一, Alegerea materialelor potrivite și adaptarea procesului: cheia durabilității
1. Aliajul de aluminiu este ușor și nu ruginește.
Densitatea scăzută și conductivitatea termică superioară fac din aliajul de aluminiu cea mai bună alegere pentru a face mașinile mai ușoare. Aliajul de aluminiu este excelent pentru prelucrarea CNC, deoarece taie bine și poate fi prelucrat la viteze mari (până la 20000 rpm). Tratamentul de anodizare face, de asemenea, o peliculă densă de oxid care face materialul de 3 până la 5 ori mai rezistent la coroziunea prin pulverizare de sare. Tesla Model S, de exemplu, are un cadru de caroserie realizat în întregime din aluminiu, care a fost realizat folosind prelucrare CNC. Corpul rezistă de cinci ori mai mult decât corpurile din oțel după 2000 de ore de testare cu pulverizare cu sare.
2. Îmbunătățirea rezistenței la uzură a oțelului-de înaltă rezistență
Pentru articolele cu sarcină mare-cum ar fi arborii de transmisie și angrenajele, prelucrarea CNC scade deformarea termică prin gestionarea parametrilor de tăiere precum viteza de tăiere și viteza de avans. De asemenea, integrează operațiuni de tratament termic, cum ar fi cementarea și călirea, pentru a face ca duritatea suprafeței să fie de 58-62HRC. Discul dentar activ este partea principală a unui reductor dentar activ de la o anumită companie. Este realizat folosind CNC și nitrurare ionică cu descărcare strălucitoare, ceea ce o face cu 40% mai rezistentă la uzură și cu 60% mai puțin probabilitatea de a eșua.
3. Turnarea materialelor compozite cu mare precizie
Compozitele armate cu fibră de carbon (CFRP) sunt folosite din ce în ce mai mult în domeniul vehiculelor cu energie nouă. Prelucrarea CNC folosește tehnologia de legătură cu cinci-axe pentru a modela suprafețele complicate dintr-o dată, ceea ce împiedică apariția defecțiunilor de prindere de mai multe ori. De exemplu, o anumită tavă pentru baterii de vehicule electrice este realizată atât din CFRP, cât și din aliaj de aluminiu. După prelucrarea CNC, este cu 25% mai puternic și cu 30% mai ușor.
2, Tehnologia sculelor și parametrii de tăiere: principalul lucru care face ca lucrurile să dureze
1. Materiale și acoperiri pentru scule
Scule de tăiere din aliaj dur: La tăierea aliajelor de aluminiu, sculele de tăiere din aliaj dur acoperite (cum ar fi acoperirea TiAlN) durează de trei ori mai mult și au o rugozitate a suprafeței Ra Mai mică sau egală cu 0,8 μ m.
Scule de tăiere CBN din nitrură de bor cubică: sculele de tăiere CBN pot tăia oțel rapid (până la 4000 mm/min) fără a deteriora unealta și cu mai puține înlocuiri de scule.
Scule de tăiere din diamant policristalin (PCD): La prelucrarea chiulaselor din aliaj de aluminiu, forța de tăiere a sculelor PCD este redusă la jumătate, iar netezimea suprafeței este îmbunătățită cu un nivel. Acest lucru oprește scurgerea cilindrului.
2. Îmbunătățirea parametrilor de tăiere
HSM sau prelucrare cu viteză mare{0}, prin creșterea vitezei axului (10000–20000rpm) și a vitezei de avans (3000–5000mm/min), cantitatea de căldură care se acumulează în timpul tăierii este mai mică, iar șansa ca piesele să se deformeze din cauza căldurii este, de asemenea, redusă. De exemplu, la prelucrarea unui anumit bloc de cilindri motor, tehnologia HSM a făcut ca dimensiunile să fie cu 85% mai precise și a redus rata deșeurilor de la 12% la 0,8%.
Procesul de frezare înainte: frezarea înainte poate reduce frecarea dintre unealtă și piesa de prelucrat, poate îmbunătăți rugozitatea suprafeței cu 30% și este cea mai bună pentru lucrul cu piese din aliaj de aluminiu-subțiri.
3. Proiectarea parametrilor geometrici ai sculelor așchietoare
Unghiuri în față și în spate: atunci când lucrați cu materiale polimerice precum aliajele de aluminiu, ridicarea unghiului frontal (15 grade -20 grade) poate reduce forțele de tăiere. Unghiul spatelui (8 grade -12 grade) scade uzura suprafetei de taiere din spate.
Raza vârfului: Un vârf cu rază mică (R0.2-R0.5) este utilizat în prelucrarea de precizie pentru a realiza un efect de oglindă (Ra < 0,4 μ m) și a face piesele mai rezistente la uzură.
3, Tehnologie pentru controlul și testarea calității
1.Verificarea finală a durabilității utilizând măsurarea mașinii
Mașinile-unelte CNC pot măsura dimensiunile pieselor în timp real în timpul procesului de frezare, folosind sisteme de măsurare cu laser sau mașini de măsurare în coordonate (CMM). Ei pot face acest lucru cu o precizie de ± 0,005 mm. După inspecția la-mașină, o linie de prelucrare a carcasei cutiei de viteze, de exemplu, a crescut precizia găurii cheii cu 90% și a redus rata defecțiunilor de asamblare cu 75%.
2. Simulare digitală și găsirea coliziunilor
Când utilizați software CAD/CAM pentru a simula traseul de prelucrare, este posibil să aflați din timp dacă uneltele și dispozitivele de tăiere se vor împiedica reciproc și vor îmbunătăți parametrii de tăiere. Tehnologia de simulare a redus timpul necesar pentru prelucrarea unei lame de turbocompresor cu 40% și numărul de defecte de suprafață de la 5% la 0,2%.
3. Tehnologie pentru testare care nu dăunează lucrurilor
Testare cu ultrasunete: utilizat pentru a găsi defecte în interiorul pieselor din aliaj de aluminiu, cum ar fi fracturi și pori, cu o sensibilitate de până la 0,1 mm.
Testare cu raze X-: verificarea conexiunilor sudate ale produselor din oțel-de înaltă rezistență pentru a vă asigura că nu există defecte de fuziune parțială.
4, Studiu de caz: Utilizarea prelucrării CNC pentru a face piesele auto să dureze mai mult
Cazul 1: Lucrul la blocuri cilindri din aliaj de aluminiu
O anumită companie de mașini folosește un centru de prelucrare CNC cu cinci-axe, tehnologii de tăiere cu viteză mare-și de inspecție pe-mașini pentru a obține o rată de primă trecere de 99,2% pentru prelucrarea corpurilor de cilindri. Unii dintre pașii care trebuie luați sunt:
Utilizați freze PCD pentru prelucrare brută. Viteza de tăiere ar trebui să fie de 8000 rpm și viteza de avans trebuie să fie de 3000 mm/min.
Instrumentul de alezat CBN este utilizat pentru prelucrarea de precizie, iar rugozitatea suprafeței trebuie să fie mai mică de 0,4 μm. Un sistem de măsurare cu laser compensează deformarea termică în timp real, păstrând acuratețea dimensională constantă în ± 0,01 mm.
Cazul 2: Prelucrarea unui arbore de transmisie din oțel de înaltă rezistență
Prin îmbunătățirea procesului de prelucrare CNC, un anumit furnizor de piese a făcut ca arborele de transmisie să dureze cu 50% mai mult.
Setări de tăiere: viteza axului de 800 rpm, viteza de avans de 0,2 mm/r și adâncime de tăiere de 3 mm;
Alegerea sculelor potrivite: o combinație de freze de laminare CBN și burghie din aliaj dur acoperite;
Întărirea prin inducție se face după prelucrare, iar duritatea suprafeței este de 55HRC.
