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Las propiedades únicas del bronce lo hacen omnipresente en cojinetes, equipos electrónicos, válvulas y esculturas. Sin embargo, los procedimientos de mecanizado inadecuados pueden conducir fácilmente a altos costos, falta de precisión, daños en la superficie y desperdicio de material. La tecnología CNC moderna tiene la clave para un mecanizado de bronce rápido, preciso y económico.

Este tutorial describirá las propiedades del mecanizado de bronce, los tipos de aleación sugeridos, los principios de diseño para la eficiencia y la economía y las precauciones de seguridad. Esta guía completa le permitirá tomar las decisiones correctas y traducir fácilmente sus diseños en piezas de mecanizado CNC rentables.

Resumen de las respuestas principales

¿Por qué confiar en esta guía? Los diez años de experiencia de Js, con certificación Bronce.

JS ha estado muy involucrado en el mecanizado CNC durante una década. A lo largo de los años, hemos procesado varios tipos de bronce de mecanizado CNC, como bronce de estaño, bronce de plomo y bronce de aluminio.

Gracias a tecnología avanzada, mantenemos tolerancias de 0,005 mm y hemos superado numerosos desafíos, incluida la deformación del bronce de paredes delgadas y el desgaste de la herramienta en bronce de alta dureza. Nuestro personal tiene un conocimiento completo de las características de mecanizado de varios tipos de bronce y ha acumulado abundante experiencia práctica.

Este manual es un resumen sistemático de estas experiencias. Desde los métodos de mecanizado y las características del proceso hasta los códigos de seguridad y la estimación de costos, todos se derivan de la experiencia de producción del mundo real. Es realista y confiable y, por lo tanto, se puede confiar en él.

JS se dedica al mecanizado CNC de bronce desde hace diez años. Desde cotizaciones rápidas hasta entregas precisas, nuestro servicio siempre se adapta a sus necesidades. Optar por nosotros garantiza que su proyecto de mecanizado de bronce sea seguro, con un equipo de expertos a su disposición en todo momento.

¿Es fácil mecanizar el bronce?

Comparación de la dificultad de mecanizado con otros metales

En comparación con el acero, el bronce es menos duro y tiene buena plasticidad. Esto reduce el riesgo de puntos duros que desgastan la herramienta durante el corte, lo que da como resultado una menor resistencia general al mecanizado.

Sin embargo, el bronce es un poco más difícil de mecanizar que el latón. Esto se debe a que algunas aleaciones de bronce (como el bronce al estaño) contienen niveles más altos de elementos de aleación, que pueden hacer que las virutas se adhieran a la herramienta, lo que requiere que la herramienta se limpie y se enfríe con más frecuencia.

Elementos clave que influyen en la dificultad del mecanizado del bronce

1. Composición de la aleación: El bronce con plomo (por ejemplo, C31400) corta mejor que las aleaciones de bronce sin plomo debido al efecto lubricante del plomo. El bronce de aluminio (por ejemplo, C61400) experimenta un mayor desgaste de la herramienta durante el mecanizado debido a los puntos duros causados por el elemento de aluminio.

2. Tratamiento térmico: El bronce recocido es más blando y tiene mejor maquinabilidad. El bronce templado es más duro y reduce significativamente la maquinabilidad.

3. Método de procesamiento: El bronce posee un alto beneficio de estabilidad en técnicas de procesamiento de alta precisión como torneado y fresado CNC . Sin embargo, el pulido, debido a su alta conductividad térmica, puede crear muy fácilmente quemaduras en la superficie debido al exceso de temperatura y requiere un manejo cuidadoso de los parámetros de pulido.

La dificultad del mecanizado de bronce depende de la elección del socio adecuado. JS conoce las características de los muchos bronces y puede abordar desafíos de mecanizado únicos, garantizando la calidad y el costo. Si el mecanizado de bronce le presenta un desafío, permítanos hacerlo y deje que los profesionales brinden un servicio experto.

Mecanizado CNC de bronce: la clave para lograr precisión

El mecanizado CNC de bronce se refiere a una secuencia de procedimientos estandarizados y controles de parámetros adoptados para lograr una alta precisión dimensional y calidad de superficie, que puede satisfacer los requisitos de las piezas de mecanizado CNC de precisión.

Proceso de mecanizado y pasos principales

1. Pretratamiento del material: antes del mecanizado, se debe inspeccionar la pieza en bruto de bronce para detectar poros y grietas internas que afecten la precisión del mecanizado. También se realiza un enderezamiento para garantizar que el error de rectitud de la pieza en bruto no sea más de 0,1 mm/m .

2. Selección de herramientas: seleccione el material de herramienta adecuado según el tipo de bronce. Se pueden utilizar herramientas de acero de alta velocidad (por ejemplo, W18Cr4V) para mecanizar bronce general, y se deben utilizar herramientas de carburo (por ejemplo, aleación WC-Co) para mecanizar aleaciones de bronce con alta dureza. El ángulo de ataque de la herramienta suele ser de 8° a 12° y el ángulo libre es de 5° a 8°.

3. Configuración de parámetros de corte:

4. Enfriamiento y lubricación: El refrigerante es una emulsión y el caudal se mantiene entre 10 y 20 L/min para mantener la temperatura de la zona de corte a menos de 200 °C para minimizar el desgaste térmico de la herramienta y la deformación térmica de la pieza de trabajo.

Medidas de control de precisión

1. Monitoreo en tiempo real: La función de retroalimentación de circuito cerrado del sistema CNC monitorea las dimensiones de procesamiento en tiempo real y ajusta automáticamente cualquier desviación mayor a 0,01 mm.

2. Control ambiental: La temperatura en el taller de procesamiento se mantiene a 20 ± 2 °C y el nivel de humedad se mantiene entre el 40 % y el 60 % para evitar la deformación térmica de la pieza de trabajo y la máquina herramienta causada por cambios en la temperatura y la humedad ambiente.

3. Procesamiento secundario: Las piezas con requisitos de precisión superiores a 0,005 mm requieren un tratamiento de envejecimiento (por ejemplo, 200 °C durante 2 horas) para eliminar las tensiones internas antes del acabado.

JS tiene un proceso probado para el mecanizado de bronce de alta precisión. Desde el pretratamiento del material hasta el ajuste de los parámetros de corte, cada paso está estrictamente controlado para garantizar que la precisión de la pieza cumpla con los estándares requeridos. Nuestros procesos eficientes aseguran una entrega rápida, lo que nos convierte en su socio de mecanizado confiable. Esperamos hacer negocios con usted.

Tipos de bronce adecuados para el mecanizado CNC

No todas las aleaciones de bronce son adecuadas para el mecanizado CNC. Los siguientes tipos de bronce se aplican ampliamente en el mecanizado CNC ya que poseen excelentes propiedades mecánicas y rendimiento de mecanizado.

Diferentes bronces tienen diferentes necesidades de mecanizado, y JS tiene experiencia en este aspecto. Si necesita bronce de estaño, bronce de plomo u otros tipos, podemos ofrecerle un enfoque de mecanizado adecuado para optimizar las propiedades del material y garantizar una producción sin problemas.

Consejos de diseño para el mecanizado CNC de piezas de bronce

La racionalidad del diseño puede reducir la complejidad del mecanizado CNC de bronce , mejorar la eficiencia de la producción y garantizar la calidad de la pieza. Los puntos clave del diseño a tener en cuenta son los siguientes.

Principios de simplificación estructural

1. Evite cavidades complejas: la profundidad de la cavidad no debe exceder tres veces el diámetro, de lo contrario, provocará una falta de rigidez de la herramienta y afectará la precisión del mecanizado. En el caso de una cavidad profunda, se debe mantener una ranura de alivio de herramienta en la pared de la cavidad con un ancho de al menos 1,5 veces el diámetro de la herramienta.

2. Elimine las esquinas afiladas y puntiagudas: las esquinas de las piezas deben redondearse con un radio de al menos 0,5 mm para evitar el desgaste excesivo de la herramienta y la vibración en las esquinas.

Diseño de dimensiones y tolerancias

1. Marcado de tolerancia razonable: Las tolerancias deben marcarse de acuerdo con los requisitos de uso de la pieza. Generalmente, la tolerancia de la superficie que no coincide es de ±0,05 mm y la tolerancia de la superficie que coincide puede ser de ±0,01 a ±0,03 mm. Las tolerancias demasiado altas aumentarán significativamente los costos de mecanizado.

2. Uniformidad del espesor de la pared: La desviación del espesor de la pared de las piezas de bronce debe controlarse dentro del 20%. Por ejemplo, cuando el espesor de la pared base es de 5 mm, el espesor de la pared no debe exceder los 6 mm como máximo y no debe ser inferior a 4 mm como mínimo para evitar la deformación por tensión no uniforme durante el mecanizado.

Diseño para la adaptación del procesamiento

1. Tolerancia de mecanizado: realice las tolerancias adecuadas en función del proceso de mecanizado. Las tolerancias de desbaste son de 1 a 3 mm y las tolerancias de acabado son de 0,1 a 0,5 mm.

2. Proceso de configuración de datos : cree superficies de datos de posicionamiento en las superficies que no funcionan de la pieza. El error de planitud de las superficies de datos no debe superar los 0,02 mm/m para un posicionamiento preciso en el mecanizado.

Un mejor diseño puede lograr un mecanizado de bronce más eficiente. JS sabe más sobre diseño y mecanizado. Nuestra fabricación de mecanizado CNC personalizado puede optimizar el diseño de piezas en función de los procesos de mecanizado, reducir costos innecesarios y mejorar la eficiencia de la producción. Danos tu diseño y lo convertiremos en una pieza de calidad.

Realidad de costos: ¿el mecanizado CNC de bronce es más barato que el de otros metales?

El costo del mecanizado CNC de bronce está influenciado por una cantidad de factores que incluyen el costo del material, la complejidad del mecanizado y la eficiencia de producción. No es necesariamente más barato en comparación con otros metales .

Comparación de precios de materiales

El precio de la materia prima de bronce es más alto que el del acero común, pero más bajo que el de algunos metales preciosos. En comparación con otras aleaciones de cobre populares, el bronce es más caro que el latón. Esto se debe al hecho de que los elementos de aleación como el estaño y el aluminio en el bronce son bastante costosos.

Análisis de costos de procesamiento

1. Consumo de herramientas: la vida útil de la herramienta al mecanizar bronce es entre un 30% y un 50% más larga que la del acero, pero aproximadamente un 20% más corta que la del latón. Por lo tanto, el costo de la herramienta se encuentra entre los dos.

2. Tiempo de procesamiento: La eficiencia de corte del bronce es menor que la del latón (en las mismas condiciones, la velocidad de avance del mecanizado de latón puede ser un 20% más rápida), pero mayor que la del acero inoxidable (la velocidad de avance del mecanizado de acero inoxidable debe ser un 30% más lenta). Por lo tanto, el costo de procesamiento por unidad de tiempo es moderado.

Comparación completa de costos

Bajo las mismas especificaciones de componentes, considerando los costos de material y procesamiento, el mecanizado CNC de bronce tiende a ser 5-8 veces más costoso que el acero, 1,2-1,5 veces más costoso que el latón y 0,6-0,8 veces más costoso que el titanio.

Por lo tanto, cuando los requisitos de rendimiento del material son bajos, el uso de latón o acero puede reducir los costos. Sin embargo, cuando se requiere resistencia al desgaste y a la corrosión del bronce, su rentabilidad radica en sus ventajas a largo plazo.

La siguiente es una tabla de comparación de costos:

Para la contabilidad de costos del mecanizado de bronce, JS lo ayudará a optimizar todo, desde la selección de materiales hasta los procesos de mecanizado, asegurando que cada centavo se gaste de manera efectiva. Nuestro sistema transparente de precios de mecanizado CNC le brinda una comprensión clara de la estructura de costos, lo que hace que sea más rentable para usted elegirnos.

Precauciones de seguridad para el mecanizado CNC de bronce: Consideraciones importantes

El mecanizado CNC de bronce conlleva riesgos de seguridad, como riesgos mecánicos y químicos. Se debe tener la debida precaución para evitar daños a los operadores y la maquinaria.

Seguridad de las máquinas

1. Opere el equipo de manera estandarizada: los operadores deben usar gafas y guantes de seguridad. Las bufandas y pulseras que puedan quedar atrapadas en la máquina están estrictamente prohibidas. Antes de mecanizar, verifique que exista la barandilla de la máquina y que la distancia entre la barandilla y el husillo no sea inferior a 500 mm.

2. Seguridad de la herramienta: Monte las herramientas firmemente, de modo que no sobresalga más de tres veces el diámetro del vástago de la herramienta. Al cambiar las herramientas, apague el husillo y espere hasta que este se haya detenido por completo antes de continuar.

Seguridad química

1. Manipulación del refrigerante: Evite el contacto directo con la emulsión. Si ocurre contacto con la piel, lávese con agua limpia inmediatamente. Cambie el refrigerante regularmente (generalmente cada dos semanas) para evitar el crecimiento bacteriano y la formación de olores desagradables.

2. Seguridad en el procesamiento de bronce con plomo: Al procesar bronce con plomo, el sistema de ventilación debe estar en funcionamiento a una velocidad del aire de al menos 0,5 m/s. Los operadores deben usar máscaras contra el polvo (eficiencia de filtración del 95 % o más) para evitar la inhalación de polvo de plomo.

Seguridad eléctrica y ambiental

1. Seguridad eléctrica: Verifique periódicamente el estado de la conexión a tierra de la máquina herramienta para asegurarse de que sea buena y que la resistencia de tierra no sea mayor a 4 Ω. Evite utilizar el equipo en áreas húmedas para evitar descargas eléctricas.

2. Eliminación de residuos: Las virutas de bronce deben recolectarse por separado para que no se mezclen con las de hierro (las virutas de bronce son más caras de reciclar y mezclarlas reduce su valor de reciclaje). Las virutas que contienen plomo deben eliminarse de acuerdo con las necesidades de tratamiento de residuos peligrosos y no deben desecharse arbitrariamente.

JS siempre prioriza la seguridad del procesamiento del bronce. Desde la eliminación de desechos hasta el uso adecuado del equipo y la seguridad del operador, cumplimos estrictamente con los estándares para brindar un proceso de procesamiento seguro y sin complicaciones.

Caso práctico: Fabricación CNC eficiente de manguitos de cojinetes de bronce de precisión

Requisitos del cliente: El fabricante de bombas industriales necesitaba una cantidad de manguitos de cojinetes de bronce fosforoso (C54400) de alta precisión y alta resistencia al desgaste. Las piezas requerían una concentricidad ajustada, un acabado de superficie del orificio interno (Ra <0,8 μm) y una larga vida útil. La cantidad requerida era de 200 piezas inicialmente con una posible expansión futura.

Desafíos del diseño:

Estructura de pared delgada para evitar deformaciones.Tolerancia y acabado del orificio interno estrechos (grado H7).Ranura de aceite anular en el diámetro externo.El cliente primero consideró la fundición para el trabajo, pero el costo de fabricación de moldes a pequeña escala es alto y la precisión y el acabado necesarios eran difíciles de obtener.

La solución de JS:

1. Selección de materiales y procesos

Utilizamos una barra de bronce fosforoso C54400, torneado CNC como proceso base para obtener concentricidad y fresado secundario de las ranuras de aceite.

2. Sugerencias de optimización de DFM

Modifique el espesor de la pared uniformemente a una forma escalonada, aumentando 0,5 mm el espesor de la pared en el área no estresada para brindar rigidez adicional. Los ángulos rectos en la ranura de aceite se modificaron a un radio de 0,3 mm para reducir el desgaste de la herramienta.

Internamente, los agujeros se cerraron a H9 para desbaste, H8 para semiacabado y H7 para acabado. En ambos extremos, se instalaron mesas de posicionamiento 2 mm más grandes y 5 mm más largas para hacer que las paredes delgadas no se deformen cuando se sujetan.

3. Mecanizado CNC de precisión

El desbaste y el semiacabado se realizaron en una sola configuración en un torno de doble husillo con paralelismo de ≤0,01 mm en ambos extremos. El acabado interno se realizó con una herramienta PCD con una velocidad de corte de 250 m/min, un avance de 0,08 mm/r y un refrigerante de alta presión de 10 MPa. El fresado de dos pasos de la ranura de aceite se realizó a una velocidad de 2000 r/min y un avance de 100 mm/min. Se inspeccionó cada 50 piezas para verificar una concentricidad ≤0,005 mm.

Logros y valores:

Todas las secciones alcanzaron el 100% de las tolerancias dimensionales estrechas y los requisitos de acabado de la superficie con excelentes propiedades de desgaste . Los plazos de entrega se minimizaron significativamente utilizando el mecanizado CNC en comparación con la fundición.

Rentabilidad: El material es más caro que el hierro fundido, pero no hay cargos por molde y el mecanizado CNC garantiza una alta eficiencia con tasas de desperdicio muy bajas, lo que significa que los costos generales del proyecto son superiores a la fundición, especialmente para tiradas pequeñas.

JS puede replicar el mecanizado de alta eficiencia en este caso. Si tiene las mismas necesidades de mecanizado de manguitos de cojinetes u otros componentes de bronce personalizados, podemos completarlos de manera efectiva con nuestra experiencia. Ven y experimenta la fuerza del mecanizado profesional utilizando nuestros servicios de fabricación de mecanizado CNC personalizados .

Preguntas frecuentes

P1: ¿Es seguro mecanizar bronce fosforoso con plomo? ¿Qué se debe hacer?

Se requiere un sistema estricto y eficiente de recolección de humos y polvo. Los operadores deben tener máscaras contra el polvo calificadas y seguir estrictamente los procedimientos operativos. Las virutas contaminadas con plomo deben limpiarse de inmediato y desecharse como desechos peligrosos.

P2:¿Cuál es la precisión del mecanizado CNC de bronce?

El mecanizado CNC de precisión de bronce que utiliza equipos actuales normalmente puede tener tolerancias dimensionales uniformemente bien mantenidas de IT7 o mejores (por ejemplo, ±0,01 mm) y acabados de superficie prolijos (Ra 0,4-1,6 μm o mejores).

P3:¿Por qué no deberíamos incluir esquinas afiladas y paredes muy delgadas en nuestro diseño?

Evite las esquinas afiladas: las esquinas afiladas pueden provocar fácilmente que las piezas se agrieten o fallen por fatiga. También pueden causar un desgaste significativamente alto de la herramienta e incluso astillamiento. Evite las paredes muy delgadas: el bronce es un material deformable y las paredes delgadas se deforman fácilmente durante el mecanizado con fuerzas de corte o sujeción.

P4: ¿Es el CNC más rentable que la fundición para mis piezas de bronce de series pequeñas?

Por lo general, ¡sí! La fundición implica costosas herramientas y es adecuada para producciones de gran volumen. Para la creación de prototipos o la producción de bajo volumen, el CNC elimina los costos de herramientas. Su precisión, rápida respuesta y flexibilidad a menudo pueden equivaler a un menor costo y un menor riesgo en general.

Resumen

Desde la idoneidad del mecanizado para los distintos bronces hasta el control de precisión, el equilibrio de costos y las medidas de protección, cada paso afecta la calidad y la rentabilidad del producto final. En la aplicación real, el tipo de bronce apropiado debe seleccionarse en función de algunos requisitos, optimizaciones de parámetros de diseño y proceso, y cumplir con estrictas medidas de seguridad.

JS será su mejor aliado, aprovechando las ventajas del bronce en el procesamiento de precisión para brindar una fabricación eficiente, precisa y segura. ¿Desea disfrutar de servicios de mecanizado CNC en línea sin complicaciones? ¿Desea crear su propia solución de fabricación de mecanizado CNC a medida? ¿Desea conocer el precio real del mecanizado CNC? ¡Contáctenos!