ЦНЦ обрада алуминијума наспрам челика: Водич за цену и избор

Одабир између алуминијума и челика за прецизну ЦНЦ машинску обраду захтева анализу изван цена сировина и основне затезне чврстоће. Докалуминијум против челика-уступци често фаворизују алуминијум због брзих брзина уклањања метала, предности у односу чврстоће-према-односа 3:1 и ниже масе компоненти, челик обезбеђује троструки модул еластичности (200 ГПа наспрам 70 ГПа), неограничене границе издржљивости на замор и супериорну структурну крутост. Замена челика алуминијумом без узимања у обзир формуле угиба, диференцијалног термичког ширења (23 ппм/К наспрам 12 ппм/К) или галванског закидања навоја доводи до катастрофалних кварова механичког склопа.

Алуминијум наспрам челика за ЦНЦ обраду: Инжењерски избор и водич за трошкове

Приликом проценеалуминијум против челика за ЦНЦ обраду, машинске радионице и инжењери машинског дизајна често балансирају супротстављене структурне, производне и буџетске циљеве. Избор погрешне залихе метала покреће ланчану реакцију преко састава материјала (БОМ), мењајући време циклуса вретена,-животне циклусе алата, после-кораке обраде и чврсте-перформансе поља толеранције.

Реалност избора ЦНЦ материјала: инжењерски ризици и радни{0}}Квари на поду

Инжењерски уџбеници често смањују изборалуминијум или челик за машинску обрадуна израчунавање линеарне јачине-до-тежине. У стварном-светском ЦНЦ производњи са више-оси, понашање материјала под великим силама{5}}захвата алата открива оштре техничке поделе.

Како су претпоставке о снази приноса изазвале квар циклоидног мењача?

У производној фабрици Дазао, један-програмер медицинске роботике у раној фази послао је ревизију зглобне роботске руке. У покушају да смањи корисно оптерећење мотора, дизајнерски тим је заменио пре-каљено главчину преноса од легираног челика АИСИ 4140 алуминијумом Ал7075-Т6. Прегледавањепараметри обраде и конструкцијске границе 7075 алуминијумапре замене легираних челика спречава скупе кварове на еластичном отклону, али је првобитни инжењерски преглед превидио ову критичну валидацију.

Образложење дизајна изгледало је чврсто на папиру:

· Ал7075-Т6 Граница течења: 503 МПа

· Нормализована граница течења челика 4140: 415 до 655 МПа

На папиру, компонента 7075-Т6 смањује масу за 65% истовремено пружајући упоредиве статичке перформансе.

Међутим, током испитивања динамичког циклуса под сталним обртним моментом уназад, унутрашњи циклоидни мењач се заглавио у циклусу 14.200. Дијагностичко рушење у инспекцијској лабораторији Дазао открило је два критична инжењерска превида:

1. Конзолни отклон:Зид главчине мењача се еластично скретао преко дозвољених граница зазора под торзионим вршним оптерећењима, искошеним угловима захвата зупчаника за 0,14 степени.

2. Релаксација отвора лежаја:Топлота мотора од трења проширила је проврт алуминијумског кућишта брже од спољашњег прстена лежаја од хромираног челика, узрокујући губитак радијалног зазора и деструктивно ломљење кугле.

Клијент је изгубио четири недеље тестирања валидације и претрпео је секундарну прераду алата. Овај инцидент наглашава уобичајени начин квара: третирање границе течења као заменљиве метрике уз игнорисање основних физичких константи као што су модул еластичности и топлотни коефицијенти.

Утицај избора материјала на машински{0}}алокацију алата и време циклуса

Евалуатингалуминијум против челика за металне деловепревазилази трошкове сировог материјала. Изабрана залиха диктира алокацију средстава машинских{1}}алата. -Брзо глодање алуминијума захтева високе-о/мин (12.000 до 24.000 о/мин) динамичке центре са брзим спиралама за-евакуацију струготине. Машинска обрада каљеног челика пребацује послове на круте, кутијасте-хоризонталне обрадне центре (ХМЦ) или-тешке вертикалне обрадне центре (ВМЦ) конфигурисане са вретенима са зупчаницима са високим{13}}окретним моментом.

Ваш избор материјала утиче на:

· Време циклуса обраде и обрачунске стопе{0}}вретена

· Криве потрошње{0}}алата за сечење (врсте карбида, геометрије, ПВД и ЦВД премази)

· Стабилност залиха сировог{0}} материјала (ослобађање заосталог напрезања током џепног млевења)

· У-учесталост инспекције на линији и времена секундарног термичког намакања

Поређење механичких својстава: алуминијум наспрам челика за металне делове

Доношење одлуке о материјалу на основу информација захтева испитивање физичке механике под великим-инжењерским ограничењима.

Прорачуни густине, смањења масе и динамичке инерције

Приликом оцењивањатежина алуминијума у ​​односу на челикиалуминијум у односу на густину челика, основне бројке показују:

· Структурни алуминијум (као што је 6061-Т6): 2,70 г/цм³ (0,0975 лб/ин³)

· Средњи угљеник и легирани челик (као што су 1045, 4140): 7,85 г/цм³ (0,284 лб/ин³)

Овај однос од отприлике 1 до 2,9 директно утиче на динамичку инерцију. У реципрочној опреми за аутоматизацију, великим{3}}брзинама{4}}и-порталима и ваздухопловним кућиштима, нижа маса смањује инерцијални отпор (Ј=м⋅р²). Утилизинглаке аутомобилске алуминијумске легуре у прецизној машинској обрадисмањује динамичку инерцију преко-линкова вешања високих перформанси и кућишта мотора. Смањење покретне масе за 65% смањује захтеве за обртним моментом мотора, смањује дисипацију кинетичке енергије током наглих заустављања и смањује хабање механичког погона.

Међутим, у тешкој индустријској опреми, основним оквирима и лежајевима машина за{0}}пригушење вибрација, велика маса је предност. Додатна маса челика повећава механичку стабилност, учвршћује склопове са високим-моментом и снижава профиле-тежишта{4}}.

Снага приноса наспрам цикличког замора: Диспаритет С-Н криве

Приликом анализечврстоћа алуминијума наспрам челика, инжењери морају одвојити статички принос од понашања цикличког замора:

ДокОднос снаге алуминијума и челика и тежинеистиче легуре попут Ал7075-Т6 које превазилазе челике са ниским садржајем угљеника, циклични замор остаје критична инжењерска разлика.

Реалност С{0}}Н криве

Гвоздене легуре показују границу издржљивости (С_e). Ако динамичко циклично напрезање остане испод отприлике 40% до 50% своје крајње затезне чврстоће, конструкцијски челик може издржати бесконачне циклусе оптерећења без ширења микро-прслина:

σ_{циклично} < S_e ⟹ Н > 10⁷циклуси без кварова конструкције

Легуре алуминијума немају праву границу замора. Крива века трајања напона- (С−Н) за алуминијум непрекидно пада надоле. Чак и под ниским цикличним напрезањима, микроструктурне траке клизања на смицање постепено се развијају у микроскопске заморне пукотине:

За делове који су изложени милијардама осцилација оптерећења, као што су ротирајућа вратила пумпе високог{0}}притиска, опруге за тешке-опреге и матрице за пресовање, алуминијум гарантује евентуални отказ механичког замора без обзира на дозвољену течност.

Модул еластичности: спречавање скретања конзоле и динамичке резонанце

Најчешћа грешка уЦНЦ обрада челика наспрам алуминијумаконверзије мешају снагу са крутошћу. Евалуатингалуминијум у односу на крутост челикадоказује да формулација легуре не може да превазиђе природне атомске везе:

· Све комерцијалне легуре алуминијума показују модул еластичности (Е) од 68 до 72 ГПа.

· Сви угљенични, алатни и конструкцијски легирани челици показују модул еластичности (Е) од 190 до 215 ГПа.

Топлотна обрада, хладна обрада или високо{0}}легирање (као што су Ал-Зн-Мг-Цу матрице) не могу значајно да промене ову физичку константу. Челик је у основи три пута тврђи од алуминијума.

Замислите једноставну конзолну греду дужине Л, подложну концентрисаном крајњем оптерећењу П. Линеарни отклон греде (δ) је регулисан:

где:

· Е је модул еластичности

· И је момент инерције површине (И=бх312 за правоугаони пресек)

Да би одговарао структурном отклону челичне греде без промене ширине греде (б), алуминијумска компонента мора повећати своју дебљину (х) за:

Да би се надокнадили губици крутости, алуминијумски зид мора бити дебљи за 43%. Пратећи практичнеправила дизајна за ЦНЦ обрађене алуминијумске компонентеомогућава инжењерским тимовима да повећају дебљину зида без угрожавања циљева тежине. Ако ограничења геометријског омотача спречавају повећање геометрије попречног{1}}попречног пресека, замена челика алуминијумом ће довести до тога да се ваш склоп савија, клепета и остаје без вредности под нормалним радним оптерећењима.

Скривена инжењерска уска грла: Дазао увид у машинску обраду и склапање

Стандардни индустријски чланци ретко говоре о изазовима склапања, термичке обраде и интерфејса са којима се сусрећу при покретању ЦНЦ производње са -толерантним. У Дазао-у, наши тимови за осигурање квалитета и млевење рутински решавају ова три инжењерска уска грла.

Диференцијално термичко ширење: спречавање опуштања лежаја

Уобичајени изазов у ​​прецизним ЦНЦ операцијама је управљање коефицијентом термичке експанзије (ЦТЕ):

· Алуминијум: ≈23,0×10⁻⁶/ К (на 20 степени)

· Угљенични и легирани челик: ≈11,5 до 12,2×10⁻⁶/ К (на 20 степени)

· 52100 Челик за лежајеве: ≈11,9×10⁻⁶ / K

Алуминијум се димензионално помера отприлике двоструко брже од челика када је изложен температурним градијентима.

Прави{0}}светски инжењерски проблем

Замислите кућиште лежаја вретена које захтева отвор од ∅50.000 мм (+0.005/−0.000 мм) који држи челични лежај са угаоним контактом класе ИСО П4.

Део је машински обрађен, прегледан и верификован на ЦММ-у у соби за{0}}контролисану климу у Дазаоу на 20 степени (68 степени Ф).

Када се једном примени у радном окружењу без активног течног хлађења, равнотежна температура склопа расте на 55 степени (ΔТ=35 К):

ΔD_Ал=D₀⋅ _Ал⋅ΔT=50.000×(23.0×10⁻⁶)×35=+0.04025 мм

ΔD_Челик=D₀⋅ _Челик⋅ΔT=50.000×(11.9×10⁻⁶)×35=+0.02082 мм

ΔГап=ΔД_Ал−ΔD_Челик=0.04025−0.02082=+0.01943 мм (≈19,4 μм)

Интерференција притиска израчуната на +0.005 мм на собној температури прелази у лабав прилегање са 14,4 микрона радијалног зазора на радним температурама.

Челични лежај ће ходати, вибрирати унутар алуминијумског отвора, стварати корозивну корозију и узроковати прерано отпуштање вретена. Када комбинују челик и алуминијум у високо{1}}прецизним склоповима, инжењери морају да израчунају маргине термичког одступања и узму у обзир кошуљице од ливеног-гвожђа, бронзане чауре или наменске причврсне прстенове.

Скидање навоја, трошкови инсталације хеликоил и галванска корозија

Урезивање навоја у структурални алуминијум је брзо, али голи унутрашњи алуминијумски навоји не успевају у тешким условима рада.

· Механизам деградације обртног момента причвршћивача:Понављани циклуси обртног момента на унутрашњем навоју М6к1.0 у алуминијуму изазивају микро-загризање у циклусу 5, напредујући до потпуног бочног смицања до циклуса 12.

· Тхе Дазао Схоп-Корективна мера пода:Обрадите основну рупу, извршите једно-урезивање СТИ навојем у једној тачки, убаците хелицоил од нерђајућег челика 304 или чврсти кључ-уметак за закључавање и извршите коначну проверу мерача утикача иди/не-.

· Смицање и нагризање:Директно увлачење у 6061-Т6 ради за статичке поклопце за приступ. Међутим, код панела за одржавање или монтажних носача који су подложни поновљеним циклусима обртног момента, унутрашњи алуминијумски навоји се гуле и скидају под умереним предоптерећењем.

· Права цена производње:Претварање отвора са навојем у алуминијуму у индустријске стандарде захтева ручне или полу{0}}аутоматске уметке навоја (као што су Хелицоилс, Кеенсертс или ПЕМ сворњаци). На кућишту мењача са 48 отвора са нарезима, куповина уметака, сечење специјалних навоја класе СТИ и њихово ручно инсталирање додају 0,80 до 2,20 долара по рупи у раду и изнад главе. Овај додатни корак може да избрише уштеде трошкова сирове обраде приликом избора алуминијума.

· Галванска корозија:When stainless steel bolts seat into bare aluminum in the presence of an electrolyte (like humidity or coolant mist), the large difference in electrochemical potential (ΔV>0,60 В) покреће галванско дејство. Алуминијум делује као жртвована анода, оксидујући у бели прах који закључава челични затварач на месту. Да би се ово спречило, потребно је тешко-елоксирање алуминијума, наношење поцинкованог-никлованог слоја на причвршћиваче или додавање- пасте против заглављивања током монтаже.

Чврстоћа машине: Одговарајућа вретена велике{0}}брзине у односу на мењаче са великим обртним моментом

Машиничари то знајуалуминијум против челика за ЦНЦ обрадузахтева потпуно различите могућности{0}}алатних машина. Користећи посвећено,услуге ЦНЦ глодања високе{0}}костиобезбеђује да рамови{0}}машинских алата директно одговарају силама резања материјала:

· Алуминијумска динамика:Захтева велике брзине резања (В_c>600 m/min) and high spindle RPM (>15.000 обртаја у минути) упарен са ниским-моментом, великим-убрзањима покрета. Примарни циљ је померање струготине из џепа пре него што се топлота пренесе у радни предмет.

· Динамика легираног челика:Захтева велики обртни момент вретена при малим брзинама (В_c=90 до 180 м/мин, број обртаја вретена између 800 и 3.500 обртаја у минути) покрећу вретена са зупчаницима или тешки-конуси БТ50, подржани од Мееханите ливеног гвожђа високе{7}}крутности-.

Attempting to run pre-hardened 4140 steel or 316 stainless steel on an agile, high-speed BT30 or light-duty BT40 linear-guide machine causes cutting chatter. The machine structure lacks the static mass to damp tool-engagement harmonics. This causes broken carbide inserts, wavy surface finishes (Ra>3,2 μм) и брзо хабање лежаја вретена.

Супротно томе, глодање великих алуминијумских гредица кроз тешке, споро{0}}мосне млинове који се крећу, повећава време циклуса, повећавајући јединичну цену дела. Усклађивање материјала са динамиком машинског{2}}алата је кључно за постизање стабилних толеранција и конкурентних цена по{3}}комаду.

ЦНЦ обрадивост: брзина резања, хабање алата и расипање топлоте

Оперативна разлика измеђуобрадивост алуминијума у ​​односу на челикобликује дневне распореде производње, буџете алата и стратегије подешавања машина у савременим машинама.

Стопе уклањања метала (МРР), формирање чипова и уграђена{0}}контрола ивица

Приликом израчунавањабрзина резања алуминијума у ​​односу на челик, Стопа уклањања метала (МРР) диктира укупно време машинског циклуса:

МРР{0}}а_p⋅ a_e⋅ v_f

где:

· a_pје аксијална дубина реза (мм)

· a_eрадијална ширина реза (мм)

· v_fје брзина помака стола (мм/мин), где је в_f=n⋅z⋅f_z

Левергингспецијализована Методологије за ЦНЦ глодање алуминијума велике брзине{0}}омогућава производним линијама да достигну површинске брзине веће од 1.200 метара у минути. Разлике у метрикама сечења између конструкцијског алуминијума и претходно{3}}каљеног легираног челика су огромне:

Машинска обрада алуминијума даје предност сировој брзини и зазору сечења. Главни инжењерски изазов је избегавање Буилт-Уп Едге (БУЕ). Алуминијум се може заварити за резне ивице алата од тврдог метала путем микро-урезивања ако локалне температуре порасту. Машинови се томе супротстављају коришћењем балансираних држача алата, глодала са 2- или 3- жлебова са углачаним дубоким жлебовима, високим нагибним угловима и специјализованим премазима попут цирконијум нитрида (ЗрН) или угљеника налик дијаманту (ДЛЦ).

Машинска обрада челика захтева строгу термичку контролу и{0}}контролу ломљења струготине. Путања алата морају управљати угловима захвата кроз трохоидно глодање или динамичко адаптивно чишћење. Ова пракса ограничава алат-на-контактне лукове радног предмета, штитећи ивице сечења од цикличног топлотног удара и прераног микро-остругања.

Топлотна проводљивост и обрасци хабања алата од карбида

Механика одвођења топлоте истиче још једну фундаменталну дивергенцију уалуминијум против челика расипање топлотеиалуминијум против челика хабање алата:

· Топлотна проводљивост Ал6061: приближно 167 В/м·К

· Топлотна проводљивост АИСИ 4140: приближно 42,6 В/м·К

· Топлотна проводљивост нерђајућег челика 304: приближно 16,2 В/м·К

Пошто алуминијум проводи топлоту четири пута брже од угљеничног челика и десет пута брже од аустенитног нерђајућег челика, струготине односе отприлике 75% до 85% топлоте у-зони трења. Радни предмет остаје стабилан у димензијама током агресивних рутина грубе обраде.

Дистрибуција топлотне енергије током контакта са{0}}чипом алата:

· У млевењу алуминијума:80% топлоте зоне смицања одлази са струготинама, 15% се распршује у тело дела, а 5% улази у алат за сечење.

· У млевењу легираног челика:50% топлоте зоне смицања одлази са струготинама, 25% улази у тело дела, а 25% се концентрише у алату за сечење, захтевајући напредне ПВД термалне баријере.

Приликом сечења ојачаних легираних челика или нерђајућег челика{0}}који садржи никл, топлотна енергија се концентрише директно на ивици сечења. Врхови алата могу искусити локализоване температуре изнад 800 степени.

У фабрици Дазао, евиденција{0}}о века трајања алата показује да глодање претходно-каљеног челика 4140 (32 ХРЦ) троши резне ивице од чврстог-карбида 6 до 9 пута брже по кубном центиметру уклоњеног метала од глодања 6061-Т6. Често индексирање уметака, померања хабања алата и циклуси додиривања повећавају захтеве оператера за време рада и укупне трошкове производње челичних компоненти.

Квалитет завршне обраде површине и ублажавање заосталих унутрашњих напона

Процена завршне обраде алуминијума и челика открива различите параметре{0}}пода продавнице:

· Алуминијум:Даје завршну обраду високог{0}}сјаја (Ра мањи од или једнак 0,4 μм) коришћењем дијамантских уметака или алата за балансирање од брушеног карбида при великим брзинама вретена. Међутим, велики комади{3}}могу се значајно искривити. Уклањање великих количина материјала ремети унутрашње расподеле напрезања, што доводи до савијања компоненти. Обрађивачи морају да специфицирају -основну плочу Т651 са растерећеном напрезањем (механички растегнуту након топлотне обраде раствором) и користе прогресивне пролазе грубе обраде преко алтернативних површина да би одржали равне профиле.

· Челик:Пружа изузетну стабилност димензија на лежајевима, прецизним брушеним површинама заптивки и клизним вођицама (Ра мањи од или једнак 0,2 μм кроз тврдо-окретање или цилиндрично брушење). ПрименаМогућност ЦНЦ токарења са више-осидо{0}}вратила од претходно каљене легуре омогућавају затегнуте рукавце лежаја без секундарног цилиндричног ОД брушења. Хладновучене челичне шипке- садрже значајна периферна заостала затезна напона. Отварање дубоких отвора за кључеве или урезивање једностраних утора у хладно{4}}корак 1018 узрокује видљиво савијање осим ако је кундак за ублажавање напона-жарен пре завршних пролаза обраде.

Водич за одабир легуре: поређење 6061, 7075, 4140 и нерђајућег челика

Евалуатингалуминијум или челик за машинску обрадузахтева упоређивање специфичних инжењерских легура уместо да прави опште претпоставке о материјалу широмапликације алуминијума против челика.

Прецизне алуминијумске легуре: својства 6061-Т6, 7075-Т6, 5052 и 2024

Приликом оцењивањанајбоље легуре алуминијума за прецизну ЦНЦ обраду, инжењери морају да балансирају затезне перформансе са обрадљивошћу и ценом:

· Ал6061-Т6:Подразумевана легура за структурне прецизне компоненте. Као што је детаљно описано у нашојтехнички водич за 6061 ЦНЦ обраду алуминијума, овај темперамент обезбеђује уравнотежену механичку стабилност за структурне оквире, блокове флуида и кућишта електронике.

· Ал7075-Т6:Легура бакра-високе чврстоће цинка{1}} која пружа структурне карактеристике попуштања упоредиве са ниско-челицима са ниским садржајем угљеника. Стандардно је за компоненте високих{4}}перформанси као што су стубови за тркачке аутомобиле, носачи за летење у ваздухопловству и структурни носачи дронова. Његове-компромисе укључују нижу отпорност на корозију и тешко усклађивање боја елоксирања.

· Ал5052-Х32:Легура која се{0}}не обрађује топлотом{1}}која је уобичајена у склоповима лимова{2}}плоча, бродским кућиштима и дубоко-вученим структурама које захтевају супериорну отпорност на прскање на мору{4}}. Гумиран је током ЦНЦ операција глодања и захтева оштар алат за смицање.

· Ал2024-Т351:Придржавајући се сертификованогстандарди за ЦНЦ машинску обраду алуминијума у ​​ваздухопловствуобезбеђује чврст интегритет границе зрна кроз -компоненте летења под високим напоном{1}}, показује високу жилавост лома и отпорност на циклични раст прслина, иако нуди лошу заварљивост и нижу отпорност на галванску корозију од разреда серије 6000.

Конструкциони и легирани челици: Машинска обрада 1018, 4140, 304 и 17-4 ПХ

· АИСИ 1018 / 1045:Воркхорсе ниско{0}}до{1}}средње угљенични челик. 1018 је идеалан за-каљене, карбуризиране компоненте и заварене елементе. 1045 пружа већу -машинско затезну чврстоћу за осовинске клинове, неочврсне зупчанике и основне плоче за монтажу машина.

· АИСИ 4140 (Цхромоли):Хром{0}}молибден челик се испоручује или жарен или пре{1}}очврснут (28 до 32 ХРЦ). То је основни стандард за структурна вретена, осовине за велика оптерећења, спојнице за погон мотора и хидрауличне склопове за низбрдо који захтевају високу жилавост језгра.

· АИСИ 304 / 316 Аустенитни нерђајући:Глобални стандард за системе за храну{0}}, фармацеутске и морске течности. Пружају одличну отпорност на хемикалије и питтинг. Међутим, јаке карактеристике{3}}очвршћавања захтевају чврсте поставке алата, позитивну геометрију грабуља и непрекидна кретања како би се спречило трљање и брушење алата.

· 17-4 ПХ (АИСИ 630):Мартензитни нерђајући челик који се{0}}очвршћава. Ефикасно обрађује у стању А жареном стању и може се очврснути до 44 ХРЦ једноставним, -један кораком-старења на ниским температурама (Х900), избегавајући озбиљно изобличење гашења типично за конвенционалне челике.

Завршна обрада и отпорност на корозију: оплата, анодизација и толеранције

Елоксирање наспрам оплата: тврдоћа премаза и заштита од хабања

Приликом прегледаотпорност на корозију алуминијума и челикаииздржљивост алуминијума наспрам челика, машински обрађени делови морају бити отпорни на хабање, трење и оксидацију околине током свог радног века. Цонсултинг оурсвеобухватни референтни водич за завршну обраду алуминијумских површинаомогућава дизајнерима да израчунају тачне-ограничења захвата навоја и отпорност на хабање:

Толеранција -уп: Израчунавање димензионалног раста од површинских премаза

Један од кључних покретача трошкова у прецизној ЦНЦ производњи је управљање променама димензија после{0}}третмана.

Тип ИИИ Хардцоат Елоксирање на алуминијуму продире у основну подлогу за 50% и гради напољу за 50%. Одређени премаз од 40 μм додаје приближно 20 μм дебљине по површини. Ово повећава спољашњи пречник за 40 μм и смањује унутрашње пречнике лежајева за 40 μм. Осим ако инжењери не узму у обзир ове промене димензија на производним цртежима, карактеристике блиске{9}}толеранције неће бити усклађене.

Слично, КПК течно нитрирање на легираном челику мења димензионалне профиле и укључује високе температуре процеса (око 560 степени). Ова топлота може да изазове геометријско изобличење у шкољкама са танким{2}}зидовима. Деловима ће можда бити потребно секундарно брушење након{4}}обраде или брушење да би се исправиле критичне површине.

Анализа укупних трошкова производње: цена материјала у односу на време циклуса обраде

Уобичајена грешка при куповини када се процењују трошкови машинске обраде алуминијума наспрам челика и цене производње алуминијума наспрам челика је гледање искључиво на трошкове сировина по килограму или фунти. Доносиоци одлука о производњи{1}}морају да процене укупне трошкове производње по комаду (Ц_укупно):

C_укупно=C_сирово+(T_{циклуса}⋅R_{вретено})+C_алатке+C_{завршити}+C_{хардвера}

где:

· C_сирово: Укупна цена залиха је мања за резервну вредност отпада

· T_{циклуса}: Време циклуса за сечење вретена, позиционирање и{0}}руковање делом

· R_{вретено}: комбинована машина{0}}наплата по сату

· C_алатке: Наменски алат за сечење{0}}истрошеност и замена расподела по компоненти

· C_{завршити}: Површинска обрада, конверзијски премаз, маскирање и накнаде за печење

· C_{хардвера}: Секундарна појачања навоја, уметци и радови на монтажи

Поређење трошкова производње: серија од 250 комада хидрауличног разводника

Одређивање буџета пројекта у односу на нашеСмањење трошкова ЦНЦ обраде алуминијумапоказује како високе стопе{0}}уклањања струготина надокнађују веће цене сировина. Размислите о серији од 250 прецизних блокова разводника (готови омотач: 120 мм × 80 мм × 60 мм, са 65% материјала уклоњеног по запремини):

Процењена по{0}}раздела по јединичној цени за серију од 250 комада на основу Дазао показатеља праћења:

Компонента Опција А: Ал6061-Т6 са прозирном анодизацијом типа ИИ

· Залихе сирових гредица (2,7 кг бруто): 14,50 УСД

· Време ЦНЦ вретена са 4 осе (14,2 минута по цени од 65 УСД/сат): 15,38 УСД

· Додатак за хабање алата и потрошни материјал: 1,80 УСД

· Елоксирање типа ИИ (скупна обрада): 3,50 УСД

· Уметци навоја (12 спиралних спирала од нерђајућег челика плус рад): 7,20 долара

· Рабат на вредност отпада: -1,80 УСД

· УКУПНИ ТРОШКОВИ ПО КОМАДУ (АЛУМИНИЈУМ): 40,58 долара

Компонента Опција Б: АИСИ 1018 челик са никлованим без електронике

· Залихе сирових гредица (7,9 кг бруто): 12,80 УСД

· Време 4-осног ЦНЦ вретена (38,5 минута по цени од 65 УСД/сат): 41,70 УСД

· Додатак за хабање алата и потрошни материјал: 6,20 УСД

· Безелектрично никловање (једнако 25 микрона): 8,40 долара

· Умеци навоја: 0,00 УСД (навоји урезани директно у основни челик)

· Рабат на вредност отпада: -0,90 УСД

· УКУПНИ ТРОШКОВИ ПО КОМАДУ (ЧЕЛИК): 68,20 долара

Упркос већој цени сирове залихе алуминијума у ​​односу на обични ниско{0}}угљенични челик, алуминијумски колектор даје 40,5% нижу укупну цену комада. Краће време циклуса машине, смањено хабање алата и ефикасна елоксација у великим количинама превазилазе трошкове сировина.

Насупрот томе, за делове мале{0}}не запремине који захтевају минималан џеп, високу структурну крутост, директну издржљивост навоја или екстремну тврдоћу језгра, челик остаје исплативији избор-. Елиминише потребу за скупим уметцима секундарног навоја и специјалним премазима.

Матрица одлука и ДФМ инжењерска контролна листа за подношење РФК

Дијаграм тока брзог одабира инжењеринга: алуминијум наспрам челика

Користите овај директни референтни водич да потврдите избор материјала током фаза пројектовања:

1. Логика избора дијаграма тока:

· Корак 1:Да ли је смањење масе критично за перформансе монтаже за ваздухопловство, роботику или{0}}портал велике брзине?

· Ако ДА:Проверите да ли налегања лежајева подлежу радним термичким разликама већим од 35 степени. Ако ДА, користите челичну чауру од пресованог челика унутар алуминијумског кућишта или потпуно{2}}челичну главчину. Ако НЕ, изаберите Ал6061-Т6 или Ал7075-Т6.

· Ако НЕ:Да ли део захтева високу отпорност на хабање на клизање или површинску додирну тврдоћу за зупчанике, вратила или вођице?

· Ако ДА:Изаберите АИСИ 4140 претходно-каљени или кући- легирани челик.

· Ако НЕ:Да ли је компонента изложена морском окружењу или хемијском испирању? Ако ДА, изаберите 316 нерђајући челик или тврди{1}}елоксирани алуминијум. Ако НЕ, наведите челик 1018 или 1045 са КПК сланом купком нитрокарбоном.

2. Резиме правила:

Изаберите алуминијум када:

· Минимизирање масе директно повећава носивост, издржљивост батерије или брзину кретања.

· Потребан је унутрашњи пренос топлоте или хлађење ребра хладњака.

· Делови захтевају декоративне опције елоксираних боја отпорних на корозију-.

· High-volume material pocketing would cause prohibitive spindle times on steel.

3. Изаберите Челик када:

· Деформација конструкције под оптерећењем савијања, конзоле или торзионог оптерећења мора бити сведена на минимум унутар тесног геометријског омотача.

· Компоненте доживљавају циклична оптерећења после 10⁷ циклуса, који захтевају неограничен век трајања замора.

· Спареним компонентама је потребна површинска тврдоћа изнад 50 ХРЦ да би се спречило хабање или хабање од клизања.

· Толеранције при монтажи морају пратити челичне лежајеве кроз широке радне температуре.

Пет провера техничких цртежа пре него што затражите понуду за машинску обраду

Прегледајте ове{0}}провере у радњи пре него што пошаљете ЦАД датотеке Дазао инжењерима:

1. Спецификације термичког раста и бушотине:Ако монтирате челичне пречке лежајева унутар алуминијумских кућишта, потврдите границе сметњи у целом опсегу радне температуре.

2. Захватање нити и умеци:Ако ће алуминијумски навој са навојем доживети редовно одржавање или висок обртни момент, дизајнирајте рупу тако да прихвати стандардне Хелицоил или Кеенсерт уметке.

3. Унутрашњи радијуси и алати за углове:Избегавајте оштре унутрашње углове џепова. Наведите радијусе угла (Р веће или једнакодубина џепа) да би се спречило брбљање резача и омогућило глодало за грубу обраду великих{0}}пречника.

4. Залихе и ублажавање стреса:Одредите 6061-Т651 или 7075-Т6511 за џепно глодане алуминијумске плоче и затражите нормализовану или растерећену шипку за челичне осовине.

5. Обришите облачиће за завршетак:Јасно назначите да ли се димензије цртежа примењују пре или после завршне обраде површине (као што је елоксирање тврдог премаза типа ИИИ или КПК нитрирање).

Достављање цртежа за апрофесионални ДФМ преглед цртежапре сечења метала обезбеђује потпуну стабилност димензија и рано елиминише уска грла у машинској обради.