ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี: คู่มือวิศวกรออกแบบเกี่ยวกับวัสดุ ความทนทาน และการจับคู่กระบวนการ

ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี: คู่มือวิศวกรออกแบบเกี่ยวกับวัสดุ ความทนทาน และการจับคู่กระบวนการ

ความคิดเห็น DFM ของคุณเพิ่งกลับมา ผนัง 0.4 มม. บนปลอก 6061-T6 - นั้น ทางร้านบอกว่ามันจะสั่นและดีดกลับหลังจากคลายการจับยึด คำบรรยายความเป็นทรงกระบอก ±0.01 มม. บนรู? ทำได้ แต่ไม่ใช่ในการตั้งค่าเดียวกันกับโปรไฟล์ OD เว้นแต่คุณต้องการจะกินค่าใช้จ่ายในการติดตั้งใหม่ ฟังดูคุ้นเคยใช่ไหม?

ที่สุดชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีความล้มเหลวย้อนกลับไปที่การตัดสินใจสามครั้งเดียวกันที่ทำเร็วเกินไปในวงจรการออกแบบ ได้แก่ วัสดุที่ถูกล็อคก่อนที่จะพิจารณากระบวนการ ความคลาดเคลื่อนที่คัดลอกมาจากแบบร่างก่อนหน้าโดยไม่มีการตรวจสอบฟังก์ชัน และสมมติฐานของกระบวนการที่ทำโดยไม่ทราบขอบเขตความสามารถที่แท้จริงของเครื่องจักร คู่มือนี้ใช้ได้กับทั้งสาม - ไม่ใช่จากโบรชัวร์การขาย แต่จากข้อเสนอแนะของ DFM ที่เราเขียนทุกสัปดาห์

เหตุใดการเลือกใช้วัสดุจึงขับเคลื่อนได้มากกว่าแค่ต้นทุน

สัญชาตญาณในการกำหนดข้อมูลจำเพาะ 6061-T6 สำหรับอะลูมิเนียมทุกอย่างนั้นสมเหตุสมผล - ราคาถูก เครื่องจักรได้เร็ว และทุกร้านก็มี แต่อยู่บนผนังบางชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีอลูมิเนียมรูปทรงผนังบางสร้างปัญหาเฉพาะที่การเลือกวัสดุเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแก้ไขได้: ความเค้นตกค้าง

เหล็กแผ่นรีดร้อน-และแม้แต่เหล็กแผ่นบางชนิดก็มีการไล่ระดับความเค้นภายใน เมื่อคุณเอาวัสดุออกแบบไม่สมมาตร - การกลึงด้านหนึ่งของผนัง 0.5 มม. ก่อนอีกด้าน - คุณจะปล่อยแรงเค้นนั้นไม่สม่ำเสมอ ส่วนที่เคลื่อนไหว ไม่สามารถมองเห็นได้ชัดเจนในระหว่างการตัด แต่สามารถวัดได้เมื่อตรวจสอบ ใบหน้าที่อ่านได้ราบเรียบบนตัวเครื่องอ่านได้ 0.03–0.08 มม. และโค้งคำนับอีกสามสิบนาทีต่อมาที่อุณหภูมิห้อง

มีสองวิธีในการทำงาน ขั้นแรก ให้ระบุความเค้น-แผ่นที่คลายหรือ-ที่ยืดไว้ล่วงหน้า (7075-T651 แทนที่จะเป็น 7075-T6 หากความแข็งแกร่งเป็นตัวขับเคลื่อน; MIC-แผ่นเครื่องมือหล่อ 6 ชิ้นสำหรับยึดจับและฉากยึดโครงสร้างที่ความเรียบเป็นสิ่งสำคัญ) ประการที่สอง จัดลำดับการดำเนินการ: หยาบจนถึงภายใน 0.5 มม. จากขนาดสุดท้าย ปล่อยให้ชิ้นส่วนอยู่ - ในชั่วข้ามคืน - จากนั้นจึงเสร็จสิ้น การผ่านครั้งที่สองนั้นถ่ายที่ความลึกของแสง ตัดเป็นวัสดุที่ผ่อนคลายอยู่แล้ว สปริงแบ็คหายไปเนื่องจากตัวกักเก็บความเครียดถูกระบายออกในขั้นตอนการกัดหยาบ

สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำสำหรับการบินและอวกาศการใช้งานที่ทั้งความแข็งแกร่งและความเสถียรของมิติมีความสำคัญ Ti-6Al-4V ก็มีข้อจำกัดของตัวเอง ค่าการนำความร้อนต่ำของไทเทเนียมหมายความว่าความร้อนจะกระจุกตัวอยู่ที่ปลายเครื่องมือ แทนที่จะระเหยออกไปพร้อมกับชิป นั่นเปลี่ยนแปลงทุกอย่างเกี่ยวกับวิธีการเขียนกระบวนการของคุณ:

ความเร็วตัด: 40–60 ม./นาที สำหรับคาร์ไบด์ที่ไม่เคลือบ สูงสุด 80 ม./นาที ด้วยเครื่องมือเคลือบ TiAlN-

อัตราป้อนต่อฟัน: 0.05–0.12 มม. - จะคงอยู่ในหน้าต่างนี้ การถูเบาเกินไปแทนที่จะตัดและใช้งาน-ทำให้พื้นผิวแข็งตัว

น้ำหล่อเย็น: แรงดันสูง-ผ่าน-สปินเดิล (ขั้นต่ำ 70 บาร์) มุ่งเป้าไปที่บริเวณการตัด ไม่ใช่น้ำหล่อเย็นท่วมมุ่งเป้าไปที่ตัวชิ้นส่วน

อายุการใช้งานของเครื่องมือ: ช่วงการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรง เครื่องมือที่สึกหรอบนไทเทเนียมจะทำให้เกิดความร้อนมากขึ้นไม่ใช่น้อย

การแทนที่ "สารหล่อเย็นน้ำท่วมและชะลอความเร็ว" สำหรับพารามิเตอร์เหล่านั้นคือวิธีที่งานไทเทเนียมจบลงด้วยงาน-พื้นผิวที่แข็งตัวและ-ของ-รูพิกัดความเผื่อ

ดัชนีความสามารถในการแปรรูปเทียบกับ 6061-T6=100%; ตัวเลขพิกัดความเผื่อแสดงถึงมูลค่าการผลิตที่เชื่อถือได้บนเครื่องแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดีโดยไม่ต้องเจียร

การสร้างงบประมาณความอดทนที่สมจริงสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซี

บรรทัดที่แพงที่สุดในใบเสนอราคามักจะเป็นความอดทนที่ไม่มีใครสามารถวัดได้ในภาคสนาม ก่อนที่จะปล่อยภาพวาดให้วิ่งผ่านพิกัดความเผื่อของชิ้นส่วนเครื่องจักร CNC สูงขึ้น-สำหรับทุกคำบรรยายที่จำกัด: ฟังก์ชั่นแอสเซมบลีใดที่ป้องกัน และจะเกิดอะไรขึ้นที่ขอบเขต MMC/LMC

จุดอ้างอิงบางส่วนจากข้อมูลการตรวจสอบของเรา:

ชิ้นส่วนอะลูมิเนียม 100 มม. ที่ยึดไว้ที่ ±0.005 มม. บนเส้นผ่านศูนย์กลางรูวิกฤตสามารถทำได้โดยไม่ต้องเจียร - แต่ต้องใช้ขั้นตอนการเก็บผิวละเอียดโดยเฉพาะ อุณหภูมิ-สภาพแวดล้อมการวัดที่มีความเสถียร (เราใช้ 20 องศา ±0.5 องศา ) และการตรวจสอบ CMM 100% รอบเวลาเพิ่มขึ้นประมาณ 40% เมื่อเทียบกับคำบรรยายภาพ ±0.02 มม. บนคุณสมบัติเดียวกัน หากเพื่อนร่วมเจาะที่มีตลับลูกปืนซึ่งมีระยะห่างเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.015 มม. คำบรรยายที่แน่นกว่าจะไม่ทำหน้าที่และเพิ่มต้นทุนจริง

การเจียรจะเข้าสู่ภาพเมื่อคุณต้องการดีกว่า ±0.005 มม. บนชิ้นส่วนที่แข็งตัว หรือเมื่อต้องใช้ Ra ที่ต่ำกว่า 0.1μm สำหรับการซีลหน้าสัมผัสหรือพื้นผิวการติดตั้งแบบออปติก การเจียรพื้นผิวของเราสามารถจับได้ ±0.002 มม. ด้วย Ra 0.02μm - แต่ตัวเลขเหล่านั้นไม่ใช่ตัวเลข CNC เริ่มต้น พวกเขากำลังดำเนินการเสร็จสิ้นบน CNC และจะอยู่ในแบบร่างเฉพาะเมื่อแอปพลิเคชันต้องการอย่างแท้จริงเท่านั้น

ต้นไม้การตัดสินใจเชิงปฏิบัติ:

±0.1 มม. หรือหยาบกว่า: เครื่องจักรมาตรฐาน ไม่มีการตรวจสอบพิเศษ ค่าเริ่มต้น ISO 2768-m

±0.05มม. ถึง ±0.02มม: ควบคุมการผ่านเข้าเส้นชัย, การตรวจสอบ Spot CMM

±0.01มม. ถึง ±0.005มม: การดำเนินการขั้นสุดท้ายโดยเฉพาะ, CMM เต็มรูปแบบเกี่ยวกับคุณสมบัติที่สำคัญ, การจัดการอุณหภูมิ

±0.002มม: การบดหรือการขัด, การตรวจสอบ 100%, วางแผนเวลารอคอยสินค้าให้นานขึ้น

คำบรรยายภาพทางเรขาคณิตหนึ่งรายการที่ควรค่าแก่การตรวจสอบโดยเฉพาะ: การหมดเวลาของฟีเจอร์ที่เปิดใช้งาน การเรียกความหนีศูนย์รวม 0.01 มม. บน OD ของเพลาสัมพันธ์กับจุดอ้างอิงของรูจะแน่นกว่าการรับประกันระยะห่างของตลับลูกปืนส่วนใหญ่ และจะบังคับให้ร้านบดหลังจากกลึง หากแอปพลิเคชันของคุณทนต่อความหนา 0.025 มม. ให้ระบุ - และรับชิ้นส่วนที่เร็วกว่าและถูกกว่ามาก

การจับคู่กระบวนการ: จับคู่การตัดกับคุณสมบัติ

ไม่ใช่ทุกชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีงานอยู่ในเครื่องแมชชีนนิ่งเซนเตอร์ 5 แกน การจับคู่ที่เหมาะสมระหว่างประเภทคุณลักษณะและกระบวนการคือสิ่งที่แยกรอบ 40 นาทีออกจากรอบ 4 ชั่วโมง

กระเป๋าและรูปทรงแบบเปิด: การกัดแกน 3- ครอบคลุมคุณลักษณะส่วนใหญ่ของแท่งปริซึม คำถามที่กำหนดว่าคุณต้องการแกน 5- หรือไม่ไม่ใช่ "เรขาคณิตซับซ้อนหรือไม่" - คือ "แกน 3- ต้องการการตั้งค่าจำนวนเท่าใด" ชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติบนห้าหน้าที่ต้องติดตั้งใหม่สี่ครั้งมักจะถูกกว่าและแม่นยำกว่าบนเครื่องจักร 5 แกนในการตั้งค่าครั้งเดียว เนื่องจากการติดตั้งใหม่แต่ละครั้งทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการถ่ายโอนข้อมูลเล็กน้อยที่ประกอบกัน

เพลาเรียวยาว: การกลึงแบบสวิสด้วยไกด์บุชชิ่งเป็นคำตอบที่ถูกต้องสำหรับอะไรก็ตามที่มีความยาว-ถึง-เส้นผ่านศูนย์กลาง > 12:1 การกลึงแบบมาตรฐานทำให้แท่งยื่นออกมาโดยไม่ได้รับการรองรับผ่านหัวจับ และการโก่งตัวภายใต้แรงตัดทำให้การควบคุมศูนย์กลางและเส้นผ่านศูนย์กลางไม่น่าเชื่อถือ บุชชิ่งในการกลึงแบบสวิสรองรับชิ้นงานที่อยู่ในระยะมิลลิเมตรของโซนการตัด - การโก่งตัวจะหายไปในที่สุด สำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีความแม่นยำสำหรับการบินและอวกาศเช่น ก้านวาล์วไฮดรอลิกและหมุดระบบเชื้อเพลิง การกลึงแบบสวิสมักเป็นกระบวนการเดียวที่ทำได้เพื่อให้ได้จุดศูนย์กลาง ±0.003 มม. บนชิ้นส่วน 150 มม. ที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 6 มม.

ช่องแคบลึก: หากความลึกของช่อง-ถึง-ความกว้างเกิน 4:1 ดอกเอ็นมิลล์มาตรฐานจะเริ่มเบี่ยงเบนและพูดคุย สองทางเลือก: การกัดแบบโทรคอยด์หากช่องเปิดอยู่ที่ปลายทั้งสองข้าง หรือการกัดแนวดิ่ง หากคุณขจัดปริมาณมากออกและเข้าถึงได้ ครอสโอเวอร์ที่ใช้งานได้จริง: โทรคอยด์มีประสิทธิภาพเหนือกว่าการกัดแนวดิ่ง เมื่อความกว้างของช่องน้อยกว่า 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของหัวกัด การกัดแนวดิ่งจะเร็วกว่าสำหรับหลุมที่กว้างและลึก โดยที่ข้อจำกัดหลักคืออัตราการขจัดวัสดุมากกว่าคุณภาพของผนัง การตัดสินใจผิดพลาดไม่ได้ทำให้เกิดชิ้นส่วนที่เสียหาย - เสมอไป แต่จะสร้างชิ้นส่วนที่ผ่านการตรวจสอบ แต่มีค่าใช้จ่ายสองเท่าของที่ควรจะมี

ความแม่นยำของ MID เหมาะกับวงจรการออกแบบของคุณ

เราตรวจสอบไฟล์ STEP ก่อนที่จะเสนอราคา นั่นไม่ใช่สายการขาย - แต่เป็นวิธีที่เราจับคุณลักษณะที่จะเพิ่มต้นทุนต่อ-ชิ้นส่วนของคุณเป็นสามเท่าหรือผลักดันการส่งมอบให้เกินเป้าหมายของโปรแกรมของคุณ

ธงทั่วไปจากคิว DFM ของเราในปีนี้: รัศมีมุมภายใน 0.2 มม. บนหลุมลึก 15 มม.- (บังคับให้ดอกเอ็นมิลล์ 0.4 มม. ทำงานที่ความเร็วไม่ได้-), ความลึกของเกลียวที่ 3× เส้นผ่านศูนย์กลางระบุใน 316L (ความเสี่ยงในการแตกของต๊าปที่สร้างไว้ในแบบร่าง) และการใช้คำบรรยายแบบทวิภาคี ±0.005 มม. ทั่วโลกกับใบหน้าที่ไม่จับคู่กัน- เนื่องจากบล็อกพิกัดความเผื่อที่ยอมรับได้ คัดลอกมาจากการแก้ไขครั้งก่อน

เราวิ่งเครื่องจักรกลซีเอ็นซีทั่วทั้ง 5-แกน, การกลึงแบบสวิส, การกลึงแบบผสม- และ EDM แบบลวด - ทั้งหมดนี้รวมอยู่ในที่เดียวกัน พร้อมการจัดการคุณภาพตามมาตรฐาน ISO 13485 และการตรวจสอบย้อนกลับแบบดิจิทัลในทุกการปฏิบัติงาน สำหรับชิ้นส่วนกลึง CNC ที่มีความแม่นยำที่เกี่ยวข้องกับห่วงโซ่อุปทานด้านการบินและอวกาศ การแพทย์ หรือเซมิคอนดักเตอร์ เรามีเอกสาร FAI และรายงาน CMM ฉบับสมบูรณ์เป็นมาตรฐานในบทความแรก

หากคุณอยู่ในขั้นตอน DFM โปรดส่งไฟล์ STEP ให้เรา เราจะส่งคืนรายงาน DFM ที่เป็นลายลักษณ์อักษรภายใน 24 ชั่วโมง - ไม่ต้องมีข้อผูกมัด หากคุณดำเนินการเพิ่มเติมและจำเป็นต้องหารือเกี่ยวกับงบประมาณที่ยอมรับได้หรือการเลือกกระบวนการ โปรดแจ้งให้เราทราบทีมวิศวกรรมกระบวนการคือจุดเริ่มต้นที่ถูกต้อง ติดต่อเราที่ bishenprecision.com เพื่อเริ่มการสนทนา

คำถามที่พบบ่อย

ฉันควรระบุรัศมีมุมใดเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานของเครื่องมือขนาดเล็ก-ที่มีราคาแพง

สำหรับความลึกของหลุม D ให้ระบุรัศมีมุมภายในขั้นต่ำที่ D/4 - และต้องไม่ต่ำกว่า 0.5 มม. เว้นแต่ว่าคุณลักษณะดังกล่าวได้รับการขับเคลื่อนตามหน้าที่ กระเป๋าลึก 12 มม.-ต้องมีอย่างน้อย R3 จึงจะตัดด้วยเครื่องมือที่ทำงานด้วยความเร็วในการผลิตและคงสภาพงานไว้ได้ อะไรก็ตามที่แน่นกว่าจะบังคับดอกเอ็นมิลล์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก-: ช้าลง โก่งตัวมากขึ้น มีโอกาสแตกหักมากขึ้น หากรูปทรงของมุมไม่มีฟังก์ชันการจับคู่ ให้เพิ่มรัศมีและประหยัดเวลาของรอบการทำงาน

คุณสามารถยึด ±0.005 มม. บนชิ้นส่วนอะลูมิเนียม 100 มม. โดยไม่ต้องเจียรได้หรือไม่

ใช่ - บนคุณสมบัติการเจาะหรือ OD โดยมีลำดับที่ถูกต้อง เราจับยึด ±0.005 มม. บนรูอะลูมิเนียมที่มีขนาดสูงสุด 100 มม. เป็นประจำ โดยใช้บัตรคว้านเก็บผิวละเอียดโดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิ- ตามด้วยการตรวจสอบยืนยัน CMM ข้อจำกัดคือเรื่องความร้อน: อะลูมิเนียมจะขยายตัวประมาณ 23μm ต่อองศาต่อความยาว 100 มม. ดังนั้น หากพื้นโรงงานสูงกว่าอุณหภูมิอ้างอิง 20 องศา 5 องศา และชิ้นส่วนไม่เสถียรก่อนทำการวัด หมายเลขการตรวจสอบจะผิดไม่ว่าเครื่องตัดจะดีแค่ไหนก็ตาม ปล่อยให้ความร้อนคงตัวเป็นเวลา 30–60 นาทีก่อนการวัดขั้นสุดท้าย

เมื่อใดที่พิกัดความเผื่อของชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีจะซ้อนกัน-ในการปรับ-ความทนทานต่อการเขียนแบบอีกครั้ง

เมื่อผลรวมของเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนของคุณสมบัติแต่ละอย่างในสแต็กชุดประกอบเกินช่องว่างการทำงานที่อินเทอร์เฟซการผสมพันธุ์ เรียกใช้เลขคณิตกรณีที่แย่ที่สุด-ก่อน: หากคุณลักษณะทั้งหมดถึงขีดจำกัดพร้อมกัน แอสเซมบลีจะยังคงทำงานอยู่หรือไม่ หากคำตอบคือไม่ ให้ปรับพิกัดความเผื่อที่มีส่วนมากที่สุดให้กับปึกให้แน่นขึ้น (โดยปกติคือคุณลักษณะของ Datum และเส้นผ่านศูนย์กลางการจับคู่หลัก) หากคำตอบคือใช่โดยมีมาร์จิ้น คุณอาจ-ยอมรับได้เกิน - ซึ่งต้องเสียเงินโดยไม่ต้องซื้อฟังก์ชัน

ฉันควรระบุผิวสำเร็จแบบใดบนหน้าซีลสำหรับร่องโอริง-

Ra 0.8μm เป็นมาตรฐานสำหรับหน้าซีลโอริง- แบบคงที่ Ra 0.4μm สำหรับซีลแบบไดนามิก สามารถทำได้ทั้งสองแบบด้วยการกัดขั้นสุดท้ายแบบควบคุม - ไม่จำเป็นต้องทำการเจียร การระบุ Ra 0.2μm หรือดีกว่าบนร่องซีลจะดันคุณเข้าสู่พื้นที่การเจียรหรือการขัด และทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างมาก หากคู่มือการติดตั้งของผู้ผลิตโอริงของคุณระบุข้อกำหนดการตกแต่ง ให้ใช้หมายเลขนั้นโดยตรง หากไม่เป็นเช่นนั้น Ra 0.8μm จะสามารถป้องกันได้สำหรับการใช้งานแบบคงที่