Прецизна ЦНЦ обрадаВитка осовина: Како контролишемо скретање (а да не полудимо)
Будимо искрени. Ако питате било ког машиниста у нашој радњи који део највише мрзе да ради, неће рећи сложено 5-осне ваздушно-космичко радно коло. Вероватно ће указивати на витку осовину једноставног изгледа.
Само прошлог месеца, муштерија је донела праву хорор представу. Користили смо осовину од нерђајућег челика 316Л. Више је личило на шпагете него на машински обрађену компоненту. Његов однос-према-пречнику (Л/Д) је био 35:1.
Када ваш однос Л/Д пређе 10 или 12, недостатак крутости значи да се метал понаша као мокри резанци. Ако вашем добављачу недостају одговарајуће вештине, можда ћете добити конусне делове, грубе завршне обраде и делове који се савијају након машинске обраде. Видели смо како нам купци долазе тражећи помоћ. Њихов последњи -испоручилац по ниским ценама испоручио је 2000 осовина које су изгледале као банане.
Ево јасног погледа шта ради за нас у радњи. Помаже у смањењу угиба, вибрација и термичког ширења приликом обраде витких делова. Без теорија уџбеника-само стварне радње-поправке пода.
Зашто витке осовине тако често отказују? Физика иза главобоље?
Све се своди на физику. Када превучете карбидни алат за сечење преко дугачког металног комада без ослонца, суочавате се са три главна изазова одједном.
1. Радијална дефлексија (ефекат "лука")
Током окретања, алат за сечење ствара аксијалну силу која се креће дуж дужине радног предмета. Такође ствара радијалну силу која притиска у страну дела. Пошто је осовина танка и дугачка, недостаје јој крутост греде да се одупре том радијалном притиску. Буквално се савија од алата.
Резултат? Алат сече мање материјала у средини осовине него на крајевима. На крају имате буре или облик „бубња“-дебео у средини, танак на крајевима. Физика побеђује сваки пут ако је не подржавате како треба.
2. То вриштеће брбљање (хармоничне вибрације)
Ако сте провели било које време у машинској радњи, знате звук. високо-звиждање што значи да се ваш алат одбија од материјала уместо да га сече.
Слаба крутост доводи до високо{0}}хармонских вибрација. Ово брбљање уништава вашу површину и оставља ружне тиграсте-траге. Такође може да оштети ваше скупе уметке од карбида за неколико минута.
3. Топлотна експанзија (Тихи убица)
Метали расту када се загреју. Сечење дугачке осовине ствара огромну количину трења и топлоте.
На пример, алуминијум дужине 500 мм може лако да нарасте неколико хиљадитих делова инча само ако се загреје на додир. Ако крута стезна глава и крути задњи стожац чврсто закључају ту осовину, додатна дужина нема где да оде. Мора да се копча и савија према споља.
Ултимативно решење: ЦНЦ обрада швајцарског{0}}типа
Ако користимо танку осовину пречника испод 32 мм (око 1,25 инча), однос Л/Д може бити висок. У том случају не користимо стандардне ЦНЦ стругове. Пребацујемо посао директно на наше ЦНЦ машине-швајцарског типа (као што су наши Цитизенс или Тсугамис).
Бићу искрен са тобом:Швајцарска машинска обрада је ултимативна шифра за варање за витке осовине.
Зашто? Све је у вези са водичем.
За разлику од конвенционалног струга, где се радни предмет протеже од стезне главе, швајцарска машина ради на супротан начин. Веома прецизна водећа чаура провлачи сирову шипку. Алат за сечење стоји непомично, одмах поред те чауре-обично удаљене само милиметар или два. Материјал клизи напоље, а алат га реже док излази.
Пошто алат сече тик уз ослонац,однос Л/Д у тачки реза је близу нуле. Дефлексија потпуно нестаје. Цхаттер је мртав.
Са машинском обрадом швајцарског{0}}типа, одржавамо уске толеранције пречника од ±0,005 мм (0,0002 инча) и завршне обраде Ра 0,4.
То радимо на деловима које многе друге продавнице одбијају да цитирају. Поред тога, можемо да глодамо равне, бушимо унакрсне-рупе и урезујемо навоје све у једном подешавању, што драстично решава грешке.
Традиционални савети за струг (када је радни комад превелик за Швајцарца)
Швајцарске машине су невероватне, али имају максимум при одређеним пречницима. Ако нам купац пошаље прилагођену осовину пумпе пречника 50 мм и дужине 800 мм, она неће стати у швајцарски струг. Морамо се ослонити на конвенционалноЦНЦ стругањецентрима.
Ево како спречавамо велике витке осовине да се претворе у банане:
1. Стални одмори наспрам одмора следбеника
Морате подржати средину реза.
· Оператер поправља аСтеади Рестдо кревета машине. Он држи једно одређено место на осовини док алат сече на другом месту. Одлично за бушење краја дугачке осовине, али није савршено за дуге пролазе окретања.
· A Фолловер Рествијци право на носач алата. Путује са алатом за сечење, стално подржавајући осовину директно насупрот силама резања. Ово је ефикасно, али постављање ваљака за ослонац држача тако да не гребу нову површину реза захтева стручног машиниста.
2. Обрнуто увлачење (трик са затезањем)
Обично почињете да сечете на крају задњег дела и увлачите алат према стезној глави. Ово ставља танку осовину под компресију. Лоша идеја.
Уместо тога, програмирамо машину да почне близу стезне главе и да сече уназад према задњој бати. Ово доводи осовину под вучну напетост. Замислите то као да чврсто повучете жицу гитаре-која природно жели да остане савршено равна.
3. Двоструко-окретање куполе
Ако посао изводимо на ЦНЦ стругу са два револвера{0}}, користимо окретање прстима. Програмирамо горњи алат и доњи алат да секу један насупрот другом у то време.
Један алат узима груби пролаз, други лагано трага за завршним пролазом. Радијалне силе гурања једна другу потпуно поништавају. Шахт и не зна да га неко гура.
4. Опружни-Центри са опругом и притисак на задњим стомацима
За борбу против топлотног ширења које сам раније поменуо, никада не користимо мртви чврсти центар. Користимо центре под напоном са унутрашњом опругом у стражњој коси.
Како се осовина загрева и расте током тешког грубог пролаза, опруга заузима додатну дужину. Одржава притисак држања константним и спречава извијање дела.
Такође, снижавање хидрауличког притиска у задњем делу је кључно. Превише притиска на осовину од 10 мм ће је савијати. Ово се може десити пре него што га алат дотакне.
Тајне геометрије алата: које уметке заправо купујемо
Можете имати најбољу машину на свету, али ако ударите у витку осовину погрешним уметком од карбида, лоше ћете се провести. Ево како изгледа наш креветић за алат за ове послове:
· Мали полупречник носа: Стандардни уметци често имају радијус носа од 0,8 мм или 0,4 мм. За витке осовине то спуштамо на 0,2 мм (0,008") или чак 0,1 мм. Већи радијус делује као снежни чистач, стварајући огроман радијални притисак који одбацује део. Оштар, мали радијус делује као скалпел, смањујући силу сечења.
·Високи позитивни углови загребања: Одбацујемо тешке, негативне-уметке за грубо гребање. Користимо високо{2}}позитивне, као бријач-оштре алуминијумске- уметке за сечење, чак и понекад на челику, да бисмо чисто срезали материјал. Помаже у спречавању кидања.
· Умеци брисача (финисх хацк): Нормално, мали радијус носа даје лошезавршна обрада површине. Осим ако не успорите брзину кретања до пузања.
Да бисмо ово поправили, користимо уметке "Випер". Имају секундарну равну ивицу која делује као лопатица, изглађујући трагове увлачења. Ово нам омогућава да трчимо у малом радијусу за низак притисак, док и даље добијамо углачану завршну обраду при пристојним брзинама.
Водич за избор материјала за витке осовине
Сваки метал се понаша другачије када га растегнете и покушате да га исечете. Ако сте инжењер који бира материјал, прво прочитајте ово:
· 304 / 316 нерђајући челик:Ноћна мора ако се не поступа правилно. Делује{1}}брзо стврдњава. Ако ваш алат трља уместо сечења, површина постаје стаклена-тврда и део се одмах савија. Потребни су изузетно оштри алати и расхладна течност.
· 17-4 ПХ нерђајући челик:Заправо много боље од серије 300 за дугачке осовине. Прелепо се обрађује у свом жареном стању и остаје изненађујуће равна.
· Титанијум (5. разред):Гуменат је и не проводи добро топлоту. Топлота остаје у зони сечења, што значи да алат сагорева, а осовина се одбацује. Захтева изузетно ниске брзине сечења и пескарење расхладном течношћу под високим-притиском тачно на ивици сечења.
· Хладно ваљани челик (нпр. 1018 ЦР):Најчешћа замка. Хладно ваљање оптерећује спољашњу кожу шипке огромним унутрашњим стресом. Када машински скинемо спољашњу кожу, напрезање се неравномерно ослобађа, а осовина се искривљује чим напусти машину. Увек наведите вруће-ваљане или напрегнуте-растерећене залихе за дугачке осовине!
Брза ДФМ услуга коју треба питати инжењере
За дизајнере који ово читају: уживамо у изради ваших компоненти. Ако наведете дугачку, танку осовину, имајте на уму ове једноставне савете о дизајну за могућност производње (ДФМ). Они ће учинити део знатно јефтинијим и бржим да га ми обрадимо за вас.
1.Олабавите средину:Стезна глава и центар чврсто држе крајеве ваше осовине. Лако се држе чврстих толеранција.
Средина је место где део жели да се поклони. Ако средњи део не пристаје уз лежај, ременицу или заптивку, користите лабавију толеранцију. На пример, користите ±0,1 мм уместо ±0,01 мм. То нам штеди сате борбе са машином, што вам штеди новац.
2.Гледајте Кеиваис:Глодање дубоког, дугачког отвора за кључ дуж дугачке осовине ослобађа унутрашње напрезање. Може се искривити одједном када стигне доцентар за млевење. Ако вам је потребан дугачак отвор за кључеве, дизајнирајте два симетрична отвора за кључеве, по један са сваке стране, да бисте уравнотежили ослобађање од стреса.
Или планирајте да платите додатно исправљање и топлотне третмане{0}}за ублажавање стреса.
3.Избегавајте нити у мртвом центру:Једно{0}}урезивање навоја ствара велики бочни притисак на део. Покушајте да држите делове са навојем близу крајева осовине где је крутост највећа.
Права-Светска студија случаја: Спасавање пројекта медицинског уређаја
Хајде да сву ову теорију ставимо у стварност.
· део:Дршка за ендоскопски инструмент.
· Материјал:Нерђајући челик 316Л.
· Спецификације: пречник 4 мм, дужина 150 мм (однос Л/Д 37,5:1!).
· Проблем:Претходни добављач клијента је расходовао скоро 40% делова. Нису могли да испуне стриктни облачић од 0,02 мм. Трагови брбљања довели су до тога да делови нису успели да прођу валидацију биолошког чишћења.
· Наша поправка: We immediately dropped this job onto our 5-axis Citizen Swiss lathe. To stop a slight harmonic vibration on the tip during the final cut, we adjusted our 2,000 PSI coolant lines.
Усмерили смо их на тачну зону сечења. Ово је смањило топлотни раст. Такође смо заменили прилагођени уметак за брисање са-високим приземљем-.
· Резултат:Испоручили смо серију од 2.000 комада недељу дана касније. Извештаји о инспекцији нашег оптичког ЦММ-а показали су нула конус. Клијент је имао стопу приноса од 100% на својој монтажној линији.
Закључак
Након година у радњи у Дазаоу, могу вам рећи једну ствар. Обрада дугачке, танке осовине брзо ће вас понизити ако не поштујете физику.
Једноставно не можете да баците комад сировог хладно{0}}ваљаног челика у стандардни струг, притиснете зелено дугме и молите се да изађе право. То једноставно не ради. Физика ће сваки пут победити у тој борби.
У Дазао-у смо заправо изградили огроман део наше репутације на руковању управо овим пословима из ноћне море. Ми то радимо агресивним управљањем сваком малом променљивом. Без обзира да ли моја екипа обавља ваш посао на нашим врхунским-швајцарским машинама за уклањање прогиба, не ослањамо се на срећу.
Без обзира на то да ли бирамо двоструки-резање куполе, не ослањамо се на срећу.
Или заменимо алат за бријач-оштар уметак пречника 0,1 мм да бисмо зауставили брбљање.
Никада не дозвољавамо да се резултати своде на срећу. Знамо како метал жели да се креће и заустављамо га пре него што то учини.
Али гледајте, знам колико фрустрирајуће дизајнирање и набавка ових делова може бити. Сваке недеље разговарам са-уморним инжењерима и купцима. Њихов добављач је управо испоручио још једну серију савијених осовина.
Због тога видим да се иста специфична,{0}}питања која се чују за косу појављују изнова и изнова. Дакле, пре него што кликнете, хајде да заронимо у праве одговоре на најчешће главобоље са витким осовинама које видим.
Честа питања о продавници: Одговори на тешка питања
П1: Зашто се моја витка осовина искриви након што је скинем са машине, чак и ако сам користио задњи део и то је савршено измерено у стезној глави?
A1:Унутрашњи стрес. То је убица.
Ако окрећете хладно{0}}ваљани челик, челичана задржава напоне у спољашњем слоју. Када одсечете ту кожу, стрес се ослобађа. У тренутку када откопчате стезну главу, део се савија у вашој руци.
Поправи:Престаните да користите хладно{0}}ваљане материјале за дугачке делове. Користите вруће-ваљане, жарене или купујте материјале за растерећење пред-напрезања-.
П2: Како да зауставим то застрашујуће брбљање када окренем тачно средину осовине?
A2:Брбљање значи да ваш радијални притисак алата надмашује крутост осовине. Прво, смањите радијус носа уметка на 0,1 мм. Мали радијус драстично смањује радијални притисак.
Друго, уверите се да је ваш алат тачно на средишњој висини (или чак длака изнад центра за спољно окретање). Ако то не успе, покушајте са „Сегментирано окретање“.
Зароните и исеците осовину на кратке делове пуне{0}}дубине. Померите се према стезној глави. Не треба дуго, плитки пролази преко целог дела.
П3: Мој стални одмор оставља гадне трагове и поене на површини. Како да то поправим?
A3:Чипови се вероватно хватају испод ваших стандардних металних ваљака или је притисак стезања превисок.
Поправи:Покушајте прво да окренете глатку, мало превелику стазу. Затим умотајте то место слојем месингане подлошке. Након тога укључите ваљке. За супер деликатне завршне обраде, замените челичне ваљке за прилагођене бронзане или тефлонске (ПТФЕ) врхове.
П4: Да ли је швајцарска обрада увек одговор за витке осовине?
A4:Не. Швајцарске машине су невероватне, али имају два недостатка: величину и време подешавања.
Њихов максимални опсег је око 32 мм до 38 мм. А постављање водеће чауре и алата за Швајцарце је сложено и дуготрајно-.
Ако вам је потребан само мали прототип од три дела, подешавање швајцарске машине је претерано. То кошта време и новац.
Уместо тога, користите искусног традиционалног машиниста. Нека покрећу стандардни струг са чврстим ослонцем.
П5: Могу ли само трикови програмирања поправити отклон ако немам сталан одмор или швајцарац?
A5:У извесној мери, да. Осим трика за-обрнути увлачење који сам раније поменуо, можете да користите ССВ (варијација брзине вретена) у свом Г-коду. Програмирањем вретена да убрза и успори за око 10-15% током сечења, пореметите резонанцију која изазива клепетање. Звучи чудно када машина ради, али ради као магија.
П6: Како избушити централну рупу у малој осовини од 3 мм, а да је не савијате одмах помоћу бургије?
A6:Не можете само да угурате централну бушилицу у малу, слободно{0}}окачену жицу. Морате то савршено подржати. Ако не користите швајцарску машину, биће вам потребна прилагођена подељена месингана чаура.
Ставите га у вретено да бисте држали врх потпуно чврст док уочите централну рупу. Без водича, бушилица ће само гурнути део у страну и сломити се.
П7: Да ли је расхладна течност толико важна за дугачка вратила или је само за век трајања алата?
A7:То је у потпуности важно за стабилност димензија. Комад од нерђајућег челика од 500 мм лако ће порасти за 0,1 мм само од загревања на додир. Ако га закључате између центара, тај раст га приморава да се повија у страну.
Потребан вам је -притисак и-велика запремина расхладне течности на врху алата. Ово одржава језгро осовине потпуно замрзнутим током целог реза.
П8: Можете ли избрусити витке осовине да задрже чврсте толеранције након окретања?
A8:Да, и топло се препоручује. Брушење без центра је наш одлазак-у секундарну операцију за витке осовине. Зато што регулациони точак и радна оштрица подржавају део дуж целе дужине.
Део се неће савити док пролази кроз брусне точкове. како добијамо завршну обраду попут огледала-и микронски-тачност без изазивања нових напрезања.
