Kao iskusan dobavljač u CNC mašinskoj industriji, iz prve ruke sam bio svedok dubokog uticaja koji tvrdoća materijala ima na proces CNC obrade. U ovom blogu ću se pozabaviti različitim aspektima kako tvrdoća materijala utiče na CNC obradu, nudeći uvide na osnovu mog godina iskustva i znanja u industriji.
Razumijevanje tvrdoće materijala
Tvrdoća materijala je osnovno svojstvo koje mjeri otpornost materijala na deformaciju, udubljenje ili grebanje. Obično se kvantificira korištenjem standardiziranih skala kao što su Rockwell, Brinell ili Vickers testovi tvrdoće. Različiti materijali posjeduju različite stupnjeve tvrdoće, koji mogu varirati od relativno mekih materijala poput aluminija do izuzetno tvrdih materijala kao što je volfram karbid.
Utjecaj na odabir alata
Jedan od najznačajnijih načina na koji tvrdoća materijala utječe na CNC obradu je odabir alata. Tvrđi materijali zahtijevaju alate s većom otpornošću na habanje i čvrstoćom oštrice kako bi izdržali velike sile i naprezanja koja nastaju tokom procesa obrade. Na primjer, kada se obrađuje nehrđajući čelik, koji je relativno čvrst materijal, karbidni alati za rezanje se često preferiraju u odnosu na alate od brzoreznog čelika (HSS) zbog njihove superiorne tvrdoće i otpornosti na habanje.
Alati od tvrdog metala izrađeni su od kombinacije volframovog karbida i vezivnog materijala, obično kobalta. Nude odlične performanse rezanja i mogu zadržati svoju oštrinu duže vremenske periode, čak i kada obrađuju tvrde materijale. S druge strane, HSS alati su pogodniji za obradu mekših materijala ili za primjene gdje je cijena primarna briga.
Parametri rezanja
Tvrdoća materijala također igra ključnu ulogu u određivanju optimalnih parametara rezanja za CNC obradu. Ovi parametri uključuju brzinu rezanja, pomak i dubinu rezanja. Prilikom obrade tvrđih materijala općenito je potrebno smanjiti brzinu rezanja i pomak kako bi se spriječilo prekomjerno trošenje i oštećenje alata. To je zato što tvrđi materijali zahtijevaju više sile za rezanje, a veće brzine rezanja mogu stvoriti prekomjernu toplinu, što može dovesti do kvara alata.
Na primjer, prilikom obrade titanijuma, tvrdog i toplotno otpornog materijala, brzina rezanja će možda morati da se smanji na oko 30-60 površinskih stopa u minuti (SFM), u poređenju sa 100-300 SFM za aluminijum. Slično tome, možda će biti potrebno smanjiti brzinu posmaka kako bi se osigurao gladak i efikasan proces rezanja.
Završna obrada površine
Tvrdoća materijala koji se obrađuje također može imati značajan utjecaj na završnu obradu obrađenog dijela. Tvrđi materijali imaju tendenciju da proizvedu grublju površinu zbog povećanih sila rezanja i habanja alata. Ovo može biti posebno problematično u aplikacijama gdje je potrebna visokokvalitetna završna obrada površine, kao što je zrakoplovna ili medicinska industrija.
Da bi se postigla glatka završna obrada površine prilikom obrade tvrdih materijala, možda će biti potrebno koristiti specijalizirane alate i tehnike za rezanje, kao što su obrada velike brzine ili procesi abrazivne završne obrade. Osim toga, pravilan odabir alata i parametri rezanja mogu pomoći da se minimizira hrapavost površine i poboljša ukupni kvalitet obrađenog dijela.
Obradivost
Obradivost je mjera koliko se lako materijal može obrađivati pomoću CNC procesa obrade. Tvrđi materijali općenito imaju nižu obradivost zbog njihove povećane otpornosti na sečenje i većih sila potrebnih za uklanjanje materijala. To može rezultirati dužim vremenom obrade, povećanim trošenjem alata i većim troškovima proizvodnje.
Međutim, postoji nekoliko faktora koji mogu uticati na obradivost materijala, uključujući njegov hemijski sastav, mikrostrukturu i termičku obradu. Na primjer, neke legure se mogu termički obraditi kako bi se poboljšala njihova obradivost smanjenjem tvrdoće i povećanjem duktilnosti.
Utjecaj na CNC procese obrade
Tvrdoća materijala takođe može uticati na specifične CNC procese obrade. Na primjer, kod obrade tvrdih materijala, operacije glodanja mogu biti izazovnije zbog povećanih sila rezanja i habanja alata. U takvim slučajevima, operacije okretanja ili brušenja mogu biti prikladnije, jer mogu pružiti bolju kontrolu nad procesom rezanja i proizvesti kvalitetniju završnu obradu površine.
Dodatno, tvrdoća materijala može uticati na izbor strategije obrade. Na primjer, kada se obrađuje tvrdi materijal sa složenom geometrijom, može biti potreban višeosni proces obrade kako bi se osigurala precizna i efikasna obrada.
Primjeri materijala i njihov utjecaj na CNC obradu
Pogledajmo bliže neke uobičajene materijale i njihov utjecaj na CNC obradu:
- Aluminijum: Aluminijum je relativno mekan i lagan materijal koji se lako obrađuje. Ima dobru obradivost i može se obrađivati pri velikim brzinama uz minimalno trošenje alata. Aluminij se obično koristi u svemirskoj, automobilskoj i elektronskoj industriji.
- nerđajući čelik: Nehrđajući čelik je čvrst materijal otporan na koroziju koji se široko koristi u raznim industrijama. Za obradu su potrebni specijalizovaniji alati i tehnike za rezanje zbog svoje visoke tvrdoće i sklonosti ka stvrdnjavanju.Dijelovi za glodanje od nehrđajućeg čelikase često koriste u aplikacijama gdje se zahtijevaju otpornost na koroziju i čvrstoća.
- Titanijum: Titanijum je jak i lagan materijal koji se obično koristi u vazduhoplovnoj, medicinskoj i automobilskoj industriji. Ima odličnu otpornost na koroziju i visok omjer čvrstoće i težine, ali je također vrlo teško obrađivati zbog visoke tvrdoće i otpornosti na toplinu. Za efikasnu obradu titanijuma potrebni su specijalizovani alati i tehnike za rezanje.
- Tungsten Carbide: Volfram karbid je izuzetno tvrd i otporan na habanje materijal koji se obično koristi u reznim alatima i dijelovima koji se troše. Ima odličnu tvrdoću i čvrstoću, ali je i vrlo lomljiv i težak za obradu. Volfram karbid se obično obrađuje pomoću dijamantskih brusnih ploča ili mašinske obrade sa električnim pražnjenjem (EDM).
Zaključak
Zaključno, tvrdoća materijala ima značajan utjecaj na CNC obradu. To utiče na izbor alata, parametre rezanja, završnu obradu površine, obradivost i izbor procesa obrade. Kao dobavljač CNC mašina, neophodno je razumjeti svojstva različitih materijala i njihov utjecaj na proces obrade kako bi se osigurale optimalne performanse i kvalitet.
Ako vam je potreban visok kvalitetCNC obrada glodanja dijelovailiCNC Plasma dijelovi, ohrabrujem vas da nam se obratite kako bismo razgovarali o vašim specifičnim zahtjevima. Naš tim iskusnih inženjera i mašinista može vam pružiti prilagođena rješenja i osigurati da su vaši dijelovi mašinski obrađeni po najvišim standardima.
Reference
- Priručnik ASM, tom 8: Mehanička ispitivanja i evaluacija
- Priručnik za obradu podataka, treće izdanje
- Alati U-SME: Osnove obrade
