Матеріали та інструменти, що визначають точні деталі за технологією CNC

Огляд цеху ЧПУ з практичного досвіду

Коли я вперше увійшов у цех ЧПУ на нашому заводі, незмінний гуркіт високошвидкісних шпінделів та гострий запах рідин для охолодження чітко показали: точність — це не просто мета, це культура. Якість кожної деталі, яку ми виготовляємо, залежить не лише від програми ЧПУ, а й від ретельного підбору матеріалів та інструментів. Протягом років я помітив, що навіть незначні корективи в цих виборах можуть суттєво вплинути на якість деталей, стан поверхні та ефективність обробки.

Розуміння впливу матеріалів на точність ЧПУ

1. Алюмінієві сплави: швидкість проти стану поверхні

Алюміній, особливо сплави 6061 та 7075, є поширеним вибором для прецизійних деталей завдяки своїй оброблюваності. З мого досвіду:

• 6061-T6 ідеально підходить для конструкційних елементів; швидкість різання до 8000 об/хв забезпечує гладку поверхню з мінімальним зносом інструменту.

• 7075-T6 має більшу міцність, але вимагає менших подач і гострого карбідного інструменту, щоб уникнути вібраційних слідів.

• Використання фреза з алмазним покриттям зменшила утворення заусенців на 30% у наших тестах, поліпшивши стабільність складання.

2. Нержавіюча сталь: баланс між твердістю та терміном служби інструменту

Для деталей, таких як вали та медичні компоненти, нержавійка 304 та 316 поширені. Мої спостереження:

• Різання на великій швидкості без належного охолодження призводить до наклепу.

• Перехід до швидкорізальна сталь (HSS) або інструменти з покритим карбідом з охолодженням у повільній дії, що подовжує термін служби інструменту в 2-3 рази.

• Впровадження чернове та чистове оброблення покращена точність розмірів із ±0,05 мм до ±0,02 мм.

3. Титанові сплави: точність під тиском

Титан складний у обробці через низьку теплопровідність:

• Вибір інструменту має критичне значення — інструменти з покриттям із карбіду або керамічні вставки зменшують утворення наросту.

• Повільні, стабільні подачі з великим крутним моментом забезпечують точність.

• У випробуваннях авіаційних компонентів правильний підбір матеріалу та інструменту зменшив мікротріщини на 45%.

Вибір інструменту, який підвищує якість

1. Фрези: від стандартних до високоточних

• Стандартні та мікро-прецизійні фрези : Для деталей з розміром менше 10 мм мікрофрези з алмазним або TiAlN покриттям покращують якість кромки.

• Оптимізація кута гвинтової канавки : Більші кути гвинтової канавки (35°–45°) сприяють виведенню стружки при обробці алюмінію, зменшуючи подряпини на поверхні.

2. Вставні пластини та різальні затискачі

• Вставки з твердого сплаву : Ідеально підходять для обробки нержавіючої сталі або сталі у великих обсягах.

• Керамічні вставки : Чудово підходять для сплавів з високою температурою плавлення, таких як титан, зберігають геометрію та зменшують заусенці.

3. Обслуговування та калібрування інструментів

Регулярна перевірка зносу інструменту забезпечує допуски в межах ±0,01–0,03 мм для критичних деталей. Встановлено, що зношений інструмент збільшує відсоток браку до 12%.

Практичний випадок: синергія матеріалу та інструменту в дії

У недавньому проекті з виробництва кріпильних елементів для авіакосмічної галузі:

1. Матеріал : алюміній 7075-Т6

2. Інструменти : мікрофрези з покриттям TiAlN

3. Процес : попереднє оброблення з помірною швидкістю, остаточне оброблення з високою частотою обертання шпінделя

4. Вихід : шорсткість поверхні (Ra) зменшена з 0,8 мкм до 0,3 мкм, відхилення розмірів у межах ±0,02 мм, термін служби інструменту продовжено на 20%.

Це підкреслює, що правильне поєднання матеріалу та інструменту не лише підвищує якість, але й знижує витрати на виробництво та простої.