Tiksliojo CNC apdirbimo paviršiaus apdailos galimybės
1. Tipiški paviršiaus šiurkštumo diapazonai pagal procesą
表格
| CNC procesas | Tipiškas Ra diapazonas | Optimalus Ra pasiekiamas | Pastabos |
|---|---|---|---|
| Grubus frezavimas | 3.2 – 12.5 μm | ~3.2 μm | Didelis medžiagų pašalinimo greitis; matomos įrankių žymės |
| Užbaigti frezavimą | 0.8 – 3.2 μm | ~0.4 μm | Puikus žingsnis, didelis suklio greitis, aštrūs įrankiai |
| Grubus tekinimas | 1.6 – 6.3 μm | ~1.6 μm | Sunkūs pjūviai žaliavų šalinimui |
| Tikslus tekinimas | 0.4 – 1.6 μm | ~0.2 μm | Puikūs pašarai, poliruoti įdėklai, stabili sąranka |
| Gręžimas | 1.6 – 6.3 μm | ~0.8 μm | Ritinimas pagerėja iki 0,4–1,6 μm |
| Perdirbimas | 0.4 – 1.6 μm | ~0.2 μm | Puikiai tinka tikslioms gręžiniams |
| Tikslus šlifavimas | 0.05 – 0.4 μm | ~0.025 μm | Reikalinga standi mašina, smulkaus grūdelio ratas |
| CNC šlifavimas | 0.05 – 0.4 μm | ~0.025 μm | Kryžminis-liuko raštas tepimui išlaikyti |
| Lapavimas | 0.012 – 0.1 μm | ~0.01 μm | Nemokamas abrazyvinis procesas; labai lėtas medžiagos pašalinimas |
| Poliravimas/Šlifavimas | 0.025 – 0.2 μm | ~0.01 μm | Rankinis arba robotas; galutinė estetinė/funkcinė apdaila |
| Superfinišavimas | 0.01 – 0.1 μm | ~0.005 μm | Specializuojasi guolių riedėms, hidraulinėms ritėms |
| Deimantų tekinimas | 0.005 – 0.05 μm | ~0.002 μm | Vieno{0}}taško deimantas ant spalvotųjų metalų; optiniai{2}}paviršiai |
2. Veiksniai, įtakojantys pasiekiamą paviršiaus apdailą
Pjovimo parametrai:
Tiekimo greitis: Svarbiausias veiksnys; mažesnės pastūmos sumažina teorinį šiurkštumą (Rt ≈ f²/8r, kur f=tiekimas, r=nosies spindulys)
Pjovimo greitis: Didesnis greitis paprastai pagerina apdailą, nes sumažina{0}}susidariusias briaunas
Pjovimo gylis: Apdailos pravažiavimuose naudojamas minimalus gylis (0,05–0,2 mm), kad būtų sumažinta deformacija ir vibracija
Įrankio geometrija ir būklė:
Nosies spindulys: didesni spinduliai (1,2–2,4 mm posūkiui) paskirsto drožlių susidarymą ilgesniu lanku, sumažindami žymes
Grėblio kampas: Teigiamas grėblys sumažina pjovimo jėgas ir plyšimą
Įrankio susidėvėjimas: susidėvėję arba nuskilę kraštai labai pablogina apdailą; stebėti realiuoju laiku-būtina
Ruošinio medžiaga:
Aliuminio lydiniai (6061, 7075): puikus apdirbamumas; lengvai pasiekti Ra 0,2–0,4 μm
Laisvai-apdirbamas plienas (12L14, 11SMn30): gera apdaila su standartiniais parametrais
Nerūdijantis plienas (304, 316): darbo -kietėjimo tendencija; reikalingi aštrūs įrankiai, optimalus greitis
Titano lydiniai (Ti-6Al-4V): prastas šilumos laidumas; sunku pasiekti < Ra 0,4 μm
Hardened steels (>45 HRC): reikia šlifuoti arba kietai tekinti CBN/PCD įrankiais
Mašinos tvirtumas ir stabilumas:
Suklio nutekėjimas < 2 μm, būtinas smulkiai apdailai
Antivibracinės priemonės
Terminis stabilumas: temperatūra-valdoma aplinka, skirta sub-mikronų apdailai
Aušinimo skystis ir tepimas:
Aukšto{0}}slėgio aušinimo skystis (70–150 barų), skirtas drožlių pašalinimui ir temperatūros kontrolei
Konkrečių medžiagų sutepimas minimaliu kiekiu (MQL) arba kriogeninis aušinimas
Tinkama aušinimo skysčio koncentracija, kad būtų išvengta likučių ir korozijos
3. Proceso grandinė, skirta itin tiksliam{0}}apdailavimui
表格
| Tikslas Ra | Būtina proceso seka | Programos |
|---|---|---|
| 3.2 – 6.3 μm | Standartinis CNC frezavimas/tekinimas | Bendrosios mechaninės dalys, konstrukciniai komponentai |
| 0.8 – 1.6 μm | Tikslus CNC su optimizuotais parametrais | Guolių lizdai, sandarinimo paviršiai, vidutinio{0}}tikslumo tvirtinimai |
| 0.2 – 0.4 μm | Puikus CNC + galimas poliravimas/poliravimas | Hidrauliniai komponentai, vožtuvų ritės, preciziniai velenai |
| 0.05 – 0.1 μm | Šlifavimas + šlifavimas arba šlifavimas | Kuro įpurškimo purkštukai, kosminiai guoliai, medicininiai implantai |
| < 0.025 μm | Superfinišavimas, deimantų tekinimas arba poliravimas | Optiniai veidrodžiai, puslaidininkiniai komponentai, metrologijos standartai |
4. Matavimas ir patikrinimas
Susisiekimo būdai: Stylus profilometrai (įprasti Ra 0,025–12,5 μm); deimantinio antgalio pėdsakų paviršiaus profilis
Ne{0}}kontaktiniai metodai: baltos šviesos interferometrija, konfokalinė mikroskopija (Ra < 0,1 μm arba minkštiems paviršiams)
Atominės jėgos mikroskopija (AFM): Nanometro{0}}nelygumo šiurkštumui įvertinti (Ra < 0,01 μm)
5. Praktinės ribos ir svarstymai
Ekonominis slenkstis: Norint pasiekti Ra < 0,4 μm naudojant įprastą CNC, reikia eksponentiškai padidinti ciklo laiką ir įrankių sąnaudas; šlifavimas ar šlifavimas dažnai yra ekonomiškesnis{1}}, kai mažesnis už šią slenkstį
Medžiagos apribojimai: Geležies turinčios medžiagos negali gauti optinio -klasės deimantų-apdirbimo; reikalingas po-procesinis poliravimas arba nikeliavimas, o po to deimantinis tekinimas
Geometrijos apribojimai: vidinės ypatybės, gilios ertmės ir sudėtingi kontūrai riboja prieinamumą atliekant smulkias apdailos operacijas
Nuoseklumas: Norint išlaikyti Ra 0,2 μm visose gamybos partijose, reikalingas griežtas SPC, įrankio naudojimo trukmės valdymas ir aplinkos kontrolė
Santrauka
表格
| Apdaila kategorija | Ra diapazonas | CNC metodas | Programų pavyzdžiai |
|---|---|---|---|
| Standartiškai apdirbtas | 1.6 – 6.3 μm | Įprastas frezavimas/tekinimas | Konstrukciniai laikikliai, korpusai |
| Tiksliai apdirbtas | 0.4 – 1.6 μm | Optimizuoti CNC parametrai | Velenai, krumpliaračiai, bendrieji guoliai |
| Puikiai apdirbtas | 0.1 – 0.4 μm | Didelės spartos{0}}CNC, puikūs įrankiai | Hidrauliniai stūmokliai, vožtuvų komponentai |
| Šlifuotas/šlifuotas | 0.025 – 0.1 μm | Tikslus šlifavimas + šlifavimas | Aviaciniai guoliai, kuro purkštukai |
| Puikiai-baigta | 0.005 – 0.025 μm | Superapdaila, glaistymas, deimantų tekinimas | Optiniai komponentai, puslaidininkiniai, medicininiai |
Išvada: Šiuolaikiniu CNC tikslumu apdirbimu galima pasiekti paviršiaus apdailąRa 3,2 μm iki maždaug 0,2 μmper optimizuotus pjovimo parametrus, įrankius ir mašinos sąlygas. Reikalavimams, mažesniems nei Ra 0,1 μm, paprastai reikalingi papildomi procesai (šlifavimas, šlifavimas, glaistymas, superfinišavimas arba deimantinis tekinimas). Pasiekiama apdaila priklauso nuo sinerginio mašinos pajėgumų, medžiagų savybių, įrankių technologijos ir aplinkos kontrolės optimizavimo-, suderinto su ekonominiais gamybos apimties ir dalies vertės apribojimais.
