Megtekintések: 105 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2025-10-31 Eredet: Telek
Tartalommenü
● A többanyag-megmunkálás kihívásainak megértése
● Eszközválasztási és optimalizálási stratégiák
● Fejlett technikák: szimuláció és folyamat közbeni megfigyelés
● Esettanulmányok: Valós alkalmazások
A gyártómérnökök tudják, hogy több anyagból áll A CNC-megmunkálás manapság megváltoztatja a játékot. Különböző ötvözetekből készült alkatrészekkel foglalkozunk, amelyek az erő, a súly és egyéb tulajdonságok egyensúlyát biztosítják. Gondoljon az űrrepülőgép-alkatrészekre, ahol a titán találkozik az alumíniummal, hogy extra tömeg nélkül kezelje a hőt, vagy olyan autóalkatrészekre, amelyek acélt és bronzot kevernek az egyik oldalon a kopásállóság és a másik oldalon a korrózió elleni védelem érdekében. Ezek a hibridek olyan teljesítményt nyújtanak, amelyhez az egyes anyagok nem férnek hozzá. A baj akkor kezdődik, amikor a CNC gépe eléri az ötvözetek közötti határvonalat. A szerszámkopás az egekbe szökik, a felületek eldurvulnak, és a precizitás megsérül. A meghibásodások elkerülése és a gyártás zökkenőmentessége érdekében elengedhetetlen, hogy a megfelelő szerszámstratégiákat alkalmazzuk ezeken az anyagokon.
Tekintsünk egy tipikus beállítást: egy titán tuskó, amelynek alján Ti-5553 gradiens a tartósság érdekében, a tetején pedig Ti-64 a könnyebb vágás érdekében. Az orsó 2000 ford./perc sebességgel forog hűtőfolyadék áramlása mellett, de a kötési vonal átlépése 30 százalékkal növeli a forgácsolóerőket, mivel a keménység 300-ról 350 HB-re emelkedik. Csipogás jelenik meg, a kopás gyorsan növekszik, és a lapka él sugara túl gyorsan nő. Ez a valódi üzletekben történik – rezgések nyomják a felületet, a tűrések csúsznak. Első kézből láttam ezt azokon a munkákon, ahol a műszakok figyelmen kívül hagyása átdolgozáshoz vagy selejthez vezet.
Ez a téma most nagyon népszerű, mert az additív módszerek lehetővé teszik az összetett összeállításokat, amelyek többre vezetnek hibrid megmunkálás . A CNC-műveletek gyakran leválasztást követnek, de a szerszámpályákat testre kell szabni a hőkülönbségek, a forgácsváltozások és az illesztések lehetséges korróziója miatt. Nem hagyatkozhat a szabványos kódra; az adaptív megközelítések kulcsfontosságúak. Kitérünk a főbb kérdésekre, az eszközválasztásra, a paraméterek beállítására olyan példákkal, mint a titán keverékek és acél-nikkel kombinációk, valamint szimulációs segédeszközök. A végére gyakorlati módszerei lesznek ezeknek a kihívásoknak a hatékony kezelésére. Menjünk bele.
A több anyagból álló CNC munka egyedi akadályokat jelent, mivel az anyageltávolítás nem egyenletes. Mindegyik ötvözetnek megvannak a sajátosságai: az alumínium 6061 könnyen vág nagy sebességgel, de rárakódik a szerszámokra; a titán megeszi a betéteket a rossz hőátadás és reakcióképesség miatt; Az Inconel gyorsan megkeményedik, és ellenáll a normál arányoknak. Ezek kombinálásával olyan zónák jönnek létre, ahol a viselkedés ütközik – éles változások az erőben vagy a hőreakcióban, amelyek a vágás során meghajlítják az alkatrészeket.
Nézz meg egy repülőgép-tartót: Ti-6Al-4V alap a tartósságért, Al-7075 felső a könnyedségért. Ahogy a maró keresztezi, az alumínium gyorsan lehűl, de a titán felfogja a hőt, gyengíti a szerszámot, miközben a terhelés nő. Az elhajlás következetlenné válik. A Haas VF-2-n az előtolás változtatása nélkül a 150 Hz-es rezgések fellazítják a szűk tűréshatárokat.
Az interfészek jelentik az alapvető problémát. Szinterezéssel vagy burkolással összeragasztva ezek a területek vegyes szerkezetűek – megváltozott szemcsék vagy kemény fázisok. Az osztályozott anyagokban a változtatások finomak, de a szerszámok állandóságot követelnek meg.
Például a Ti-64-et, Ti-6242-t, Ti-5553-at és Beta C-t keverő titán tuskókban a párosítások mentén történő vágás 200 N-on tartja az erőket, de a fáziseltolódások miatt 300 N-ra emelkedik. A felületek érdesednek 1,2 µm Ra-ról 3,5 µm-re, az 50 µm mélységű sérülés pedig befolyásolja a vizsgálatokat. Ez az 1000°C-on szinterezett darabokon végzett esztergálási tesztekből származik, amelyek megmutatják az irányt.
Egy másik példa: EV akkumulátorházak acél-alumíniummal. A 4140-es acélhoz bevonatos szerszámok szükségesek lassú fordulatszámon az edzés ellen; Az alumínium bevonat nélküli high-helix-et akar 10 000 RPM-nél. A keresztnél az acélból kopott helyeken alumínium botként is használható. Egyes műveletek szünetelnek a chip törléséhez, de a proaktív útrámpák jobban működnek.
A hő rendkívül változó – a titáné 0,52 J/g°C, szemben az alumíniuméval 0,9 –, ami 0,02 mm-es íveket okoz. Mechanikai oldal: a törékeny anyagok tisztán forgácsolódnak; képlékenyek húr, temető szerszámok.
A CoCrMo-Ti-6Al-4V implantátumokban az esztergálás során 15 százalékkal több kobalt marad. 150 m/perc és 0,2 mm/ford sebességnél a peck ciklusok segítenek.
A megoldások a keverékhez megfelelő eszközökkel kezdődnek. A keményfém sokoldalú, a PCD a színesfémekhez, a CBN az acélokhoz. Bevonatok, például TiAlN a forró titánhoz, DLC a ragadós alumíniumhoz.
A geometriák alkalmazkodnak: 45°-os csavarvonal a lágy nyírásért, de keményen vibrál. Változtatható csavarvonal 35°-tól 42°-ig.
A nikkel-alumínium pengékben egy 12 mm-es változtatható emelkedésű szármaró zónák: 80 százalékos bekapcsolódás Ni-ben, 40 százalékos alumíniumban. Az élettartam 20-45 perc, hegesztéseknél akár 1,8 µm Ra is.
Szuperötvözet munkából az Inconel 718 marása Hastelloyon 40 m/perc sebességgel kerámiát, majd keményfémet használ. A CAM, mint a Mastercam, 5° és 15° közötti szöget állít be váltással.
Dinamikus beállítások szabály. SFM: 120 Ti, 300 Al. 20-30 százalékos lassú adagolás 2 mm felett a határokon.
Esztergálási fokozatos Ti: 100 m/perc, 0,15 mm/ford béta; 80, 0,1 alfa-béta-ban, 250 N alatti erők. Az MQL olajjal 25 százalékkal csökkenti a sebzést.
Maróacél-Ti protézisek: szárítás acélon, krio titán a 40 százalékkal hosszabb élettartam érdekében. 200 SFM acél, 80 Ti, trochoidális pályák.
A szimuláció előre jelez, a megfigyelés reagál.
A FEM feszültségeket jelez előre. A Ti gradiensekben az ABAQUS 1,5-szeres csúcsokat mutat a kötéseknél; a trochoidális vágások 18 százalékkal csökkentek.
Acél-bronz esetén az ANSYS 0,15 mm-es kihajlást jelez, vágásokban megerősítve, bekapcsolási vezérléssel rögzítve.
Hibrid AM: Sims irányítja a DOC-t a Ti 0,5 mm-es durva felületről az acél 0,1-es felületére, 95 százalékos sűrűség.
Érzékelők az orsók előtolásvezérlőjén.
Renishaw a DMG Mori-n Al-Cu-hoz: 15%-kal csökkenti a tápfeszültséget 120 Hz-en, 30%-kal növeli az élettartamot.
A Ti IR-je 600°C-os foltokat ragad el, növeli a hűtőfolyadékot.
Többféle ötvözetből készült matrica: a bütykök az elárasztást ködre váltják, 22 százalékkal kevesebb kopás.
Három példa illusztrálja.
Inconel 718-Ti pengék: a kúszás és a fény találkozása. Zónás marás, kerámia 30 m/perc Inconel, keményfém 100 Ti. Rámpák a kötvényeknél. 25 százalékkal gyorsabb, 2 µm-es felület. Változások 30 részenként, pályákkal felezve.
CoCr-Ti szárak: kompatibilis erősség. Változó előtolás 0,08 mm/ford CoCr, 0,12 Ti. A krió elkerüli a színt. ISO felületek, 50 alkatrész élettartam.
Acél-Al tálcák: Al bőr acélon. Csavar alakú zsebek, rámpák. MQL. 15 százalékkal kevesebb selejt, 0,05 mm lapos.
Végigmentünk felületeken, eszközökön, tuningon, simeken és tokon. Ahogy az osztályozott és hibrid alkatrészek nőnek, a stratégiáknak előre kell lépniük. Szimuláljon korai, zóna útvonalakat, használjon érzékelőket. Tesztelje a maradékokat, jegyezze fel a sikereket. Az alkalmazkodó üzletek a kihívásokat erősségekké változtatják. A megfelelő beállítással kezelje ezt az ötvözetkeveréket, és készítsen megbízható alkatrészeket.
1. kérdés: Melyek a legnagyobb kockázatok az ötvözet interfészek CNC-ben történő megmunkálása során?
1. válasz: A fő kockázatok a forgácsolóerők hirtelen kiugrásai, amelyek a szerszám töréséhez vezetnek, a felület egyenetlensége a forgácsok különböző viselkedéséből adódóan, valamint a hőtorzulások, amelyek az alkatrész meghajlását okozzák. Csökkentse fokozatos előtolási rámpákkal és interfész-specifikus eszközökkel.
2. kérdés: Hogyan válasszam ki a bevonatokat a többötvözetű titán-alumínium munkákhoz?
A2: A titán esetében válassza a TiAlN hőállóságot; alumíniumhoz DLC a tapadás csökkentése érdekében. A hibrid munkáknál előnyösek a többrétegű PVD-bevonatok, amelyek mindkettőt kiegyensúlyozzák, kis tételes kísérletekkel tesztelve.
3. kérdés: A szimulációs szoftver pontosan tudja kezelni a funkcionálisan osztályozott anyagokat?
3. válasz: Igen, az olyan eszközök, mint az ABAQUS modell gradienst a felhasználó által definiált tulajdonságokon keresztül, előrejelezve az erőket a valós vágások 10-15%-án belül. A legjobb eredmény érdekében adja meg az ötvözetadatokat az adatlapokról.
4. kérdés: Mi a hűtőfolyadék szerepe a különböző ötvözetek szerszámkopásának kezelésében?
A4: A hűtőközeg kiválasztása kritikus – elárasztás a hűtőbordáknál, mint például a Ti, az MQL a ragadós Al esetében. Az átmeneteknél váltson észterekre, hogy elkerülje a reakciókat, és ezzel akár 30%-kal meghosszabbítja az élettartamot.
5. kérdés: Milyen gyakran kell figyelnem az eszközöket több anyaggal végzett műveleteknél?
A5: Folyamatos folyamat közbeni rezgés-/erőérzékelőkkel; szemrevételezés a szerszám élettartamának 10-20%-a után. Az adaptív vezérlők automatikusan beállíthatók, csökkentve a kézi beavatkozások számát.
