一 Вибір правильних матеріалів і адаптація процесу: ключ до довговічності
1. Алюмінієвий сплав легкий і не іржавіє.
Низька щільність і чудова теплопровідність роблять алюмінієвий сплав найкращим вибором для полегшення автомобілів. Алюмінієвий сплав чудово підходить для обробки з ЧПК, оскільки він добре ріжеться та може оброблятися на високих швидкостях (до 20000 об/хв). Анодування також створює щільну оксидну плівку, яка робить матеріал у 3-5 разів стійкішим до корозії сольовими туманами. Наприклад, Tesla Model S має раму кузова, повністю виготовлену з алюмінію, яка була виготовлена за допомогою обробки з ЧПУ. Корпус служить у п’ять разів довше, ніж сталеві корпуси після 2000 годин випробування соляним туманом.
2. Підвищення зносостійкості високо-сталі
Для деталей із високим{0}}навантаженням, таких як трансмісійні вали та шестерні, обробка з ЧПК зменшує термічну деформацію, керуючи такими параметрами різання, як швидкість різання та швидкість подачі. Він також включає операції термічної обробки, такі як цементація та загартування, щоб зробити твердість поверхні 58-62HRC. Активний зубчастий диск є основною частиною активного зубчастого редуктора певної фірми. Він виготовлений за допомогою ЧПК та іонного азотування тліючим розрядом, що робить його на 40% більш стійким до зношування та на 60% меншим ризиком виходу з ладу.
3. Формування композиційних матеріалів з високою точністю
Армовані вуглецевим волокном композити (CFRP) все частіше використовуються в транспортних засобах на новій енергії. Обробка з ЧПК використовує п’яти{1}}технологію з’єднання для формування складних поверхонь одночасно, що запобігає повторній появі помилок затискання. Наприклад, певний лоток для батареї електромобіля виготовлено з вуглепластику та алюмінієвого сплаву. Після обробки з ЧПУ він на 25% міцніший і на 30% легший.
2, Технологія інструменту та параметри різання: головне, що робить речі останніми
1. Матеріали та покриття для інструментів
Ріжучі інструменти з твердого сплаву: під час різання алюмінієвих сплавів ріжучі інструменти з твердого сплаву з покриттям (наприклад, покриття TiAlN) служать у три рази довше та мають шорсткість поверхні Ra Менше або дорівнює 0,8 мкм.
CBN ріжучі інструменти, виготовлені з кубічного нітриду бору: CBN ріжучі інструменти можуть швидко різати сталь (до 4000 мм/хв), не пошкоджуючи інструмент і з меншою кількістю замін інструментів.
Ріжучі інструменти з полікристалічного алмазу (PCD): під час обробки головок циліндрів із алюмінієвого сплаву сила різання інструментів PCD зменшується вдвічі, а гладкість поверхні покращується на один рівень. Це зупиняє витік балона.
2. Поліпшення параметрів різання
HSM, або високо{0}}швидкісна обробка. Завдяки підвищенню швидкості шпинделя (10000–20000 об/хв) і швидкості подачі (3000–5000 мм/хв) кількість тепла, що накопичується під час різання, зменшується, а ймовірність деформації деталей під впливом тепла також зменшується. Наприклад, під час обробки певного блоку циліндрів двигуна технологія HSM зробила розміри на 85% точнішими та скоротила відсоток браку з 12% до 0,8%.
Процес прямого фрезерування: переднє фрезерування може зменшити тертя між інструментом і деталлю, покращити шорсткість поверхні на 30 %, і найкраще підходить для роботи з тонкостінними деталями з алюмінієвого сплаву.
3. Проектування геометричних параметрів різальних інструментів
Кути спереду та ззаду: під час роботи з полімерними матеріалами, такими як алюмінієві сплави, збільшення переднього кута (15 градусів -20 градусів) може зменшити силу різання. Задній кут (8 градусів -12 градусів) знижує знос задньої ріжучої поверхні.
Радіус наконечника: Наконечник з малим радіусом (R0,2-R0,5) використовується в прецизійній обробці, щоб створити дзеркальний ефект (Ra < 0,4 мкм) і зробити деталі більш стійкими до зношування.
3, Технологія контролю якості та тестування
1. Остаточна перевірка довговічності за допомогою машинних вимірювань
Верстати з ЧПК можуть вимірювати розміри деталей у режимі реального часу під час фрезерування за допомогою лазерних вимірювальних систем або координатно-вимірювальних машин (КВМ). Вони можуть зробити це з точністю ± 0,005 мм. Наприклад, після ін-перевірки машини, лінія обробки корпусу коробки передач підвищила точність шпонкових отворів на 90% і знизила рівень невдач при складанні на 75%.
2. Цифрове моделювання та пошук колізій
Коли ви використовуєте програмне забезпечення CAD/CAM для моделювання шляху обробки, ви можете заздалегідь дізнатися, чи будуть ріжучі інструменти та пристосування заважати один одному та покращити параметри різання. Технологія моделювання скоротила час, необхідний для обробки лопатки турбокомпресора, на 40%, а кількість поверхневих дефектів – з 5% до 0,2%.
3. Технологія тестування, яка не пошкоджує речі
Ультразвукове тестування: використовується для виявлення дефектів всередині деталей з алюмінієвого сплаву, таких як тріщини та пори, з чутливістю до 0,1 мм.
Рентгенівське-тестування: перевірка зварних з’єднань виробів із високоміцної-сталі, щоб переконатися у відсутності часткових дефектів плавлення.
4. Приклад: використання обробки з ЧПУ для довшого терміну служби деталей автомобіля
Випадок 1: Робота над блоками циліндрів двигуна з алюмінієвого сплаву
Певна автомобільна компанія використовує п’яти{0}}осьовий обробний центр з ЧПК, високо-швидкісне різання та-технології перевірки верстатів, щоб отримати показник першого проходу 99,2% для обробки корпусів циліндрів. Ось деякі з кроків, які необхідно зробити:
Для чорнової обробки використовуйте торцеві фрези PCD. Швидкість різання повинна становити 8000 об / хв, а швидкість подачі - 3000 мм / хв.
Свердлильний інструмент CBN використовується для точної обробки, а шорсткість поверхні повинна бути менше 0,4 мкм. Лазерна система вимірювання компенсує термічну деформацію в режимі реального часу, зберігаючи точність розмірів у межах ± 0,01 мм.
Випадок 2: Механічна обробка трансмісійного валу з високоміцної сталі
Покращивши процес обробки з ЧПК, певний постачальник деталей подовжив термін служби трансмісійного валу на 50%.
Параметри різання: швидкість шпинделя 800 об/хв, подача 0,2 мм/об, глибина різання 3 мм;
Вибір правильних інструментів: поєднання роликових різців з CBN і твердосплавних свердел з покриттям;
Індукційне загартування проводиться після обробки, а твердість поверхні становить 55HRC.
