一, Å velge riktige materialer og tilpasse prosessen: nøkkelen til holdbarhet
1. Aluminiumslegering er lett og ruster ikke.
Lav tetthet og overlegen varmeledningsevne gjør aluminiumslegering til det beste valget for å gjøre biler lettere. Aluminiumslegering er flott for CNC-bearbeiding fordi den kutter godt og kan maskineres ved høye hastigheter (opptil 20000 rpm). Anodiseringsbehandling lager også en tett oksidfilm som gjør materialet 3 til 5 ganger mer motstandsdyktig mot saltspraykorrosjon. Tesla Model S, for eksempel, har en kroppsramme laget utelukkende av aluminium som ble laget ved hjelp av CNC-bearbeiding. Kroppen varer fem ganger lenger enn stålkropper etter 2000 timer med saltspraytesting.
2. Forbedring av slitestyrken til høy-stål
For gjenstander med høy-belastning som transmisjonsaksler og gir reduserer CNC-bearbeiding termisk deformasjon ved å administrere skjæreparametere som skjærehastighet og matehastighet. Den integrerer også varmebehandlingsoperasjoner som karburering og bråkjøling for å gjøre overflatehardheten 58-62HRC. Den aktive tannskiven er hoveddelen av en aktiv tannreduksjon fra et bestemt firma. Den er laget ved hjelp av CNC og glødeutladning ionenitrering, noe som gjør den 40 % mer motstandsdyktig mot slitasje og 60 % mindre sannsynlighet for å svikte.
3. Støping av komposittmaterialer med høy nøyaktighet
Karbonfiberforsterkede kompositter (CFRP) brukes mer og mer innen nye energikjøretøyer. CNC-bearbeiding bruker fem-aksekoblingsteknologi for å forme kompliserte overflater på en gang, noe som forhindrer at klemfeil oppstår flere ganger. For eksempel er et visst batteribrett for elektriske kjøretøy laget av både CFRP og aluminiumslegering. Etter CNC-bearbeiding er den 25 % sterkere og 30 % lettere.
2, Verktøyteknologi og skjæreparametere: det viktigste som får ting til å vare
1. Materialer og belegg for verktøy
Skjæreverktøy laget av hard legering: Ved skjæring av aluminiumslegeringer varer belagte skjæreverktøy av hardlegering (slikt TiAlN-belegg) tre ganger lenger og har en overflateruhet på Ra Mindre enn eller lik 0,8 μm.
CBN-skjæreverktøy laget av kubisk bornitrid: CBN-skjæreverktøy kan kutte stål raskt (opptil 4000 mm/min) uten å skade verktøyet og med færre verktøybytter.
Skjæreverktøy laget av polykrystallinsk diamant (PCD): Ved bearbeiding av sylinderhoder i aluminiumslegering kuttes skjærekraften til PCD-verktøy i to, og overflateglattheten økes med ett nivå. Dette stopper sylinderlekkasje.
2. Forbedring av skjæreparametrene
HSM, eller høyhastighetsbearbeiding, ved å øke spindelhastigheten (10 000–20 000 rpm) og matingshastigheten (3000–5000 mm/min), er mengden varme som bygges opp under skjæring lavere, og sjansen for at deler blir feilformet av varme reduseres også. For eksempel, ved maskinering av en bestemt motorsylinderblokk, gjorde HSM-teknologien dimensjonene 85 % mer nøyaktige og reduserte skrothastigheten fra 12 % til 0,8 %.
Prosessen med fremfresing: Foroverfresing kan senke friksjonen mellom verktøyet og arbeidsstykket, gjøre overflateruheten bedre med 30 %, og er best for arbeid med tynnveggede-aluminiumslegeringsdeler.
3. Designe de geometriske parameterne til skjæreverktøy
Vinkler foran og bak: Når du arbeider med polymermaterialer som aluminiumslegeringer, kan en heving av frontvinkelen (15 grader -20 grader) redusere skjærekreftene. Ryggvinkelen (8 grader -12 grader) reduserer slitasjen på den bakre skjæreflate.
Spissens radius: En liten radiusspiss (R0,2-R0,5) brukes i presisjonsbearbeiding for å lage en speileffekt (Ra < 0,4 μm) og gjøre delene mer motstandsdyktige mot slitasje.
3, Teknologi for kvalitetskontroll og testing
1. Endelig sjekk av holdbarhet ved hjelp av maskinmåling
CNC-maskinverktøy kan måle dimensjonene til deler i sanntid under freseprosessen ved å bruke lasermålesystemer eller koordinatmålemaskiner (CMM). De kan gjøre dette med en presisjon på ± 0,005 mm. Etter en-maskininspeksjon har for eksempel en maskineringslinje for girkassehus økt nøkkelhullsnøyaktigheten med 90 % og redusert frekvensen av monteringsfeil med 75 %.
2. Digital simulering og finne kollisjoner
Når du bruker CAD/CAM-programvare for å simulere maskineringsbanen, kan du finne ut på forhånd om skjæreverktøy og inventar vil komme i veien for hverandre og forbedre skjæreparameterne. Simuleringsteknologi kuttet tiden det tok å maskinere et turboladerblad med 40 % og antallet overflatedefekter fra 5 % til 0,2 %.
3. Teknologi for testing som ikke skader ting
Ultralydtesting: brukes til å finne feil inne i aluminiumslegeringsdeler, som brudd og porer, med en følsomhet på opptil 0,1 mm.
Røntgentesting: Kontrollerer de sveisede forbindelsene til høy-stålprodukter for å sikre at det ikke er noen delvise fusjonsfeil.
4, Case study: Bruke CNC-maskinering for å få bildeler til å vare lenger
Tilfelle 1: Arbeid på motorsylinderblokker i aluminiumslegering
Et spesifikt bilfirma bruker et fem-akset CNC-maskinsenter, høy-skjæring og-maskininspeksjonsteknologier for å få en førstegangsrate på 99,2 % for maskinering av sylinderkropper. Noen av trinnene som må tas er:
Bruk PCD planfreser for grovbearbeiding. Kuttehastigheten skal være 8000 rpm og matehastigheten skal være 3000 mm/min.
CBN-boreverktøyet brukes til presisjonsbearbeiding, og overflateruheten må være mindre enn 0,4 μm. Et lasermålesystem kompenserer for termisk deformasjon i sanntid, og holder dimensjonsnøyaktigheten konsistent innenfor ± 0,01 mm.
Tilfelle 2: Maskinering av en transmisjonsaksel laget av høyfast stål
Ved å gjøre CNC-bearbeidingsprosessen bedre, har en viss deleleverandør fått transmisjonsakselen til å vare 50 % lenger.
Kutteinnstillinger: spindelhastighet på 800 rpm, matehastighet på 0,2 mm/r, og kuttedybde på 3 mm;
Velge riktig verktøy: en blanding av CBN rullekuttere og belagte borkroner av hardlegering;
Induksjonsherding gjøres etter bearbeiding, og overflatehardheten er 55HRC.
