیازهای برق

سختی مواد به طور مستقیم بر نیروهای برش تولید شده در هنگام ماشینکاری CNC تأثیر می گذارد. مواد سخت تر نیاز به نیروی بیشتری برای کاهش دارند. هنگامی که ابزار برش با یک ماده سخت درگیر می شود ، باید بر مقاومت زیاد مواد در برابر تغییر شکل غلبه کند. این منجر به نیروهای برش بالاتر بر روی ابزار ، قطعه کار و خود دستگاه می شود.

نیروهای برش بالاتر می توانند چندین مشکل ایجاد کنند. در مرحله اول ، آنها می توانند منجر به انحراف ابزار برش شوند که می تواند بر دقت بعدی قسمت تأثیر بگذارد. اگر ابزار بیش از حد کاهش یابد ، ممکن است قسمت به مشخصات مورد نیاز ماشینکاری نشود. ثانیا ، نیروهای برش بالا نیازهای قدرت دستگاه CNC را افزایش می دهند. دستگاه برای هدایت فرآیند برش نیاز به انرژی بیشتری دارد که می تواند منجر به مصرف انرژی بالاتر و گرمای بیش از حد اجزای دستگاه شود.

به عنوان مثال ، هنگام ماشینکاریCNC سفارشی ماشینکاری استیل ضد زنگ پست، سختی زیاد فولاد ضد زنگ به این معنی است که نیروهای برش قابل توجه هستند. برای اطمینان از ماشینکاری دقیق ، دستگاه CNC باید به درستی کالیبره شود و از قدرت کافی برای رسیدگی به بارهای برش برخوردار باشد. وسایل ویژه نیز ممکن است لازم باشد تا قطعه کار را محکم نگه دارد و از حرکت آن در زیر نیروهای برش بالا جلوگیری کند.

پایان سطح

سختی مواد همچنین تأثیر عمیقی بر سطح سطح ماشین شده دارد. به طور کلی ، مواد نرم تر تمایل به تولید سطح بهتری در مقایسه با مواد سخت تر دارند. هنگام ماشینکاری مواد نرم ، تراشه ها برای شکستن و حذف آسان تر هستند و روند برش پایدارتر است. این منجر به یک سطح صاف و با نقص کمتری می شود.

با این حال ، هنگام ماشینکاری مواد سخت ، دستیابی به سطح خوب می تواند چالش برانگیزتر باشد. نیروهای برش بالا و ماهیت ساینده مواد سخت می توانند باعث زبری سطح ، علائم ابزار و حتی ترک های میکرو بر روی سطح قسمت شوند. برای به دست آوردن یک سطح رضایت بخش سطح روی مواد سخت ، ممکن است عملیات نهایی اضافی مانند سنگ زنی یا جلا دادن لازم باشد.

به عنوان مثال ، در تولید قطعات استیل ضدزنگ ، پس از فرآیند اولیه ماشینکاری CNC ، ممکن است یک عمل سنگ زنی برای بهبود سطح سطح انجام شود. این یک قدم اضافی به فرآیند تولید می افزاید و باعث افزایش زمان و هزینه تولید می شود.

سرعت ماشینکاری و نرخ خوراک

سختی مواد ، سرعت بهینه ماشینکاری و نرخ خوراک را نشان می دهد. مواد نرم به طور کلی می توانند با سرعت بالاتر و نرخ خوراک ماشینکاری شوند زیرا مقاومت کمتری در برابر ابزار برش دارند. سرعت برش بالاتر و نرخ خوراک می تواند زمان ماشینکاری را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و باعث افزایش بهره وری فرآیند ماشینکاری CNC می شود.

در مقابل ، مواد سخت نیاز به سرعت ماشینکاری پایین تر و نرخ خوراک دارند. اگر سرعت برش هنگام ماشینکاری یک ماده سخت خیلی زیاد باشد ، این ابزار سایش بیش از حد را تجربه می کند و حتی ممکن است شکسته شود. برای اطمینان از اینکه نیروهای برش در محدوده قابل قبول هستند ، باید نرخ خوراک نیز با دقت کنترل شود.

به عنوان مثال ، هنگام ماشینکاری قطعات آلیاژ آلومینیوم ، سرعت برش را می توان با ارزش نسبتاً بالایی تنظیم کرد ، مثلاً بسته به آلیاژ خاص و ابزار مورد استفاده ، 1000 - 3000 دور در دقیقه را می گویند. اما هنگام ماشینکاری از جنس استنلس استیل ، ممکن است سرعت برش برای جلوگیری از خرابی ابزار زودرس به 100 - 500 دور در دقیقه کاهش یابد.

دقت

حفظ دقت بعدی در ماشینکاری CNC بسیار مهم است. سختی مادی می تواند چالش هایی را برای دستیابی به ابعاد دقیق و دقیق ایجاد کند. همانطور که قبلاً ذکر شد ، نیروهای برش بالا که هنگام ماشینکاری مواد سخت تولید می شوند می توانند باعث انحراف ابزار و حرکت قطعه کار شوند. این می تواند منجر به خطاهای بعدی در قسمت ماشینکاری شود.

برای اطمینان از دقت بعدی هنگام ماشینکاری مواد سخت ، برنامه نویسی مسیر دقیق ابزار و کالیبراسیون دقیق دستگاه ضروری است. دستگاه های پیشرفته CNC مجهز به ویژگی هایی مانند جبران ابزار و نظارت بر زمان واقعی برای اصلاح هرگونه انحراف ابعادی در طی فرآیند ماشینکاری هستند.

علاوه بر این ، گسترش حرارتی قطعه کار نیز می تواند بر دقت بعدی تأثیر بگذارد ، به خصوص هنگام ماشینکاری مواد سخت که در طی فرآیند برش گرمای زیادی ایجاد می کنند. از سیستم های خنک کننده اغلب برای کنترل دما و به حداقل رساندن انبساط حرارتی استفاده می شود.

تشکیل تراشه و تخلیه

سختی مواد در تشکیل تراشه و فرآیند تخلیه تأثیر می گذارد. در مواد نرم ، تراشه ها معمولاً طولانی و مداوم هستند و می توان آنها را به راحتی از ناحیه برش خارج کرد. با این حال ، در مواد سخت ، تراشه ها کوتاه و ناپیوسته هستند و تخلیه آنها می تواند دشوارتر باشد.

تخلیه ضعیف تراشه می تواند چندین مشکل ایجاد کند. تراشه ها می توانند در اطراف ابزار برش جمع شوند و نیروهای برش را افزایش داده و باعث گرم شدن این ابزار شوند. آنها همچنین می توانند سطح قسمت ماشینکاری شده را خراش دهند و بر سطح سطح تأثیر بگذارند. برای پرداختن به این مسئله ، تکنیک های مناسب تخلیه تراشه مانند استفاده از شکن های تراشه بر روی ابزارهای برش و استفاده از مایع خنک کننده برای شستشوی تراشه ها از دور ضروری است.

پایان

در نتیجه ، سختی مواد در هر جنبه ای از ماشینکاری CNC قطعات نقش اساسی دارد. از نیروهای سایش و برش ابزار گرفته تا دقت سطح و دقت ابعادی ، سختی مواد بر کارایی ، هزینه و کیفیت فرآیند ماشینکاری تأثیر می گذارد. به عنوان یک تأمین کننده قطعات ماشینکاری CNC ، باید هنگام انتخاب ابزارهای مناسب ، پارامترهای ماشینکاری و عملیات به پایان رساندن ، سختی مواد را با دقت در نظر بگیریم.

اگر به قطعات ماشینکاری CNC با کیفیت بالا ، خواه قطعات آلیاژ آلومینیوم نرم و یا اجزای سخت فولاد ضد زنگ نیاز دارید ، ما تخصص و تجربه ای برای برآورده کردن نیازهای شما داریم. تیم ما از مهندسان و تکنسین های ماهر اطمینان حاصل می کند که هر قسمت با بالاترین استانداردهای کیفیت و دقت ماشینکاری می شود. امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید و روند تهیه را شروع کنید.

منابع

• Kalpakjian ، S. ، & Schmid ، Sr (2013). مهندسی و فناوری تولید. پیرسون
• Boothroyd ، G. ، Dewhurst ، P. ، & Knight ، WA (2011). طراحی محصول برای تولید و مونتاژ. مطبوعات CRC.