Jak zapewnić wykończenie powierzchni części CNC?

Odrzucenie części z powodu złego wykończenia powierzchni to wynik, którego żaden producent nie chce. Nawet jeśli części spełniają wszystkie specyfikacje wymiarowe i działają zgodnie z przeznaczeniem, klienci mogą je odrzucić, jeśli wykończenie powierzchni jest niedoskonałe. Jest to szczególnie istotne w przypadku części wykorzystywanych w widocznych produktach końcowych lub jako elementy form. Ze względu na charakter Obróbka CNCWidoczne, mikroskopijne ślady narzędzi zawsze będą obecne na obrabianych częściach. Jednak czynniki takie jak nadmierne wibracje między narzędziem a przedmiotem obrabianym oraz nieprawidłowe prędkości posuwu mogą również prowadzić do niskiej jakości wykończenia powierzchni. W tym artykule omówiono techniki, narzędzia i procesy stosowane zarówno podczas obróbki, jak i po jej zakończeniu, aby ograniczyć widoczność śladów narzędzi i zapewnić doskonałą jakość powierzchni po obróbce.

Dlaczego słaba jakość wykończenia powierzchni jest niedopuszczalna?

Poza tym, że nieestetycznie wyglądają, słabe wykończenie powierzchni negatywnie wpływa na odporność na korozję i utrudnia oraz wydłuża niektóre procesy produkcyjne, takie jak malowanie. Z powodu słabego wykończenia powierzchni trudniej jest odpowiednio przygotować elementy do obróbki wykańczającej, takiej jak anodowanie lub Malowanie proszkowePowłoki mogą mieć trudności z przyleganiem – co prowadzi do wżerów w miejscach niepowlekanych i potencjalnego rozprzestrzeniania się korozji na odsłonięte fragmenty metalu. W konsekwencji element staje się bardziej podatny na korozję. Słabe wykończenie powierzchni zwiększa również tarcie między elementem a innymi obiektami, co może zmniejszyć jego wytrzymałość i odporność na zużycie.

Czym jest powierzchnia „po obróbce”?

Po zdjęciu gotowego elementu z maszyny CNC, jego powierzchnia (przed jakąkolwiek obróbką końcową) będzie matowa i będzie miała widoczne ślady po narzędziach. Nazywa się to powierzchnią po obróbce. Jakość gotowej powierzchni jest określana ilościowo poprzez pomiar średniej chropowatości powierzchni (Ra) elementu. Standardowa chropowatość powierzchni obrabiarki komercyjnej dla elementów wynosi 3,2 μm RaCzęsto jest to najtańsza opcja wykończenia powierzchni, ponieważ nie wymaga dodatkowej obróbki. Podczas gdy niektórzy klienci mogą zaakceptować powierzchnię po obróbce, inni mogą wymagać niższej chropowatości powierzchni (Ra).
Niniejszy artykuł koncentruje się wyłącznie na wskazówkach dotyczących poprawy jakości wykończenia powierzchni po obróbce CNC. Jednakże, aby uzyskać pożądaną chropowatość powierzchni, można zastosować kilka innych procesów wykańczania powierzchni po obróbce.

Cztery wskazówki dotyczące poprawy jakości powierzchni obrobionych maszynowo

Osiągnięcie lepszej jakości powierzchni po obróbce wymaga ponownego zapoznania się z podstawami obróbki. Modyfikując ustawienia narzędzi oraz optymalizując ścieżki narzędzi i parametry skrawania, producenci mogą zapewnić swoim elementom doskonałą jakość powierzchni. Oto 4 wskazówki, jak uniknąć słabego wykończenia powierzchni obrabianych elementów:

1. Zwiększ prędkość, zmniejsz posuw: Aby uzyskać pożądaną powierzchnię obrobioną, maszyna CNC musi pracować w określonych zakresach posuwu i prędkości dla obrabianego materiału. Zwiększenie prędkości wrzeciona narzędzia skraca czas kontaktu narzędzia z przedmiotem obrabianym. Zmniejsza to narost na krawędzi skrawającej (BUE) i wydłuża żywotność narzędzia. Szybkie usuwanie materiału jest celem obróbki zgrubnej, natomiast powolne usuwanie materiału w celu uzyskania precyzyjnych wymiarów i lepszej jakości powierzchni jest celem obróbki wykańczającej. Zmniejszenie posuwu umożliwia wykonywanie lżejszych, płytszych cięć, co przekłada się na bardziej równomierne wykończenie powierzchni. Łącząc zwiększoną prędkość wrzeciona ze zmniejszoną prędkością posuwu, minimalizuje się narost narostu na części, co przekłada się na lepszą jakość wykończenia powierzchni.

2. Minimalizuj drgania i ugięcia narzędzi: Drgania (chatter) odnoszą się do drgań narzędzia podczas operacji CNC, powstających pod wpływem sił. Natomiast ugięcie to odległość, na jaką ostrze narzędzia oddala się od osi uchwytu. Oba zjawiska są istotnymi przyczynami niskiej jakości powierzchni. Chociaż nie da się ich całkowicie uniknąć, oto dwie wskazówki, jak je zminimalizować:
* Upewnij się, że używasz odpowiedniego narzędzia i uchwytu narzędziowego, odpowiedniego do danego zadania i materiału, aby zagwarantować sztywność. Upewnij się, że parametry skrawania i posuwy mieszczą się w zalecanych zakresach.

*Używaj odpowiedniego uchwytu narzędziowego, aby zminimalizować wysięg narzędzia, a tym samym ugięcie. Upewnij się, że narzędzie jest pewnie zamocowane w tulei zaciskowej, a przedmiot obrabiany jest solidnie zamocowany. Oba te czynniki minimalizują ryzyko poruszenia się lub wibracji narzędzia lub przedmiotu obrabianego podczas obróbki.
Zastosowanie tych dwóch wskazówek znacząco zmniejszy drgania i ugięcie narzędzia, co przełoży się na wysoką jakość obrobionych powierzchni.

3. Ewakuacja układu sterującego: Nieprawidłowe łamanie i usuwanie wiórów może negatywnie wpłynąć na wykończenie powierzchni, ponieważ wióry mogą porysować obrabiany przedmiot, a nawet uszkodzić narzędzie. Aby temu zaradzić, warto rozważyć zastosowanie łamaczy wiórów. Łamacze wiórów to elementy wbudowane lub mocowane na powierzchni skrawającej narzędzia. Sprzyjają one łamaniu wiórów poprzez celowe wyginanie wiórów, co sprawia, że ​​są krótsze, mniej ciągliwe i łatwiejsze do złamania. Zmniejszenie obciążenia wiórów zmniejsza siły działające na narzędzie. Kontrolując odprowadzanie wiórów, producenci zbliżają się do uzyskania wysokiej jakości obrobionych powierzchni, unikając narostu (BUE) i wydłużając żywotność narzędzia.

4. Zwiększ kąt nachylenia: Kąt natarcia to kąt między powierzchnią natarcia narzędzia (powierzchniowe wióry spływają po obróbce) a płaszczyzną prostopadłą do kierunku wektora prędkości narzędzia. Zwiększenie kąta natarcia wspomaga odprowadzanie wiórów i minimalizuje narost (BUE). Zwiększenie kąta natarcia zmniejsza siły skrawania, a wióry formują się i odprowadzają w sposób ciągły, co również pomaga ograniczyć występowanie złej jakości wykończenia powierzchni.

Wniosek

Słaba jakość wykończenia powierzchni obrabianych mechanicznie części to poważny problem. Pomimo precyzyjnej obróbki skrawaniem, części o słabej jakości wykończenia są rzadko akceptowane i mogą uszczuplać zyski firmy. Jednak dzięki zastosowaniu opisanych powyżej technik, spełnienie wymagań klienta dotyczących jakości wykończenia powierzchni w stanie po obróbce staje się możliwe.