Görüntüleme: 105 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Zamanı: 31-10-2025 Menşei: Alan
İçerik Menüsü
● giriiş
● Çok Malzemeli İşlemedeki Zorlukları Anlamak
● Araç Seçimi ve Optimizasyon Stratejileri
● İleri Teknikler: Simülasyon ve Süreç İçi İzleme
● Vaka Çalışmaları: Gerçek Dünya Uygulamaları
● Çözüm
Üretim mühendisliğindeki kişiler çoklu malzemenin CNC işleme bugünlerde oyunun kurallarını değiştiriyor. Gücü, ağırlığı ve diğer özellikleri dengelemek için birleştirilmiş çeşitli alaşımlardan yapılmış parçalarla uğraşıyoruz. Ekstra kütle olmadan ısıyı idare etmek için titanyumun alüminyumla buluştuğu havacılık bileşenlerini veya bir tarafta aşınma direnci, diğer tarafta korozyon önleme için çelik ve bronzun harmanlandığı otomotiv parçalarını düşünün. Bu hibritler, tek malzemelerin karşılayamayacağı bir performans sunar. Sorun, CNC makineniz alaşımlar arasındaki sınıra ulaştığında başlar. Takım aşınması hızla artar, yüzeyler pürüzlüleşir ve hassasiyet zarar görür. Bu malzemelere yönelik takım stratejilerini doğru bir şekilde belirlemek, arızaları önlemek ve üretimi sorunsuz tutmak için çok önemlidir.
Tipik bir kurulumu düşünün: dayanıklılık için tabanda Ti-5553'ten, daha kolay kesim için üstte Ti-64'e kadar eğime sahip bir titanyum kütük. İş miliniz, soğutma sıvısı akışıyla 2000 RPM'de çalışır, ancak bağ hattını geçmek, sertlik 300'den 350 HB'ye yükseldikçe kesme kuvvetlerini yüzde 30 artırır. Gıcırtı ortaya çıkıyor, aşınma hızla artıyor ve kesici uçunuzun kenar yarıçapı çok hızlı büyüyor. Bu gerçek mağazalarda olur; titreşimler yüzeyi işaretler, toleranslar kayar. Bu vardiyaları göz ardı etmenin yeniden çalışmaya veya hurdaya yol açtığı işlerde bunu ilk elden gördüm.
Bu konu şu sıralar gündemde çünkü eklemeli yöntemler karmaşık yapıların oluşturulmasına olanak tanıyor ve bu da daha fazlasına yol açıyor hibrit işleme . CNC işlemleri genellikle biriktirmeyi takip eder, ancak takım yollarının termal farklılıklar, talaş değişimleri ve bağlantı noktalarındaki potansiyel korozyona göre uyarlanması gerekir. Standart koda güvenemezsiniz; Adaptif yaklaşımlar çok önemlidir. Titanyum karışımları ve çelik-nikel kombinasyonları gibi örneklerle ana konuları, takım seçimlerini, parametre ayarlamalarını ve ayrıca simülasyon yardımcılarını ele alacağız. Sonunda, bu zorluklarla etkili bir şekilde başa çıkmanın pratik yollarına sahip olacaksınız. Hadi konuya girelim.
Çok malzemeli CNC çalışması, malzeme kaldırmanın tekdüze olmaması nedeniyle benzersiz engeller sunar. Her alaşımın farklı özellikleri vardır: Alüminyum 6061 yüksek hızlarda kolaylıkla kesilebilir ancak takımların üzerinde birikebilir; titanyum, zayıf ısı transferi ve reaktivite nedeniyle ekleri yiyor; Inconel hızla sertleşir ve standart oranlara dayanıklıdır. Bunları birleştirmek, davranışların çatıştığı bölgeler yaratır; güçte veya ısı tepkisinde keskin değişiklikler meydana gelir ve bu da kesimler sırasında parçaları büker.
Bir havacılık braketine bakın: Dayanıklılık için Ti-6Al-4V taban, hafiflik için Al-7075 üst kısım. Freze ilerledikçe alüminyum hızla soğur, ancak titanyum ısıyı hapsederek yükler artarken aleti zayıflatır. Sapma tutarsız hale gelir. Haas VF-2'de ilerleme değişikliği olmadan 150 Hz'deki titreşimler sıkı toleransları gevşetir.
Arayüzler temel sorundur. Sinterleme veya kaplama yoluyla bağlanan bu alanlar, değiştirilmiş taneler veya sert fazlar gibi karışık yapılara sahiptir. Kademeli malzemelerde değişiklikler çok hafiftir ancak araçlar istikrar gerektirir.
Örneğin, Ti-64, Ti-6242, Ti-5553 ve Beta C'yi karıştıran titanyum kütüklerde, eşleşmelerin kesilmesi kuvvetleri 200 N'de tutar, ancak bunların karşısında faz kaymalarından dolayı 300 N'ye yükselir. Yüzeyler 1,2 µm Ra'dan 3,5 µm'ye kadar pürüzlenir ve 50 µm derinliğe kadar hasar incelemeleri etkiler. Bu, yönün önemli olduğunu gösteren, 1000°C sinterlenmiş parçalar üzerinde yapılan tornalama testlerinden gelir.
Başka bir örnek: Çelik-alüminyumdan yapılmış EV akü muhafazaları. 4140 çeliğinin sertleşmeye karşı düşük hızlarda kaplanmış takımlara ihtiyacı vardır; alüminyum 10.000 RPM'de kaplanmamış yüksek sarmal istiyor. Çaprazda, çelik aşınmış noktalarda aşınma alüminyum çubuklar kadar artar. Bazı işlemler talaş temizleme için duraklatılır ancak proaktif yol rampaları daha iyi çalışır.
Isı çok değişkendir (titanyumun 0,52 J/g°C'sine karşılık alüminyumun 0,9'u), 0,02 mm'lik yaylara neden olur. Mekanik taraf: kırılgan malzemeler temiz bir şekilde talaşlanır; sünek olanlar ip, gömme aletleri.
CoCrMo-Ti-6Al-4V implantlarda tornalamada kobalttan yüzde 15 daha fazla talaş çıkıyor. 150 m/dak ve 0,2 mm/devir hızlarında gagalama döngüleri yardımcı olur.
Çözümler karışıma uygun araçlarla başlar. Karbür çok yönlüdür, demir dışı malzemeler için PCD, çelikler için CBN. Sıcak titanyum için TiAlN, yapışkan alüminyum için DLC gibi kaplamalar.
Geometriler uyum sağlar: Yumuşak kesme için 45° sarmal, ancak sert kesmede titreşir. 35°'den 42°'ye kadar köprüler arasında değişken helis.
Nikel-alüminyum bıçaklarda, 12 mm'lik değişken hatveli parmak freze yolları bölgeleri: Ni'de yüzde 80, Al'de yüzde 40. Kaynaklarda ömür 20 dakikadan 45 dakikaya, hatta 1,8 µm Ra'ya kadar gider.
Süper alaşım işinden Inconel 718'in Hastelloy üzerinde frezelenmesinde 40 m/dak hızında seramik, ardından karbür kullanılır. Mastercam benzeri CAM, vardiyalarda açıları 5° ila 15° arasında ayarlar.
Dinamik ayarlar kuralı. SFM: Ti için 120, Al için 300. Yavaş, sınırlarda 2 mm'nin üzerinde yüzde 20-30 ilerleme sağlar.
Tornalama kademeli Ti: 100 m/dak, betada 0,15 mm/dev; 80, alfa-betada 0,1, kuvvetler 250 N'nin altındadır. MQL yağ ile hasarı yüzde 25 azaltır.
Çelik-Ti protezlerin frezelenmesi: yüzde 40 daha uzun ömür için çelik üzerinde kuru, Ti üzerinde kriyo. 200 SFM çelik, 80 Ti, trokoidal yollar.
Simülasyon tahmin eder, izleme tepki verir.
FEM stresleri tahmin eder. Ti gradyanlarında ABAQUS bağlarda 1,5 kat tepe noktası gösterir; trokoidal kesimler yüzde 18 düştü.
Çelik-bronz için ANSYS bayrakları 0,15 mm sapma, kesimlerle teyit edilmiş, geçme kontrolü ile sabitlenmiştir.
Hibrit AM: Sims, DOC'yi Ti üzerinde kaba 0,5 mm'den çelik üzerinde yüzde 95 yoğunlukta 0,1 kaplamaya kadar yönlendirir.
Mil besleme kontrollerindeki sensörler.
Renishaw, Al-Cu için DMG Mori'de: 120 Hz'de beslemeyi yüzde 15 düşürür, yüzde 30 yaşam kazancı sağlar.
Ti'deki IR 600°C'deki noktaları yakalar, soğutma sıvısını artırır.
Çok alaşımlı kalıp: kamlar taşmayı buğuya çevirir, yüzde 22 daha az aşınma.
Üç örnek göstermektedir.
Inconel 718-Ti bıçaklar: sürünme ışıkla buluşuyor. Bölgeli frezeleme, seramik 30 m/dak Inconel, karbür 100 Ti. Tahvillerde rampalar. Yüzde 25 daha hızlı, 2 µm kaplama. Her 30 parçada bir değişir, yollarla yarıya indirilir.
CoCr-Ti gövdeler: uyumlu güç. Değişken beslemeler 0,08 mm/dev CoCr, 0,12 Ti. Cryo renkten kaçınır. ISO yüzeyler, 50 parça ömrü.
Çelik-Al tepsiler: Çelik üzerine Al kaplama. Helisel cepler, rampalar. MQL. Yüzde 15 daha az hurda, 0,05 mm yassı.
Arayüzleri, araçları, ayarları, simülasyonları ve vakaları inceledik. Kademeli ve hibrit parçalar büyüdükçe stratejilerin de ilerlemesi gerekir. Erken simülasyon yapın, bölge yollarını kullanın, sensörleri kullanın. Artıklar üzerinde test yapın, başarıları not edin. Uyum sağlayan mağazalar, zorlukları güçlü yönlere dönüştürür. Bu alaşım karışımını doğru kurulumla ele alın ve güvenilir parçalar yapın.
S1: CNC'de alaşım arayüzleri arasında işleme yaparken en büyük riskler nelerdir?
Cevap1: Ana riskler, kesme kuvvetlerinde takımın kırılmasına neden olan ani ani artışlar, değişen talaş davranışlarından kaynaklanan eşit olmayan yüzey kalitesi ve parçanın çarpılmasına neden olan termal bozulmalardır. Kademeli besleme rampaları ve arayüze özel araçlarla bu durumu azaltın.
S2: Çok alaşımlı titanyum-alüminyum işlerindeki takımlar için kaplamaları nasıl seçerim?
Cevap2: Titanyum için, ısı direnci için TiAlN'yi kullanın; alüminyum için, yapışmayı azaltmak için DLC. Hibrit işler, küçük serili denemelerle test edilen, her ikisini de dengeleyen çok katmanlı PVD kaplamalardan yararlanır.
S3: Simülasyon yazılımı işlevsel olarak derecelendirilmiş malzemeleri doğru bir şekilde işleyebilir mi?
Cevap3: Evet, ABAQUS modeli gibi araçlar kullanıcı tanımlı özellikler aracılığıyla gradyanlar oluşturarak gerçek kesimlerin %10-15'i dahilindeki kuvvetleri tahmin eder. En iyi sonuçları elde etmek için alaşım verilerini veri sayfalarından girin.
S4: Farklı alaşımlarda takım aşınmasının yönetilmesinde kesme sıvısının rolü nedir?
Cevap4: Soğutma sıvısı seçimi kritiktir; Ti gibi soğutucular için taşma, yapışkan Al için MQL. Geçişlerde reaksiyonları önlemek için esterlere geçin, bu da kullanım ömrünü %30'a kadar uzatır.
S5: Çoklu malzeme operasyonlarında takımları ne sıklıkla izlemeliyim?
A5: Titreşimler/kuvvetler için proses içi sensörlerle sürekli; Takım ömrünün her %10-20'sinde görsel kontroller yapılır. Uyarlanabilir kontroller otomatik olarak ayarlanarak manuel müdahaleleri azaltır.
