Plieninių detalių apdirbimas CNC staklėmis: kaip pašalinti paviršiaus defektus

Įrankių nusidėvėjimas ir virpesiai yra du brangiausi ir kokybę žeminantys problemų šaltiniai, susiję su Plieninių detalių apdirbimu CNC staklėmis . Jie sukelia brokuotą produkciją, prastą paviršiaus baigiamąją apdorojimą, matmenų pasislinkimą ir netikėtą įrangos sustojimą.

Remiantis gamybos patalpų bandymais, gamybos atvejo tyrimais ir išmatuotais pjovimo duomenimis, šiame straipsnyje paaiškinama kaip užkirsti kelią įrankių nusidėvėjimui ir virpesiams, apdirbant plieną CNC staklėmis , naudojant praktinius metodus, kurie įrodyti pramonės aplinkoje – ne bendrosios teorijos.

---

Kodėl įrankių nusidėvėjimas ir virpesiai yra svarbūs plieninių detalių apdirbimo CNC staklėmis atveju

2025 m. vidinėje gamybos audito procedūroje, kurią atliko antrosios pakopos automobilių tiekėjas, apdirbdamas 42CrMo4 ašis:

• Atliekų kiekis sumažėjo 31 % pašalinus virpesius

• Įrankio tarnavimo laikas padidėjo nuo 220 iki 360 detalių vienam įterpimui

• Ciklo trukmė pagerėjo 12 % optimizavus parametrus

Pagrindinės priežastys buvo:

• Per didelis spindulinis įsiterpimas

• Netinkama įrankio danga

• Nepakankama standumas ilgųjų pasiekimo montavimuose

• Skalpelio sukibimas su žemakarboniniais plienais

---

Kas sukelia greitą įrankių nusidėvėjimą apdirbant plieną CNC staklėse?

neteisinga pjovimo našumo reikšmė atitinkamam plieno tipui

Skirtingi plienai elgiasi labai skirtingai:

Lauko rezultatas:
Sumažinus paviršiaus greitį nuo 210 iki 165 m/min 4140 plieno apdirbimo metu įterpų tarnavimo laikas padidėjo 41%neprarandant našumo.

---

2. Netinkama įrankio danga

Dangos parinkimas yra kritiškai svarbus CNC apdirbant plieno detalių:

• TiAlN / AlTiN → Aukštos temperatūros stabilumas, puikiai tinka sausam arba mažo kiekio tepalų (MQL) apdirbimui

• TiCN → Atsparumas dilimui iš lydinių plienų

• Daugiasluoksnis PVD → Pertraukiamieji pjūviai ir kovotiems šaltimo būdu gaminti pusgaminiams

? Vengti aliuminio optimizuotų DLC dengtuvų naudojimo su plienu – adhezijos praradimas įvyksta labai greitai.

---

3. Bloga šukų pašalinimo sistema

Ilgi, lankstūs šukų gabalai sukelia:

• Edge chip'ing

• Šilumos koncentraciją

• Paviršiaus brūkšniai

Gamyboje taikoma sprendimo priemonė:

• Perjungti prie aukšto slėgio aušinimo skysčio (70 bar)

• Naudoti šukų lūžimo geometrijas

• Padidinkite padavimą 8–12 %, kad plokštelės būtų storesnės

---

Kas sukelia vibraciją („chatter“) apdirbant plieno detalių CNC staklėse?

Vibracija („chatter“) – tai savivibruojantis svyravimas, kuris paviršiuje palieka bangos pavidalo žymes ir genda įrankius.

Pagrindiniai veiksniai:

• Įrankio išsikišimas viršija 4 kartus jo skersmenį

• Žema verpeto standumas

• Plonosienės plieno detalės

• Agresyvus spindulinis pjovimo gylis

---

Kaip išvengti vibracijos („chatter“): patikrinti gamyklos sąlygomis metodai

1. Atlikite stabilumo lobių bandymus

Vienas aviacijos pramonės subrangovas nustatė verpstės stabilumą atlikdamas bandymo pjūvius esant skirtingiems sukimosi dažniams.

Rezultatas:

• Optimalus greičio diapazonas nustatytas 4600–5200 aps/min

• Paviršiaus šiurkštumas Ra pagerėjo nuo 3,2 µm iki 1,1 µm

• Įterpimo elementų gedimai pašalinti

---

2. Sumažinti radialųjį įsiterpimą

Keičiant nuo 40 % iki 12–18 % žingsnio kartu padidinant ašinį gylį leido:

• Padidinti metalo šalinimo našumą

• Stabilus pjovimas

• Žemesnė virpesių amplitudė (–55 %, išmatuota naudojant veleno jutiklius)

---

3. Su trumpinti įrankių surinkimą

Kiekvienas papildomas 10 mm išsikišimo ilgio padidina deformacijos riziką.

Geriausios praktikos:

• Naudoti susitraukimo arba hidraulinius laikytuvus

• Pasirinkti trumpuosius frezavimo įrankius

• Į vidinį apdirbimą pridėti slopinamuosius gręžimo strypus

---

4. Keisti padavimą vienam dantukui

Vietoj to, kad pirmiausia sumažintumėte apsukas, reguliuokite čiupinėlio apkrovą:

• Padidinkite fz 5–10 % → įrankis perkeliamas per rezonanso sritį

• Venkite trinimo, nes jis pagreitina nusidėvėjimą

---

Aušinimo skysčio strategija CNC apdirbant plieno detalių

Aušinimo skysčio pasirinkimas tiesiogiai veikia nusidėvėjimo modelius:

Išmatuotas rezultatas:
Perjungus į MQL režimą apdirbant 4340 plieną, terminių įtrūkimų gedimai sumažėjo 27%daugiau nei tris mėnesius.

---

Žingsnis po žingsnio sąrašas, kaip sumažinti įrankių ausį ir drebėjimą

Prieš apdirbant:

• ✅ Patikrinkite plieno rūšį ir kietumą

• ✅ Pasirinkite dengiamąjį sluoksnį šiluminėms apkrovoms

• ✅ Sumažinkite išsikišimą

• ✅ Pasirinkite skeltuvo geometriją

Bandymo pjūvių metu:

• ✅ Atlikite apsisukimų per minutę (RPM) nuoseklų keitimą, kad rastumėte stabilų intervalą

• ✅ Išmatuokite paviršiaus šiurkštumą (Ra) ir drebėjimą

• ✅ Užfiksuoti įterpimo naudingąjį tarnavimo laiką

Po optimizavimo:

• ✅ Standartizuoti CAM parametrus

• ✅ Pridėti kontrolės taškus

• ✅ Sekti broko kiekį palyginus su pradine būsena

---

Dažniausiai užduodami klausimai apie CNC apdirbimą plieno detalių

Kiek laiko karbidinėms įrankių dalims turėtų tarnauti plieno apdirbime?

Gamybos aplinkoje 250–500 detalių vienam pjūviui yra įprasta vidutinio anglies kiekio plienams, kai parametrai yra optimizuoti.

---

Koks yra greičiausias būdas sustabdyti virpesius?

• Padidinkite špindelio sukimosi dažnį į stabilų lopą

• Sumažinkite radialųjį gylį

• Su trumpesniu įrankio laikikliu

• Perjunkite prie slopinamųjų įrankių

---

Ar kietesnis plienas visada greičiau dėvi įrankius?

Ne visada — bloga skutų kontrolė ir šiluminiai ciklai dažnai sukelia greitesnį gedimą nei vien tik kietumas.