Ինչու՞ են ճշգրտված մետաղական մասերը թեքվում CNC մեքենայով մշակման ժամանակ և ինչպես կարելի է դա կանխել

Թեքումը մեկն է ամենացավագարող սխալներից CNC-ով մշակված պողպատե մասերում մասերը, որոնք ճշգրիտ չափվում են մեքենայում, հանկարծ թեքվում են ամրակալման ազատագործումից հետո, ջերմային մշակումից կամ նույնիսկ վերջնական ստուգման ընթացքում: Արդյունքը՝ մետաղաձուլական մետաղաքար, վերամշակում, առաքման արգելափակումներ և հաճախորդների բողոքներ:

Այս հոդվածը հիմնված է իրական արտադրամասային փորձարկումների, ամրակալիչների վերադիզայնի նախագծերի և արտադրական միջավայրերից ստացված ջերմային լարվածության փորձարկումների տվյալների վրա և բացատրում է ինչու՞ են պողպատե մասերը թեքվում CNC մշակման ընթացքում՝ և ինչպես կարելի է դա ճշգրիտ կանխել ապացուցված ինժեներական մեթոդների օգնությամբ:

Ինչ է թեքումը համակարգչային վերահսկվող մեքենայացման (CNC) ժամանակ ստալե մասերի մոտ?

Թեքումը վերաբերում է անցանկալի չափային ձևախախտմանը որը առաջանում է մնացորդային լարվածությունների, ջերմային գրադիենտների կամ անհավասարաչափ նյութի հեռացման պատճառով:

Տիպիկ ախտանշաններն են.

• Հարթ սալիկների վերջնական մշակումից հետո թեքվելը

• Երկար առանցքների մոտավորապես մշակելուց հետո ծռվելը

• Բարակ պատերի ազատագրման ժամանակ պտտվելը

• Լուսանցքների կլորացման կորստը ջերմային մշակումից հետո

Հիդրավլիկ սարքավորումների մատակարարի կողմից վերցված 6-ամսյա ուսումնասիրության մեջ, որտեղ մշակվում էին AISI 1045 տիպի վալվերի մարմիններ.

• Դեֆորմացիայի հետ կապված մետաղալարի թափոնները նվազեցին 28%

• Վերամշակման ժամանակը նվազեց 34%

• Հարթության շեղումը բարելավվեց՝ 0,19 մմ-ից → 0,06 մմ

— ստորև նկարագրված գործընթացային փոփոխություններից հետո։

Ինչու են առաջանում ճկվածություններ մեքենայական մշակման ենթարկված պողպատե մասերում. Հիմնական պատճառները

1. Կայուն լարվածություն հում նյութում

Տաք գլանված կամ մարտկոցավորված պողպատե ձողերը հաճախ պարունակում են ներքին լարվածություն ձևավորման և սառչելու պատճառով։

Երբ մեքենայական մշակումը անհավասարաչափ հեռացնում է նյութը, լարվածությունը վերաբաշխվում է՝ առաջացնելով մասի ճկվածություն։

Նկատված դեպքը.
4140 մետաղի մշակումը՝ առանց լարվածության թուլացման, հանգեցրեց 0,32 մմ կորումի 400 մմ երկարությամբ վերջնական մշակումից հետո:

2. Կտրման ժամանակ ջերմության կուտակում

Ստալը ընդարձակվում է տաքանալիս: Ագրեսիվ կտրման ստրատեգիաները կամ վատ սառեցման հոսքը ստեղծում են ջերմային գրադիենտներ, մասնավորապես՝

• Խոր գրանցումներ

• Բարակ կողերում

• Երկար վերջնական կտրման անցումների ժամանակ

Փորձարկման ընթացքում ջերմային տեսախցիկը ցույց տվեց 42°C-ի ջերմաստիճանային տարբերություն բարակ մետաղապատյանի վրա՝ բավարար չափով, որպեսզի առաջացնի չափելի ձևախախտում:

3. Անհավասարակշռված նյութի հեռացում

Նյութի մեծ մասի հեռացումը մեկ կողմից առաջին հերթին ներքին լարվածության անհամաչափ ազատագրում է առաջացնում:

Սա հաճախ հանդիպում է.

• Կառուցվածքային մասեր

• Կառուցվածքային ամրակներ

• Մեծ սալիկներ

4. Ամրացման սարքի կողմից առաջացած ձևախախտում

Չափազանց ուժեղ ամրացումը բարակ ստալյան մասերի վրա կարող է դրանք էլաստիկորեն ձևափոխել: Ամրացման վերացման դեպքում դրանք «վերադառնում» են թեքված ձևերի:

Վակուումային ամրացման սարքերի վրա ուժի սենսորային փորձարկումները ցույց տվեցին, որ ամրացման բեռնվածքը 35 %-ով նվազեցնելը մեկենայացման հետևանքով հարթության սխալը կեսի է նվազեցնում:

5. Մեքենայացման հետո ջերմային մշակում

Եթե մասերը ճիշտ չեն ամրացված կամ մեքենայացման համար նախատեսված մետաղի շերտի հաստությունը չի բավարարում ջերմային մշակման հետևանքով առաջացած լրացուցիչ մշակման համար, ապա սառեցումն ու ժամանակավոր մետաղագործական մշակումը նոր լարվածություններ են ներմուծում:

Ինչպես կանխել մետաղահատման մեջ ստացված պողպատե մասերի կորացումը

Նախ ազատեք նյութը լարվածությունից

Կրիտիկական բաղադրիչների համար.

• Լարվածությունից ազատելու համար ջերմային մշակում 550–650°C ջերմաստիճանում՝ ածխածնային/համաձուլվածքային պողպատների համար

• Պահել 1 ժամ յուրաքանչյուր 25 մմ հաստության համար

• Վերահսկվող ջերմային մշակում վառարանում

Արտադրական արդյունք.
Լարվածությունից ազատված 4140 թիթեղները ցույց տվեցին 62 %-ով պակաս ձևաբեկում վերջնամշակման ընթացքում։

Օգտագործեք հավասարակշռված սկզբնամշակման ստրատեգիաներ

Փոխարենը՝ լրիվ վերջնամշակել մեկ կողմը.

• Հանեք նյութը սիմետրիկորեն

• Այլափոխեք երեսները

• Վերջնամշակման համար թողեք համաչափ մնացորդ (0,5–1,0 մմ)

Այս մոտեցումը իրականացնող CAM շաբլոնները հրապարակված ստուգման սխալները նվազեցրել են 45%կառուցվածքային մասերում։

Օպտիմալացրեք կտրման պարամետրերը՝ ջերմությունը նվազեցնելու համար

Նվազեցրեք ջերմության մուտքը՝ առանց արտադրողականության կորստի.

• Օգտագործեք բարձր էֆեկտիվությամբ մշակում (10–20 % քայլի համապատասխանություն, խոր առանցքային կտրումներ)

• Սուր մետաղական մասեր՝ փայլուն եզրերով

• AlTiN պաշտպանիչ շերտեր ջերմային կայունության համար

• Բարձր ճնշման սառեցնող հեղուկ (50–80 բար)

Չափված սպինդելի սպառված հզորությունը նվազել է 14 %-ով, իսկ մակերևույթի ջերմաստիճանը՝ 18 °C-ով՝ օպտիմալացման հետևանքով: