Содержание статьи:
Выбор металла для обработки на станках с ЧПУ является критически важным этапом, от которого зависит качество конечной детали, производительность оборудования и стоимость производства.
Выбор правильного металла для обработки на станках с ЧПУ включает в себя анализ различных факторов. В зависимости от детали или изделия, обрабатываемого с ЧПУ, выбранный вами металл и его свойства будут играть важную роль в успехе готовой детали. Например, металл может быть устойчив к экстремальным температурам или к изгибу под давлением. Коррозионная стойкость, обрабатываемость, цена, вес и внешний вид — все это влияет на правильный выбор металла.
Критерии выбора металла
- Назначение детали:
- Какая нагрузка будет воздействовать на деталь?
- Будет ли она подвержена коррозии или износу?
- Сложность обработки:
- Подходит ли металл для фрезерования, точения или сверления?
- Насколько металл склонен к деформации или растрескиванию?
- Точность обработки:
- Требуется ли высокая точность?
- Влияет ли выбор материала на стабильность размеров?
- Стоимость материала:
- Доступен ли металл в необходимом объёме?
- Насколько его цена соответствует бюджету проекта?
- Свойства материала:
- Твёрдость.
- Пластичность.
- Теплопроводность.
Может ли станок резать металл
Станки с ЧПУ действительно могут резать металл и широко используются благодаря своей точности и аккуратности. В зависимости от рассматриваемого материала, его прочности и твердости, обработка даст различные результаты и варианты готового изделия.
Типы обработки изделий на станках с ЧПУ
Существуют различные типы станков с ЧПУ, и в зависимости от стоимости, материала, качества отделки и дизайна будет использоваться подходящий станок.
Популярные методы использования ЧПУ:
- Фрезерный станок,
- Токарная обработка,
- 5-Осевая обработка.
Фрезерная и механическая обработка являются чрезвычайно распространенными производственными процессами, и легко понять, почему. По сравнению с традиционными методами обработка с ЧПУ (компьютерным числовым программным управлением) обеспечивает быстрое производство, а также требует минимального участия человека. Преимущества включают более распределенную рабочую силу, но, что более важно, меньше возможностей для человеческих ошибок.
Не только детали изготавливаются быстро, но и процесс работы обеспечивает чрезвычайно высокий уровень качества, повторяемости цикла и точности. Существует также широкий спектр материалов, для которых может использоваться обработка с ЧПУ, начиная от пластмасс, металлов и даже керамики. Существует множество металлов, доступных для обработки с ЧПУ.
В этой статье мы рассмотрим ряд широко используемых металлов, используемых в работе. Эти рекомендации также применимы к токарной и многоосевой обработке.
Популярные металлы для обработки на станках с ЧПУ
| Металл | Преимущества | Недостатки | Применение |
|---|---|---|---|
| Алюминий | Лёгкость, коррозионная стойкость, простота обработки | Ограниченная прочность | Авиация, автомобилестроение, электроника |
| Сталь | Высокая прочность, универсальность | Требует более прочного инструмента | Машиностроение, строительство |
| Нержавеющая сталь | Стойкость к коррозии, эстетический вид | Сложность обработки | Медицинская техника, пищевая промышленность |
| Латунь | Простота обработки, декоративные свойства | Ограниченная прочность | Санитарное оборудование, декор |
| Титан | Высокая прочность, лёгкость, коррозионная стойкость | Высокая стоимость, сложность обработки | Аэрокосмическая промышленность |
| Медь | Высокая теплопроводность, пластичность | Склонность к окислению | Электротехника, теплообменники |
Материалы, которые можно обрабатывать на современных станках с ЧПУ
Титан
Титан известен тем, что он является особенно прочным и эластичным металлом, сохраняя при этом отличное соотношение прочности и веса. Он очень универсален и может быть легко сварен. Хотя он хорошо проводит тепло, он обладает плохой электропроводностью. В то время как титан хорошо поддается анодированию для чистой отделки и защиты, он неблагоприятно реагирует на полировку.
Титан обладает небольшим весом, а также высокой стойкостью, а также блестящей коррозионной стойкостью и термостойкостью. По этой причине он является популярным выбором для деталей авиационной промышленности, биомедицинских и военных отраслей. Популярным сортом титана является Ti6Al4V (также известный как TC4 и класс 5).
Нержавеющая сталь
Существует множество различных марок нержавеющей стали, которые подразделяются на четыре основных типа: ферритная, аустенитная, мартенситная, дуплексная. Наиболее распространенной нержавеющей сталью является аустенитная, на которой мы сегодня остановимся. Ее химическая структура включает марганец, азот и никель, что обеспечивает хорошую обрабатываемость и свариваемость.
Тремя наиболее распространенными сортами, используемыми в процессах обработки с ЧПУ, являются:
- SS304 — это наиболее часто используемая нержавеющая сталь, обладающая высокой коррозионной стойкостью. SS304 обычно используется для производства труб, кухонных принадлежностей, а также в промышленной и автомобильной промышленности. Эта нержавеющая сталь обладает лучшей свариваемостью и формуемостью, что означает, что она применяется для создания винтов, деталей машин, автомобильных коллекторов и оборудования для обработки пищевых продуктов.
- SS303 — этот сорт часто используется для изготовления валов, шестерен, гаек и болтов. SS303 не годится для термообработки или холодной штамповки из-за присутствия серы в своем составе.
- SS316 — это сталь, отличающаяся невероятной прочностью, но легко сваривается, что делает ее идеальной для использования в морских условиях. Опять же, устойчивость к коррозии делает ее идеальным для архитектурных, промышленных и автомобильных целей. Медицинские имплантаты и хирургические инструменты также используют эту нержавеющую сталь. Она также популярна в аэрокосмической промышленности.
Алюминий
Алюминий чрезвычайно распространен в процессах фрезерования с ЧПУ благодаря своей обрабатываемости и универсальности. Он также обеспечивает умеренное соотношение прочности к весу.
- Алюминий 7075 — это высококачественный металл с отличной стойкостью. Однако его уникальная прочность может затруднить создание более сложных конструкций. Al7075 идеально подходит для деталей, созданных с ЧПУ, которые требуют длительной прочности, таких как рамы в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Al7075 обладает отличными свойствами, такими как пластичность, ударная вязкость, повышенная прочность с хорошей устойчивостью к усталости. Это означает, что это очень распространенный выбор материала для конструкционных компонентов с высоким напряжением в аэрокосмической промышленности.
- Алюминий 6061, однако, обладает гораздо лучшей обрабатываемостью и, как правило, считается экономичным сортом. Он обладает хорошей устойчивостью к атмосферной коррозии, но низкой устойчивостью к коррозии от химических веществ. Al6061 является наиболее часто используемым сортом алюминия и идеально подходит для автомобильных деталей, рам и многого другого. Алюминий 6061 обычно рассматривается как алюминий общего назначения с хорошим соотношением стойкости к весу и хорошей обрабатываемостью. Однако он обладает низкой коррозионной стойкостью при воздействии соленой воды и не так прочен, как другие алюминиевые сплавы, которые требуются для более сложных применений.
Магний AZ31
Хотя алюминий имеет хорошее соотношение прочности к весу, AZ31 может быть на 35% легче при сохранении той же прочности. Как вы можете себе представить, это означает, что он также выше по шкале цен. Легкий и прочный, AZ31 отлично подходит для использования в авиационных компонентах, электроинструментах и ноутбуках. Однако, несмотря на хорошую обрабатываемость, он обладает некоторыми огнеопасными свойствами.
Латунь
Латунь чрезвычайно универсальна и широко используется в сантехнических системах. Она используется в музыкальных инструментах, а также в косметике и домашнем декоре. Это связано с тем, что она очень универсальна и может обеспечить чрезвычайно высокий блеск, что делает ее эстетически приятной. В дополнение к этому, она естественно устойчива к коррозии в соленой воде и лишена огнеопасных свойств.
Латунь применяется для электронного оборудования, коммерческой фурнитуры и аэрокосмических деталей. Поскольку это медно-цинковый сплав, латунь не становится хрупкой при низких температурах. Это отличный выбор для производства труб с отличной теплопроводностью, а привлекательные цветовые решения делают ее популярным вариантом для изделий, требующих исключительного оформления.
Латунь также является одним из самых простых металлов для работы на станках с ЧПУ.
Углеродистая сталь 1045
Сталь EN 1045 обладает универсальностью и особенно подходит для сварки. Эта марка стали обладает повышенным уровнем прочности и, как правило, более экономична, чем нержавеющая сталь. Как и нержавеющая сталь 303, она часто используется для зубчатых колес, гаек и других упругих механических деталей. Это хорошая сталь для применений, требующих больших требований к стойкости или твердости, таких как валы, оси, болты и шпильки.
Сталь D2
Сталь D2 является еще одним членом семейства стальных и отличается значительной прочностью и долговечностью. Сталь D2 также обладает устойчивостью к истиранию и износу. Прочность и твердость стали D2 делают ее подходящей для деталей, которым требуется структурная целостность и устойчивость к изгибаниям.
Рекомендации Артель по выбору металла
- Для деталей с высокой нагрузкой: выбирайте сталь или титан.
- Для лёгких конструкций: алюминий будет идеальным выбором.
- Для коррозионно-устойчивых изделий: нержавеющая сталь или латунь.
- Для теплопроводящих компонентов: обратите внимание на медь.
- Для экономии бюджета: используйте алюминий или сталь с покрытием.
Особенности работы с популярными металлами
Алюминий
- Лёгкость обработки позволяет использовать высокие скорости резания.
- Требуется охлаждение для предотвращения налипания материала на инструмент.
Сталь
- Подходит для всех типов обработки, но требует применения твёрдосплавных или керамических резцов.
- Для точности обработки важно минимизировать вибрации.
Нержавеющая сталь
- Используйте низкие скорости резания и подачу для избежания перегрева.
- Применяйте специальные охлаждающие жидкости.
Латунь
- Проста в обработке, но может окисляться при длительном хранении.
- Требует острых инструментов для предотвращения заусенцев.
Титан
- Высокая прочность требует малых подач и высокопрочных инструментов.
- Эффективное охлаждение предотвращает перегрев и продлевает срок службы инструмента.
Медь
- Склонна к деформации из-за мягкости, поэтому важно использовать минимальные силы резания.
- Охлаждение предотвращает перегрев материала.
Частые ошибки и их предотвращение
| Ошибка | Причина | Решение |
| Перегрев инструмента | Неправильный выбор скорости резания | Используйте охлаждающую жидкость |
| Деформация заготовки | Слишком мягкий материал | Уменьшите силы резания |
| Высокий износ инструмента | Твёрдый металл без надлежащего инструмента | Применяйте твёрдосплавные или керамические резцы |
| Плохое качество поверхности | Неправильный режим подачи | Оптимизируйте параметры обработки |
Заключение
Правильный выбор металла для обработки на станках с ЧПУ обеспечивает высокое качество деталей и оптимизирует производственные процессы. Учитывайте свойства материалов, особенности обработки и требования к готовому изделию. Следуя этим рекомендациям, вы сможете успешно реализовать любой проект.
