Microlavorazione CNC per piccole parti: la sfida delle svasature perfette

La microlavorazione CNC è il cuore della produzione di precisione. Nei microsensori aerospaziali, una deviazione anche di 0,02 mm nel foro svasato da 1,8 mm può causare un errore di segnale; negli impianti medicali, l'instabilità dimensionale nei minuscoli fori svasati influisce direttamente sulla biocompatibilità umana.

Gli scenari sopra descritti evidenziano l'importanza della produzione di precisione di piccole parti e quanto la lavorazione CNC possa essere fondamentale per la precisione. Ciò richiede un'attenta scelta di un fornitore di componenti per lavorazioni CNC esperto in microlavorazioni CNC.

Questo articolo analizza il nocciolo della perfetta lavorazione dei fori svasati, illustrando nel dettaglio come JS Precision fornisce affidabili parti di lavorazione CNC personalizzate con tecnologia di lavorazione CNC di piccole dimensioni all'avanguardia per risolvere le sfide di lavorazione a livello di micron .

Riepilogo delle risposte principali

Punti chiave

• I fori svasati perfetti rappresentano un problema ingegneristico sistemico in quanto rappresentano la sinergia ottimale possibile tra la precisione geometrica dell'utensile da taglio, la dinamica del mandrino, le proprietà del materiale e i sistemi di raffreddamento.
• Il fulcro della microfabbricazione è la stabilità: più importante del raggiungimento di parametri estremi è il controllo delle vibrazioni, della deformazione termica e dell'usura degli utensili per garantire la coerenza di ogni pezzo.
• Collaborare alla progettazione fin dalle prime fasi potrebbe ridurre i costi di oltre il 30%: questo perché l'inclusione di raccomandazioni sulla producibilità nel processo di progettazione può attenuare le difficoltà di lavorazione e le sfide associate alle parti lavorate CNC personalizzate.
• La selezione del fornitore implica la selezione dei partner ingegneristici: ciò significa che i buoni fornitori di componenti per lavorazioni CNC dovrebbero essere in grado di fornire non solo preventivi, ma anche un supporto tecnico complessivo, come l'analisi DFM.

Perché affidarsi a JS Precision Machining per i tuoi pezzi personalizzati

JS Precision vanta 15 anni di esperienza nel settore delle lavorazioni CNC, con particolare attenzione alla microlavorazione CNC e alla produzione di componenti di precisione di piccole dimensioni. Abbiamo servito oltre 5.000 clienti con le nostre soluzioni personalizzate, che spaziano dall'aerospaziale alle apparecchiature sanitarie, fino all'elettronica di alta qualità.

Disponiamo di oltre 120 macchine utensili ad alta precisione, tra cui 30 centri di lavorazione CNC micro a cinque assi ad altissima velocità, che presentano un errore di ripetibilità non superiore a ±0,002 mm a una velocità di 30.000-60.000 giri/min.

Per quanto riguarda i criteri di controllo qualità, seguiamo rigorosamente le linee guida della norma ISO 6789 , ovvero Strumenti di assemblaggio per viti e dadi - Strumenti di coppia manuali. Abbiamo inoltre sviluppato un processo di collaudo completo con moderni dispositivi di prova quali microscopi confocali laser e macchine di misura a coordinate con microsonde, con una precisione di misurazione di ±0,001 mm.

Pertanto, tutti i componenti CNC personalizzati da noi realizzati sono realizzati con precisione secondo i parametri di progettazione. Il tasso di qualificazione del prodotto negli ultimi tre anni è stato costantemente superiore al 99,8% e il tasso di riacquisto da parte dei clienti è superiore al 75%.

Oltre a questo, disponiamo anche di un team tecnologico composto da oltre 50 ingegneri senior pronti a offrire ai clienti servizi tecnici completi , dall'analisi DFM all'ottimizzazione della produzione .

In un'occasione abbiamo anche aiutato un cliente del settore medico ad aumentare la resa produttiva dei micro connettori in lega di titanio dal 65% al ​​99,8% e a ridurre i costi complessivi del 25% grazie alla nostra soluzione per la lavorazione di fori svasati.

Volete verificare il nostro vantaggio tecnico e i benefici dei nostri servizi? Contattate i consulenti tecnici di JS Precision per condividere con loro le vostre esigenze di componenti CNC personalizzati. In cambio, vi offriremo un'analisi DFM gratuita e un preventivo. Inoltre, possiamo inviarvi casi di studio di lavorazione conformi alla norma ISO 6789.

In che modo la microlavorazione CNC consente di ottenere una produzione di precisione di piccole parti?

Il processo di microlavorazione CNC è la base per la produzione di precisione di piccole parti e solitamente richiede macchinari di alta qualità, taglio professionale e processi scientificamente progettati.

1. Macchina utensile e mandrino: la chiave delle differenze millimetriche:

Le macchine utensili per microlavorazione CNC necessitano di rigidità, encoder lineari da 0,1 μm e mandrini da 30.000 a 60.000 giri/min. Le attrezzature di JS Precision possono ridurre le vibrazioni di taglio, controllare accuratamente la traiettoria , ridurre la forza di taglio degli utensili di microdiametro e garantire la precisione.

2. L'arte e la scienza degli utensili da taglio con microdiametro:

Gli utensili da taglio in metallo duro e/o diamante con diametro <1 mm sono gli utensili di base. L'eccentricità degli utensili da taglio di precisione è inferiore a <0,003 mm. I parametri di compatibilità dei materiali sono riportati nella tabella seguente:

L'abbinamento preciso dei parametri degli utensili può migliorare la precisione della lavorazione e la durata degli utensili.

3. Taglio e raffreddamento strategici:

Utilizzando il metodo " piccola profondità di taglio, elevata velocità di avanzamento " e applicando tecnologie di raffreddamento atomizzato o di aria fredda a bassa temperatura, la rimozione dei trucioli e la temperatura sono state gestite in modo appropriato, garantendo così la stabilità dimensionale.

Quali tecniche di svasatura CNC consentono di ottenere un assemblaggio impeccabile?

La precisione dei fori svasati determina l'affidabilità dell'intero assemblaggio. Il fulcro delle tecniche di svasatura CNC include la selezione dell'utensile, l'impostazione dei parametri e l'ottimizzazione del percorso.

1.Scelta dell'utensile: 90° o 120°? Non è solo una questione di angolo

Punte svasate a 90° adatte per assemblaggi generici, mentre a 120° per connessioni ad alta resistenza in applicazioni aerospaziali . Gli utensili rivestiti in diamante sono scelti per lavorare la lega di alluminio per migliorare la finitura superficiale , mentre i rivestimenti in TiAlN sono scelti per lavorare l'acciaio inossidabile per prolungare la durata dell'utensile.

2. Regola d'oro dei parametri: velocità del mandrino, velocità di avanzamento e ciclo di foratura a sbalzo

Materiali e utensili diversi richiedono parametri di lavorazione specifici, come mostrato di seguito:

I fori svasati con elevati rapporti profondità-diametro richiedono un ciclo di foratura a svasatura per evitare l'intasamento dei trucioli e compromettere la qualità della lavorazione.

3. Ottimizzazione del percorso del programma

JS Precision adotta l'interpolazione elicoidale per il processo di alimentazione e un movimento di ritorno razionale per evitare sbavature e segni di vibrazione durante l'apertura del foro.

Vuoi saperne di più sulle tecniche di svasatura CNC ? Contatta JS Precision per richiedere il download del "White Paper sulla tecnologia di svasatura".

Figura 1 Analisi del diagramma schematico tecnico della struttura dei fori svasati, della gerarchia di impilamento e delle funzioni di foratura e smussatura degli utensili.

Trappole e contromisure: quali fattori possono rovinare un foro svasato in una piccola lavorazione CNC?

I problemi di svasatura dei fori nelle lavorazioni CNC di piccole dimensioni includono bave attorno all'apertura del foro, vibrazioni o segni sulle superfici coniche e problemi di precisione dimensionale. Le soluzioni alternative di JS Precision per questi problemi sono le seguenti:

Problema 1: sbavature e strappi all'apertura del foro

Bave sull'apertura del foro: i fattori che contribuiscono a questo problema possono includere utensili da taglio poco affilati, parametri di taglio non corretti o scarsa tenacità del materiale da lavorare. Le misure correttive per questo problema prevedono la frequente sostituzione degli utensili da taglio, l'ottimizzazione dei parametri di taglio o operazioni di finitura secondaria sui componenti di precisione.

Problema 2: scarsa rugosità della superficie conica o segni di vibrazione

Segni sulle superfici coniche: causati da sporgenza, mancanza di rigidità di serraggio o risonanza in base ai parametri. Correggere riducendo la lunghezza del portautensile, migliorando la rigidità di serraggio ed evitando i parametri di risonanza.

Problema 3: Profondità e diametro incoerenti

Dimensioni incoerenti: a causa dell'usura dell'utensile, del movimento del mandrino o di un riferimento del pezzo incoerente. Soluzione: migliorare la durata dell'utensile tramite cambi utensile regolari e ispezionando il mandrino per stabilire il riferimento corretto del pezzo.

Figura 2 Punta da trapano per macchina utensile CNC rivolta verso un pezzo metallico per la lavorazione di un foro svasato.

Come controllare la profondità assoluta dei fori svasati nella produzione di piccoli componenti di precisione?

La profondità assoluta del foro svasato influisce sulla planarità della vite ed è un indicatore chiave per la produzione di precisione di piccole parti, che richiede il rispetto degli standard ISO 8015. Controllo della profondità di precisione JS mediante tre tecniche.

• Preimpostazione utensile e compensazione online: la lunghezza di preimpostazione utensile di ±0,001 mm è stata completata dalla correzione della programmazione online in base all'usura e dalla correzione online in tempo reale mediante una sonda di contatto con una precisione di ±0,005 mm .
• Strategia di controllo della profondità nella programmazione: per il controllo della profondità viene utilizzata la funzione CAM "Lavorazione superficie inferiore" , mentre per la lavorazione di superfici curve e in rampa viene adottato l'"avanzamento normale" per garantire la stessa profondità.
• Ritorno elastico e verifica del materiale: il ritorno elastico viene preso in considerazione nella prima produzione di materiale tenace, insieme al processo di verifica eseguito tramite un profilometro ottico e una macchina di misura a coordinate per soddisfare la tolleranza.

Come ottenere una produzione rapida ed economica ottimizzando il processo di lavorazione CNC di piccole dimensioni?

L'azienda, pur mantenendo la precisione garantita dalla produzione di piccole parti di precisione, ha ottimizzato il processo di lavorazione CNC di piccole dimensioni attraverso tre dimensioni per garantire una produzione rapida ed economica presso JS Precision.

• Nesting intelligente: il software CAM aiuta a ottimizzare la disposizione della coperta, migliorando così l'efficienza nell'utilizzo dei materiali dal 40% al 65% , i tempi di inattività delle macchine utensili e l'efficienza complessiva.
• Automazione e cambi rapidi: l'utilizzo di dispositivi di cambio rapido a punto zero e robot per il carico e lo scarico contribuisce a ridurre i tempi di cambio a pochi minuti. L'efficienza delle apparecchiature aumenta fino a oltre l'85%.
• Gestione intelligente del magazzino utensili: i magazzini utensili che offrono 120 o più posizioni utensile , abbinati al software di gestione, sono in grado di recuperare automaticamente gli utensili, monitorandone la durata utile e riducendo al minimo i tempi di fermo dovuti all'attesa del cambio utensile.

Vuoi ridurre i costi e aumentare l'efficienza della tua piccola attività di lavorazione CNC ? Contatta gli ingegneri di processo di JS Precision e condividi con loro le tue esigenze di componenti CNC personalizzati. Noi di JS Precision possiamo ottimizzare la lavorazione per te e offrirti soluzioni che possono ridurre i costi di lavorazione.

Cosa dovresti fare quando i tuoi componenti lavorati CNC personalizzati superano i limiti del design convenzionale?

Fori profondi, componenti con pareti sottili e altri componenti complessi lavorati CNC personalizzati sono ancora più difficili da lavorare. JS Precision supera tutte queste difficoltà con facilità grazie alla nostra tecnologia all'avanguardia e alle nostre soluzioni personalizzate .

• Microfresatura CNC a cinque assi: rifinisce cinque superfici in un'unica configurazione, superando i problemi di errore di posizionamento nelle operazioni ripetitive su superfici curve.
• Dispositivi personalizzati: questi dispositivi aiutano ad applicare la forza in modo uniforme , prevenendo la deformazione del metallo. Esempi: dispositivi di espansione sotto vuoto, ecc.
• Complemento Micro-EDM: utilizzato per microfori con elevati rapporti di aspetto ≥0,1 mm o per la lavorazione di materiali duri, Micro-EDM può anche essere considerato un complemento della fresatura CNC .

Quanto costa la lavorazione CNC per piccoli lotti?

Il costo dei componenti lavorati CNC personalizzati in piccoli lotti può essere ottimizzato. JS Precision analizza il "Costo della lavorazione CNC" e fornisce soluzioni per la riduzione dei costi.

1. Analisi della formula di composizione dei costi:

La composizione dei costi e il potenziale di ottimizzazione per diverse dimensioni dei lotti sono illustrati nella tabella seguente, che illustra chiaramente la logica di impatto fondamentale dei costi:

I costi includono materiali, manodopera per macchine utensili, preparazione ingegneristica e costi di attrezzatura, tutti direttamente correlati a materiali, attrezzature e processi.

2. Il vantaggio in termini di risparmio sui costi della soluzione di ottimizzazione di JS Precision: JS Precision riduce al minimo indirettamente varie altre spese ottimizzando il DFM, ad esempio risparmiando il 30% di ore di lavoro trasformando una macchina a 4 assi in una a 3 assi.

3. Vantaggi di prezzo per ordini di piccoli lotti: processi standardizzati + preparazione modulare, adatto per quantità da 1 a 100 unità, prezzi ragionevoli senza un prezzo minimo elevato.

Vuoi sapere quanto costa la lavorazione CNC per il tuo piccolo lotto? Fornisci a JS Precision le tue esigenze per i componenti CNC personalizzati, incluse le quantità, e JS Precision ti fornirà una ripartizione chiara e dettagliata dei costi per le tue esigenze di lavorazione in piccoli lotti.

Figura 3 Parti metalliche lavorate in serie con fori svasati disposti ordinatamente.

Come ottenere un preventivo immediato per i tuoi pezzi lavorati CNC personalizzati con un solo clic?

JS Precision ha creato un efficace sistema di quotazione online per ottenere preventivi online trasparenti e convenienti per componenti lavorati CNC personalizzati.

• Preparazione del "pacchetto perfetto per la richiesta di preventivo": un pacchetto completo per la richiesta di preventivo dovrebbe contenere disegni 2D con tolleranza, disegni 3D in formato STEP, requisiti relativi a materiali/trattamenti delle superfici e requisiti quantitativi.
• Caricamento sul portale online e analisi intelligente tramite intelligenza artificiale: una volta caricate le immagini online, il sistema di intelligenza artificiale è in grado di analizzare automaticamente le caratteristiche del pezzo e di generare un preventivo iniziale con suggerimenti relativi al DFM in pochi minuti.
• Transizione agevole dal preventivo all'ordine formale: dopo il preventivo iniziale, un responsabile dell'account assegnato ti contatterà per rispondere a qualsiasi domanda e agevolare una transizione agevole dal preventivo all'ordine.

Caso di studio: JS Precision ottiene una tolleranza di profondità del foro svasato di 0,05 mm per connettori in lega di titanio

Sfida del cliente

Un cliente che produce apparecchiature medicali richiede la lavorazione di un connettore miniaturizzato in lega di titanio (Ti6Al4V). Il connettore presenta quattro fori con un diametro di φ1,5 mm, svasati a 90°, con una tolleranza di profondità di ±0,05 mm.

Il cliente collaborava con il fornitore di componenti per lavorazioni CNC . I prodotti del fornitore originale avevano una resa di appena il 65% a causa della complessità della lavorazione delle leghe di titanio, che causava perdite nell'assemblaggio dovute alle tolleranze micrometriche sulle aperture dei fori.

Soluzione di precisione JS

Per soddisfare questa esigenza, JS Precision ha formato un team di esperti tecnici e ha progettato una soluzione su misura.

• Attrezzatura: Invece di utilizzare centri di foratura e maschiatura convenzionali, abbiamo optato per un centro di lavorazione CNC micro a cinque assi altamente rigido , dotato di assi del mandrino .
• Utensili: sono state utilizzate punte svasanti in lega di titanio ultra-affilate con fori di raffreddamento interni. La concentricità degli utensili è stata mantenuta al di sotto di 0,002 mm .
• Processo: sono state eseguite tecniche professionali di svasatura CNC mediante taglio a bassa velocità, avanzamento medio , foratura a sbalzo e programmazione del percorso di taglio in modo che fosse un ingresso elicoidale per ridurre al minimo le sbavature sulle aperture dei fori dovute alla foratura convenzionale.
• Contemporaneamente, abbiamo creato un meccanismo di compensazione online che richiama automaticamente una sonda per controllare la profondità di un foro svasato ogni 50 pezzi lavorati ed esegue la compensazione dell'usura dell'utensile.

Risultati

Grazie a questa soluzione, il primo set di campioni, composto da 500 pezzi, ha soddisfatto pienamente i requisiti di tolleranza di profondità con aperture dei fori prive di sbavature al 100% . Inoltre, dopo una produzione su larga scala di 10.000 pezzi, i tassi di resa hanno superato il 99,8% , l'efficienza di assemblaggio per i clienti è aumentata del 40% e i costi sono diminuiti del 25%.

Se anche tu stai riscontrando problemi nella lavorazione meccanica di precisione, puoi contattarci via email per richiedere componenti CNC personalizzati . Il nostro team ti presenterà una soluzione per superare qualsiasi problema tecnico.

Figura 4 Connettore miniaturizzato in lega di titanio (Ti-6Al-4V) con foro svasato a 90°

Domande frequenti

D1: Qual è la dimensione minima che è possibile elaborare in modo stabile?

JS Precision è dotata di microlavorazione CNC, che consente la lavorazione precisa di dettagli fino a 0,1 mm, con una dimensione del pezzo finito di 1 mm , con una precisione di controllo della tolleranza di ±0,005 mm, sufficiente per i requisiti di lavorazione di componenti di precisione di piccole dimensioni.

D2: Come si può garantire che le piccole parti non vengano spazzate via o deformate durante la lavorazione?

Nella lavorazione di piccoli componenti, adottiamo dispositivi di microvuoto , riempitivi in ​​lega a basso punto di fusione o ganasce morbide. Inoltre, ci impegniamo a ottimizzare i parametri di lavorazione per alleviare le sollecitazioni di lavorazione ed evitare che i componenti vengano soffiati via o deformati.

D3: Quali trattamenti superficiali possono essere applicati ai piccoli componenti?

Le soluzioni di trattamento superficiale che forniamo per i micro-pezzi includono, tra gli altri, l'ossidazione micro-arco, la nichelatura chimica, il rivestimento PVD, la passivazione e la sabbiatura di precisione, in base alle dimensioni, al tipo e all'uso .

D4: Cosa include esattamente la "tariffa di preparazione ingegneristica" nel preventivo?

La "Commissione di preparazione ingegneristica" da pagare secondo l'offerta include il tempo di progettazione impiegato per la programmazione CAD/CAM, la pianificazione del processo, la generazione di utensili e attrezzature speciali, la lavorazione del primo pezzo e l'ispezione/verifica a grandezza naturale.

D5: Quali sono i tempi di consegna tipici per ordini di piccoli lotti?

Per piccoli ordini di 5-50 pezzi con materiali e processi standard, la consegna richiede solitamente 7-15 giorni lavorativi , inclusi i tempi di trattamento superficiale. Per esigenze urgenti, possiamo offrire un servizio rapido, che potrebbe ridurre i tempi di consegna a 3-7 giorni .

D6: Come si rilevano caratteristiche e tolleranze così piccole?

Disponiamo di strumenti di misura ottici ad altissimo ingrandimento, di un microscopio confocale laser e di una macchina di misura a coordinate con microsonda (diametro 0,3 mm). La nostra precisione di ispezione è di un ordine superiore a quella di lavorazione , garantendo l'ispezione precisa di caratteristiche e tolleranze minime.

D7: Se il mio progetto dovesse essere modificato, quanto ciò inciderebbe sui tempi e sui costi di consegna?

Puoi inviare tutte le tue richieste di modifica progettuale tramite un canale specifico. Valuteremo l'impatto delle modifiche entro 4 ore. Modifiche minori, come le dimensioni del raggio d'angolo, sono solitamente gratuite; in caso di modifiche strutturali, ti verrà proposto un nuovo preventivo e i tempi di consegna. L'intero processo è trasparente e aperto.

D8: Supportate ordini combinati di materiali misti o di più parti?

JS Precision supporta pienamente ordini che combinano materiali misti o componenti multipli. Siamo in grado di gestire in modo efficiente la lavorazione di piccoli componenti in materiali e design diversi, condividendo le risorse di preparazione ingegneristica per offrire praticità e ottimizzare i costi complessivi per i nostri clienti.

Riepilogo

Il successo o il fallimento dipendono da pochi micrometri, la precisione è tutto. La perfetta lavorazione dei fori svasati non può mai essere il risultato di una singola tecnologia, ma piuttosto un insieme di attrezzature, utensili, processi ed esperienza.

Dotata di micro lavorazioni CNC, JS Precision sviluppa tecniche professionali, un atteggiamento rigoroso e un servizio efficiente per raggiungere la massima precisione su ogni piccolo pezzo.

Indipendentemente dal fatto che tu abbia difficoltà con la lavorazione di fori svasati o che tu stia cercando soluzioni convenienti per quanto riguarda parti lavorate CNC personalizzate, presta attenzione a JS Precision, uno dei fornitori di parti lavorate CNC più affidabili.

Prova subito servizi di produzione precisi, trasparenti ed efficienti. Visita il sito web di JS Precision e carica i file di progettazione dei tuoi componenti . Riceverai un preventivo dettagliato in poche ore, comprensivo di analisi di producibilità e suggerimenti di ottimizzazione. Fai il primo passo per trasformare il tuo progetto di precisione in una realtà perfetta.