Nákvæm CNC vinnslaMjótt skaft: Hvernig við stjórnum sveigju (án þess að verða brjálaður)
Við skulum vera heiðarleg. Ef þú spyrð einhvern vélstjóra á verkstæði okkar hvaða hluta þeir hata helst að keyra, þá segja þeir ekki flókið 5-ása flugvélahjól. Þeir munu líklega benda á einfalt útlit mjótt skaft.
Í síðasta mánuði kom viðskiptavinur með alvöru hryllingssýningu á hluta. Við notuðum 316L skaft úr ryðfríu stáli. Það leit meira út eins og spaghettí en vélrænan íhlut. Lengd-til-þvermálshlutfalls (L/D) var 35:1.
Þegar L/D hlutfallið þitt fer yfir 10 eða 12 þýðir skortur á stífni að málmurinn hegðar sér eins og blaut núðla. Ef birgir þinn skortir rétta færni gætirðu fengið mjókkandi hluta, grófa áferð og stykki sem beygjast eftir vinnslu. Við höfum séð kaupendur koma til okkar og biðja um hjálp. Síðasti -lággjaldsbirgir þeirra sendi 2.000 skaft sem líktust bananum.
Hér er glöggt yfirlit yfir hvað virkar fyrir okkur á verslunargólfinu. Það hjálpar til við að draga úr sveigju, titringi og hitauppstreymi við vinnslu á mjóum hlutum. Engar kennslubókakenningar-bara alvöru búðar-lagfæringar.
Af hverju bila mjótt skaft svona oft? Eðlisfræðin á bak við höfuðverkinn?
Allt kemur þetta niður á eðlisfræði. Þegar þú dregur karbíðskurðarverkfæri yfir langan, óstuddan málmhlut, stendur þú frammi fyrir þremur stórum áskorunum í einu.
1. Radial deflection („Bow“ áhrifin)
Við beygju myndar skurðarverkfærið áskraft sem hreyfist eftir lengd vinnustykkisins. Það skapar einnig geislamyndaðan kraft sem þrýstir inn í hlið hlutans. Vegna þess að skaftið er þunnt og langt skortir það stífleika geisla til að standast geislaþrýstinginn. Það beygir bókstaflega frá verkfærinu.
Niðurstaðan? Verkfærið sker minna efni í miðju skaftsins en á endum. Þú endar með tunnu eða "trommu" lögun-þykkt í miðjunni, þunnt í endunum. Eðlisfræði vinnur í hvert skipti ef þú styður hana ekki rétt.
2. Þetta öskrandi spjall (harmónískur titringur)
Ef þú hefur eytt einhverjum tíma í vélaverkstæði þekkir þú hljóðið. hár-hljóð sem þýðir að tólið þitt skoppar af efninu í stað þess að skera það í sneiðar.
Slæm stífni leiðir til-hátíðni harmónísks titrings. Þetta þvaður eyðileggur yfirborðsáferð þína og skilur eftir sig ljót tígrisdýrs-rönd. Það getur líka flísað dýru karbítinnskotin þín innan nokkurra mínútna.
3. Hitastækkun (The Silent Killer)
Málmar vaxa þegar þeir verða heitir. Að klippa langt skaft myndar gríðarlegt magn af núningi og hita.
Til dæmis getur 500 mm lengd af áli auðveldlega stækkað nokkra þúsundustu úr tommu með því að hita við snertingu. Ef stífur chuck og stíf tailstock læsa þeim skaft þétt, auka lengd hefur hvergi að fara. Það þarf að sylgja og beygja sig út á við.
The Ultimate Fix: Svissnesk-CNC vinnsla
Ef við notum þunnt skaft sem er undir 32 mm (um 1,25 tommur) í þvermál, getur L/D hlutfallið verið hátt. Í því tilviki notum við ekki staðlaða CNC rennibekk. Við flytjum starfið beint yfir í svissnesku CNC vélarnar okkar-(eins og Citizens eða Tsugamis).
Ég skal vera hreinskilinn við þig:Svissnesk vinnsla er fullkominn svindlkóði fyrir mjó skaft.
Hvers vegna? Þetta snýst allt um Guide Bushing.
Ólíkt hefðbundnum rennibekk, þar sem vinnustykkið nær frá spennunni, vinnur svissnesk vél öfugt. Mjög nákvæm stýrisbuska nærir hráa stangarstofninn í gegn. Skurðarverkfærið situr kyrrstætt, rétt við hliðina á runnunni-yfirleitt aðeins í millimetra eða tvo fjarlægð. Efnið rennur út og verkfærið sneiðir það þegar það kemur út.
Vegna þess að tólið sker rétt við hliðina á stuðningnum,L/D hlutfallið við skurðpunktinn er nálægt núlli. Beygja hverfur alveg. Chatter er dáinn.
Með svissneskri-gerð höldum við þéttum vikmörkum í þvermál sem eru ±0,005 mm (0,0002 tommur) og Ra 0,4 áferð.
Við gerum þetta á hlutum sem margar aðrar verslanir neita að vitna í. Auk þess getum við fræsað flatar, borað þvergöt-og tappað þræði, allt í einni uppsetningu, sem meðhöndlar villur verulega.
Hefðbundin rennibekkur (þegar vinnustykkið er of stórt fyrir Svisslending)
Svissneskar vélar eru ótrúlegar, en þær ná hámarki við ákveðin þvermál. Ef viðskiptavinur sendir okkur sérsniðið dæluskaft sem er 50 mm í þvermál og 800 mm langt, passar það ekki í svissneskan rennibekk. Við verðum að treysta á hefðbundiðCNC beygjamiðstöðvar.
1. Stöðugar hvíldar á móti fylgishvíldum
Þú verður að styðja við miðja skurðinn.
· Rekstraraðili lagar aStöðug hvíldað vélarrúminu. Það heldur einum ákveðnum stað á skaftinu á meðan verkfærið sker annars staðar. Frábært til að bora enda á löngum skafti, en ekki fullkomið fyrir langar beygjusendingar.
· A Fylgjendur hvíldboltar beint á verkfæravagninn. Það ferðast með skurðarverkfærinu og styður stöðugt skaftið beint á móti skurðarkraftunum. Þetta er áhrifaríkt, en að stilla fylgirúllur þannig að þær klóra ekki nýja skurðflötinn þarf sérfræðingur í vélavinnu.
2. Reverse Feed Turning (Spennubragðið)
Venjulega byrjar þú að klippa á skottendanum og færir verkfærið í átt að spennunni. Þetta setur þunnt skaftið undir þjöppun. Slæm hugmynd.
Þess í stað forritum við vélina til að byrja nálægt spennunni og skera aftur á bak í átt að bakstokknum. Þetta setur skaftið undir togspennu. Hugsaðu um það eins og að draga gítarstreng þétt-það vill náttúrulega vera fullkomlega beinn.
3. Tvíbura-Turret Pinch Turning
Ef við erum að keyra verkið á tveggja-turret CNC rennibekk, notum við Pinch Turning. Við forritum efra tól og neðra tól til að skera á móti hvort öðru hverju sinni.
Annað tólið tekur grófa skarðið, hitt slóðir örlítið fyrir lokapassann. Geislamynduðu þrýstikraftarnir hætta hver öðrum alveg. Skaftið veit ekki einu sinni að einhver ýtir á það.
4. Fjöður-Hlaðnar lifandi miðstöðvar og þrýstingur á bakstokk
Til að berjast gegn þessari varmaþenslu sem ég nefndi áðan notum við aldrei dauða fasta miðju. Við notum lifandi miðstöðvar með innri gorm í bakstokknum.
Þar sem skaftið hitnar og stækkar á meðan á þungri grófgangi stendur tekur gormurinn upp aukalengdina. Það heldur þrýstingnum stöðugum og kemur í veg fyrir að hluturinn beygist.
Einnig er mikilvægt að lækka vökvaþrýstinginn. Of mikill þrýstingur á 10 mm skaft mun beygja það. Þetta getur gerst áður en tækið snertir það.
Leyndarmál rúmfræði verkfæra: Hvaða innskot sem við kaupum í raun og veru
Þú getur átt bestu vél í heimi, en ef þú slærð á mjótt skaft með röngum karbítinnlegg, þá fer þér illa. Svona lítur verkfæravöggan okkar út fyrir þessi störf:
· Örlítill nefradíus: Stöðluð innlegg hafa oft 0,8 mm eða 0,4 mm nefradíus. Fyrir mjótt skaft lækkum við það niður í 0,2 mm (0,008") eða jafnvel 0,1 mm. Stærri radíus virkar eins og snjóruðningur og skapar gríðarlegan geislaþrýsting sem ýtir hlutanum frá.
·Mikið jákvætt hrífuhorn: Við sleppum þungu, neikvæðu-grófu innskotunum. Við notum há-jákvæð, rakhníf-skarp ál-skurðarinnlegg, jafnvel stundum á stáli, til að klippa efnið hreint. Það hjálpar til við að koma í veg fyrir rif.
· Wiper Inserts (The Finish Hack): Venjulega gefur lítill nefradíus slæmtyfirborðsfrágangur. Nema þú hægir á fóðurhraðanum í skrið.
Til að laga þetta notum við „Wiper“ innlegg. Þeir eru með efri flata brún sem virkar eins og trowel, sem jafnar út fóðurmerkin. Þetta gerir okkur kleift að keyra örlítinn radíus fyrir lágan þrýsting, en fáum samt fágað áferð á viðeigandi hraða.
Efnisvalsleiðbeiningar fyrir mjó skaft
Sérhver málmur hegðar sér öðruvísi þegar þú teygir hann út og reynir að skera hann. Ef þú ert verkfræðingur að velja efni skaltu lesa þetta fyrst:
· 304 / 316 Ryðfrítt stál:Martröð ef ekki er rétt meðhöndlað. Vinnan-harðnar hratt. Ef verkfærið þitt nuddar í stað þess að skera, verður yfirborðið gler-hart og hluturinn hneigist strax. Þarfnast mjög skörp verkfæri og flóðkælivökva.
· 17-4 PH ryðfríu stáli:Reyndar miklu betri en 300-sería fyrir löng skaft. Það vinnur fallega í glæðu ástandi og helst furðu beint.
· Títan (bekkur 5):Það er gúmmí og leiðir ekki hita vel. Hitinn helst á skurðarsvæðinu, sem þýðir að verkfærið brennur upp og skaftið ýtir í burtu. Krefst afar lágs skurðarhraða og háþrýstings kælivökvablásturs beint við skurðbrúnina.
· Kalt-valsað stál (td 1018 CR):Algengasta gildran. Kalt veltingur pakkar ytri húð barsins með gríðarlegu innra álagi. Þegar við vinnum af ytri húðinni losnar streita ójafnt og skaftið skekkist um leið og það fer úr vélinni. Tilgreindu alltaf heitt-valsað eða streitu-Líkt efni fyrir löng skaft!
Fljótleg DFM hylli til að spyrja verkfræðinga
Til hönnunarverkfræðinganna sem lesa þetta: við njótum þess að búa til íhlutina þína. Ef þú tilgreinir langt, þunnt skaft skaltu hafa þessar einföldu ráðleggingar um hönnun fyrir framleiðslugetu (DFM) í huga. Þeir munu gera hlutinn verulega ódýrari og hraðari fyrir okkur að véla fyrir þig.
1.Losaðu upp í miðjunni:Spennan og miðjan halda endum skaftsins þíns stíft. Auðvelt er að halda þeim þéttum vikmörkum.
Miðjan er þar sem hlutinn vill beygja sig. Ef miðhlutinn passar ekki við legu, trissu eða innsigli, vinsamlegast notaðu lausara vikmörk þar. Notaðu til dæmis ±0,1 mm í stað ±0,01 mm. Það sparar okkur tíma í að berjast við vélina, sem sparar þér peninga.
2.Horfðu á Keyways:Milling djúps, langrar lykkja meðfram löngu skafti losar innra álag. Það getur undið í einu þegar það nærmölunarmiðstöð. Ef þig vantar langa lyklabraut, hannaðu þá tvo samhverfa lykla, einn á hvorri hlið, til að jafna streitulosun.
Eða ætlar að borga fyrir auka sléttun og streitulosandi-hitameðferðir.
3.Forðastu þræði í dauða miðju:Einstaklings-þráður setur mikla hliðarþrýsting á hlutann. Reyndu að hafa snittari hluta nálægt endum skaftsins þar sem stífnin er mest.
Raunveruleg-tilviksrannsókn í heiminum: Saving a Medical Device Project
Við skulum setja alla þessa kenningu í veruleika.
· Hlutinn:Endoscopic hljóðfæraskaft.
· Efni:316L ryðfríu stáli.
· Upplýsingar: 4 mm þvermál, 150 mm lengd (L/D hlutfall 37,5:1!).
· Vandamálið:Fyrri birgir viðskiptavinarins var að úrelda næstum 40% af hlutunum. Þeir gátu ekki uppfyllt stranga 0,02 mm beinlínisútkallið. Spjallmerki urðu til þess að hlutarnir mistókust í líffræðilegri hreinsunarstaðfestingu.
· Lagfæring okkar:Við slepptum þessu starfi strax á 5-ása Citizen Swiss rennibekkinn okkar. Til að stöðva lítinn harmónískan titring á oddinum á lokaskurðinum, stilltum við 2.000 PSI kælivökvalínurnar okkar.
Við miðuðum þeim á nákvæmlega skurðsvæðið. Þetta dró úr hitauppstreymi. Við skiptum líka yfir í sérsniðna-hátt-jákvæða hrífuþurrkuinnlegg.
· Niðurstaðan:Við sendum lotu af 2.000 stykki viku síðar. Skoðunarskýrslurnar frá sjón-CMM okkar sýndu núll mjóknun. Viðskiptavinurinn var með 100% ávöxtunarkröfu á færibandi sínu.
Niðurstaða
Eftir mörg ár á verslunargólfinu í Dazao get ég sagt þér eitt. Að vinna langt, þunnt skaft mun auðmýkja þig hratt ef þú virðir ekki eðlisfræði.
Þú getur bara ekki kastað stykki af hráköldu-valsuðu stáli í venjulegan rennibekk, ýtt á græna hnappinn og beðið um að það komi beint út. Það einfaldlega gengur ekki. Eðlisfræði mun vinna þá baráttu í hvert einasta skipti.
Hjá Dazao höfum við í raun byggt upp gríðarlegan hluta af orðspori okkar með því að takast á við nákvæmlega þessi martraðarstörf. Við gerum það með því að stjórna hverri pínulitlu breytu með árásargirni. Hvort sem áhöfnin mín stýrir starfi þínu á hágæða svissnesku vélunum okkar til að fjarlægja sveigju, treystum við ekki á heppni.
Hvort sem við hringjum í tvíbura-virkjastýri, treystum við ekki á heppni.
Eða við skiptum um verkfæri fyrir rakhníf-skarpa 0,1 mm radíus innskot til að stöðva þvaður.
Við látum árangur aldrei koma niður á heppni. Við vitum hvernig málmurinn vill hreyfast og stöðvum hann áður en hann gerir það.
En sjáðu, ég veit hversu pirrandi það getur verið að hanna og kaupa þessa hluti. Ég tala við-fulla verkfræðinga og kaupendur í hverri viku. Birgir þeirra sendi bara aðra lotu af beygðum öxlum.
Vegna þess sé ég sömu ákveðnu, hártogandi-spurningarnar koma upp aftur og aftur. Svo, áður en þú smellir í burtu, skulum við kafa í alvöru svörin við algengustu mjótt höfuðverk sem ég sé þarna úti.
Algengar spurningar á verslunarhæð: Að svara erfiðum spurningum
Spurning 1: Hvers vegna skekkist mjótt skaftið mitt eftir að ég tek það af vélinni, jafnvel þótt ég notaði skottstokk og hann mældist fullkomlega í spennunni?
A1:Innra streita. Það er morðingi.
Ef þú snýrð köldu-valsuðu stáli, fangar stálmyllan álag í ytra lagið. Þegar þú klippir húðina af losnar streitan. Um leið og þú losar spennuna, hneigist hluturinn í hendinni þinni.
Laga:Hættu að nota kalt-valsað efni fyrir langa hluta. Notaðu heitt-valsað, glæðað eða keypt for-álags-efni.
Spurning 2: Hvernig stöðva ég þetta ógnvekjandi þvaður þegar ég sný nákvæmlega miðju skaftsins?
A2:Spjall þýðir að geislamyndaður verkfæraþrýstingur þinn er að slá stífleika skaftsins. Fyrst skaltu sleppa nefradíus innleggsins niður í 0,1 mm. Örlítill radíus lækkar geislaþrýsting verulega.
Í öðru lagi, vertu viss um að tólið þitt sé nákvæmlega í miðjuhæð (eða jafnvel hár fyrir ofan miðju til að beygja að utan). Ef það tekst ekki, reyndu "Segmented Turning."
Stökktu og klipptu skaftið í stutta,-dýptarhluta. Færðu þig í átt að spennunni. Ekki taka langa, grunna yfirferð yfir allan hlutann.
Spurning 3: Stöðug hvíld mín skilur eftir sig viðbjóðsleg spor og skorar á yfirborðinu. Hvernig laga ég það?
A3:Flísar grípa sennilega undir venjulegu málmvalsunum þínum, eða klemmuþrýstingurinn finnst of hár.
Laga:Reyndu fyrst að beygja slétta, örlítið of stóra braut. Vefjið síðan þann blett með lagi af koparshims. Settu rúllurnar í gang eftir það. Fyrir ofur viðkvæma áferð, skiptu stálrúllunum út fyrir sérsniðna brons eða Teflon (PTFE) ábendingar.
Spurning 4: Er svissnesk vinnsla alltaf svarið fyrir mjó stokka?
A4:Neinei. Svissneskar vélar eru ótrúlegar, en þær hafa tvo galla: Stærð og uppsetningartími.
Þeir hámarka um 32mm til 38mm. Og það er flókið og tímafrekt að setja upp stýrisbúnaðinn og verkfærin fyrir Svisslending.
Ef þú þarft aðeins litla frumgerð af þremur hlutum er uppsetning svissneskra véla ofviða. Það kostar tíma og peninga.
Notaðu frekar reyndan hefðbundinn vélstjóra. Láttu þá keyra venjulegan rennibekk með traustri fylgihvíli.
Spurning 5: Geta forritunarbrögð ein og sér lagað sveigju ef ég er ekki með stöðuga hvíld eða Svisslendingur?
A5:Að vissu leyti, já. Fyrir utan öfuga-straumbragðið sem ég nefndi áðan, geturðu notað SSV (Spindle Speed Variation) í G-kóðanum þínum. Með því að forrita snælduna til að hraða og hægja á um 10-15% meðan á klippingu stendur, truflar þú ómuninn sem veldur þvaður. Það hljómar undarlega þegar vélin er í gangi, en hún virkar eins og galdur.
Spurning 6: Hvernig borarðu miðjugat í örlítið 3 mm skaft án þess að beygja það samstundis með boranum?
A6:Þú getur ekki bara stungið miðjuborvél í pínulítinn, lausan-vír. Þú verður að styðja það fullkomlega. Ef þú ert ekki að nota svissneska vél þarftu sérsniðna klofna koparbuska.
Settu það í snælduna til að halda oddinum alveg stífum á meðan þú kemur auga á miðjugatið. Án leiðsögumanns mun boran bara ýta hlutanum til hliðar og brotna.
Spurning 7: Skiptir kælivökvi svona miklu máli fyrir löng skaft, eða er það bara fyrir endingu verkfæra?
A7:Það skiptir algjörlega máli fyrir víddarstöðugleika. 500 mm stykki af ryðfríu stáli mun auðveldlega stækka um 0,1 mm bara frá því að verða heitt við snertingu. Ef þú læsir því á milli miðja, neyðir þessi vöxtur það til að beygja sig til hliðar.
Þú þarft háan-þrýsting, mikið-magn flóðkælivökva á odd verkfæra. Þetta heldur kjarna skaftsins að fullu frosinn á meðan á skurðinum stendur.
Spurning 8: Geturðu malað mjó stokka til að halda þéttum vikmörkum eftir að hafa beygt?
A8:Já, og það er mjög mælt með því. Miðlaus slípun er aðferð okkar-í aukaaðgerð fyrir mjó skaft. Vegna þess að stillihjól og vinnublað styðja hlutann í fullri lengd.
Hluturinn mun ekki beygjast þegar hann fer í gegnum slípihjólin. hvernig við fáum spegil-eins og frágang og míkróna-nákvæmni án þess að valda nýju álagi.
