Gia công CNC bằng đồng thau: Tại sao "Dễ gia công" không có nghĩa là dễ thực hiện đúng
Chúng tôi đã thấy điều này đi qua cửa của chúng tôi trước đây. Bản in cho biết đồng thau C360, dung sai ±0,02mm trên lỗ ren M6. Nhà cung cấp trước đó đã giao một lô - ren đầy đủ được đo không đúng thông số kỹ thuật, bề mặt hoàn thiện có vệt và một nửa các bộ phận có sự thay đổi kích thước mờ nhạt giữa các bộ phận đầu tiên và cuối cùng trong quá trình vận hành. Khách hàng cho rằng đồng thau sẽ đơn giản. Và về mặt lý thuyết là như vậy. Trong thực tế, các dạng lỗi rất cụ thể, có thể lặp lại và hầu như luôn có thể truy ngược lại các quyết định được đưa ra trước khi con chip đầu tiên chạm sàn.
Gia công CNC bằng đồng thaucó tiếng là dễ tha thứ. Danh tiếng đó chủ yếu là nhờ có được - C360 là tiêu chuẩn về khả năng gia công mà mọi kim loại khác đều được đo lường. Nhưng "dễ gia công" bị hiểu sai là "không cần kỷ luật quy trình" và đó là lúc vấn đề bắt đầu. Sự lệch kích thước trong thời gian dài, ren bị rách trên các lỗ nhỏ-, bong tróc trong quá trình mạ niken, các mảnh ruy băng quấn quanh dụng cụ trên các công việc C260 - không có chế độ nào trong số này là các chế độ hỏng hóc kỳ lạ. Tất cả đều có thể dự đoán được. Và tất cả chúng đều có thể phòng ngừa được nếu bạn biết tìm ở đâu.
Nguyên nhân thực sự của sự lệch chiều trên các bộ phận bằng đồng thau
Chín trên mười lần, chiều trôi dạt trên mộtgia công CNC đồng thauchạy - trong đó các bộ phận ở vị trí 1 và vị trí 200 có số đo khác nhau - dẫn đến một trong hai nguyên nhân: giãn nở nhiệt trong quá trình chạy hoặc ứng suất dư trong phôi thanh giải phóng dần dần khi vật liệu được loại bỏ.
Đồng thau có thể thay đổi kích thước một chút dưới nhiệt độ và kỹ sư phải lập kế hoạch và thực hiện cẩn thận đường dẫn dụng cụ và đồ gá để duy trì dung sai trong giới hạn có thể chấp nhận được - có tính đến sự giãn nở nhiệt và đàn hồi trên các bề mặt phức tạp và trong các cụm lắp ráp-đóng. Trên máy tiện Thụy Sĩ chạy C360 ở tốc độ trục chính cao mà không có đủ chất làm mát bằng lũ, nhiệt độ bộ phận sẽ tăng dần trong suốt quá trình sản xuất. Sự giãn nở nhiệt của đồng thau là khoảng 19–20 µm/m· độ. Trên bộ phận có đường kính 50mm, mức tăng nhiệt độ 10 độ tương đương với mức tăng trưởng khoảng 10µm - đủ để vượt quá dung sai ±0,02mm trên lỗ khoan tới hạn.
Cách khắc phục hiện tượng trôi nhiệt rất đơn giản: chất làm mát ngập ổn định, cho phép máy đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt trước khi bạn bắt đầu cắt các tính năng quan trọng-dung sai và nếu thời gian chạy kéo dài, hãy đo theo các khoảng thời gian xác định thay vì chỉ kiểm tra-bài viết đầu tiên và lần kiểm tra cuối cùng.
Việc giải phóng căng thẳng còn lại phức tạp hơn và ít được hiểu hơn. Thanh đồng thau được kéo nguội-đã bị khóa-trong tình trạng căng thẳng do quá trình kéo. Khi bạn loại bỏ một lượng đáng kể vật liệu - túi sâu, biên dạng lệch tâm, vết cắt mặt lớn - bộ phận có thể hơi lò xo khi ứng suất phân phối lại. Trong các hoạt động gia công thô, điều này hiếm khi quan trọng. Khi hoàn thiện vượt qua khả năng chịu đựng chặt chẽ, nó thực hiện được. Cách giải quyết phù hợp là thực hiện thô bạo một cách mạnh mẽ, chừa lại 0,1–0,15mm trên các chi tiết hoàn thiện, để bộ phận không bị kẹp trong vài phút nếu công việc cho phép, sau đó thực hiện bước hoàn thiện. Nó có thể thêm năm phút cho mỗi phần đối với các hình học phức tạp. Nó loại bỏ hoàn toàn một loại lỗi về chiều.
Lựa chọn cấp độ gia công CNC bằng đồng thau: Lựa chọn hợp kim của bạn thực sự kiểm soát điều gì
Hầu hết các bản in chỉ nói "đồng thau". Điều đó phù hợp với các bộ phận đơn giản, nhưng đối với bất kỳ bộ phận nào có dung sai chặt chẽ, yêu cầu mạ hoặc các ràng buộc về quy định, việc lựa chọn hợp kim đồng thau sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất gia công và đặc tính bộ phận cuối cùng theo những cách quan trọng trước khi bộ phận được kiểm tra.
Đây là cách xếp chồng các điểm chính cholựa chọn cấp gia công CNC bằng đồng thau:
| Cấp | Khả năng gia công | Nội dung chính | Sức mạnh chính | Hãy coi chừng |
|---|---|---|---|---|
| C360 (Cắt-miễn phí) | 100% (điểm chuẩn) | ~3% | Thời gian chu kỳ nhanh nhất, kiểm soát phoi tốt nhất, độ mòn dụng cụ thấp nhất | Không tuân thủ RoHS; cần xử lý trước{0}} chì trước khi mạ |
| C260 (Hộp mực đồng thau) | ~30% | Dấu vết | Độ dẻo tốt nhất, khả năng chống ăn mòn tốt, có khả năng đạt tiêu chuẩn RoHS- | Chip ruy băng dài; Thời gian chu kỳ chậm hơn 25–40% so với C360 |
| C464 (Đồng thau hải quân) | ~30% | Dấu vết | Khả năng chống khử kẽm cho nước biển/nước mặn | Các vấn đề về chip tương tự như C260; chỉ định khi môi trường yêu cầu nó |
| C69300 (Đồng-sinh thái) | ~70–80% | số không | -Không chứa chì, tuân thủ RoHS, hình thành chip tốt | Chi phí vật liệu cao hơn; mài mòn dụng cụ nhiều hơn một chút so với C360 |
| C385 (Đồng thau kiến trúc) | ~80% | ~3% | Lớp hoàn thiện trang trí chắc chắn, dạng ép đùn | Hạn chế về chì tương tự như C360 |
Khoảng cách giữa C360 và C260 lớn hơn hầu hết các kỹ sư mong đợi. C360 nhanh hơn 25–40% so với C260 về mặt gia công và sự khác biệt đó chuyển trực tiếp thành thời gian chu kỳ và chi phí đơn vị trên bất kỳ khối lượng nào trên nguyên mẫu. Nếu bộ phận của bạn không yêu cầu tạo hình nguội hoặc khả năng chống ăn mòn cụ thể của C260 thì việc đặt mặc định thành C360 cho bộ phận được gia công là cách gọi phù hợp - trừ khi ứng dụng của bạn gặp phải các hạn chế về chì.
Chì-Gia công đồng thau miễn phí và RoHS: Nơi các kỹ sư bị mắc kẹt
Đây là nơi chúng ta thấy những điều ngạc nhiên có thể tránh được nhất. Một khách hàng chỉ định C360 trên một bộ phận được lắp ráp trong bộ phận điện tử tiêu dùng được bán ở EU. Bộ phận này đã vượt qua tất cả các bước kiểm tra chiều. Sau đó, nhóm tuân thủ sẽ đánh dấu nó ở giai đoạn cuối - và toàn bộ đơn hàng cần được chạy lại trong mộtRoHS-gia công đồng thau không chì-lớp tuân thủ.
Tiêu chuẩn C360 không đáp ứng các tiêu chuẩn RoHS nghiêm ngặt hoặc tiêu chuẩn nước uống hiện đại như NSF/ANSI 61. Đối với những ứng dụng này, các chất thay thế-không chứa chì như Eco-Brass C69300, sử dụng silicon và phốt pho thay vì chì để hỗ trợ phá vỡ chip, là chất thay thế thích hợp.
Sự cân bằng thực tế là có thật: gia công đồng thau không chì-chậm hơn một chút và mài mòn các công cụ cacbua nhanh hơn C360, điều này sẽ làm tăng đơn giá một chút. Trên các dây chuyền tiện ở Thụy Sĩ, chúng tôi thường thấy thời gian chu kỳ tăng 15–25% trên các bộ phận C69300 tương đương so với C360. Đó là mức chi phí đáng để biết trước khi bạn đặt ngân sách cho dự án của mình.
Một điều khiến các kỹ sư mất cảnh giác đối với đồng thau chì khi mạ: C360 yêu cầu xử lý trước-chì trước khi mạ - thường là nhúng sáng cộng với đánh đồng - làm tăng thêm chi phí cho mỗi bộ phận, trong khi C260 đi thẳng vào bể mạ mà không cần xử lý trước. Nếu bộ phận của bạn có thông số kỹ thuật hoàn thiện bằng niken điện phân và bạn đang so sánh báo giá của nhà cung cấp, hãy đảm bảo rằng bạn đang so sánh táo với táo trong quá trình xử lý sau{7}}gia công.
Các lỗi phổ biến so với cách thực hành đúng: Tài liệu tham khảo hiện trường
| Vấn đề được quan sát | Nguyên nhân chung | Cách tiếp cận đúng |
|---|---|---|
| Sợi chỉ bị rách ở lỗ-mốc tốt | Mũi taro cùn, khoét lỗ mù không đủ, chất lỏng cắt không đúng | Mũi taro cacbua sắc bén, chu trình mổ trên lỗ mù, dầu cắt có độ nhớt thấp- |
| Gói chip ruy băng trên C260/C464 | Tốc độ nạp thấp, không có chiến lược-ngắt chip | Tăng nguồn cấp dữ liệu trên mỗi vòng quay; sử dụng bộ phận ngắt chip khi tiện; chất làm mát áp suất cao-trên các lỗ sâu |
| Sự trôi dạt về chiều trong quá trình sản xuất | Sự tích tụ nhiệt-, không có sự cân bằng trong quá trình ngâm | Chất làm mát ngập nước, chu trình làm nóng máy-, kiểm tra định kỳ ở 50/100/150 bộ phận |
| Lỗi bám dính mạ sau khi gia công | Ô nhiễm cặn dầu cắt, sai hợp kim cho dây chuyền mạ | Tẩy dầu mỡ siêu âm trước khi mạ; xác nhận tính tương thích của hợp kim với quá trình mạ |
| Gờ ở phía thoát của lỗ khoan | -Tốc độ tiến dao quá cao, mũi khoan cùn | Giảm nguồn cấp dữ liệu khi đột phá, sử dụng các bài tập-điểm phân chia, giao thức gỡ lỗi được tích hợp trong định tuyến |
| Một phần lò xo vượt quá khả năng chịu đựng sau khi tháo kẹp | Ứng suất dư khi giải phóng thanh phôi | Xử lý thô → tháo kẹp → sửa lại-→ hoàn thiện các tính năng quan trọng |
Vấn đề về chủ đề xứng đáng được ghi chú cụ thể. Trên M4 và các vòi lỗ mù-nhỏ hơn trong C360, chúng tôi chạy chu trình mổ mặc dù đồng thau không yêu cầu nghiêm ngặt về nó - không phải để thoát phoi mà để ngăn vòi nước tải lên và-làm mòn vi mô dạng ren ở đáy lỗ. Đó là sự bổ sung thêm hai{7}}giây vào thời gian chu kỳ giúp loại bỏ chế độ loại bỏ nhất quán trên các đầu nối bước-tinh tế và vỏ cảm biến.
Cắt các thông số thực sự hoạt động
Dành cho các kỹ sư cần một tài liệu tham khảo ban đầu chobộ phận gia công CNC bằng đồng thauthiết lập sản xuất:
| Hoạt động | hợp kim | Tốc độ cắt | Tốc độ nạp | Lưu ý dụng cụ |
|---|---|---|---|---|
| Tiện CNC (gia công thô) | C360 | 250–400 m/phút | 0,10–0,20 mm/vòng | Cacbua không tráng phủ; cào tích cực |
| Tiện CNC (hoàn thiện) | C360 | 400–600 m/phút | 0,05–0,10 mm/vòng | Chèn đánh bóng; cạnh sắc nét |
| tiện CNC | C260/C464 | 150–250 m/phút | 0,08–0,15 mm/vòng | Khuyến nghị nên chèn bộ ngắt chip |
| Phay CNC | C360 | 300–500 m/phút | 0,003–0,010 inch/răng | cacbua 2–3 sáo; xoắn cao |
| Khoan | C360 | 80–150 m/phút | 0,05–0,12 mm/vòng | Bài tập về điểm chia-; mổ vào lỗ mù |
Điểm khởi đầu thận trọng cho C360 trên máy tiện là 300 SFM với bước tiến 0,005 inch trên mỗi vòng quay; từ đó, hầu hết các cửa hàng đẩy tốc độ bề mặt lên 600 SFM hoặc cao hơn và điều chỉnh cấp liệu theo yêu cầu hoàn thiện. Chúng tôi đang tiến gần hơn đến cấp cao hơn tại các trung tâm tiện Thụy Sĩ dành cho các công việc C360 sản xuất - vật liệu có thể chấp nhận được và sự khác biệt về thời gian chu kỳ ở khối lượng là đáng kể.
Một thông số mà hầu hết các hướng dẫn viên không đề cập đến: về các đường chuyền dứt điểm chogia công CNC đồng thautrong đó yêu cầu độ nhám bề mặt dưới Ra 0,8µm thì độ sâu cắt quan trọng ngang với tốc độ. Chúng tôi duy trì việc hoàn thiện DOC ở mức 0,05–0,08mm và sử dụng công cụ tạo rãnh-được đánh bóng. Việc cố gắng đạt được độ hoàn thiện như gương ở DOC 0,2mm bằng hạt dao tiêu chuẩn sẽ mang lại cho bạn Ra 1,6µm nhất quán và không tốt hơn, bất kể bạn quay nhanh đến mức nào.
Ghi chú DFM trước khi bạn hoàn thiện bản in của mình
Ba điều chúng tôi gắn cờ thường xuyên nhất trong quá trình đánh giá DFM về các bộ phận bằng đồng thau:
Chú thích theo chuỗi mà không có lớp dung sai."Sợi M6" không phải là thông số kỹ thuật đầy đủ. Chỉ định 6H cho khớp tiêu chuẩn, 5H cho khớp chặt hoặc 4H cho ứng dụng dụng cụ chính xác. Bạn có thể đo lường được sự khác biệt về đường kính nhỏ giữa vòi 6H và 4H và nếu bạn đang lắp ráp bằng dây buộc-mua ngoài với dung sai không phù hợp với chú thích của mình thì bạn sẽ có tải trước lắp ráp không nhất quán.
Độ dày thành dưới 0,8mm trên các bộ phận quay.Đồng thau đủ mềm để các thành mỏng bị biến dạng dưới lực cắt và áp lực kẹp. Nếu thiết kế của bạn có đặc điểm dưới 0,8mm, hãy gắn cờ cho nó để có cuộc trò chuyện cố định trước khi công việc được đưa vào sản xuất. Chúng tôi thường đề xuất một phương pháp kẹp khác hoặc sửa đổi đường chạy dao để giảm lực cắt hướng tâm trên phần mỏng.
Thông số kỹ thuật mạ được đặt trước khi xác nhận hợp kim.Nếu bản in của bạn gọi niken không điện theo tiêu chuẩn ASTM B733 và hợp kim là C360 thì cửa hàng mạ cần biết - quá trình xử lý trước-sẽ bổ sung thêm một bước và chi phí không xuất hiện trong báo giá mạ tiêu chuẩn. Chỉ định hợp kim và yêu cầu mạ cùng nhau trên bản vẽ. Nếu nhưRoHS-gia công đồng thau không chìcần tuân thủ, hãy xác nhận C69300 hoặc C260 với nhà cung cấp dịch vụ mạ của bạn trước khi khóa BOM.
MID Precision chạy gì trên công việc đồng thau
Của chúng tôidịch vụ gia công CNC đồng thaubao gồm toàn bộ phạm vi hợp kim - C360, C260, C464 và C69300 cho các ứng dụng tuân thủ RoHS{5}}. Về mặt thiết bị, tiện đồng thau chạy trên dây chuyền CNC Thụy Sĩ của chúng tôi dành cho các bộ phận có đường kính nhỏ-phức tạp và trên các trung tâm tiện nhiều-trục của chúng tôi dành cho các bộ phận lớn hơn. Chúng tôi giữ ±0,005mm trên các tính năng tiện C360 trong sản xuất và ±0,01–0,02mm đối với các tính năng được phay tùy thuộc vào hình học.
Đối với khách hàng vận chuyển đến thị trường EU hoặc sản xuất thiết bị y tế, chúng tôi thường xuyên xử lýbộ phận đồng thau gia công chính xáctrong C69300 và xác nhận việc tuân thủ RoHS với chứng chỉ vật liệu trên mỗi đơn hàng. Hệ thống chất lượng tuân thủ ISO 13485-của chúng tôi bao gồm khả năng truy xuất nguồn gốc nguyên liệu đầy đủ từ chứng nhận tồn kho cho đến báo cáo CMM cuối cùng - điều quan trọng đối với các ứng dụng y tế và chất bán dẫn trong đó tài liệu lô hàng là một phần của sản phẩm bàn giao chứ không phải là suy nghĩ lại.
Nếu bản in của bạn bị nhà cung cấp trước đó từ chối hoặc bạn thấy kết quả không nhất quán đối với sản phẩm đồng thau hiện tại,gửi cho chúng tôi bản vẽ của bạn để được đánh giá DFM miễn phí. Chúng tôi sẽ cùng nhau xem xét lựa chọn hợp kim, chú thích dung sai, thông số ren và yêu cầu mạ trước khi trích dẫn - vì các vấn đề gây ra việc chạy lại hầu như luôn hiển thị trong bản vẽ trước khi phần đầu tiên được cắt.
Nói chuyện với các kỹ sư của chúng tôivề bộ phận đồng thau của bạn - chúng tôi sẽ phản hồi trong vòng 24 giờ.
Câu hỏi thường gặp: Kỹ sư thực sự hỏi gì về gia công CNC bằng đồng thau
Hỏi: Bản in của tôi chỉ định C360, nhưng nhà sản xuất theo hợp đồng của tôi nói rằng tôi cần chuyển sang sử dụng đồng thau không chì-để xuất khẩu sang EU. Lựa chọn của tôi là gì?
C69300 (Đồng thau-sinh thái) là sản phẩm thay thế có chức năng gần nhất - nó gia công ở khoảng 70–80% xếp hạng khả năng gia công của C360 và đáp ứng các yêu cầu RoHS và REACH mà không bị phạt tiền xử lý chì trên lớp mạ. C260 là một lựa chọn nếu bộ phận của bạn cần khả năng tạo hình nguội, nhưng dự kiến thời gian chu kỳ dài hơn 25–40% và đơn giá cao hơn. Xác nhận việc chuyển đổi với nhà cung cấp dịch vụ mạ của bạn trước khi thay đổi BOM - các bước xử lý khác nhau và tác động đến chi phí sẽ nằm trong báo giá của bạn.
Hỏi: Bạn có thể giữ ±0,01mm trên thân van bằng đồng trong sản xuất không chỉ ở sản phẩm đầu tiên?
Có, về các tính năng phù hợp với nó - lỗ khoan, đường kính trục và kích thước mặt trên C360 trong quá trình sản xuất. Có thể đạt được dung sai chặt chẽ ±0,02–0,025mm trên các tính năng phù hợp với thiết lập sản xuất tiêu chuẩn; chặt chẽ hơn mức đó yêu cầu phải xác minh-CMM từng phần và thêm chi phí kiểm tra. Câu trả lời trung thực trênchi phí gia công CNC bằng đồng thauở mức ±0,01 mm là chi phí kiểm tra thường vượt quá delta chi phí gia công -, hãy đảm bảo yêu cầu chức năng thực sự cần đến nó trước khi khóa thông số kỹ thuật.
Hỏi: Chúng tôi nhận thấy lỗi bám dính lớp mạ trên các bộ phận C360 mạ niken- từ nhà cung cấp hiện tại của chúng tôi. Điều gì gây ra nó?
Hai thủ phạm có thể xảy ra: ô nhiễm dầu cắt còn sót lại không được loại bỏ hoàn toàn trước khi mạ (tẩy dầu mỡ bằng sóng siêu âm là giải pháp tiêu chuẩn chứ không chỉ lau bằng dung môi) hoặc dây chuyền mạ không chạy giao thức xử lý chì trước{0}}mà C360 yêu cầu. Hãy hỏi nhà cung cấp của bạn một cách cụ thể xem họ có thực hiện nhúng sáng và đánh đồng trước khi ngâm niken hay không. Nếu họ không biết điều đó có nghĩa là gì thì đó là câu trả lời của bạn.
Câu hỏi: C260 có đáng để chỉ định cho một bộ phận được gia công cũng cần tạo hình sau{1}}bằng máy không?
Chỉ khi hoạt động tạo hình thực sự yêu cầu nó. Ưu điểm về độ dẻo của C260 là có thật đối với các hoạt động uốn cong và gấp mép có bán kính-chặt chẽ. Nhưng nếu "hình thành" của bạn là thao tác ép nhẹ-hoặc thao tác đặt cọc tiêu chuẩn thì C360 sẽ xử lý cả hai mà không gặp vấn đề và chi phí gia công của bạn vẫn thấp hơn. Dự trữ C260 cho các phần mà hình dạng tạo hình sẽ bị nứt C360 -, chúng tôi có thể cho bạn biết thiết kế của bạn thuộc loại nào trong quá trình xem xét DFM.
