CNC-bearbetning av titandelar

12,515 Visningar 2024-10-23 17:09:37

Titan är en övergångsmetall som ofta används i flyg- och rymdindustrin, medicinsk, och militära industrier. Den är stark som stål, men 40% lighter.

Titanium is ductile and has a high melting point, vilket gör den idealisk för extrema värmeapplikationer.

Fördelar med CNC-bearbetning av titan

CNC-bearbetning av titandelar är mer exakt än andra metoder.

Vid CNC-bearbetning, titan delar skapas genom att ta bort material från ett block av titan med hjälp av höghastighets skärverktyg.

Detta gör att delarna kan tillverkas med mycket snäva toleranser, vilket är viktigt för många applikationer.

Komplexa former

CNC-bearbetning kan användas för att skapa komplexa former. Vid CNC-bearbetning, titandelar kan skapas i en mängd olika former och storlekar för att möta de specifika behoven för varje applikation.

Snabb

CNC-bearbetning av titandelar är snabbare än andra metoder. Vid CNC-bearbetning, delar kan skapas mycket snabbt.

Mångsidig

CNC-bearbetning av titandelar är mer mångsidig än andra metoder. Vid CNC-bearbetning, delar kan skapas för att möta de specifika behoven för varje applikation.

Kostnadseffektiv

CNC-bearbetning av titandelar är mer kostnadseffektiv än andra metoder. Vid CNC-bearbetning, delar kan skapas mycket snabbt och billigt.

Bättre ytfinish

CNC-bearbetade delar har en bättre ytfinish. Vid CNC-bearbetning, delar har en mycket slät ytfinish.

CNC-bearbetning av titandelar

Grunderna i CNC-bearbetning

Komponenter och funktion

• 1. CNC-verktygsmaskiner: Dessa inkluderar fräsmaskiner, svarvar, och andra verktygsmaskiner som är utrustade med CNC-styrenheter. Själva verktygsmaskinerna är sammansatta av olika komponenter såsom spindeltransmissionsanordningen, foderöverföringsanordning, säng, arbetsbänk, och extra rörelseanordningar.
• 2. CNC-styrenhet: Kärnan i CNC-maskinen, ansvarig för att ta emot, bearbetning, och utföra instruktioner. Den består av en inmatningsenhet, en bearbetningsenhet, och en utgångsenhet.
• 3. Inmatningsenheter: Dessa enheter används för att mata in bearbetningsinstruktionerna i CNC-styrenheten. Traditionellt, inmatningsenheter var hålkort eller pappersband, men nu har de utvecklats till att inkludera tangentbord, diskar, och nätverkskommunikation.
• 4. Utdataenheter: Dessa enheter används för att mata ut maskinens interna arbetsparametrar, såsom de ursprungliga parametrarna och parametrarna för feldiagnos, för journalföring och felsökning.
• 5. Drive-enheter: Dessa omvandlar de förstärkta instruktionssignalerna till mekanisk rörelse, driva verktygsmaskinerna för att positionera arbetsbänken exakt eller röra sig i en föreskriven bana.
• 6. Mätanordningar: Kallas även återkopplingselement, dessa enheter är installerade på arbetsbänken eller ledskruven på verktygsmaskinen, konvertera den faktiska förskjutningen av arbetsbänken till en elektrisk signal som matas tillbaka till CNC-styrenheten för jämförelse med instruktionsvärdet.

Programmering och drift

1. Programmering: CNC-bearbetning kräver programmering, vilket innebär att konvertera den geometriska och tekniska informationen om arbetsstycket till ett bearbetningsprogram med hjälp av en specifik kod och format. Detta program matas sedan in i CNC-styrenheten.

2. CAD/CAM-system: Många verkstäder använder CAD/CAM-system för automatisk programmering av CNC-maskiner. Den geometriska formen på detaljen överförs automatiskt från CAD-systemet till CAM-systemet, där maskinister kan välja olika bearbetningsmetoder på en virtuell skärm.

3. Utförande: När programmet är laddat, CNC-styrenheten tolkar och utför instruktionerna, styra verktygsmaskinernas rörelse för att avlägsna material från arbetsstycket.

Följande är nyckelkomponenter i ett CNC-program:

• Koordinater: Definiera skärverktygets position i förhållande till arbetsstycket.
• Matningshastighet: Bestämmer den hastighet med vilken skärverktyget rör sig genom materialet.
• Spindelhastighet: Anger rotationshastigheten för skärverktyget.
• Verktygsbyte: Indikerar när ett nytt skärverktyg ska användas.
• Kylvätska: Styr appliceringen av kylvätska under bearbetningsprocessen.

Viktiga överväganden

• 1. Precision och noggrannhet: CNC-bearbetning är känd för sin höga precision och noggrannhet, vilket gör den lämplig för applikationer där snäva toleranser krävs.
• 2. Effektivitet: Med automatiserade processer och möjlighet att köra flera program samtidigt, CNC-bearbetning kan avsevärt öka produktionseffektiviteten.
• 3. Mångsidighet: CNC-maskiner kan utrustas med en mängd olika verktyg och tillbehör, så att de kan utföra ett brett utbud av bearbetningsoperationer på olika material.

Typer av tillverkningsprocess

1. CNC-fräsmaskiner

Fungera: Används främst för fräsning, såsom bearbetningsplan, böjda ytor, och spår.

Undertyper:

• ○ CNC vertikala fräsmaskiner: Spindeln är orienterad vertikalt.
• ○ CNC horisontella fräsmaskiner: Spindeln är orienterad horisontellt.
• ○ CNC Gantry Fräsmaskiner: Har ett större bearbetningsintervall och höjd, lämplig för stora och komplexa delar.

2. CNC-svarvar

Fungera: Används främst för svarvningsoperationer, såsom bearbetning av axel- och skivdelar.

Undertyper:

• ○ CNC svarvsvarvar: Med hög precision, effektivitet, och automatisering, lämplig för massproduktion.
• ○ CNC vertikala svarvar: Arbetsbänken är vertikalt orienterad.
• ○ CNC horisontella svarvar: Arbetsbänken är horisontellt orienterad.

3. CNC-borrmaskiner

Fungera: Används främst för borrning, som att producera genomgående hål, blinda hål, och gängade hål.

Undertyper:

• ○ CNC vertikala borrmaskiner: Borrning utförs vertikalt.
• ○ CNC horisontella borrmaskiner: Borrning utförs horisontellt.

4. CNC-slipmaskiner

Fungera: Används främst för slipoperationer, såsom bearbetningsplan, böjda ytor, och trådar.

Undertyper:

• ○ CNC-ytslipmaskiner: Används för slipning av plana ytor.
• ○ CNC interna och externa cylindriska slipmaskiner: Används för slipning av cylindriska ytor.
• ○ CNC-verktygsslipmaskiner: Används för slipverktyg.

5. CNC-borrmaskiner

Fungera: Används främst för tråkoperationer, såsom bearbetningshål, slots, och böjda ytor.

Undertyper:

• ○ CNC vertikala borrmaskiner: Spindeln är orienterad vertikalt.
• ○ CNC horisontella borrmaskiner: Spindeln är orienterad horisontellt.

6. CNC hyvelmaskiner

Fungera: Används främst för hyvling, såsom bearbetning av plana ytor, lutande ytor, och spår.

Undertyper:

• ○ CNC vertikala hyvelmaskiner: Hyvling utförs vertikalt.
• ○ CNC horisontella hyvelmaskiner: Hyvling utförs horisontellt.

7. CNC broschmaskiner

Fungera: Används i första hand för utbrottsverksamhet, såsom bearbetning av inre och yttre diametrar av långa delar.

Undertyper:

• ○ CNC vertikala broschmaskiner: Broschning utförs vertikalt.
• ○ CNC horisontella broschmaskiner: Broschning utförs horisontellt.

8. Specialiserade CNC-maskiner

CNC laserskärmaskiner: Använd en högintensiv laserstråle för att smälta och skära material. Lämplig för skärning av olika material, inklusive metaller, plast, och lövträ.

CNC plasmaskärmaskiner: Använd en högeffekts plasmabrännare för att skära av ledande material.

CNC elektrisk urladdningsbearbetning (EDM): Använder elektriska urladdningar för att skära material, lämplig för svårbearbetade metaller som högkolhaltigt stål och härdat stål.

CNC vattenskärmaskiner: Använd högtrycksvattenstrålar (eller en blandning av vatten och slipmedel) att skära material, speciellt lämplig för material med låg termisk resistans som aluminium och plast.

9. Klassificering baserad på axlar

2-Axis CNC-maskiner: Används främst för enkla skäruppgifter.

3-Axis CNC-maskiner: Kan utföra mer komplexa skäruppgifter och används i stor utsträckning inom bearbetning och formtillverkning.

4-Axel och 5-Axis CNC-maskiner: Dessa maskiner lägger till rotationsaxlar till de tre linjära axlarna, möjliggör ännu mer komplexa bearbetningsuppgifter, såsom bearbetning av komplexa krökta ytor och polyedrar.

10. Klassificering baserad på maskinstruktur

Vertikala CNC-maskiner: Ha en upprätt pelare, ger bra styvhet och stabilitet. Lämplig för bearbetning av stora och komplexa delar.

Horisontella CNC-maskiner: Ha en horisontellt orienterad arbetsbänk, erbjuder bättre funktion och bearbetningsområde. Används i stor utsträckning vid bearbetning och formtillverkning.

CNC-maskiner av portaltyp: Har ett större bearbetningsintervall och höjd, lämplig för stora och komplexa delar.

Slutsats

Den nya titanbearbetningsteknologin förbättrar inte bara kvaliteten och prestandan hos titanprodukter, men också ge nya möjligheter för utveckling av närliggande industrier.

På flyg- och rymdområdet, högre precision och lättare titandelar hjälper till att förbättra flygplanens prestanda och bränsleeffektivitet;

Inom det medicinska området, medicinska apparater i titan av bättre kvalitet kan ge bättre behandlingsresultat och komfort för patienterna.

Dock, det finns fortfarande vissa utmaningar i utvecklingen av titanbearbetningsteknik.

Till exempel, kostnaderna för ny teknik är höga, och ytterligare kostnader måste minskas i termer av storskalig tillämpning;

Samtidigt, Det behövs också mer djupgående forskning för optimering av processparametrar och kvalitetskontroll i bearbetningsprocessen.

Ändå, med vetenskapliga forskares kontinuerliga ansträngningar och innovation, man tror att titanmetallbearbetningsteknik kommer att fortsätta att uppnå nya resultat och spela en viktigare roll för att främja utvecklingen av olika områden.