Jusheng

Avez-vous déjà vu une pièce précieuse en alliage de titane TC4 mise au rebut après des dizaines d'heures d'usinage précis, à cause de marques d'outil de dernière minute ou de vibrations ? Cela entraînerait un retard considérable sur le projet. Le problème est rarement dû à votre conception, mais plutôt à l'incapacité de votre fournisseur de fraisage à travailler avec des métaux extrêmement difficiles à usiner.

Avec l'utilisation croissante de métaux difficiles à usiner dans les industries de haute technologie telles que l'aérospatiale et la médecine, il est désormais essentiel pour la réussite de votre projet que vous disposiez d'un partenaire d'usinage fiable. Dans ce livre, nous vous présentons les connaissances techniques de JS en matière de fraisage de métaux difficiles à usiner pour vous aider à surmonter vos défis.

Résumé de la réponse principale

Les questions suivantes seront abordées dans cet article :

Comment surmonter les problèmes fondamentaux du fraisage des métaux difficiles à usiner, l'écart de coût et de valeur entre JS et ses pairs , que peut-on conclure des études de cas réelles de JS et les raisons pour lesquelles JS est devenu le fournisseur de fraisage préféré pour le fraisage des métaux difficiles à usiner.

Pourquoi faire confiance à ce guide ?

JS possède une vaste expérience dans le domaine du fraisage CNC , capable de gérer plus de 100 types de matériaux tels que les métaux, les plastiques techniques et les résines haute température, en faisant correspondre avec précision les paramètres de processus et en contrôlant les caractéristiques des matériaux et les points d'ajustement du fraisage.

Pour les composants structurels complexes tels que les pièces à parois minces et à cavités profondes, en optimisant les trajectoires d'outils et en utilisant la technologie d'usinage 5 axes , le problème de déformation est surmonté et la tolérance est stable jusqu'à ± 0,005 mm.

Nous maîtrisons également des procédés de traitement de surface riches tels que le sablage, le revêtement, l'anodisation, etc., conférant aux pièces une excellente apparence et des performances spéciales, répondant pleinement aux exigences de la fabrication de précision.

Ce manuel est fondé sur la vaste expérience de JS dans le domaine du fraisage des métaux difficiles à usiner. Selon de nombreuses expériences et essais sur site, nos experts techniques ont intégré une expérience précieuse dans le processus de fraisage, le contrôle des paramètres et l'outillage métallique difficile à usiner.

Ce guide est une référence précieuse pour vous aider à surmonter les défis d'usinage.

JS possède une riche expérience dans le fraisage des métaux difficiles à usiner, et ce guide est une solide expérience pratique. En tant que fournisseur spécialisé de fraisage, nous garantissons la qualité de nos services de fabrication de fraisage CNC personnalisés et méritons votre confiance.

Problèmes centraux du fraisage des métaux durs et solutions d'ingénierie de JS

L'usinage des métaux durs (par exemple, les alliages de titane, les superalliages de nickel et les aciers à haute résistance) est un domaine technologiquement difficile de l'usinage. Ces matériaux durs, résistants, à haute résistance et à faible conductivité thermique sont particulièrement difficiles à usiner.

Après avoir passé des années en tant qu'entreprise professionnelle de fabrication de fraisage CNC personnalisé, JS a appliqué ses solutions techniques pour résoudre ces problèmes.

Défi 1 : Taux de rebut effrayants : comment les obtenir à plusieurs reprises inférieurs à 5 %

L'important taux de rebuts de fraisage des métaux difficiles à usiner est dû à l'interaction entre les propriétés mécaniques du matériau et l'opération de fraisage. Les alliages de titane présentent une résistance à la traction supérieure à 1 000 MPa et une force de fraisage 30 à 50 % supérieure à celle de l'acier ordinaire.

De plus, leur conductivité thermique est de 1/5 à 1/10 de celle de l'acier n° 45. La chaleur de coupe élève la température de l'outil à 800-1000°C et accélère l'usure et la défaillance.

Les statistiques du secteur montrent que pour les entreprises qui usinent d'abord des métaux difficiles à usiner, les taux de rebut dépassent généralement 20 %, voire 50 % pour les pièces sophistiquées. Les mesures techniques mises en place par JS Company pour garantir un taux de rebut constant inférieur à 5 % sont les suivantes :

1.Contrôle du prétraitement des matières premières :

Les matières premières sont soigneusement contrôlées à l'aide de spectromètres et de testeurs de dureté. La vitesse de coupe est régulée en fonction des variations de dureté entre les lots d'alliages de titane avec un écart maximal de 5 %.

2. Optimisation du système d'outils :

Des outils en carbure à grain très fin (3-5 μm) avec revêtement AlTiN sont utilisés pour améliorer la résistance à l'usure de plus de 40 %. Des angles d'outil de coupe spécifiques (-5° à 10°) et des angles de dépouille (5° à 12°) réduisent la résistance à la coupe et la chaleur.

3. Contrôle adaptatif des paramètres d'usinage :

Le système CNC intelligent maintient la force de coupe et le couple sous surveillance en temps réel. Chaque fois que le taux dépasse 10 %, il diminue automatiquement la vitesse d'avance de 15 à 20 % et la profondeur de coupe de 10 à 15 %.

4. Contrôle de la qualité du processus complet :

Des points de mesure tridimensionnels sont situés à chaque étape de l'usinage, à l'aide d'outils d'une précision de 0,001 mm pour garantir que les erreurs de dimension du processus ne dépassent pas 50 % de la tolérance de conception.

Défi 2 : Spécifications de surface strictes : les alliages de titane peuvent-ils obtenir une finition miroir Ra0,2 ?

L'obtention d'une finition miroir Ra0,2 dans les alliages de titane fait partie de ce qui rend la tâche difficile. Sa réactivité chimique lui fera facilement créer une couche d'oxyde lors du fraisage, ce qui augmente le frottement. Sa plasticité lui fera facilement créer un bord accumulé, ce qui entraîne une perte d'intégrité de la surface. De plus, même des vibrations mineures de l'équipement (amplitude> 0,001 mm) affecteront la finition miroir.

Les technologies de base de la société JS pour obtenir une surface miroir Ra0,2 sur des alliages de titane sont les suivantes :

1. Machines-outils de très haute précision : vitesse de broche 20 000 tr/min, faux-rond radial et axial ≤ 0,0005 mm et précision de positionnement du guidage de 0,001 mm/300 mm.

2. Fluide de coupe ultra-spécial : fluide de coupe dilué dans l'eau avec des additifs de pression extrême à une concentration de 8 à 10 %, pression d'injection de 0,8 à 1,2 MPa, débit de 20 à 30 L/min et température de coupe dans des conditions contrôlées inférieures à 300°C.

3. Plan de processus de coupe en plusieurs étapes : « Ébauche-Semi-finition-Finition-Super-finition ». La super-finition utilise une faible profondeur de coupe (0,05-0,1 mm) et une vitesse d'avance élevée (1000-1500 mm/min) avec interpolation circulaire.

4. Polissage miroir : Pâte diamantée (grain W0,5) polissage mécanique sous pression de 0,1 à 0,2 MPa et vitesse de 1 500 à 2 000 tr/min, et micro-éliminations (0,005 à 0,01 mm) sont éliminées pour l'élimination des défauts de surface.

Défi 3 : Problèmes difficiles - Quels autres problèmes « invisibles » existe-t-il ?

Les métaux difficiles à usiner sont coupés avec des problèmes « cachés » facilement négligés qui affectent la qualité du traitement et la productivité.

1. L'usinage des contraintes résiduelles provoque une distorsion des pièces (0,1-0,5 mm/m), ce qui est inacceptable sur les pièces à parois minces et les composants complexes. JS utilise une simulation par éléments finis de la distribution prédictive des contraintes et des traitements avec un traitement de vieillissement à basse température (120-150°C, 2-4 heures) pour décharger plus de 60 % des contraintes résiduelles.

2. Le bavardage de l'outil (fréquence 500-2000 Hz, amplitude 0,001-0,01 mm) peut produire des marques de surface en raison des vibrations. JS dispose d'un capteur de vibrations pour la surveillance (fréquence d'échantillonnage 10 kHz) pour analyser la fréquence de bavardage et contrôler la vitesse de la broche ou échanger les outils de haute rigidité afin que la différence de fréquence soit supérieure à 20 % pour éliminer le bavardage.

3. L'anisotropie du matériau (par exemple, les alliages de titane forgés) entraîne des différences de propriétés mécaniques dans différentes directions (différences de module d'élasticité de 5 à 10 %), ce qui entraîne une rugosité de surface non uniforme (différences de Ra de 0,4 et plus).

JS mesure le degré d'anisotropie au moyen de tests et réduit la vitesse d'avance de 10 à 15 % lorsque l'anisotropie directionnelle est très élevée afin d'obtenir une qualité d'usinage uniforme.

JS aborde les problèmes mêmes du fraisage des métaux durs, y compris les taux de rebut et les exigences de finition de surface. Il est simple de commander : dites-nous ce dont vous avez besoin en ligne, et nous concevrons un plan et fabriquerons de manière professionnelle des pièces de fraisage CNC de précision. Nous serions ravis de pouvoir vous aider.

Comparaison du « coût réel » et de la « valeur du projet »

Le coût et la valeur du projet font partie des facteurs que les entreprises utilisent pour sélectionner leurs fournisseurs de fraisage CNC. Dans ce cas, nous comparons JS avec d'autres (xométrie, protolabs et rapiddirect) en comparant les différences de « coût réel » et de « valeur du projet » dans les devis, les frais de traitement et d'autres facteurs.

JS vs. Autres concurrents de taille similaire

Comparaison des « devis » : coûts explicites et implicites

Les coûts explicites sont très clairement indiqués dans le devis, par exemple le coût du matériel, les frais de traitement et d'expédition. Les coûts implicites sont les coûts qui surviennent lors de l'usinage et non lors du devis, par exemple le coût de reprise, le coût de la ferraille et la perte due à une livraison tardive.

Le devis de JS implique des coûts explicites relativement élevés et des coûts implicites faibles car il propose des produits de bonne qualité, a un faible pourcentage de reprise, implique de faibles frais de reprise et est livré à temps.

Certains concurrents, même s'ils bénéficient d'avantages en termes de coûts apparents, souffrent de coûts implicites en raison d'une mauvaise qualité de traitement, de niveaux élevés de production de déchets et de niveaux élevés de reprise.

Comparaison des « coûts de traitement » : coût unitaire et coût total de possession (TCO)

Le coût unitaire fait référence au coût de traitement d'une unité d'une pièce, tandis que le coût total de possession (TCO) comprend tous les coûts tout au long du cycle de vie d'une pièce, allant de la conception, du traitement, de l'utilisation à la mise au rebut.

Le prix unitaire de JS est peut-être supérieur à celui de certains de ses concurrents, mais son coût de possession est inférieur grâce à la qualité supérieure de ses pièces et à leur durée de vie plus longue, réduisant ainsi les besoins de remplacement et d'entretien. En revanche, ses concurrents, bien que moins chers, proposent des pièces de moindre qualité et durabilité, et donc un coût de possession plus élevé.

Comment la capacité d’ingénierie se traduit-elle directement en avantage de coût ?

La supériorité technologique de JS se transforme en effet en compétitivité des coûts. Pour commencer, JS peut améliorer l'efficacité de l'usinage et réduire le temps d'usinage grâce à l'optimisation des processus d'usinage et de conception des outils et à la réduction ultérieure des coûts d'usinage.

Deuxièmement, JS peut résoudre des problèmes d'usinage complexes, réduire les taux de rebut et de reprise et réduire les coûts cachés. Troisièmement, les solutions sur mesure de JS sont capables de satisfaire les exigences particulières des clients, de créer de la valeur pour les produits et enfin d'atteindre la compétitivité du marché.

Les coûts implicites et explicites sont intégrés dans notre prix de fraisage CNC . Vous pouvez avoir une ventilation sur Internet avant de commander afin que vous puissiez avoir le coût de possession à l'esprit. Nous vous permettrons d'avoir des avantages en termes de coûts et d'ingénierie lorsque vous travaillez avec nous.

Étude de cas : Fraisage d'un support de miroir de scanner monobloc en titane pour une entreprise Lidar

Contexte du client

Le client avait besoin d'un support en titane avec un rapport hauteur/largeur élevé. Ils avaient essayé de travailler avec deux fournisseurs dans le passé, mais le taux de rendement était de 0 %. Cela était principalement dû à la complexité de la structure du support, à la difficulté d'usinage et aux exigences de très haute précision et de qualité de surface.

Problèmes : les nervures fines étaient sujettes à des fractures dues aux vibrations, à une distorsion thermique trop importante et à une mauvaise rugosité de surface de l'assemblage. Tous ces problèmes ont conduit à ce que la pièce soit inférieure aux normes du client.

Intervention d'ingénierie JS

1. Conception pour la fabrication (DFM) :

Grâce à la numérisation 3D et à la simulation par éléments finis, les défauts de la conception originale ont été déterminés comme étant les suivants :

1. La transition à angle droit des nervures minces était sujette à la fracture à la fréquence de résonance de 120 Hz.

2. Il y a eu une interférence de l'outil en raison de l'absence de contre-dépouille au fond de la cavité profonde.

③Il n'y avait aucune surépaisseur d'usinage de surface d'assemblage et cela ne pouvait pas compenser la déformation thermique.

La solution d'optimisation envisagée et suggérée était des nervures trapézoïdales (haut 1,5 mm, bas 2 mm), une surépaisseur d'usinage supplémentaire de 0,5 mm et l'introduction d'une contre-dépouille R0,8 mm près de la base de la poche profonde, ce qui était plus qu'acceptable pour le client.

2. Solution sur mesure :

• Système de fixation :

Une pince auto-ajustable hydraulique à trois points a été utilisée avec une pression de serrage variable de 5 à 8 MPa. La fréquence de vibration d'usinage a été réduite de 120 Hz à moins de 45 Hz par une unité d'amortissement hydraulique pour éviter la plage de fréquence de résonance du matériau. Des tampons en PTFE de grade Shore A 90 ont été utilisés entre les interfaces pour éviter les rayures sur la surface de l'alliage de titane et également pour 30 % d'absorption d'énergie vibratoire.

• Outils et méthodes de coupe :

Ébauche : Une fraise en carbure à grain ultrafin de 16 mm avec revêtement AlTiN de 4 µm a été utilisée. Conditions de coupe : 80 m/min, avance de 0,1 mm/tr, refroidissement par brouillard d'huile et taille de goutte de 5 µm, température contrôlée à ≤ 250 °C et enlèvement de matière à grande vitesse de 70 %.

Semi-finition : La semi-finition a été réalisée par une fraise en céramique de 10 mm de manière à ce qu'elle puisse tirer le meilleur parti de sa résistance thermique pour obtenir une déformation thermique minimale. La vitesse de coupe a été augmentée à 120 m/min, avec une tolérance de finition de 0,3 mm.

Finition : La finition a été réalisée avec une fraise PCD de 6 mm avec un grain de diamant de 3 μm à 150 m/min. Une interpolation circulaire a été appliquée conformément à la spécification de rugosité de surface requise.

• Contrôle des processus :

Un traitement de vieillissement sous vide (300°C, 3 heures, vide 10⁻³Pa) a été effectué après l'usinage grossier pour réduire de 60 % la contrainte résiduelle.

Le vieillissement naturel a été effectué trois fois (24 heures à chaque fois, température ambiante 23 ± 2 °C) pendant la semi-finition . La déformation a été vérifiée après chaque intervalle de vieillissement pour confirmer ≤ 0,05 mm.

Usinage fin : une mesure en ligne à trois coordonnées (précision de 0,0005 mm) a été utilisée, ainsi que des lectures de 5 minutes et une vitesse d'avance en temps réel régulées à ± 0,001 mm pour garantir une tolérance stable de ± 0,005 mm.

Valeur et réalisations

Enfin, le taux de rendement des composants a été augmenté de 0 à plus de 95 % . La planéité de la surface de montage clé était de 2,8 µm selon la mesure, la rugosité de surface était de Ra0,28 et la déformation thermique était contrôlée en dessous de 0,03 mm/m (en dessous de l'exigence du client de 0,05 mm/m).

Le délai de livraison a été raccourci de 45 jours initialement estimé à 28 jours , ce qui a permis au client d'économiser 280 000 $ en frais de production d'essai et a permis à son produit LiDAR d'obtenir la certification de qualité automobile dans les délais.

Le boîtier de support de radar laser témoigne de la force de JS. Si vous avez besoin de pièces de fraisage CNC , contactez-nous. Avec nos solutions sur mesure, vous serez en mesure de briser les barrières d'usinage et de réussir votre projet.

Pourquoi JS Milling Supplier est-il votre meilleur choix ?

Parmi les différents fournisseurs de fraisage CNC, votre meilleur choix est JS pour les raisons suivantes :

Excellentes capacités d'ingénierie et vaste expérience

JS est en mesure de résoudre une variété de problèmes associés au fraisage des métaux durs, tels que les taux de rebut élevés et les finitions proches de la surface. Les services de fabrication de fraisage CNC personnalisés en interne par JS offrent des solutions personnalisées dans le but de répondre aux spécifications spécifiques des clients.

Contrôle de la qualité des produits de haute qualité

Les produits de haute qualité de JS sont de haute qualité et un système de contrôle qualité extrêmement rigoureux garantit la précision des pièces et la finition de surface. De plus, les services de fraisage CNC en ligne de JS sont pratiques, efficaces et rapides à citer et à livrer.

Rapport coût-efficacité compétitif

D'un point de vue coût, le prix de fraisage CNC de JS peut être relativement plus élevé, mais sa haute qualité de produit, son faible taux de rebut et son faible coût de possession permettent aux clients d'obtenir une meilleure valeur d'ingénierie.

JS est votre fournisseur de référence pour le fraisage avec des services de fabrication de fraisage CNC personnalisés spécifiquement adaptés à vos besoins. Il est simple de commander : informez-nous de ce dont vous avez besoin, définissez votre projet et nous commençons à produire. L'ensemble du processus est rapide et fiable. Venez nous sélectionner.

FAQ

Q1 : Comment garantissez-vous un « taux de rebut inférieur à 5 % » ? Que faites-vous si ce taux est dépassé ?

Ce n'est pas un slogan, c'est une déclaration de la foi de JS dans ses capacités de contrôle d'ingénierie. Si, par notre faute, nous dépassons ce taux, nous rembourserons tous les frais de matériel et de main-d'œuvre et enverrons immédiatement notre meilleure équipe d'ingénieurs pour visiter et améliorer le processus.

Q2 : Quelles sont les principales considérations à prendre en compte lors du choix d'un fluide de coupe pour le fraisage de métaux difficiles à usiner tels que les alliages de titane et les alliages haute température à base de nickel ?

Il convient de privilégier les types contenant des additifs extrême pression, dont les concentrations sont contrôlées entre 8 et 10 %. Parallèlement, une pression d'injection et un débit suffisants doivent être assurés pour éviter l'oxydation du matériau ou l'usure rapide de l'outil.

Q3 : Si le client ajuste temporairement les exigences de précision des pièces pendant le traitement, JS peut-il réagir rapidement et ajuster le plan ? ​

Bien sûr. L'équipe technique évaluera immédiatement la faisabilité des ajustements, réoptimisera les paramètres d'usinage, les configurations d'outils et les normes de test, et minimisera l'impact sur le cycle de livraison tout en garantissant la qualité.

Résumé

Si vous êtes confronté à des métaux complexes et difficiles à usiner, JS est sans aucun doute le meilleur choix. Fournisseur expérimenté de fraisage CNC, JS bénéficie de capacités d'ingénierie supérieures, d'une riche expérience et d'un service de qualité supérieure en matière de fabrication de fraisages CNC sur mesure.

JS est le leader de l'industrie dans la résolution des problèmes fondamentaux des métaux difficiles à usiner et en fournissant une valeur d'ingénierie rentable. Nos services de fraisage CNC en ligne offrent une commodité en temps réel et facile, des pièces de fraisage CNC de qualité garantie et des prix abordables. Sélectionnez JS Precision Manufacturing pour vos besoins de fraisage de métaux difficiles à usiner.