ความแข็งของวัสดุมีผลต่อการตัดเฉือนของชิ้นส่วน CNC อย่างไร

ในโลกของการผลิตที่แม่นยำ CNC (การควบคุมตัวเลขคอมพิวเตอร์) การตัดเฉือนเป็นเทคโนโลยีสำคัญสำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณภาพสูง ในฐานะผู้จัดหาชิ้นส่วนเครื่องจักรกลการตัดเฉือนของ CNC ที่เชื่อถือได้ฉันได้เห็นโดยตรงว่าความแข็งของวัสดุสามารถมีผลต่อกระบวนการเครื่องจักรกลซีเอ็นซีได้อย่างไร ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกแง่มุมต่าง ๆ ของความแข็งของวัสดุที่มีผลต่อการตัดเฉือนของชิ้นส่วน CNC

ทำความเข้าใจกับความแข็งของวัสดุ

ความแข็งของวัสดุเป็นการวัดความต้านทานของวัสดุต่อการเสียรูปแบบถาวรเช่นการเยื้องรอยขีดข่วนหรือการสึกหรอ วัสดุที่แตกต่างกันมีค่าความแข็งที่แตกต่างกันซึ่งโดยทั่วไปจะวัดโดยใช้เครื่องชั่งเช่น Rockwell, Brinell หรือ Vickers ตัวอย่างเช่นวัสดุอ่อนนุ่มเช่นโลหะผสมอลูมิเนียมมักจะมีค่าความแข็งค่อนข้างต่ำในขณะที่วัสดุแข็งเช่นสแตนเลสและไทเทเนียมมีค่าความแข็งสูงกว่ามาก

การสึกหรอของเครื่องมือและการเลือก

หนึ่งในผลกระทบที่สำคัญที่สุดของความแข็งของวัสดุที่มีต่อการตัดเฉือนซีเอ็นซีคือการสึกหรอของเครื่องมือ เมื่อตัดเฉือนวัสดุแข็งเครื่องมือตัดจะต้องมีความเครียดและแรงที่สูงขึ้นมาก อนุภาคแข็งในวัสดุอาจทำให้เกิดการขัดถูขอบตัดของเครื่องมืออย่างรวดเร็วซึ่งนำไปสู่การสึกหรอของเครื่องมือก่อนวัยอันควร ซึ่งหมายความว่าสำหรับวัสดุที่แข็งเครื่องมือจะต้องเปลี่ยนบ่อยขึ้นซึ่งจะเพิ่มค่าใช้จ่ายการตัดเฉือนโดยรวม

ตัวอย่างเช่นเมื่อตัดเฉือนCNC Machining 1/4 นิ้วสแตนเลสบ์ Barb Fittingความแข็งของสแตนเลสต้องใช้เครื่องมือที่ทำจากเหล็กความเร็วสูง (HSS) หรือคาร์ไบด์ เครื่องมือคาร์ไบด์มักจะเป็นที่ต้องการสำหรับความแข็งและความต้านทานการสึกหรอสูง พวกเขาสามารถทนต่อแรงตัดและอุณหภูมิสูงที่เกิดขึ้นในระหว่างการตัดเฉือนของสแตนเลสแข็งส่งผลให้อายุการใช้งานเครื่องมือยาวขึ้นและพื้นผิวที่ดีขึ้นในส่วน

ในทางกลับกันเมื่อตัดเฉือนวัสดุอ่อนนุ่มเช่นอลูมิเนียมสำหรับOEM CNC เครื่องจักรอลูมิเนียมอัลลอยด์การสึกหรอของเครื่องมือนั้นมีความกังวลน้อยกว่ามาก เครื่องมือ HSS สามารถใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพและสามารถอยู่ได้นานโดยไม่ต้องสวมใส่อย่างมีนัยสำคัญ แรงตัดจะลดลงยังช่วยให้ความเร็วในการตัดที่สูงขึ้นและอัตราการป้อนซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือน

การตัดกำลังและข้อกำหนดด้านพลังงาน

ความแข็งของวัสดุส่งผลโดยตรงต่อแรงตัดที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดเฉือนซีเอ็นซี วัสดุที่ยากขึ้นต้องการแรงมากขึ้นในการตัดผ่าน เมื่อเครื่องมือตัดประกอบกับวัสดุที่แข็งมันจะต้องเอาชนะความต้านทานต่อการเสียรูปสูงของวัสดุ สิ่งนี้ส่งผลให้กองกำลังตัดที่สูงขึ้นซึ่งทำหน้าที่บนเครื่องมือชิ้นงานและเครื่องเอง

แรงตัดที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดปัญหาหลายอย่าง ประการแรกพวกเขาสามารถนำไปสู่การเบี่ยงเบนของเครื่องมือตัดซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความแม่นยำมิติของชิ้นส่วน หากเครื่องมือเบี่ยงเบนมากเกินไปชิ้นส่วนอาจไม่ได้รับการกลึงกับข้อกำหนดที่ต้องการ ประการที่สองกองกำลังตัดสูงเพิ่มความต้องการพลังงานของเครื่องซีเอ็นซี เครื่องจำเป็นต้องให้พลังงานมากขึ้นในการขับเคลื่อนกระบวนการตัดซึ่งสามารถนำไปสู่การใช้พลังงานที่สูงขึ้นและความร้อนสูงเกินไปของส่วนประกอบของเครื่อง

ตัวอย่างเช่นเมื่อตัดเฉือนกCNC Machining Stainless Steel Bushing โพสต์ความแข็งสูงของสแตนเลสหมายความว่ากองกำลังตัดมีความสำคัญ เพื่อให้แน่ใจว่าการตัดเฉือนที่แม่นยำเครื่อง CNC จะต้องมีการสอบเทียบอย่างเหมาะสมและมีกำลังเพียงพอที่จะจัดการกับโหลดการตัด การติดตั้งพิเศษอาจจำเป็นต้องถือชิ้นงานอย่างแน่นหนาและป้องกันไม่ให้เคลื่อนที่ภายใต้กองกำลังตัดสูง

พื้นผิวเสร็จสิ้น

ความแข็งของวัสดุยังมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อพื้นผิวของชิ้นส่วนกลึง โดยทั่วไปแล้ววัสดุที่นุ่มกว่ามักจะสร้างพื้นผิวที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับวัสดุที่แข็งกว่า เมื่อตัดเฉือนวัสดุอ่อน ๆ ชิปจะแตกและถอดออกได้ง่ายขึ้นและกระบวนการตัดมีความเสถียรมากขึ้น สิ่งนี้ส่งผลให้พื้นผิวเรียบเนียนขึ้นโดยมีข้อบกพร่องน้อยลง

อย่างไรก็ตามเมื่อตัดเฉือนวัสดุที่แข็งการบรรลุพื้นผิวที่ดีอาจเป็นสิ่งที่ท้าทายมากขึ้น แรงตัดสูงและธรรมชาติที่มีการขัดของวัสดุแข็งอาจทำให้เกิดความขรุขระของพื้นผิวเครื่องหมายเครื่องมือและแม้แต่รอยแตกบนพื้นผิวของชิ้นส่วน เพื่อให้ได้พื้นผิวที่น่าพอใจบนวัสดุที่แข็งต้องใช้การตกแต่งเพิ่มเติมเช่นการบดหรือการขัด

ตัวอย่างเช่นในการผลิตชิ้นส่วนสแตนเลสหลังจากกระบวนการตัดเฉือน CNC เริ่มต้นการดำเนินการบดอาจดำเนินการเพื่อปรับปรุงพื้นผิว สิ่งนี้จะเพิ่มขั้นตอนพิเศษให้กับกระบวนการผลิตเพิ่มเวลาและค่าใช้จ่ายในการผลิต

ความเร็วในการตัดเฉือนและอัตราการป้อน

ความแข็งของวัสดุกำหนดความเร็วการตัดเฉือนที่ดีที่สุดและอัตราการป้อน โดยทั่วไปแล้ววัสดุที่อ่อนนุ่มสามารถกลึงด้วยความเร็วสูงและอัตราการป้อนเนื่องจากมีความต้านทานต่อเครื่องมือตัดน้อยลง ความเร็วในการตัดที่สูงขึ้นและอัตราการป้อนสามารถลดเวลาการตัดเฉือนได้อย่างมีนัยสำคัญเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของกระบวนการตัดเฉือนซีเอ็นซี

ในทางตรงกันข้ามวัสดุแข็งต้องการความเร็วในการตัดเฉือนที่ต่ำกว่าและอัตราการป้อน หากความเร็วในการตัดสูงเกินไปเมื่อตัดเฉือนวัสดุที่แข็งเครื่องมือจะได้รับการสึกหรอมากเกินไปและอาจแตก อัตราการป้อนยังต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ากองกำลังตัดอยู่ในช่วงที่ยอมรับได้

ตัวอย่างเช่นเมื่อชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมการตัดเฉือนความเร็วในการตัดสามารถตั้งค่าได้ที่ค่อนข้างสูงพูด 1,000 - 3000 รอบต่อนาทีขึ้นอยู่กับโลหะผสมเฉพาะและเครื่องมือที่ใช้ แต่เมื่อการตัดเฉือนสแตนเลสความเร็วในการตัดอาจต้องลดลงเหลือ 100 - 500 รอบต่อนาทีเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของเครื่องมือก่อนวัยอันควร

ความแม่นยำมิติ

การรักษาความแม่นยำมิติเป็นสิ่งสำคัญในการตัดเฉือนซีเอ็นซี ความแข็งของวัสดุสามารถก่อให้เกิดความท้าทายในการบรรลุมิติที่มีความแม่นยำสูง ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้กองกำลังตัดสูงที่เกิดขึ้นเมื่อวัสดุที่มีการตัดเฉือนสามารถทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของเครื่องมือและการเคลื่อนไหวของชิ้นงาน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดในมิติในส่วนกลึง

เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำในมิติเมื่อการตัดเฉือนวัสดุยากการเขียนโปรแกรมเส้นทางเครื่องมือที่แม่นยำและการสอบเทียบเครื่องที่แม่นยำเป็นสิ่งจำเป็น เครื่อง CNC ขั้นสูงมีคุณสมบัติเช่นการชดเชยเครื่องมือและการตรวจสอบเวลาจริงเพื่อแก้ไขการเบี่ยงเบนมิติใด ๆ ในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน

นอกจากนี้การขยายตัวทางความร้อนของชิ้นงานยังสามารถส่งผลกระทบต่อความแม่นยำของมิติโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการตัดเฉือนวัสดุแข็งที่สร้างความร้อนจำนวนมากในระหว่างกระบวนการตัด ระบบทำความเย็นมักใช้เพื่อควบคุมอุณหภูมิและลดการขยายตัวทางความร้อนให้น้อยที่สุด

การก่อตัวของชิปและการอพยพ

ความแข็งของวัสดุมีผลต่อการก่อตัวของชิปและกระบวนการอพยพ ในวัสดุที่อ่อนนุ่มชิปมักจะยาวและต่อเนื่องและสามารถลบออกได้อย่างง่ายดายจากพื้นที่ตัด อย่างไรก็ตามในวัสดุที่แข็งชิปมักจะสั้นและไม่ต่อเนื่องและพวกเขาอาจจะอพยพได้ยากขึ้น

การอพยพชิปที่ไม่ดีอาจทำให้เกิดปัญหาหลายอย่าง ชิปสามารถสะสมรอบเครื่องมือตัดเพิ่มแรงตัดและทำให้เครื่องมือร้อนเกินไป พวกเขายังสามารถเกาพื้นผิวของชิ้นส่วนกลึงซึ่งมีผลต่อพื้นผิว เพื่อแก้ไขปัญหานี้เทคนิคการอพยพของชิปที่เหมาะสมเช่นการใช้เบรกเกอร์ชิปบนเครื่องมือตัดและการใช้สารหล่อเย็นเพื่อล้างชิปออกไปเป็นสิ่งจำเป็น

บทสรุป

โดยสรุปความแข็งของวัสดุมีบทบาทสำคัญในทุกด้านของการตัดเฉือนของชิ้นส่วน CNC ตั้งแต่การสึกหรอของเครื่องมือและแรงตัดไปจนถึงพื้นผิวและความแม่นยำมิติความแข็งของวัสดุมีผลต่อประสิทธิภาพต้นทุนและคุณภาพของกระบวนการตัดเฉือน ในฐานะซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนเครื่องตัดเฉือน CNC เราจำเป็นต้องพิจารณาความแข็งของวัสดุอย่างระมัดระวังเมื่อเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมพารามิเตอร์การตัดเฉือนและการดำเนินการตกแต่ง

หากคุณต้องการชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีที่มีคุณภาพสูงไม่ว่าจะเป็นชิ้นส่วนโลหะผสมอลูมิเนียมอ่อนหรือส่วนประกอบสแตนเลสสตีลแข็งเรามีความเชี่ยวชาญและประสบการณ์ในการตอบสนองความต้องการของคุณ ทีมวิศวกรและช่างฝีมือของเราจะทำให้มั่นใจได้ว่าทุกส่วนจะได้รับมาตรฐานคุณภาพและความแม่นยำสูงสุด ติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการเฉพาะของคุณและเริ่มกระบวนการจัดหา

การอ้างอิง

• Kalpakjian, S. , & Schmid, Sr (2013) วิศวกรรมการผลิตและเทคโนโลยี เพียร์สัน
• Boothroyd, G. , Dewhurst, P. , & Knight, WA (2011) การออกแบบผลิตภัณฑ์สำหรับการผลิตและการประกอบ CRC Press