CNC-bewerking van titaniumonderdelen

12,504 Bekeken 2024-10-23 17:09:37

Titanium is een overgangsmetaal dat vaak in de lucht- en ruimtevaart wordt gebruikt, medisch, en militaire industrieën. Het is zo sterk als staal, Maar 40% lighter.

Titanium is ductile and has a high melting point, waardoor het ideaal is voor toepassingen met extreme hitte.

Voordelen van CNC-bewerking van titanium

CNC-bewerking van titaniumonderdelen is nauwkeuriger dan andere methoden.

Bij CNC-bewerking, Titaniumonderdelen worden gemaakt door materiaal uit een blok titanium te verwijderen met behulp van hogesnelheidssnijgereedschappen.

Dit betekent dat de onderdelen met zeer nauwe toleranties kunnen worden gemaakt, wat voor veel toepassingen belangrijk is.

Complexe vormen

CNC-bewerking kan worden gebruikt om complexe vormen te creëren. Bij CNC-bewerking, titanium onderdelen kunnen in verschillende vormen en maten worden gemaakt om aan de specifieke behoeften van elke toepassing te voldoen.

Snel

CNC-bewerking van titaniumonderdelen is sneller dan andere methoden. Bij CNC-bewerking, onderdelen kunnen zeer snel worden gemaakt.

Veelzijdig

CNC-bewerking van titaniumonderdelen is veelzijdiger dan andere methoden. Bij CNC-bewerking, Er kunnen onderdelen worden gemaakt om aan de specifieke behoeften van elke toepassing te voldoen.

Kosteneffectief

CNC-bewerking van titaniumonderdelen is kosteneffectiever dan andere methoden. Bij CNC-bewerking, onderdelen kunnen zeer snel en goedkoop worden gemaakt.

Betere oppervlakteafwerking

CNC-gefreesde onderdelen hebben een betere oppervlakteafwerking. Bij CNC-bewerking, onderdelen hebben een zeer gladde oppervlakteafwerking.

CNC-bewerking van titaniumonderdelen

Basisprincipes van CNC-bewerking

Componenten en functie

• 1. CNC-werktuigmachines: Deze omvatten freesmachines, draaibanken, en andere werktuigmachines die zijn uitgerust met CNC-controllers. De werktuigmachines zelf zijn samengesteld uit verschillende componenten, zoals het spiloverbrengingsapparaat, voertransmissie-apparaat, bed, werkbank, en hulpbewegingsapparatuur.
• 2. CNC-controller: De kern van de CNC-machine, verantwoordelijk voor het ontvangen, verwerking, en het uitvoeren van instructies. Het bestaat uit een invoereenheid, een verwerkingseenheid, en een uitvoereenheid.
• 3. Invoerapparaten: Deze apparaten worden gebruikt om de bewerkingsinstructies in de CNC-controller in te voeren. Traditioneel, invoerapparaten waren ponskaarten of papieren banden, maar nu zijn ze geëvolueerd met toetsenborden, schijven, en netwerkcommunicatie.
• 4. Uitvoerapparaten: Deze apparaten worden gebruikt om de interne werkparameters van de machine uit te voeren, zoals de originele parameters en foutdiagnoseparameters, voor het bijhouden van gegevens en het oplossen van problemen.
• 5. Drive-apparaten: Deze zetten de versterkte instructiesignalen om in mechanische beweging, het aandrijven van de werktuigmachines om de werkbank nauwkeurig te positioneren of in een voorgeschreven traject te bewegen.
• 6. Meetapparaten: Ook wel feedbackelementen genoemd, deze apparaten worden op de werkbank of de spindel van de werktuigmachine geïnstalleerd, het omzetten van de daadwerkelijke verplaatsing van de werkbank in een elektrisch signaal dat wordt teruggekoppeld naar de CNC-controller ter vergelijking met de instructiewaarde.

Programmering en bediening

1. Programmering: CNC-bewerking vereist programmering, waarbij de geometrische en technologische informatie van het werkstuk wordt omgezet in een bewerkingsprogramma met behulp van een specifieke code en formaat. Dit programma wordt vervolgens ingevoerd in de CNC-controller.

2. CAD/CAM-systemen: Veel werkplaatsen gebruiken CAD/CAM-systemen voor het automatisch programmeren van CNC-machines. De geometrische vorm van het onderdeel wordt automatisch overgebracht van het CAD-systeem naar het CAM-systeem, waar machinisten op een virtueel scherm verschillende bewerkingsmethoden kunnen selecteren.

3. Uitvoering: Zodra het programma is geladen, de CNC-controller interpreteert en voert de instructies uit, het controleren van de beweging van de werktuigmachines om materiaal van het werkstuk te verwijderen.

De volgende zijn de belangrijkste componenten van een CNC-programma:

• Coördinaten: Definieer de positie van het snijgereedschap ten opzichte van het werkstuk.
• Voedingssnelheid: Bepaalt de snelheid waarmee het snijgereedschap door het materiaal beweegt.
• Spilsnelheid: Specificeert de rotatiesnelheid van het snijgereedschap.
• Gereedschapswissel: Geeft aan wanneer een nieuw snijgereedschap moet worden gebruikt.
• Koelmiddel: Regelt de toepassing van koelvloeistof tijdens het bewerkingsproces.

Belangrijke overwegingen

• 1. Precisie en nauwkeurigheid: CNC-bewerking staat bekend om zijn hoge precisie en nauwkeurigheid, waardoor het geschikt is voor toepassingen waarbij nauwe toleranties vereist zijn.
• 2. Efficiëntie: Met geautomatiseerde processen en de mogelijkheid om meerdere programma's tegelijkertijd uit te voeren, CNC-bewerkingen kunnen de productie-efficiëntie aanzienlijk verhogen.
• 3. Veelzijdigheid: CNC-machines kunnen worden uitgerust met een verscheidenheid aan gereedschappen en accessoires, waardoor ze een breed scala aan bewerkingen op verschillende materialen kunnen uitvoeren.

Soorten productieproces

1. CNC-freesmachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor freesbewerkingen, zoals verwerkingsvlakken, gebogen oppervlakken, en groeven.

Subtypen:

• ○ CNC verticale freesmachines: De spil is verticaal georiënteerd.
• ○ CNC horizontale freesmachines: De spil is horizontaal georiënteerd.
• ○ CNC-portaalfreesmachines: Hebben een groter verwerkingsbereik en hoogte, geschikt voor grote en complexe onderdelen.

2. CNC-draaibanken

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor draaibewerkingen, zoals verwerkingsas en schijfonderdelen.

Subtypen:

• ○ CNC-draaibanken: Met hoge precisie, efficiëntie, en automatisering, geschikt voor massaproductie.
• ○ CNC verticale draaibanken: De werkbank is verticaal georiënteerd.
• ○ CNC horizontale draaibanken: De werkbank is horizontaal georiënteerd.

3. CNC-boormachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor boorwerkzaamheden, zoals het produceren van doorlopende gaten, blinde gaten, en schroefdraadgaten.

Subtypen:

• ○ CNC verticale boormachines: Het boren wordt verticaal uitgevoerd.
• ○ CNC-horizontale boormachines: Het boren wordt horizontaal uitgevoerd.

4. CNC-slijpmachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor slijpwerkzaamheden, zoals verwerkingsvlakken, gebogen oppervlakken, en draden.

Subtypen:

• ○ CNC vlakslijpmachines: Gebruikt voor het slijpen van vlakke oppervlakken.
• ○ CNC interne en externe rondslijpmachines: Gebruikt voor het slijpen van cilindrische oppervlakken.
• ○ CNC-gereedschapslijpmachines: Gebruikt voor het slijpen van gereedschappen.

5. CNC-boormachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor boorwerkzaamheden, zoals het verwerken van gaten, slots, en gebogen oppervlakken.

Subtypen:

• ○ CNC verticale boormachines: De spil is verticaal georiënteerd.
• ○ CNC horizontale boormachines: De spil is horizontaal georiënteerd.

6. CNC-schaafmachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor schaafwerkzaamheden, zoals het bewerken van vlakke oppervlakken, hellende oppervlakken, en groeven.

Subtypen:

• ○ CNC verticale schaafmachines: Het schaven wordt verticaal uitgevoerd.
• ○ CNC horizontale schaafmachines: Het schaven gebeurt horizontaal.

7. CNC-brootsmachines

Functie: Hoofdzakelijk gebruikt voor brootswerkzaamheden, zoals het verwerken van interne en externe diameters van lange onderdelen.

Subtypen:

• ○ CNC verticale brootsmachines: Het brootsen wordt verticaal uitgevoerd.
• ○ CNC horizontale brootsmachines: Het brootsen wordt horizontaal uitgevoerd.

8. Speciale CNC-machines

CNC-lasersnijmachines: Gebruik een laserstraal met hoge intensiteit om materialen te smelten en te snijden. Geschikt voor het snijden van diverse materialen, inclusief metalen, kunststoffen, en hardhout.

CNC-plasmasnijmachines: Gebruik een krachtige plasmatoorts om geleidende materialen te snijden.

CNC-bewerking met elektrische ontlading (EDM): Gebruikt elektrische ontladingen om materialen te snijden, geschikt voor moeilijk te bewerken metalen zoals koolstofstaal en gehard staal.

CNC-waterstraalsnijmachines: Gebruik hogedrukwaterstralen (of een mengsel van water en schuurmiddelen) materialen te snijden, bijzonder geschikt voor materialen met een lage thermische weerstand, zoals aluminium en kunststoffen.

9. Classificatie op basis van assen

2-As-CNC-machines: Hoofdzakelijk gebruikt voor eenvoudige snijwerkzaamheden.

3-As-CNC-machines: Kan complexere snijtaken uitvoeren en wordt veel gebruikt in de machinale bewerking en matrijzenbouw.

4-As en 5-As-CNC-machines: Deze machines voegen rotatieassen toe aan de drie lineaire assen, waardoor nog complexere verwerkingstaken mogelijk worden, zoals het verwerken van complexe gebogen oppervlakken en veelvlakken.

10. Classificatie op basis van machinestructuur

Verticale CNC-machines: Zorg voor een rechtopstaande kolom, het verstrekken van goede stijfheid en stabiliteit. Geschikt voor het bewerken van grote en complexe onderdelen.

Horizontale CNC-machines: Zorg voor een horizontaal georiënteerde werkbank, biedt een betere bediening en verwerkingsbereik. Op grote schaal gebruikt bij machinale bewerking en matrijzenbouw.

Gantry-type CNC-machines: Hebben een groter verwerkingsbereik en hoogte, geschikt voor grote en complexe onderdelen.

Conclusie

De nieuwe prestaties van de titaniumverwerkingstechnologie verbeteren niet alleen de kwaliteit en prestaties van titaniumproducten, maar brengen ook nieuwe kansen met zich mee voor de ontwikkeling van aanverwante industrieën.

Op lucht- en ruimtevaartgebied, hogere precisie en lichtere titaniumonderdelen helpen de prestaties en het brandstofverbruik van vliegtuigen te verbeteren;

Op medisch gebied, Medische hulpmiddelen van titanium van betere kwaliteit kunnen betere behandelingsresultaten en comfort voor patiënten bieden.

Echter, er zijn nog steeds enkele uitdagingen bij de ontwikkeling van titaniumverwerkingstechnologie.

Bijvoorbeeld, de kosten van nieuwe technologieën zijn hoog, en verdere kosten moeten worden verlaagd in termen van grootschalige toepassing;

Tegelijkertijd, Ook voor de optimalisatie van procesparameters en kwaliteitscontrole in het verwerkingsproces is diepgaander onderzoek nodig.

Hoe dan ook, met de voortdurende inspanningen en innovatie van wetenschappelijke onderzoekers, Er wordt aangenomen dat de technologie voor de verwerking van titaniummetaal nieuwe resultaten zal blijven behalen en een belangrijkere rol zal spelen bij het bevorderen van de ontwikkeling op verschillende gebieden.