Jak zajistit povrchovou úpravu CNC dílů?

Vyřazení dílu z důvodu špatné povrchové úpravy je výsledek, který si žádný výrobce nepřeje. I když díly splňují všechny rozměrové specifikace a fungují dle očekávání, zákazníci je mohou odmítnout, pokud je povrchová úprava nedokonalá. To je obzvláště důležité pro díly používané ve viditelných konečných výrobcích nebo jako součásti forem. Vzhledem k povaze CNC obráběníNa obrobených dílech budou vždy přítomny viditelné mikroskopické stopy po nástroji. Faktory, jako je nadměrné vibrace mezi nástrojem a obrobkem a nesprávné rychlosti posuvu, však mohou také vést ke špatné kvalitě povrchu. Tento článek pojednává o technikách, nástrojích a procesech použitelných během obrábění i po něm, které omezují viditelnost stop po nástroji a zajišťují vynikající kvalitu obrobeného povrchu.

Proč je špatná povrchová úprava nepřijatelná?

Kromě nevzhledného vzhledu má špatná povrchová úprava negativní vliv na odolnost proti korozi a ztěžuje a zpoplatňuje některé výrobní procesy, jako je lakování. Se špatnou povrchovou úpravou je obtížnější adekvátně připravit díly pro následné obráběcí procesy, jako je eloxování nebo... Práškové lakováníPovlaky mohou mít potíže s přilnutím – což vede k důlkovým korozím v nepovlakovaných oblastech a možnému šíření koroze na exponované kovové části. V důsledku toho se součást stává náchylnější ke korozi. Špatná povrchová úprava také zvyšuje tření mezi součástí a ostatními předměty a může snížit pevnost a odolnost proti opotřebení.

Co je to „opracovaný“ povrch?

Když je hotový díl vyjmut z CNC stroje, jeho povrch (před jakoukoli následnou povrchovou úpravou) bude matný a bude na něm vidět stopy po nástroji. Tomu se říká obrobený povrch. Kvalita hotového povrchu se kvantifikuje měřením průměrné drsnosti povrchu dílu (Ra). Standardní drsnost povrchu komerčních strojů pro díly je 3,2 μm RaToto je často nejlevnější možnost povrchové úpravy, protože nevyžaduje žádné další opracování. Zatímco někteří zákazníci mohou akceptovat obrobený povrch, jiní mohou požadovat nižší drsnost povrchu (Ra).
Tento článek se zaměřuje výhradně na tipy týkající se zlepšení kvality obrobeného povrchu během CNC obrábění. Pro dosažení požadované drsnosti povrchu však lze na díly po obrábění použít i několik dalších procesů povrchové úpravy.

Čtyři tipy pro zlepšení kvality obrobeného povrchu

Dosažení lepší kvality obrobeného povrchu vyžaduje přehodnocení základů obrábění. Úpravou nastavení nástrojů a optimalizací drah nástrojů a parametrů řezání mohou výrobci zajistit, aby jejich díly měly vynikající kvalitu povrchu. Zde jsou 4 tipy, jak se vyhnout špatné povrchové úpravě obrobených dílů:

1. Zvyšte rychlost, snižte posuv: Aby bylo dosaženo požadovaného obrobeného povrchu, musí CNC stroj pracovat v rámci specifikovaných rozsahů posuvu a rychlosti pro řezaný materiál. Zvýšení otáček vřetena nástroje zkracuje dobu kontaktu mezi nástrojem a obrobkem. Tím se snižuje nárůstek na hraně (BUE) a prodlužuje se životnost nástroje. U hrubovacích drah je cílem rychlé odebírání materiálu, zatímco u dokončovacích drah je cílem pomalé odebírání pro přesné rozměry a vynikající kvalitu povrchu. Snížením rychlosti posuvu lze provádět lehčí a mělčí řezy, což vede k rovnoměrnějšímu opracování povrchu. Kombinací zvýšených otáček vřetena se sníženou rychlostí posuvu se minimalizuje BUE (výkyvné obrábění) na součásti, čímž se zlepšuje kvalita povrchu.

2. Minimalizace chvění a průhybu nástroje: Chvění označuje vibrace, ke kterým dochází na nástroji během CNC operací v důsledku sil. Průhyb je naproti tomu vzdálenost, o kterou se hrot nástroje vzdálí od osy držáku nástroje. Obě jsou významnými příčinami špatné kvality povrchu. I když se jim nelze zcela vyhnout, zde jsou dva tipy, jak je minimalizovat:
* Zajistěte použití správného nástroje a držáku nástroje, které jsou vhodné pro danou práci a materiál, aby byla zajištěna tuhost. Ujistěte se, že řezné parametry a rychlosti posuvu jsou v doporučených rozmezích.

*Používejte správný držák nástroje, abyste minimalizovali přesah nástroje a tím i jeho průhyb. Ujistěte se, že je nástroj bezpečně upnut v kleštině a obrobek je pevně upevněn. Obojí minimalizuje pravděpodobnost pohybu nebo vibrací nástroje nebo obrobku během obrábění.
Použití těchto dvou tipů výrazně sníží chvění a průhyb nástroje, což povede k vysoce kvalitním obrobeným povrchům.

3. Řízení evakuace třísek: Nesprávné lámání a odstraňování třísek může nepříznivě ovlivnit kvalitu povrchu, protože třísky mohou poškrábat obrobek nebo dokonce poškodit nástroj. Chcete-li tento problém vyřešit, zvažte použití utvařečů třísek. Utvařeče třísek jsou prvky zabudované do řezné plochy nástroje nebo na ni upnuté. Podporují lámání třísek tím, že je záměrně ohýbají, čímž ji zkracují, ztenčují a snáze lámou. Snížení zatížení třískami snižuje síly působící na nástroj. Řízením odstraňování třísek se výrobci přibližují k dosažení vysoce kvalitních obrobených povrchů, zamezení vzniku třísek z důvodu buzení (BUE) a prodloužení životnosti nástroje.

4. Zvětšete úhel sklonu: Úhel čela je úhel mezi čelní plochou nástroje (povrchová plocha, na kterou po řezu proudí třísky) a rovinou kolmou ke směru vektoru rychlosti nástroje. Zvětšení úhlu čela pomáhá podpořit odvádění třísek a minimalizovat výkyvy řezné frekvence (BUE). Kladným zvýšením úhlu čela se snižují řezné síly a třísky se tvoří a odvádějí nepřetržitě, což také pomáhá snižovat výskyt špatné kvality povrchu.

Závěr

Špatná povrchová úprava obrobených dílů je značným problémem. Přestože jsou díly obráběny na přesné rozměry, jsou zřídka přijímány a mohou snižovat zisky společností. Použitím výše uvedených technik je však možné splnit požadavky zákazníků na povrchovou úpravu v obrobeném stavu.