CNC megmunkálási alkatrészek: Tervezőmérnöki útmutató az anyagok, tolerancia és folyamat párosításához
Nemrég érkezett vissza DFM-visszajelzése. A 0,4 mm-es fal a 6061-T6 hüvelyen - az üzletben azt mondja, hogy a leszorítás után csapkodni fog, és visszaugrik. A ±0,01 mm-es hengeres jelölés a furaton? Elérhető, de nem ugyanazon a beállításon, mint az OD-profil, hacsak nem akarja megenni az újrarögzítés költségeit. Ismerősen hangzik?
LegtöbbCNC megmunkálási alkatrészekA meghibásodások ugyanarra a három döntésre vezethetők vissza, amelyeket a tervezési ciklus túl korán hoztak meg: a folyamat figyelembevétele előtt bezárt anyagokat, egy korábbi rajzból a funkció áttekintése nélkül másolt tűréseket, és a gép tényleges képességi burkolójának ismerete nélkül tett folyamatfeltevéseket. Ez az útmutató nem egy értékesítési prospektusból, hanem a hetente írt DFM-visszajelzésekből áll, mindhárom -.
Miért több az anyagválasztás, mint a költség?
A 6061-T6 specifikáció minden alumínium esetében ésszerű - olcsó, gyorsan megmunkálható, és minden üzletben megtalálható. De vékony faloncnc megmunkálási alkatrészek, alumínium cnc megmunkálási alkatrészek vékonyfal geometriája olyan sajátos problémát teremt, amelyet az anyagválasztás önmagában nem tud orvosolni: a maradék feszültség.
A melegen hengerelt -és még egyes lemezalapanyagok is hordoznak belső feszültséggradienseket. Ha aszimmetrikusan távolítja el az anyagot - egy 0,5 mm-es fal egyik oldalát a másik előtt - megmunkálja, akkor a feszültség egyenlőtlenül oldódik fel. Az alkatrész mozog. Vágás közben nem láthatóan, de ellenőrzéskor mérhetően: a gépen laposan leolvasott arc 0,03–0,08 mm-t mutat, 30 perccel később szobahőmérsékleten meghajlott.
Két megközelítés működik. Először adja meg a feszültségmentesített-vagy előfeszített lemezt (7075-T651 helyett 7075-T6, ha az erősség a legfontosabb; MIC-6 öntött szerszámlemez a rögzítéshez és a szerkezeti konzolokhoz, ahol a síkság kritikus). Másodszor, hajtsa végre a műveleteket: durva a végső méret 0,5 mm-es pontosságáig, hagyja az alkatrészt ülni - ideális esetben egy éjszakán át, majd fejezze be. Ez a második lépés, könnyű mélységben, már ellazult anyagba vág. A visszaugrás megszűnt, mert a feszültségtárolót a nagyolási szakaszban leeresztették.
Mertprecíziós cnc megmunkálási alkatrészek repülőgépekhezAzokban az alkalmazásokban, ahol a szilárdság és a méretstabilitás egyaránt számít, a Ti-6Al-4V saját korlátozásokat vezet be. A titán alacsony hővezető képessége azt jelenti, hogy a hő a szerszám hegyén koncentrálódik, ahelyett, hogy a chippel együtt távozna. Ez mindent megváltoztat a folyamat megírásában:
Vágási sebesség: 40–60 m/perc bevonat nélküli keményfém esetén, akár 80 m/perc TiAlN-bevonatú szerszámmal
Fogankénti előtolás: 0,05–0,12 mm - maradjon ebben az ablakban; a túl enyhe dörzsölés, nem pedig vágás, és{3}}munka megkeményedik a felületen
Hűtőfolyadék: nagy-nyomású-orsón keresztül (minimum 70 bar) a vágási zónára irányítva, nem árasztja el a hűtőfolyadékot az alkatrésztestre
Szerszám élettartam: agresszív csereintervallumok; egy kopott szerszám titánon több hőt termel, nem kevesebbet
Ha ezeket a paramétereket a „hűtőfolyadék elárasztása és lassítása” kifejezéssel helyettesítjük, akkor a titánnal végzett munkák végül megmunkált-keményített felületekkel és-nem{2}}tűrő furatokkal végződnek.
| Anyag | Megmunkálhatósági index | Tipikus elérhető tolerancia | Stresszoldás szükséges? | Megjegyzések |
|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | Kiváló (100% ref.) | ±0,01 mm-es rutin | < 1,5 mm-es falhoz | Alapértelmezett választás; figyelje a vékony falakat |
| 7075-T651 | jó (70%) | ±0,008 mm körültekintéssel | Előre-nyújtott - alacsonyabb kockázat | Nagyobb szilárdság; nehezebben hegeszthető |
| Ti-6Al-4V | Nehéz (20%) | ±0,01 mm szoros eljárással | Nem alkalmazható | A hőgazdálkodás minden |
| 303 Rozsdamentes | Közepes (50%) | ±0,015 mm-es rutin | Nem | Ingyenes-megmunkálás; kerülje a felületek tömítésénél |
| 316L rozsdamentes | Nehéz (40%) | ±0,02 mm-es rutin | Nem | A munka-megkeményedik; lassabb etetés kötelező |
| Inconel 718 | Nagyon nehéz (10%) | ±0,015mm köszörüléssel | Nem | Kerámia vagy CBN szerszámok befejezéshez |
Megmunkálhatósági index 6061-T6=100%-hoz viszonyítva; A tűrésszámok megbízható gyártási értékeket mutatnak a jól karbantartott megmunkálóközpontokon, köszörülés nélkül.
Reális tolerancia-költségvetés készítése CNC megmunkálási alkatrészekhez
Az árajánlat legdrágább sora gyakran olyan tolerancia, amelyet a terepen soha senki nem mér. A rajz kiadása előtt futtassa át acnc megmunkálási alkatrésztűrés-feljebbminden szűk kiíráshoz: milyen összeszerelési funkciót véd, és mi történik az MMC/LMC határon?
Néhány hivatkozási pont vizsgálati adatainkból:
A kritikus furatátmérőn ±0,005 mm-es 100 mm-es alumínium alkatrész csiszolás nélkül is elérhető -, de ehhez speciális befejező menetre, hőmérséklet--stabilizált mérési környezetre (20 fok ±0,5 fokot használunk) és 100%-os CMM-ellenőrzésre van szükség. A ciklusidő nagyjából 40%-kal nő, szemben a ±0,02 mm-es kiemeléssel ugyanazon a funkción. Ha a furat egyébként is 0,015 mm-es átmérőjű hézagú csapággyal illeszkedik, a szorosabb kijelölés nem szolgál, és valós költségekkel jár.
A köszörülés akkor lép be a képbe, ha ±0,005 mm-nél jobbra van szükség egy edzett alkatrészen, vagy ha Ra 0,1 μm alatt van szükség az érintkező vagy optikai rögzítési felületek tömítéséhez. Felületi csiszolóink ±0,002 mm-t bírnak Ra 0,02 μm - mellett, de ezek nem alapértelmezett CNC számok, hanem a CNC tetején végzett simítási műveletek, és csak akkor szerepelnek a rajzon, ha az alkalmazás valóban igényli őket.
A gyakorlati döntési fa:
±0,1 mm vagy durvább: szabványos megmunkálás, nincs külön vizsgálat, ISO 2768-m alapértelmezés
±0,05 mm és ± 0,02 mm között: ellenőrzött célpassz, helyszíni CMM ellenőrzés
±0,01 mm és ± 0,005 mm között: dedikált befejező működés, teljes CMM a kritikus funkciókhoz, hőmérséklet-szabályozás
±0,002 mm: köszörülés vagy lelapolás, 100%-os ellenőrzés, hosszabb átfutási idő terv
Egy geometriai kiírás, amelyet kifejezetten érdemes megvizsgálni: kifutás az esztergált funkciókon. Egy 0,01 mm-es teljes kifutási jelzés a tengely külső átmérőjén a furat alappontjához képest szorosabb, mint a legtöbb csapágyhézag, és az esztergálás után köszörülésre kényszeríti a műhelyt. Ha az alkalmazás 0,025 mm-t tolerál, mondjon -, és szerezzen be lényegesen gyorsabb, olcsóbb alkatrészt.
Folyamat párosítása: A vágás és a szolgáltatás illesztése
Nem mindegyikcnc megmunkálási alkatrészekmunkakör egy 5 tengelyes megmunkáló központhoz tartozik. A funkciótípus és a folyamat megfelelő párosítása az, ami elválasztja a 40 perces ciklust a 4 órás ciklustól.
Zsebek és nyitott kontúrok: A 3-tengelyes marás lefedi a prizmatikus jellemzők többségét. A kérdés, amely meghatározza, hogy szükség van-e 5-tengelyre, nem az, hogy "összetett-e a geometria?" - ez "hány beállítást igényel a 3-tengely?" Az öt felületű jellemzőkkel rendelkező alkatrész, amelyhez négy újbóli rögzítést igényel, gyakran olcsóbb és pontosabb lesz egy 5 tengelyes gépen egyetlen beállítással, mert minden újra rögzítés egy kis nullapont-átviteli hibát okoz, amely tovább bonyolódik.
Hosszú, karcsú tengelyek: A vezetőperselyes svájci esztergálás a helyes válasz mindenre, amelynek hossza---> 12:1. A szabványos esztergálás lehetővé teszi, hogy a rúd támasz nélkül túlnyúljon a tokmányon, és a vágóerők hatására bekövetkező elhajlás megbízhatatlanná teszi a koncentrikusságot és az átmérőszabályozást. A svájci esztergálású persely megtámasztja a munkadarabot a vágási zónától számított milliméteren belül - az elhajlás lényegében eltűnik. Mertprecíziós cnc megmunkálási alkatrészek repülőgépekhezA hidraulikus szelepszárokhoz és az üzemanyagrendszer csapjaihoz hasonlóan gyakran a svájci esztergálás az egyetlen életképes eljárás a ±0,003 mm-es koncentrikusság elérésére egy 150 mm-es alkatrészen 6 mm átmérőjűnél.
Mély keskeny rések: Ha a rés mélysége -–-szélessége meghaladja a 4:1 arányt, a szabványos szármarók elhajlanak és zörögnek. Két alternatíva: trochoidális marás, ha a horony mindkét végén nyitott, vagy süllyesztett marás, ha nagy mennyiséget távolít el, és a hozzáférés lehetővé teszi. A praktikus crossover: a trochoidális felülmúlja a beszúró marást, ha a horony szélessége kisebb, mint a maró átmérőjének 1,5-szerese; A beszúró marás gyorsabb széles, mély zsebeknél, ahol az elsődleges korlát az anyageltávolítási sebesség, nem pedig a fal minősége. Ha ezt a döntést tévedjük, nem mindig lesz kiselejtezett alkatrész -, hanem olyan alkatrész, amely átmegy az ellenőrzésen, de kétszer annyiba kerül, mint kellene.
| Funkció típusa | Első-választási folyamat | Tartalék / Mikor kell eszkalálni |
|---|---|---|
| Prizmás zsebek, furatok, nyílások | 3 tengelyes marás | 5 tengelyes, ha > 3 beállítás szükséges |
| Komplex kontúros felületek | 5 tengelyes szimultán | - |
| Hengeres, tengelyek, perselyek | CNC esztergálás | Svájci esztergálás, ha L/D > 12:1 |
| Karcsú, precíziós tengelyek | Svájci esztergálás | - |
| Edzett vonások, éles belső sarkok | Huzalos szikraforgácsolás / süllyesztő szikraforgácsolás | - |
| Nagy-térfogatú kerek rudak < 32 mm | Svájci esztergálás | - |
| Lapos, földelt alappontok | Felületi csiszolás | CNC marás, ha a tűrés > ±0,01 mm |
Ahol a MID Precision illeszkedik az Ön tervezési ciklusába
Az idézés előtt átnézzük a STEP fájlokat. Ez nem egy értékesítési vonal -, hanem az, hogy miként fogjuk meg azokat a funkciókat, amelyek megháromszorozzák a per-alkatrészköltséget, vagy túllépik a szállítást a program mérföldkövén.
Gyakori zászlók az idei DFM-sorunkból: 0,2 mm-es belső saroksugár 15 mm-mélységű zsebeken (0,4 mm-es szármarót nem -produktív sebességgel kényszerít), menetmélységek 3-szoros névleges átmérőnél 316 literben (a csap törés kockázata a rajzba beépítve), és a kétoldali 5 mm-es szőnyegek 8 ± 0 nem hívása.{0} arcokat, mert a tűrésblokkot egy korábbi változatból másolták át.
futunkCNC megmunkálás5-tengelyen át, svájci esztergálás, eszterga-maró keverék és huzalos szikraforgácsolás – mindez egy fedél alatt, az ISO 13485 szabványnak megfelelő minőségirányítással és digitális nyomon követhetőséggel minden műveletnél. Mertprecíziós CNC megmunkált alkatrészekamelyek érintik a repülési, orvosi vagy félvezető-ellátási láncokat, az első cikkeken szabványos FAI-dokumentációt és teljes CMM-jelentést biztosítunk.
Ha a DFM szakaszban van, küldje el nekünk a STEP fájlt. 24 órán belül visszaküldünk egy írásos DFM-jelentést - kötelezettségvállalás nélkül. Ha tovább halad, és meg kell beszélnie a tolerancia-költségvetést vagy a folyamat kiválasztását, a mifolyamatmérnöki csapata megfelelő kiindulópont. Lépjen kapcsolatba velünk a bishenprecision.com címen a beszélgetés megkezdéséhez.
GYIK
Milyen sarok sugarat adjak meg, hogy elkerüljem a drága kis{0}}szerszámműveleteket?
A D zsebmélységhez adjon meg egy minimális belső sarok sugarat D/4 - értékben, és soha ne legyen 0,5 mm-nél kisebb, kivéve, ha a funkció funkcionálisan működik. Egy 12 mm-mélységű zsebben legalább R3 kell ahhoz, hogy olyan szerszámmal lehessen vágni, amely produktív sebességgel működik, és túléli a munkát. Bármi, ami szorosabb, egy kis-átmérőjű szármarót kényszerít: lassabb, nagyobb elhajlás, nagyobb a törés valószínűsége. Ha a sarokgeometriának nincs illesztési funkciója, növelje meg a sugarat, és takarítsa meg a ciklusidőt.
Megbír-e ±0,005 mm-t egy 100 mm-es alumínium alkatrészen csiszolás nélkül?
Igen - furaton vagy külső felületen, a megfelelő sorrendben. Rutinszerűen ±0,005 mm-t tartunk 100 mm-es alumínium furatokon egy speciális fúrómenet segítségével, szabályozott hőmérsékletű-hőmérsékletű környezetben, amelyet CMM-ellenőrzés követ. A korlát termikus: az alumínium nagyjából 23 μm-t tágul fokonként 100 mm hosszúságonként, tehát ha a műhely padlója 5 fokkal a 20 fokos referenciahőmérséklet felett van, és az alkatrész nincs stabilizálva a mérés előtt, az ellenőrzési szám hibás, függetlenül attól, hogy a gép milyen jól vágott. A végső mérés előtt hagyjon 30–60 percet hőstabilizálni.
Mikor indokolja a CNC megmunkálási alkatrésztűrés-felhalmozása a rajz újbóli-tűrését?
Amikor az egyes jellemzők tűréseinek összege egy összeállítási kötegben meghaladja az illesztési interfész funkcionális távolságát. Először futtassa le a legrosszabb-eseti aritmetikát: ha az összes funkció egyidejűleg a korláton van, akkor is működik az összeállítás? Ha a válasz nem, húzza meg azokat a tűréseket, amelyek leginkább hozzájárulnak a köteghez (általában a nullapont jellemzői és az elsődleges párosítási átmérő). Ha a válasz igenlő árréssel, akkor túl-tűrheti -, ami pénzbe kerül vásárlási funkció nélkül.
Milyen felületi minőséget kell megadnom az O-gyűrűhorony tömítőfelületén?
Ra 0,8 μm a statikus O-gyűrűs tömítőfelületek szabványa; Ra 0,4μm dinamikus tömítéseknél. Mindkettő elérhető ellenőrzött marási menettel -, nincs szükség köszörülésre. Ha egy tömítőhoronyon Ra 0,2 μm vagy annál nagyobb értéket ad meg, a köszörülési vagy átlapolási tartományba kerül, és jelentősen megnöveli a költségeket. Ha az O-gyűrű gyártójának telepítési útmutatója befejezési követelményt ír elő, használja közvetlenül ezt a számot; ha nem, az Ra 0,8μm védhető statikus alkalmazásokhoz.
