Jaki jest wpływ twardości materiału na części obrabiane CNC?

Hej tam! Jako dostawca części do obróbki CNC widziałem na własne oczy, jak twardość materiałów może mieć ogromny wpływ na proces obróbki i produkt końcowy. Na tym blogu opiszę, czym jest twardość materiału, jak wpływa na obróbkę CNC i co musisz wiedzieć przy wyborze materiałów na swoje części.

Co to jest twardość materiału?

Twardość materiału jest w zasadzie miarą odporności materiału na odkształcenia, wgniecenia lub zarysowania. Jest to kluczowa właściwość, ponieważ może określić, jak dobrze materiał może wytrzymać siły i naprężenia, którym będzie narażony podczas obróbki oraz w końcowym zastosowaniu. Istnieją różne sposoby pomiaru twardości, takie jak skala Rockwella, skala Brinella i skala Vickersa. Każda skala ma własną metodę testowania i jest odpowiednia dla różnych rodzajów materiałów.

Wpływ na trwałość narzędzia

Jednym z najbardziej znaczących wpływów twardości materiału na obróbkę CNC jest trwałość narzędzia. Podczas obróbki twardego materiału narzędzia skrawające muszą pracować znacznie ciężej. Materiał o wysokiej twardości może powodować szybkie zużycie krawędzi tnących narzędzi. Na przykład, jeśli używasz standardowego narzędzia węglikowego do obróbki supertwardego stopu, narzędzie może zacząć tracić ostrość już po kilku przejściach. Oznacza to, że będziesz musiał częściej wymieniać narzędzia, co może zwiększyć koszty produkcji.

Z drugiej strony, jeśli materiał jest zbyt miękki, może również powodować problemy. Miękkie materiały mogą przyklejać się do narzędzi skrawających, powodując powstawanie narostów na krawędziach (BUE). BUE może zmienić geometrię narzędzia skrawającego, co skutkuje słabą jakością wykończenia powierzchni i dokładnością wymiarową obrabianych części. Dlatego znalezienie właściwej równowagi jest kluczowe. Jako dostawca części do obróbki CNC zawsze zalecamy stosowanie wysokiej jakości, specjalistycznych narzędzi do twardych materiałów. Na przykład narzędzia z diamentu polikrystalicznego (PCD) doskonale nadają się do obróbki wyjątkowo twardych materiałów, takich jak ceramika i niektóre stopy aluminium o wysokiej zawartości krzemu. Narzędzia te wytrzymują duże siły skrawania i dłużej zachowują ostrość.

Prędkość obróbki i posuw

Twardość materiału wpływa również na prędkość obróbki i posuw. Podczas obróbki twardych materiałów zazwyczaj należy zmniejszyć prędkość skrawania i zmniejszyć posuw. Dzieje się tak dlatego, że twarde materiały wymagają większej siły do ​​przecięcia, a próba zbyt szybkiej obróbki może prowadzić do nadmiernego zużycia narzędzia, złego wykończenia powierzchni, a nawet uszkodzenia maszyny.

Na przykład podczas obróbki części ze stali hartowanej może być konieczne uruchomienie maszyny CNC przy znacznie niższej prędkości wrzeciona w porównaniu do obróbki części z miękkiego aluminium. Niższe prędkości i niższe posuwy oznaczają dłuższe czasy obróbki, co może mieć wpływ na wydajność produkcji. Jest to jednak konieczny kompromis, aby zapewnić jakość obrabianych części.

I odwrotnie, miękkie materiały można zwykle obrabiać przy wyższych prędkościach i posuwach. Pozwala to na skrócenie czasu produkcji i może zwiększyć ogólną wydajność. Ale znowu musisz uważać, aby nie jechać zbyt szybko, ponieważ może to nadal powodować problemy, takie jak BUE i słabe wykończenie powierzchni.

Wykończenie powierzchni

Twardość materiału ma bezpośredni wpływ na wykończenie powierzchni obrabianych części. Twarde materiały zwykle zapewniają lepsze wykończenie powierzchni, ponieważ są odporne na odkształcenia podczas obróbki. Narzędzie tnące może wykonywać czyste, precyzyjne cięcia, uzyskując gładką powierzchnię. Na przykład podczas obróbki części z hartowanej stali nierdzewnej można uzyskać lustrzane wykończenie przy użyciu odpowiednich parametrów obróbki i narzędzi.

Miękkie materiały są jednak bardziej podatne na wady powierzchniowe. Jak wspomniano wcześniej, BUE może powodować szorstkie plamy na powierzchni części. Ponadto miękkie materiały mogą być trudniejsze do utrzymania na miejscu podczas obróbki, co może prowadzić do wibracji i nierównych powierzchni. Aby uzyskać dobre wykończenie powierzchni miękkich materiałów, może być konieczne zastosowanie dodatkowych operacji wykończeniowych, takich jak szlifowanie lub polerowanie.

Dokładność wymiarowa

Zachowanie dokładności wymiarowej ma kluczowe znaczenie w obróbce CNC. Twardość materiału odgrywa w tym dużą rolę. Twarde materiały są na ogół bardziej stabilne podczas obróbki, co oznacza, że ​​są mniej podatne na odkształcenie pod wpływem sił skrawania. Ułatwia to osiągnięcie pożądanych wymiarów i tolerancji.

Z drugiej strony miękkie materiały mogą stanowić większe wyzwanie. Mogą one zostać ściśnięte lub rozciągnięte podczas obróbki, co prowadzi do błędów wymiarowych. Na przykład podczas obróbki części z tworzywa sztucznego ciepło wytwarzane podczas cięcia może spowodować, że materiał rozszerzy się, a następnie może się skurczyć w miarę ochładzania. Ta rozszerzalność i kurczenie się cieplne może utrudniać utrzymanie wąskich tolerancji. Jako dostawca części do obróbki CNC stosujemy zaawansowane techniki pomiarowe i strategie kompensacyjne, aby zapewnić dokładność wymiarową części wykonanych zarówno z twardych, jak i miękkich materiałów.

Wybór materiału do różnych zastosowań

Jako dostawca często jesteśmy pytani o najlepsze materiały do ​​różnych zastosowań. Jeśli chodzi o wybór materiału na podstawie twardości, należy wziąć pod uwagę efekt końcowy – użytkowanie części. Jeśli część będzie poddawana dużym obciążeniom, np. w silniku samochodowym lub maszynie o dużej wytrzymałości, prawdopodobnie będziesz chciał użyć twardego materiału. Do popularnych zastosowań w zastosowaniach wymagających dużych naprężeń należą stale hartowane, stopy tytanu i niektóre superstopy na bazie niklu.

W zastosowaniach, w których liczy się waga, np. w przemyśle lotniczym, można wybrać lżejszy, ale wciąż stosunkowo twardy materiał, taki jak stopy aluminium. Stopy te zapewniają dobrą równowagę pomiędzy wytrzymałością i wagą.

Jeśli część nie musi być bardzo mocna i jest przeznaczona głównie do zastosowań estetycznych lub wymagających niskich naprężeń, można użyć bardziej miękkich materiałów. Na przykład tworzywa sztuczne, takie jakCzęści do obróbki tworzyw sztucznych OEM Ppdoskonale nadają się do wytwarzania produktów konsumenckich, gdzie ważna jest opłacalność i łatwość obróbki.

Wniosek

Podsumowując, twardość materiału ma daleko idący wpływ na części obrabiane CNC. Wpływa na trwałość narzędzia, prędkość obróbki, wykończenie powierzchni, dokładność wymiarową i ogólną jakość części. Jako dostawca części do obróbki CNC posiadamy wiedzę i doświadczenie, które pomogą Ci wybrać odpowiedni materiał i parametry obróbki dla Twoich konkretnych potrzeb. Niezależnie od tego, czy potrzebujeszCzęści toczone CNCLubCzęści obrabiane online, możemy dostarczyć produkty wysokiej jakości, które spełnią Twoje wymagania.

Jeśli działasz na rynku części do obróbki CNC i chcesz omówić swój projekt, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy tutaj, aby odpowiedzieć na Twoje pytania i współpracować z Tobą w celu znalezienia najlepszych rozwiązań dla Twoich potrzeb produkcyjnych.

Referencje

• „Inżynieria i technologia produkcji” autorstwa Serope Kalpakjiana i Stevena R. Schmida
• „Podręcznik obróbki CNC” autorstwa Marka Cooka