Ako zabrániť deformácii CNC otáčania častí počas obrábania?

Deformácia CNC otáčania častí počas obrábania je bežným, ale problematickým problémom, ktorý môže významne ovplyvniť kvalitu a výkon konečných výrobkov. Ako spoľahlivý dodávateľČasti obrábania CNC, Stretol som sa s rôznymi scenármi deformácie časti a nazhromaždil som množstvo skúseností s jej prevenciou. V tomto blogu sa podelím o niekoľko efektívnych stratégií na riešenie tohto problému.

Pochopenie príčin deformácie

Predtým, ako sa ponoríte do metód prevencie, je nevyhnutné porozumieť základným príčinám deformácie v častiach otáčania CNC. K tejto otázke môže prispieť niekoľko faktorov:

1. Rezacie sily

Počas procesu otáčania sa na obrobku vyvíjajú rezné sily. Ak sú tieto sily príliš vysoké alebo nerovnomerne rozložené, môžu spôsobiť deformovanie obrobku. Vysoké rezné sily môžu byť výsledkom nesprávnych parametrov rezania, ako je nadmerná rýchlosť rezania, rýchlosť posuvu alebo hĺbka rezu.

2. Tepelné účinky

Teplo generované počas obrábania môže tiež viesť k deformácii. Keď sa obrobok rozširuje, rozširuje sa a keď sa ochladí, sťahuje sa. Táto tepelná expanzia a kontrakcia môžu spôsobiť rozmerové zmeny a deformácie, najmä v materiáloch s vysokou tepelnou vodivosťou.

3. Zvyškové napätia

Zvyškové napätia sú vnútorné napätia, ktoré zostávajú v materiáli po obrábaní. Tieto napätia je možné zaviesť počas procesov, ako je kovanie, odlievanie alebo tepelné spracovanie. Ak je materiál opracovaný, odstránenie materiálu môže uvoľniť tieto zvyškové napätia, čo spôsobí deformovanie časti.

4. Vyrušenie a upínacie

Nedostatočné vybavenie a upínanie môže tiež viesť k deformácii. Ak obrobok nie je správne podopretý alebo zovrel, môže sa počas obrábania pohybovať alebo vibrovať, čo vedie k nepresným rozmerom a deformácii.

Preventívne opatrenia

1. Optimalizovať parametre rezania

Jedným z najúčinnejších spôsobov, ako zabrániť deformácii, je optimalizácia parametrov rezania. Zahŕňa to výber vhodnej rýchlosti rezania, rýchlosti posuvu a hĺbky rezu na základe opracovaného materiálu, geometrie nástroja a schopností stroja.

• Rýchlosť: Vyššia rýchlosť rezania môže znížiť rezné sily a tvorbu tepla, ale môže tiež zvýšiť opotrebenie nástroja. Preto je dôležité nájsť správnu rovnováhu. Napríklad pri obrábaní nehrdzavejúcej ocele sa zvyčajne odporúča rezacia rýchlosť 100-200 m/min.
• Kŕmenie: Miera posuvu určuje množstvo materiálu odstráneného na revolúciu obrobku. Vyššia miera kŕmenia môže zvýšiť produktivitu, ale môže tiež zvýšiť rezné sily a riziko deformácie. Rýchlosť posuvu 0,1-0,3 mm/rev sa bežne používa pre väčšinu materiálov.
• Hĺbka strihu: Hĺbka rezu sa vzťahuje na hrúbku materiálu odstráneného v každom priechode. Väčšia hĺbka rezania môže znížiť počet požadovaných priechodov, ale môže tiež zvýšiť rezanie sily a riziko deformácie. Hĺbka rezu 0,5-2 mm je zvyčajne vhodná pre väčšinu aplikácií.

2. Používajte vhodné nástroje na rezanie

Výber nástrojov na rezanie môže mať tiež významný vplyv na deformáciu častí otáčania CNC. Kvalitné rezné nástroje s ostrými hranami a správnymi geometriami môžu znížiť rezné sily a tvorbu tepla, čo vedie k menšej deformácii.

• Materiál: Rôzne materiály nástrojov majú rôzne vlastnosti, ako je tvrdosť, húževnatosť a tepelný odpor. Napríklad karbidové nástroje sa bežne používajú na obrábanie tvrdých materiálov, zatiaľ čo vysokorýchlostné oceľové náradie sú vhodné na obrábanie mäkších materiálov.
• Geometria nástrojov: Geometria rezného nástroja, ako je uhol sklonu, uhol vôle a polomer strihového okraja, môže ovplyvniť rezné sily a tvorbu čipov. Pozitívny uhol hrable môže znížiť rezné sily, zatiaľ čo negatívny uhol hrable môže zvýšiť pevnosť a trvanlivosť nástroja.

3. Implementujte stratégie riadenia tepla

Aby sa minimalizovali tepelné účinky na obrobok, je dôležité implementovať stratégie riadenia tepla. To môže zahŕňať použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva na zníženie tvorby tepla a prepláchnutie čipov.

• Chladiaca kvapalina: Chladivo môže pomôcť znížiť teplotu reznej zóny, zabrániť prilepeniu čipov na nástroj a zlepšiť povrchovú úpravu obrobku. K dispozícii sú rôzne typy chladiacich látok, ako sú chladivá na báze vody, chladiace látky na báze oleja a syntetické chladiče.
• Mazanie: Lubrikant môže znížiť trenie medzi nástrojom a obrobkom, čo vedie k nižším rezným silám a menšej tvorbe tepla. Môže tiež zlepšiť životnosť nástroja a povrchovú úpravu obrobku.

4. Uvoľnite zvyškové napätia

Aby sa znížil vplyv zvyškových napätí na deformáciu častí otáčania CNC, je dôležité pred obrábaním zmierniť tieto napätia. To sa dá dosiahnuť procesmi, ako je žíhanie, zmiernenie stresu alebo starnutie.

• Žíhanie: Žíhanie je proces tepelného spracovania, ktorý zahŕňa zahrievanie materiálu na špecifickú teplotu a potom ho pomaly ochladzuje. To môže pomôcť zmierniť zvyškové napätia a zlepšiť ťažnosť a matricu materiálu.
• Uľahčenie stresu: Zbavenie stresu je podobný proces ako žíhanie, ale vykonáva sa pri nižšej teplote. To môže pomôcť znížiť zvyškové napätia bez výraznej zmeny vlastností materiálu.
• Starnutie: Starnutie je proces, ktorý zahŕňa zahrievanie materiálu na špecifickú teplotu a potom ho drží pri tejto teplote po určitú dobu. To môže pomôcť priznať legingové prvky v materiáli, čo vedie k zvýšeniu sily a tvrdosti.

5. Vylepšite konanie a upínanie

Správne vybavenie a upínanie sú nevyhnutné na zabránenie deformácie počas obrábania. Zahŕňa to použitie svietidiel a svoriek, ktoré poskytujú primeranú podporu a stabilitu obrobku.

• Dizajn: Prípravok by mal byť navrhnutý tak, aby bezpečne držal obrobok a minimalizoval pohyb a vibrácie počas obrábania. Malo by byť tiež ľahké inštalovať a odstrániť obrobok.
• Upevňovacia sila: Upínacia sila by mala stačiť na držanie obrobku na mieste, ale nie príliš vysoký na to, aby spôsobil deformáciu. Je dôležité rovnomerne distribuovať upínaciu silu cez obrobok, aby sa predišlo lokalizovanej deformácii.

Kontrola a kontrola kvality

Okrem vykonávania vyššie uvedených preventívnych opatrení je tiež dôležité vykonávať kontrolu a kontrolu kvality počas a po procese obrábania. To môže pomôcť zistiť akékoľvek príznaky deformácie včas a v prípade potreby podniknúť nápravné opatrenia.

• Inšpekcia v procese: Inšpekcia v procese zahŕňa kontrolu rozmerov a povrchovej úpravy obrobku počas obrábania. To sa dá urobiť pomocou nástrojov, ako sú strmene, mikrometre a testery drsnosti povrchu.
• Záverečná kontrola: Konečná kontrola zahŕňa kontrolu rozmerov, tvaru a povrchovej úpravy hotovej časti. To sa dá dosiahnuť pomocou presnejších meracích prístrojov, ako sú súradnicové meracie stroje (CMMS).

Záver

Prevencia deformácie otáčania častí CNC počas obrábania je zložitá úloha, ktorá si vyžaduje komplexný prístup. Pochopením príčin deformácie, optimalizácie parametrov rezania, využívaním vhodných strihových nástrojov, implementáciou stratégií správy tepla, zmierňovaním zvyškových stresov, zlepšením vybavenia a upnutím a vykonávaním kontroly a kontroly kvality môžeme minimalizovať riziko deformácie a zabezpečiť kvalitu a výkon konečných výrobkov.

Ako dodávateľČasti obrábania CNCaCNC sústruhový sústruhový diel Service, sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom kvalitné výrobky a služby. Ak máte akékoľvek otázky alebo potrebujete ďalšiu pomoc pri predchádzaní deformácii častí otáčania CNC, neváhajte nás kontaktovať. Tešíme sa na diskusiu o vašich požiadavkách a na nájdenie najlepších riešení pre vaše potreby.

Odkazy

• Smith, J. (2018). Príručka pre obrábanie CNC. Industrial Press Inc.
• Jones, A. (2019). Technológia rezania nástrojov. McGraw-Hill Education.
• Brown, R. (2020). Výrobné procesy pre inžinierske materiály. Wiley.