قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC: مواد، تحمل ها، پایانه ها و نحوه طراحی درست آنها

قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC ستون فقرات تولید دقیق تقریباً در هر صنعت - از دیسک های توربین هوافضا و ایمپلنت های پزشکی گرفته تا بدنه دریچه های هیدرولیک و محفظه های لوازم الکترونیکی مصرفی. ماشینکاری کنترل عددی کامپیوتری (CNC) مواد را از یک قطعه کار فلزی جامد با استفاده از ابزارهای برش کنترل شده دقیق حذف می کند و قطعاتی با دقت ابعادی، کیفیت پرداخت سطح و تکرارپذیری تولید می کند که هیچ فرآیند تولید دیگری به طور مداوم مطابقت ندارد. این که آیا برای اولین بار قطعات فلزی سفارشی CNC را طراحی می کنید یا یک برنامه تولید موجود را بهینه می کنید، درک اینکه چگونه انتخاب مواد، انتخاب های طراحی، تلرانس ها و تکمیل سطح با هم تعامل دارند، تعیین می کند که آیا قطعات تمام شده مطابق خواسته عمل می کنند و آیا هزینه تولید آنها رقابتی است یا خیر. این راهنما تمام این ابعاد را با جزئیات کاربردی و متمرکز بر کاربرد پوشش می دهد.

چگونه ماشینکاری CNC قطعات فلزی را تولید می کند

ماشینکاری CNC شامل چندین فرآیند جداسازی مواد متمایز می شود - فرز، تراش، حفاری، حفاری، ضربه زدن، و سنگ زنی - که همگی توسط برنامه های عددی کنترل می شوند که هندسه 3D CAD را به مسیرهای ابزار دقیقی که توسط محورهای ماشینی مبتنی بر سروو اجرا می شوند، ترجمه می کنند. مشخصه تعیین کننده ای که قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC را از قطعات ریخته گری، آهنگری یا قطعات تولید افزودنی جدا می کند این است که مواد کم کرد از یک شمش جامد، میله، یا خالی تقریباً توری شکل برای تولید هندسه نهایی. این فرآیند با یک شکل ماده خام بزرگتر از قسمت تمام شده شروع می شود و ابزار برش هر چیزی را که قطعه نیست حذف می کند.

ماشین‌های فرز CNC از آسیاب‌های چند فلوت دوار، آسیاب‌های صورت و مته‌ها برای تولید ویژگی‌های منشوری - جیب‌ها، شکاف‌ها، سوراخ‌ها، سوراخ‌های متقابل، پروفیل‌ها و وجه‌های صاف - در قسمت‌هایی که در گیره یا فیکسچر نگهداری می‌شوند، استفاده می‌کنند. آسیاب های 3 محور حرکت خطی X، Y و Z را ارائه می دهند. ماشین‌های 4 و 5 محوره محورهای چرخشی را اضافه می‌کنند که امکان برش ویژگی‌های پیچیده چند وجهی را در یک تنظیم واحد فراهم می‌کند. مراکز تراشکاری CNC قطعه کار را می‌چرخانند در حالی که ابزارهای برش ثابت یا زنده، OD را شکل می‌دهند، شناسه را سوراخ می‌کنند، رو به انتها قرار می‌گیرند، و رشته‌ها را برش می‌دهند - و ویژگی‌های استوانه‌ای و مخروطی شکل شفت‌ها، بوش‌ها، رابط‌های رزوه‌دار و قرقره‌های سوپاپ را ایجاد می‌کنند. بسیاری از مراکز ماشین‌کاری مدرن CNC فرز و تراشکاری را در یک ماشین ترکیب می‌کنند - مراکز چرخشی یا ماشین‌های تراش چند کاره - که تمام ویژگی‌های قطعات پیچیده چرخشی را بدون تنظیمات میانی تکمیل می‌کنند.

قطعات فلزی ماشینکاری دقیق CNC به طور معمول به تحمل ابعاد خطی ± 0.025 میلی‌متر (0.001 ± اینچ) در تولید استاندارد و 0.005 ± میلی‌متر یا سفت‌تر برای ویژگی‌های زمین دقیق یا لپ‌دار دست می‌یابند. مقادیر زبری سطح Ra 0.8 µm (32 µin) با آسیاب نهایی استاندارد است. سنگ زنی و سنگ زنی به Ra 0.2 میکرومتر یا بهتر برای یاتاقان و سطوح آب بندی می رسد. این سطوح عملکرد، همراه با توانایی تولید تقریباً هر هندسه ای که یک طراح می تواند تصور کند، توضیح می دهد که چرا ماشینکاری CNC بر تولید قطعات دقیق از نمونه اولیه تا مقادیر تولید غالب است.

انتخاب مواد فلزی: تطبیق مواد با کاربرد

انتخاب فلز برای قطعات ماشینکاری CNC بر هر متغیر پایین دستی تأثیر می گذارد - قابلیت ماشینکاری، تحمل قابل دستیابی، کیفیت پرداخت سطح، گزینه های عملیات حرارتی پس از ماشینکاری، عملکرد خوردگی، و در نهایت هزینه قطعه. خانواده های اصلی فلزات مورد استفاده در ماشینکاری CNC هر کدام دارای پروفایل های مجزا هستند.

آلیاژهای آلومینیوم

آلومینیوم پرکاربردترین فلز در تولید دقیق CNC است و دلیل خوبی هم دارد. درجه ماشینکاری آن به طور قابل توجهی بالاتر از فولاد یا تیتانیوم است - آلیاژهای آلومینیوم را می توان با سرعت دو تا پنج برابر فولاد ضد زنگ برش داد و زمان و هزینه ماشینکاری را به طور چشمگیری کاهش داد. آلومینیوم 6061-T6 درجه استاندارد همه منظوره است: ماشین کاری عالی، مقاومت در برابر خوردگی خوب، استحکام متوسط ​​(مقاومت کششی ~ 310 مگاپاسکال) و سازگاری با تکمیل سطح گسترده از جمله آنودایز، انفجار مهره و پوشش پودری. آلومینیوم 7075-T6 استحکام بالاتری (~572 مگاپاسکال کششی) را برای اجزای ساختاری هوافضا و دفاعی با هزینه کم ارائه می دهد. برای پایه‌های نوری، محفظه‌های الکترونیکی، سینک‌های حرارتی، قطعات پنوماتیکی و براکت‌های ساختاری، قطعات آلومینیومی CNC ماشین‌کاری شده بهترین ترکیب عملکرد را به ازای هر دلار از هر فلزی ارائه می‌کنند.

فولاد ضد زنگ

قطعات ماشینکاری CNC فولاد ضد زنگ هر جا که مقاومت در برابر خوردگی، استحکام در دمای بالا یا انطباق با مواد غذایی/دارویی مورد نیاز باشد، مشخص می شوند. 303 ضد زنگ درجه ماشینکاری آزاد است - افزودن گوگرد باعث بهبود شکستن تراشه و کاهش سایش ابزار به قیمت کاهش اندکی مقاومت در برابر خوردگی می شود. برای شفت ها، اتصال دهنده ها و اجزای ساختاری غیر بحرانی مناسب است. ضد زنگ 316L مقاومت بالایی در برابر خوردگی (به ویژه در برابر کلریدها و اسیدها) ارائه می دهد و ماده استاندارد برای اجزای دستگاه های پزشکی، تجهیزات پردازش مواد غذایی، اتصالات دریایی و سخت افزار فرآیند شیمیایی است. ضد زنگ 17-4 PH را می‌توان در اثر رسوب به استحکام کششی 1170 مگاپاسکال سخت کرد و در عین حال مقاومت خوبی در برابر خوردگی حفظ کرد و آن را به یک ماده کارآمد در هوافضا، دفاع و کاربردهای نفت و گاز تبدیل کرد. ماشین‌های فولاد ضد زنگ با سرعت تقریباً نصف آلومینیوم - انتظار زمان چرخه طولانی‌تر و هزینه‌های ابزارآلات بالاتر نسبت به قطعات آلومینیومی با پیچیدگی معادل را دارند.

آلیاژهای تیتانیوم

تیتانیوم بهترین نسبت استحکام به وزن را در میان هر فلزی که معمولاً ماشین کاری می‌شود، ارائه می‌کند – Ti-6Al-4V (درجه 5) به 950 مگاپاسکال کششی در چگالی تنها 4.43 گرم بر سانتی‌متر مربع می‌رسد، که تقریباً 60 درصد چگالی فولاد در استحکام مشابه یا بیشتر است. زیست سازگاری آن را به ماده استاندارد برای ایمپلنت های ارتوپدی، قطعات دندانی و ابزار جراحی تبدیل می کند. اجزای ساختاری هوافضا، قطعات موتور مسابقه و تجهیزات ورزشی با کارایی بالا نیز حجم بالایی از قطعات ماشینکاری تیتانیوم CNC را هدایت می کنند. معاوضه ها قابل توجه هستند: تیتانیوم رسانایی حرارتی پایینی دارد و باعث می شود گرما به جای اتلاف در تراشه ها در لبه برش متمرکز شود که این امر سایش ابزار را تسریع می کند. همچنین اگر پارامترهای برش نادرست باشد، در حین ماشینکاری سخت می شود. قطعات تیتانیوم به ابزار کاربید، فشار خنک کننده بالا، تغذیه و سرعت محافظه کارانه و برنامه نویسان باتجربه نیاز دارند - که همگی به قیمت بالاتری برای هر قطعه نسبت به آلومینیوم یا فولاد نرم تبدیل می شوند.

فولادهای کربنی و آلیاژی

فولادهای کربنی و آلیاژی ستون فقرات اجزای ماشینکاری CNC مکانیکی هستند - چرخ دنده‌ها، شفت‌ها، محفظه‌ها، ابزارآلات و اعضای ساختاری که در آن استحکام مطلق، چقرمگی و کارایی هزینه در اولویت هستند. 1018 دستگاه های فولادی ملایم را به راحتی می سازد و برای براکت ها و وسایل کم فشار استفاده می شود. فولاد کرومولی 4140 درجه ساختاری استاندارد است - قابل عملیات حرارتی تا طیف وسیعی از سطوح سختی، با ماشین کاری خوب در شرایط آنیل شده، چقرمگی عالی پس از عملیات حرارتی، و در دسترس بودن گسترده در میله و صفحه. فولادهای ابزار A2 و D2 در حالت آنیل ماشینکاری شده و پس از ماشینکاری برای ابزارهای برش، قالب ها و اجزای سایش سخت می شوند. هزینه مواد اولیه فولاد کمترین قیمت در بین فلزات مهندسی است که سرعت ماشینکاری کندتر آن را در مقایسه با آلومینیوم برای کاربردهای با حجم بالا جبران می کند.

برنج و آلیاژ مس

برنج ماشینکاری آزاد C360 دارای بالاترین درجه ماشینکاری در بین هر فلز است - اغلب با 100٪ (معیاری که تمام فلزات دیگر با آن مقایسه می شوند) - و کوتاه ترین و قابل کنترل ترین تراشه ها را از هر ماده ای تولید می کند. قطعات ماشینکاری CNC برنجی در اتصالات لوله کشی، اتصالات الکتریکی، اجزای ابزار دقیق و سخت افزارهای تزئینی استاندارد هستند. ماشین‌های مس بریلیوم (C172) نسبتاً خوب است و می‌توان آن را به سختی با کیفیت فنر سخت کرد و در عین حال هدایت الکتریکی خوبی را حفظ کرد - برای تماس‌های الکتریکی، فنرها و ابزارهای دقیق بدون جرقه استفاده می‌شود. حق بیمه برنج و مس نسبت به فولاد، استفاده از آنها را محدود به کاربردهایی می کند که خواص خاص آنها مورد نیاز است.

ماشینکاری و هزینه توسط فلز - مرجع سریع

جدول زیر ماشین‌کاری نسبی، تحمل قابل دستیابی معمولی و هزینه نسبی هر قطعه را برای متداول‌ترین فلزات ماشینکاری CNC خلاصه می‌کند، که به مهندسان کمک می‌کند تا تصمیم‌گیری سریع برای انتخاب مواد داشته باشند.

تلورانس ها: معنای آنها چیست و چگونه آنها را به درستی مشخص کنیم

مشخصات تلورانس یکی از مهم ترین تصمیماتی است که یک مهندس هنگام طراحی قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC می گیرد - و یکی از رایج ترین منابع هزینه های غیرضروری است. یک تلورانس تغییر مجاز از ابعاد اسمی را تعریف می کند: سوراخ مشخص شده به عنوان 0.025 ± 20.00 میلی متر به این معنی است که بعد نهایی ممکن است بین 19.975 میلی متر و 20.025 میلی متر باشد و همچنان قابل قبول باشد. هر بعد روی یک قطعه ماشینکاری شده CNC دارای یک تلورانس است که یا به طور صریح نامیده می شود یا به طور ضمنی از طریق یک استاندارد تلورانس عمومی که در بلوک عنوان نقشه ارجاع داده شده است اعمال می شود.

رایج ترین استاندارد تحمل عمومی برای قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC ISO 2768 است. کلاس متوسط ​​(ISO 2768-m) تلورانس خطی کلی 0.1 ± میلی متر برای ابعاد بین 30-120 میلی متر و 0.15 ± میلی متر برای ابعاد بین 120-400 میلی متر را تعریف می کند. کلاس ریز (ISO 2768-f) اینها را به ترتیب به 0.05 ± و 0.1 ± میلی متر سفت می کند. اینها پیش فرض های صحیح برای اکثر قطعات مکانیکی CNC هستند که در آن ویژگی ها نیازی به تطبیق با فاصله های دقیق ندارند. تلورانس‌های سخت‌تر فقط باید در ابعاد خاصی که عملکرد واقعاً به آن‌ها نیاز دارد - متناسب، سطوح جفت‌شونده، صندلی‌های بلبرینگ، سطوح آب‌بندی، و ویژگی‌های موقعیت‌یابی.

تاثیر هزینه انقباض تلرانس غیر خطی و قابل توجه است. ابعاد تحمل استاندارد در یک پاس تولید معمولی بدون توجه خاص ماشین کاری می شود. سفت کردن از 0.1± میلی‌متر تا 0.025 ± میلی‌متر ممکن است زمان ماشین‌کاری برای آن ویژگی را دو یا سه برابر کند - نیاز به پاس‌های پایانی، ابزارآلات تخصصی و اندازه‌گیری در حین فرآیند. سفت کردن تا 0.005 ± میلی متر معمولاً به عملیات سنگ زنی یا سنگ زنی بعد از ماشینکاری نیاز دارد که به طور بالقوه هزینه آن ویژگی را پنج تا ده برابر افزایش می دهد. رشته مهندسی استفاده از ضعیف‌ترین تلورانس که الزامات عملکردی را برآورده می‌کند - نه سخت‌ترین حد قابل دستیابی - یکی از روش‌های کاهش هزینه با بالاترین بازده در طراحی قطعات CNC است.

ابعاد هندسی و تحمل (GD&T)

GD&T (بر اساس ASME Y14.5 یا ISO 1101) فراتر از تلورانس های خطی گسترش می یابد تا تغییرات مجاز در شکل، جهت، مکان و پایان ویژگی ها را نسبت به داده ها تعریف کند. برای قطعات فلزی دقیق تراشیده شده با CNC، نوارهای GD&T برای مسطح بودن، عمود بودن، موقعیت واقعی و استوانه‌ای بودن، الزامات عملکردی را دقیق‌تر از تلورانس مختصات به تنهایی ارتباط می‌دهند، و اغلب تلرانس مختصات گسترده‌تری را می‌دهند و در عین حال تناسب مونتاژ را تضمین می‌کنند. ماشین‌کارها و برنامه‌نویسان CMM در طول تولید و بازرسی مستقیماً با پیام‌های GD&T کار می‌کنند - اطمینان حاصل کنید که نقشه‌ها بدون ابهام هستند و به نسخه استاندارد ASME یا ISO صحیح اشاره می‌کنند تا از اختلافات تفسیری در طول صلاحیت تامین‌کننده جلوگیری شود.

گزینه های پایان سطح برای قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC

قطعات فلزی CNC ماشینکاری شده دارای علائم قابل مشاهده ابزار هستند - معمولاً کاسه های موازی از مسیر ابزار - و ناهمواری سطحی که توسط هندسه ابزار، نرخ تغذیه و پارامترهای برش استفاده شده تعیین می شود. مقادیر Ra ماشینکاری شده معمولاً بین 0.8 میکرومتر و 3.2 میکرومتر برای سطوح آسیاب شده است که برای بیشتر کاربردهای ساختاری و مکانیکی کافی است. هنگامی که ظاهر، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش یا انرژی سطح خاصی مورد نیاز است، عملیات سطح پس از ماشینکاری اعمال می شود.

آنودایز (فقط آلومینیوم)

آندایز کردن یک فرآیند الکتروشیمیایی است که لایه سطحی آلومینیوم را به اکسید آلومینیوم تبدیل می کند و یک لایه عایق الکتریکی سخت، مقاوم در برابر خوردگی و یکپارچه با فلز پایه ایجاد می کند. آندایزینگ نوع II لایه هایی با ضخامت 5 تا 25 میکرومتر تولید می کند و پوشش استاندارد آرایشی و مقاوم در برابر خوردگی برای قطعات آلومینیومی CNC است - در رنگ های شفاف (طبیعی) یا طیف گسترده ای از رنگ موجود است. آنودایز سخت نوع III (پوشش سخت) لایه‌های 25 تا 100 میکرومتر را با سختی راکول ~65 HRC ایجاد می‌کند که مقاومت سایشی استثنایی را برای سطوح لغزنده و یاتاقان ایجاد می‌کند. آندایز کردن حداقل تغییر ابعاد را اضافه می‌کند (معمولاً نیمی از ضخامت لایه به سطح اضافه می‌شود؛ نیمی دیگر جایگزین فلز پایه می‌شود)، که باید در ویژگی‌های تحمل محکم با پیش ماشینکاری در نواحی آنودایز که کمی کمتر از اندازه هستند، در نظر گرفته شود.

آبکاری

آبکاری deposits a metallic layer (zinc, nickel, chrome, gold, silver, or other metals) onto the machined surface by electrochemical deposition. Zinc plating provides economical corrosion protection for steel parts. Electroless nickel plating deposits a uniform thickness nickel-phosphorus alloy layer regardless of part geometry — including inside bores and recesses — making it the preferred plating for complex CNC machined parts requiring uniform corrosion and wear protection. Hard chrome plating builds Vickers hardness above 900 HV and is used for hydraulic cylinder rods, wear surfaces, and precision gauges. Plating layer thickness on tight-tolerance features must be controlled and accounted for in pre-plating dimensions.

غیرفعال سازی (فولاد ضد زنگ)

غیرفعال سازی آهن و ترکیبات آهن آزاد را با غوطه وری در محلول های اسید نیتریک یا سیتریک از سطح فولاد ضد زنگ حذف می کند و اجازه می دهد یک لایه اکسید کروم یکنواخت و غیرفعال تشکیل شود. این مقاومت در برابر خوردگی ذاتی فولاد ضد زنگ را بدون افزودن مواد به سطح افزایش می دهد - ابعاد غیرفعال شده به طور موثر بدون تغییر هستند. غیرفعال کردن یک روش استاندارد برای قطعات ماشینکاری فولاد ضد زنگ CNC در کاربردهای پزشکی، فرآوری مواد غذایی، دارویی و دریایی است و معمولاً توسط ASTM A967 یا ASTM A380 در صنایع تحت نظارت مورد نیاز است.

پوشش پودری

پوشش پودری به صورت الکترواستاتیک، پودر پلیمری خشک را روی سطوح فلزی اعمال می‌کند، که سپس در اجاق پخت می‌شود تا یک روکش تزئینی بادوام، مقاوم در برابر ضربه و موجود در هزاران رنگ و بافت ایجاد شود. پوشش پودری 50 تا 100 میکرومتر ضخامت می‌افزاید و نباید روی سطوح با تحمل محکم بدون ماسک یا ماشین‌کاری پس از پوشش مشخص شود. معمولاً در قطعات ماشینکاری آلومینیومی و فولادی CNC استفاده می شود که در آن ظاهر و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است - محفظه تجهیزات، پانل ها، قاب های ساختاری و محفظه های محصولات مصرفی.

Bead Blasting و Media Blasting

بلست مهره ها مهره های شیشه ای را در سطح قطعه تحت فشار هوا به حرکت در می آورد و با تغییر شکل قله های سطح بدون حذف مواد قابل توجه، بافتی یکنواخت، مات و ساتن ایجاد می کند. این فرآیند علائم جهت ابزار را از فرز حذف می کند و ظاهر بصری ثابتی را در تمام سطوح بدون توجه به جهت مسیر ابزار ایجاد می کند. قطعات ماشینکاری شده CNC معمولاً به عنوان پایان نهایی روی بدنه ها و پانل های آلومینیومی یا به عنوان مرحله آماده سازی قبل از آندایز کردن یا پوشش پودری برای اطمینان از ظاهر یکنواخت در قسمت نهایی استفاده می شود.

طراحی برای قابلیت ساخت: چگونه طراحی قطعه هزینه ماشینکاری CNC را افزایش می دهد

بیشتر هزینه یک قطعه فلزی ماشینکاری شده با CNC قبل از برش اولین تراشه تعیین می شود - با تصمیمات طراحی در مورد هندسه، تلرانس ها، مواد و تعداد تنظیمات لازم برای تکمیل قطعه قفل می شود. تجزیه و تحلیل طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) در طول مرحله طراحی به طور معمول هزینه ماشینکاری را 15 تا 40 درصد کاهش می دهد و زمان انجام کار را به طور قابل توجهی کاهش می دهد بدون اینکه عملکرد قطعه به خطر بیفتد.

• شعاع گوشه داخلی: گوشه های داخلی در جیب های آسیاب شده فقط به صورت شعاع هایی برابر با حداقل نصف قطر ابزار برش قابل تولید است. مشخص کردن گوشه‌های داخلی تیز (0 شعاع) بدون EDM ماشین‌کاری غیرممکن است - به زیر برش‌های گوشه یا تغییر طراحی نیاز دارد. به عنوان یک قاعده، شعاع گوشه داخلی جیب حداقل یک سوم عمق جیب را مشخص کنید. این به ابزارهای بزرگتر و سفت تر اجازه می دهد که سریع تر و با انحراف کمتر برش دهند. کاهش شعاع گوشه مورد نیاز از 3 میلی‌متر به 1 میلی‌متر ممکن است نیاز به جابجایی از آسیاب انتهایی 6 میلی‌متری به آسیاب انتهایی 2 میلی‌متری داشته باشد - زمان چرخه را برای این ویژگی‌ها سه تا پنج برابر افزایش می‌دهد.
• نسبت عمق به عرض حفره: جیب های عمیق و باریک به آسیاب های انتهایی بلند و باریک نیاز دارند که تحت بارهای برشی منحرف می شوند و باعث نقض تلورانس و پوشش ضعیف سطح می شوند. به عنوان یک دستورالعمل استاندارد، نسبت عمق به عرض جیب را زیر 4:1 نگه دارید. هر چیزی عمیق تر نیاز به ابزار ویژه، کاهش پارامترهای برش (زمان چرخه طولانی تر)، یا تغییر طراحی برای ایجاد هندسه به روشی دیگر دارد.
• بخش های دیوار نازک: دیوارهای نازک تحت نیروهای برش خم می شوند و باعث ایجاد لرزش، پچ پچ و خطای ابعادی می شوند. حداقل ضخامت دیوار توصیه شده برای قطعات آلومینیومی CNC ماشینکاری شده 0.8 میلی متر برای دیوارهای تا ارتفاع 50 میلی متر است. دیوارهای فولادی باید حداقل 1.0-1.5 میلی متر باشند. دیوارهای نازک‌تر از این مقادیر نیاز به تجهیز تخصصی، کاهش تغذیه و سرعت، و اغلب پاس‌های نهایی متعدد دارند که همگی هزینه‌ها را افزایش می‌دهند.
• سوراخ های رزوه ای: اندازه و عمق نخ استاندارد را مشخص کنید. عمق رزوه بیش از سه برابر قطر رزوه، استحکام نگه داشتن معنی‌داری نمی‌افزاید، اما خطر شکستن ضربه و زمان چرخه را افزایش می‌دهد. سوراخ‌های عبوری همیشه به سوراخ‌های کورکور در جایی که طراحی اجازه می‌دهد ترجیح داده می‌شوند.
• تعداد تنظیمات: هر بار که قطعه‌ای از حالت گیره خارج می‌شود، جابه‌جا می‌شود و دوباره بر روی دستگاه نصب می‌شود، زمان راه‌اندازی اضافه می‌شود و منبع جدیدی از خطای موقعیت معرفی می‌شود. ویژگی‌های روی وجه‌های مقابل را که می‌توان در دو راه‌اندازی در یک مرکز ماشین‌کاری استاندارد ماشین‌کاری کرد، اغلب می‌تواند در یک راه‌اندازی با ماشین‌کاری ۴ محوره یا ۵ محوره ترکیب شود. برای قطعات سفارشی CNC با حجم کم، زمان راه‌اندازی ممکن است از زمان برش بیشتر شود - به حداقل رساندن نصب‌ها تأثیر مستقیم و زیادی بر هزینه هر قطعه دارد.
• اندازه ابزار استاندارد: در صورت امکان، ویژگی‌های طراحی باید با اندازه‌های ابزار برش استاندارد و بدون قفسه تولید شوند - قطر مته‌های استاندارد، قطر آسیاب انتهایی استاندارد با افزایش 1 میلی‌متر، ریمرهای استاندارد. ابزار سفارشی نیاز به زمان و هزینه اضافه دارد. ابزارهای استاندارد بلافاصله در دسترس هستند و پارامترهای برش آنها به خوبی مشخص می شود. اندازه سوراخ‌ها باید به‌عنوان اندازه‌های استاندارد ریمور مشخص شوند (حفره‌های تحمل H7 اندازه‌های ریمر استاندارد هستند) هر جا که تناسب عملکردی بتواند آن را در خود جای دهد.

صنایعی که به قطعات فلزی دقیق CNC متکی هستند

کاربرد قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC تقریباً در هر بخش از صنعت مدرن است، اما چندین صنعت به دلیل الزامات عملکرد و محیط های نظارتی، به طور خاص از قطعات فلزی ماشینکاری شده دقیق استفاده می کنند.

هوافضا و دفاع

قطعات ماشینکاری شده CNC هوافضا - براکت‌های ساختاری، اجزای موتور، اتصالات ارابه فرود، منیفولدهای هیدرولیک، محفظه‌های حسگر - در سوپرآلیاژهای آلومینیوم، تیتانیوم و نیکل با سخت‌ترین تحمل‌ها و سخت‌ترین الزامات کیفیت در هر صنعت تولید می‌شوند. گواهینامه سیستم کیفیت AS9100، اولین بازرسی مقاله (FAI) به ازای AS9102، و قابلیت ردیابی مواد از گواهی کارخانه تا قطعه نهایی الزامات استاندارد هستند. ماشینکاری CNC 5 محوره چند محوره برای اجزای ساختاری پیچیده استاندارد است. برخی از قطعات تیتانیوم و اینکونل هوافضا دارای نسبت خرید به پرواز 10:1 یا بالاتر هستند (10 کیلوگرم ماده خام برای تولید یک قطعه تمام شده 1 کیلوگرمی ماشینکاری شده است)، که انتخاب مواد و کارایی ماشین‌کاری را محرک‌های هزینه حیاتی می‌کند.

تجهیزات پزشکی

ایمپلنت‌های ارتوپدی (تعویض مفاصل، صفحات استخوانی، پیچ‌ها)، ابزار جراحی، قطعات دندانی و محفظه‌های تجهیزات تشخیصی دسته‌های اصلی قطعات فلزی ماشین‌کاری شده با CNC هستند. تیتانیوم و فولاد ضد زنگ 316L مواد غالب هستند. گواهینامه سیستم کیفیت ISO 13485 برای ساخت قرارداد تجهیزات پزشکی مورد نیاز است. پرداخت سطحی یک متغیر عملکرد حیاتی برای ایمپلنت ها است - مقادیر Ra 0.1-0.2 میکرومتر یا بهتر برای سطوح مفصلی برای به حداقل رساندن تولید زباله های سایش مشخص شده است، که نیاز به سنگ زنی یا پرداخت الکتریکی پس از ماشینکاری CNC دارد.

خودرو و موتور اسپرت

تولید خودرو در حجم بالا عمدتاً از ماشینکاری CNC برای قطعاتی استفاده می‌کند که به دقت نیاز دارند که ریخته‌گری یا آهنگری به تنهایی نمی‌تواند به آن دست یابد - سر سیلندر و بلوک‌های موتور (ماشینکاری نهایی سوراخ‌ها، رویه‌ها و سوراخ‌های رزوه‌دار)، محفظه‌های گیربکس، بدنه کالیپر و شفت‌های دقیق. کاربردهای خودروهای ورزشی موتوری و عملکردی تقریباً به طور انحصاری از قطعات فلزی ماشین‌کاری شده CNC استفاده می‌کنند - میله‌های اتصال تیتانیوم، پایه‌های آلومینیومی و اجزای تعلیق، منیفولدهای ورودی آلومینیومی بیلت و توپی چرخ‌های دقیق همگی نمونه‌هایی هستند. گواهینامه سیستم کیفیت IATF 16949 و اسناد PPAP (Production Part Approval Process) در زنجیره تامین تولید خودرو استاندارد هستند.

نفت و گاز

ابزارهای حفاری پایین چاه، اجزای سر چاه، بدنه شیرها، بلوک های منیفولد و اتصالات مخازن تحت فشار در صنعت نفت و گاز نیاز به تراشکاری و فرز CNC با قطر بزرگ در آلیاژهای با استحکام بالا از جمله فولاد ضد زنگ 4140، Inconel و Duplex دارند. قطعات در معرض فشار شدید، محیط های خورنده و چرخه دما هستند که هم عملکرد مواد و هم دقت ابعاد را می طلبد. الزامات صلاحیت مواد NACE MR0175/ISO 15156 برای محیط‌های سرویس ترش (H2S) مواد مجاز و حالت‌های عملیات حرارتی را برای بسیاری از اجزای چاله‌ای محدود می‌کند.

الکترونیک و نیمه هادی ها

قطعات ماشینکاری آلومینیوم و فولاد ضد زنگ دقیق CNC در تجهیزات سرمایه نیمه هادی - بازوهای ربات جابجایی ویفر، اجزای محفظه خلاء، مراحل دقیق، و وسایل اندازه گیری استاندارد هستند. مسطح بودن، موازی بودن و تلورانس های موقعیتی در محدوده 0.005 ± میلی متر برای قطعات تجهیزات نیمه هادی رایج است. آلومینیوم 6061-T6 و 7075-T6 استاندارد هستند، با آنودایز سخت سطوح مقاوم در برابر سایش مورد نیاز برای عمر قطعات روباتیک را فراهم می کند. محفظه‌های لوازم الکترونیکی مصرفی - شاسی لپ‌تاپ، قاب تلفن، بدنه بلندگوها - نیز در حجم‌های بالا از آلومینیوم ماشین‌کاری شده CNC تولید می‌شوند، با روکش‌های مهره‌ای و آنودایز شده ظاهر ممتازی را که بازار انتظار دارد ارائه می‌کند.

تامین قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC: چه چیزی را در یک تامین کننده باید ارزیابی کرد

چه منبع یابی نمونه اولیه قطعات ماشینکاری شده CNC یا واجد شرایط بودن یک تامین کننده برای حجم تولید، مجموعه ویژگی های یکسان قابلیت و کیفیت تعیین می کند که آیا یک تامین کننده ماشینکاری می تواند به طور قابل اعتماد قطعات را مطابق با نیاز شما تولید کند.

• قابلیت ماشین و شمارش محور: بررسی کنید که تجهیزات تأمین‌کننده عملیات مورد نیاز قطعه شما را پوشش می‌دهد - تأمین‌کننده‌ای که تنها آسیاب‌های 3 محوری دارد نمی‌تواند ویژگی‌های 5 محوری را بدون تعمیر مجدد تولید کند، که هزینه را افزایش می‌دهد و خطای راه‌اندازی را ایجاد می‌کند. اگر قطعه شما دارای ویژگی‌های تراشکاری و فرزکاری باشد، یا اینکه آنها مراکز چرخشی برای تکمیل قطعه در یک راه‌اندازی دارند، تأیید کنید که تأمین‌کننده دارای قابلیت تراشکاری است.
• گواهینامه سیستم کیفیت: ISO 9001 گواهینامه مدیریت کیفیت پایه برای ماشینکاری عمومی CNC است. گواهینامه‌های AS9100 (هوا فضا)، ISO 13485 (دستگاه‌های پزشکی) و IATF 16949 (خودرو) نشان می‌دهد که تامین‌کننده کنترل‌های فرآیند کیفیت خاص صنعت مورد نیاز برای برنامه‌های تنظیم‌شده را اجرا کرده است. قطعات تنظیم شده را بدون توجه به مزیت قیمت پیشنهادی آنها از تامین کنندگان بدون گواهی تهیه نکنید - خطر رسیدن قطعات ناسازگار به محصول شما بیشتر از هر گونه صرفه جویی در هزینه است.
• تجهیزات بازرسی: تولید قطعات فلزی ماشینکاری شده CNC با تلورانس محکم نیاز به بازرسی در فرآیند و نهایی با تجهیزات اندازه گیری کالیبره شده دارد. قابلیت CMM (ماشین اندازه گیری مختصات) برای بازرسی هندسی چند ویژگی ضروری است. بررسی کنید که پاکت کار CMM تامین کننده اندازه قطعات شما را پوشش می دهد. پروفیلومترهای سطح برای تأیید پرداخت سطح Ra مورد نیاز است. سنج های سوراخ، سنج های حلقه و سنج های رزوه ای برای پذیرش ویژگی های خاص.
• قابلیت ردیابی مواد: برای کاربردهای حیاتی هوافضا، پزشکی و ایمنی، قابلیت ردیابی مواد از گواهی آسیاب فلزی از طریق فرآیند ماشینکاری تا شماره سریال قطعه نهایی یک الزام انطباق است. تأیید کنید که تأمین‌کننده گواهی‌های مواد و قابلیت ردیابی قطعات را به عنوان بخشی استاندارد از سوابق کیفی خود حفظ می‌کند.
• بازخورد DFM: یک تامین‌کننده ماشین‌کاری توانا طرح شما را بازبینی می‌کند و بازخورد DFM را ارائه می‌کند - ویژگی‌هایی را که ماشین‌کاری دشوار یا گران هستند را علامت‌گذاری می‌کند و جایگزین‌هایی را پیشنهاد می‌کند که عملکرد را با هزینه کمتر حفظ می‌کنند. تأمین‌کنندگانی که به سادگی آنچه ترسیم شده را بدون مشارکت مهندسی نقل‌قول می‌کنند، احتمال کمتری دارد که نتایج بدون مشکل در قطعات پیچیده تولید کنند.