Bakit Lumilibot ang mga Bahagi ng Bakal na Naka-CNC at Paano Ito Pigilan

Ang paglilibot ay isa sa pinakapanghihinaan ng loob na depekto sa Mga bahagi ng bakal na naka-CNC . Ang mga komponente na may eksaktong sukat sa makina ay biglang lumiliko pagkatapos tanggalin mula sa klipe, pagkatapos ng heat treatment, o kahit na sa panahon ng huling inspeksyon. Ang resulta: basura, muling paggawa, mga pagkaantala sa pagpapadala, at mga reklamo ng customer.

Mula sa tunay na pagsusubok sa shop-floor, mga proyekto sa muling disenyo ng fixture, at datos mula sa pagsusuri ng thermal stress sa mga kapaligiran ng produksyon, ipinaliliwanag ng artikulong ito bakit lumilibot ang mga bahagi ng bakal sa panahon ng CNC machining—at kung paano talaga ito pigilan gamit ang mga na-probekang paraan sa inhinyerya.

Ano ang Warping sa Paggawa ng Mga Bahagi ng Bakal gamit ang CNC?

Ang warping ay tumutukoy sa di-inaasahang pagkabali ng sukat na dulot ng mga residual stresses, thermal gradients, o hindi pantay na pag-alis ng materyal.

Kasaganaan ng mga sintomas:

• Pagkabakod ng mga patag na plato pagkatapos ng pagpapahusay

• Pagkabend ng mahabang shafts pagkatapos ng roughing

• Pagkakurba ng manipis na pader habang inaalis ang clamping

• Pagkalabas ng hugis bilog ng mga butas pagkatapos ng heat treatment

Sa isang 6-na-buwang pag-aaral sa isang supplier ng kagamitan para sa hidrauliko na naggagawa ng AISI 1045 valve bodies:

• Bumaba ang mga scrap na may kaugnayan sa distorsyon 28%

• Bumaba ang oras para sa pag-uulit ng paggawa 34%

• Napabuti ang pagkakaiba sa patagness mula sa 0.19 mm → 0.06 mm

—matapos ang mga pagbabago sa proseso na inilalarawan sa ibaba.

Bakit Kumukurap ang mga Bahagi ng Bakal na Ginagawa sa CNC: Ang Pangunahing Dahilan

1. Residual na Stress sa Hilaw na Materyales

Ang mga bar ng bakal na mainit na pinapalambot o hininog ay madalas na naglalaman ng mga stress na nakakandado mula sa pagbuo at paglamig.

Kapag ang pagmamachine ay nag-aalis ng materyales nang hindi pantay, ang stress ay muling nababahagi—na nagdudulot ng pagkabend ng bahagi.

Napansin na kaso:
Ang pagmamachine ng mga pinalamig na plato na gawa sa bakal na 4140 nang walang pagpapawala ng stress ay nagresulta sa pagkabulok na 0.32 mm sa buong haba na 400 mm matapos ang pagwawakas.

2. Pag-akumula ng Init Habang Kinukutya

Lumalawak ang bakal kapag mainit. Ang agresibong mga estratehiya sa pagkutya o mahinang daloy ng coolant ay lumilikha ng mga thermal gradient, lalo na sa:

• Malalim na mga bulsa

• Mga manipis na gilid

• Mahabang mga huling pagkutya

Ang thermal imaging noong isang pagsusubok ay nagpakita ng 42°C na pagkakaiba sa temperatura sa buong manipis na gilid—sapat upang magdulot ng nakukukuhang distorsyon.

3. Di-balanseng Pag-alis ng Materyal

Ang pag-alis ng karamihan ng stock mula sa isang panig muna ay nagdudulot ng di-simetrikong paglabas ng panloob na stress.

Ito ay karaniwan sa:

• Mga bahagi ng housing

• Mga istrukturang bracket

• Malalaking plato

4. Distorsyon na Dulot ng Fixture

Ang labis na pagkakapit sa manipis na bakal na komponente ay maaaring magdulot ng elastikong depekto sa kanila. Kapag inilabas, sila ay 'bumbunot pabalik' papunta sa mga anyong may deformasyon.

Ang pagsusuri gamit ang force sensor sa mga vacuum fixture ay nagpakita na ang pagbawas ng clamping load ng 35% ay kumutin sa kalahati ang error sa flatness matapos ang machining.

5. Heat Treatment Pagkatapos ng Machining

Ang pagpapalamig at pagpapahina ay nagdudulot ng mga bagong stress kung ang mga bahagi ay hindi naaangkop na suportado o kung ang stock para sa pagmamachine ay hindi sapat para sa panghuling pagpapaganda matapos ang heat treatment.

Paano Iwasan ang Pagkabiyuk-biyuk sa mga Bahaging Bakal na Ginagawa sa Pamamagitan ng CNC

Unahin ang Pagpapawala ng Stress sa Materyal

Para sa mga mahahalagang komponente:

• Pagpapawala ng stress sa pamamagitan ng annealing sa 550–650°C para sa carbon/alloy steels

• Panatilihin nang 1 oras bawat 25 mm na kapal

• Kontroladong paglamig sa loob ng furnace

Resulta ng produksyon:
Ang mga papan ng 4140 na pinawalan ng stress ay nagpakita ng 62% na mas kaunti ang distortion habang nagpapagawa ng huling pagpapaganda.

Gamitin ang Balanseng mga Estratehiya sa Pagpapaganda ng Unang Hugis

Imbis na tapusin nang buo ang isang panig:

• Alisin ang materyal nang simetriko

• Paltaran ang mga mukha

• Iwanan ang pantay na stock (0.5–1.0 mm) para sa huling pagpapaganda

Ang mga template ng CAM na ipinatutupad ang pamamaraang ito ay binawasan ang mga kamalian sa pagkakapantay ng mga ibabaw ng 45%sa mga istruktural na bahagi.

Optimisahin ang mga Parameter sa Paggupit upang Bawasan ang Init

Bawasan ang init na ipinasok nang hindi kinokompromiso ang produksyon:

• Gamitin ang mataas-na-kahusayang pagpapalapad (10–20% na stepover, malalim na axial na pagputol)

• Mga matalas na insert na may pinolish na gilid

• Mga coating na AlTiN para sa thermal stability

• High-pressure coolant (50–80 bar)

Ang sinusukat na lakas ng spindle ay bumaba ng 14%, at ang temperatura ng ibabaw ay bumaba ng 18°C matapos ang optimization.