CNC apdirbimas yra pagrindinis procesas, skirtas gaminti labai{0}}tikslius, funkcinius prototipus įvairiose pramonės šakose. Kai medžiagų poreikis yra 316 nerūdijantis plienas, -garsėjantis puikiu atsparumu korozijai ir mechaninėmis savybėmis-būtina laikytis specifinių apdirbimo strategijų. Šiame straipsnyje pateikiama išsami techninio vadovo apžvalgaCNC apdirbimas 316 nerūdijančio plieno prototipų, užtikrinant optimalius rezultatus pramonės profesionalams.
1. Medžiagos charakteristikos ir iššūkiai
316 nerūdijantis plienas yra austenitinis chromo -nikelio lydinys, kuriame yra molibdeno (2-3%). Šis priedas žymiai padidina jo atsparumą duobių ir plyšių korozijai chloridinėje aplinkoje, palyginti su 304{15}}klasės nerūdijančiu plienu. Įprastą jo sudėtį sudaro ~16-18% Cr, ~10-14% Ni ir ~2-3% Mo. Pagrindinės savybės yra maždaug 515 MPa (min.) tempiamasis stipris, 205 MPa (min.) takumo riba ir apytiksliai 217 HB Brinelio kietumas. Nors dėl šių savybių jis idealiai tinka jūrinėms, chemijos, farmacijos ir maisto perdirbimo reikmėms, jie taip pat kelia iššūkių apdirbimui: didelis polinkis sukietėti, didelis įrankių nusidėvėjimas ir polinkis formuotis briaunos (BUE) ir suvirinti drožles. Vadinasi, apdirbimui reikia standžių sąrankų, aštrių pjovimo įrankių, tinkamų parametrų ir efektyvaus aušinimo.
2. Išankstinis-apdirbimo planavimas ir gaminimo projektavimas (DFM)
Efektyvus apdirbimas prasideda nuo DFM analizės. 316 nerūdijančio plieno prototipams:
Funkcijos dizainas: venkite pernelyg plonų sienų (<1mm) and deep, narrow cavities to minimize tool deflection and vibration. Incorporate generous fillet radii (R > tool radius) at internal corners.
Tolerancija: nurodykite realius leistinus nuokrypius pagal ISO 2768-mK arba ASME Y14.5 standartus. Kritinės savybės gali būti ±0,05 mm, o nekritinės gali būti ±0,1 mm arba platesnės. Per maži leistini nuokrypiai be reikalo padidina išlaidas ir apdirbimo laiką.
Atsargų pasirinkimas: naudokite preciziškai šlifuotą arba -šaltai valcuotą strypą, kad užtikrintumėte nuoseklias medžiagos savybes ir sumažintumėte nutekėjimą. Patikrinkite medžiagos sertifikavimą (pvz., ASTM A276) dėl garantuotos sudėties.
3. CNC staklių ir sąrankos reikalavimai
Standžios staklės su dideliu sukimo momentu esant mažam suklio greičiui yra labai svarbios. Rekomenduojamos specifikacijos apima:
Mašina: didelio{0}}našumo 3-ašių arba 5 ašių CNC frezavimo centras su dėžės formos arba standaus linijinio kreiptuvo konstrukcija.
Suklis: gali stabiliai veikti 100–600 SFM (paviršiaus pėdų per minutę) diapazone 316 nerūdijančiam plienui.
Tvirtinimas: naudokite spaustukus su grūdintais nasrais arba tam skirtą tvirtinimo plokštę. Maksimaliai padidinkite ruošinio standumą sumažindami iškyšą ir užtikrindami tolygų suspaudimo slėgį, kad būtų išvengta iškraipymų. Tinkamas lygiavimas yra labai svarbus norint išvengti streso.
4. Pjovimo įrankių pasirinkimas ir geometrija
Įrankio pasirinkimas tiesiogiai veikia paviršiaus apdailą, matmenų tikslumą ir įrankio tarnavimo laiką.
Įrankio medžiaga: nepadengtos arba padengtos karbido rūšys (pvz., mikro-grūdelis karbidas) yra standartinės. Atliekant sudėtingas operacijas, apsvarstykite pažangias substrato geometrijas ir PVD (fizinio garų nusodinimo) dangas, tokias kaip AlTiN (aliuminio titano nitridas) arba TiSiN (titano silicio nitridas), kurios pasižymi dideliu kietumu ir terminiu stabilumu.
Įrankio geometrija: pirmenybę teikite aštrioms pjovimo briaunoms, teigiamiems nuolydžio kampams ir poliruotoms griovėms, kad sumažintumėte pjovimo jėgas ir pagerintumėte drožlių pašalinimą. Kintamos spiralės / žingsnio dizainas padeda sumažinti plepėjimą.
Įrankių tipai: grublėtam apdirbimui naudokite tvirtas galines frezas su kampo spinduliu (bulio nosimi). Apdailai geriau naudoti aštrius kvadratinius-galinius arba rutulinius{2}}nosiginius frezus. Gręžiant turėtų būti naudojami karbido grąžtai su 135 laipsnių padalijimo tašku ir poliruotomis rievelėmis.
5. Apdirbimo parametrai ir strategijos
Norint įveikti 316 darbo užgrūdinimą, labai svarbu laikytis patikrintų parametrų.
Greičiai ir pastūmos: konservatyvus pradinis taškas apima 150–250 SFM pjovimo greitį (Vc) karbido įrankiams. Vieno danties padavimas (fz) paprastai svyruoja nuo 0,05 iki 0,15 mm/dantis. Svarbiausia išlaikyti pastovią lustų apkrovą; padavimo sustabdymas, kai įrankis įjungtas, pagreitina darbo grūdinimą. Naudokite CNC modeliavimo programinę įrangą, kad patikrintumėte įrankių takus.
Pjovimo gylis (DOC) ir pjovimo plotis (WOC): grublėtam apdirbimui naudokite 30–50 % įrankio skersmens radialinį DOC (stepoverį) ir konservatyvų ašinį DOC. Apdailai lengvas ašinis DOC (<0.5mm) with a stepover of 5-10% of tool diameter yields the best surface finish.
Darbo takai: naudokite trochoidinio arba adaptyviojo valymo strategijas grublėtam, kad išlaikytumėte nuolatinį įrankio įsijungimą ir sumažintumėte šiluminę apkrovą. Apdailai naudokite kontūrų-lygiagrečias arba šukutės strategijas. Norint sumažinti sukietėjimą darbe, primygtinai rekomenduojamas įkopimas (frezavimas žemyn).
6. Aušinimo skysčio ir lustų valdymas
Dėl efektyvaus karščio ir drožlių pašalinimo-sutartis negalima.
Coolant Application: Use a high-pressure flood coolant system (preferably >1000 psi įrankio tiekimui per{1}}) su specialiu nerūdijančio plieno apdirbimo skysčiu. Aušinimo skystis turi pasižymėti puikiomis tepimo ir rūdžių -stabdymo savybėmis. Niekada nedžiovinkite 316 nerūdijančio plieno, nes dėl to greitai sugenda įrankis ir pablogėja paviršiaus vientisumas.
Lustų pašalinimas: įsitikinkite, kad lustai sulaužyti ir nedelsiant evakuoti. Ilgos, dygliuotos drožlės gali iš naujo-perpjauti ruošinį arba užkimšti griovelius, todėl įrankis gali sulūžti. Koreguokite tiekimą, greitį arba naudokite lustų{3}}pertraukiklio įrankio geometriją lustams valdyti.
7. Paskelbkite-apdirbimo svarstymus
Šurmuliavimas: Pašalinkite aštrias briaunas ir įdubas naudodami rankinius įrankius, vibracinę apdailą arba elektropoliravimą, atsižvelgiant į prototipo reikalavimus.
Valymas: kruopščiai išvalykite prototipą, kad pašalintumėte visą aušinimo skystį ir metalo likučius, kad išvengtumėte korozijos.
Patikra: patikrinkite matmenis naudodami kalibruotą įrangą, pvz., koordinačių matavimo mašinas (CMM), optinius lyginamuosius prietaisus arba didelio{0}}tikslumo apkabas ir mikrometrus. Praneškite apie matavimus pagal originalų CAD modelį ir brėžinio specifikacijas.
Norint sėkmingai apdirbti 316 nerūdijančio plieno prototipų, reikia sistemingo požiūrio, kuriuo būtų atsižvelgiama į specifines medžiagos savybes. Pasirinkę tinkamą įrangą, tvirtus įrankius, optimizuotus pjovimo parametrus ir vykdydami griežtą proceso kontrolę, gamintojai gali nuosekliai gaminti prototipus, atitinkančius griežtus matmenų, estetinius ir funkcinius reikalavimus. Šis techninis pagrindas užtikrina patikimumą ir ekonomiškumą{3}}prototipų kūrimo etape ir sudaro sąlygas sėkmingai gamybai.