Jusheng

Vi è mai capitato di dover rottamare un prezioso pezzo di lega di titanio TC4 dopo decine di ore di lavorazione meccanica di precisione a causa di problemi di segni o vibrazioni dell'utensile all'ultimo minuto? Questo causerà enormi ritardi nel completamento del progetto. Raramente la causa del problema è il vostro progetto, ma l'incapacità del fornitore di fresatura da voi scelto di lavorare metalli estremamente difficili da lavorare.

Con l'aumento dell'impiego di metalli difficili da lavorare nei settori ad alta tecnologia come l'aerospaziale e la medicina, per il successo del tuo progetto è fondamentale avere un partner affidabile per la lavorazione. In questo libro, ti presentiamo le conoscenze ingegneristiche di JS sulla fresatura di metalli difficili da lavorare per aiutarti a superare le tue sfide.

Riepilogo delle risposte principali

In questo articolo verranno affrontate le seguenti questioni:

Come superare i problemi fondamentali della fresatura di metalli difficili da tagliare, il divario di costo e valore tra JS e i suoi simili , cosa si può concludere dai casi di studio reali di JS e i motivi per cui JS è diventato il fornitore di fresatura preferito per la fresatura di metalli difficili da lavorare.

Perché fidarsi di questa guida?

JS vanta una vasta esperienza nel campo della fresatura CNC ed è in grado di gestire oltre 100 tipi di materiali, quali metalli, materie plastiche tecniche e resine ad alta temperatura, abbinando con precisione i parametri di processo e controllando le caratteristiche dei materiali e i punti di adattamento della fresatura.

Per componenti strutturali complessi, come parti con pareti sottili e cavità profonde, ottimizzando i percorsi utensile e utilizzando la tecnologia di lavorazione a 5 assi , il problema della deformazione viene superato e la tolleranza è stabile fino a ± 0,005 mm.

Siamo inoltre esperti in sofisticati processi di trattamento superficiale, come sabbiatura, rivestimento, anodizzazione, ecc., che conferiscono ai pezzi un aspetto eccellente e prestazioni speciali, soddisfacendo pienamente i requisiti della produzione di precisione.

Questo manuale si basa sulla vasta esperienza di JS nella fresatura di metalli difficili da lavorare. Grazie a numerosi esperimenti e prove in loco, i nostri esperti tecnici hanno acquisito una preziosa esperienza nei processi di fresatura, nel controllo dei parametri e nella lavorazione di utensili in metalli difficili da lavorare.

Questa guida è un prezioso riferimento che ti aiuterà a superare le sfide della lavorazione meccanica.

JS vanta una vasta esperienza nella fresatura di metalli difficili da lavorare e questa guida è frutto di una solida esperienza pratica. In qualità di fornitore specializzato in fresatura, garantiamo la qualità dei nostri servizi di produzione di fresatura CNC personalizzati e siamo degni della vostra fiducia.

Problemi centrali della fresatura dei metalli duri e soluzioni ingegneristiche di JS

La lavorazione dei metalli duri (ad esempio leghe di titanio, superleghe di nichel e acciai ad alta resistenza) è un settore tecnologicamente impegnativo. Questi materiali duri, resistenti, ad alta resistenza e a bassa conduttività termica sono particolarmente difficili da fresare.

Dopo anni di esperienza come azienda specializzata nella produzione di fresatura CNC personalizzata, JS ha applicato le sue soluzioni ingegneristiche per risolvere questi problemi.

Sfida 1: Tassi di scarto spaventosi: come ottenerli ripetutamente <5%

La causa dell'elevato tasso di scarti di fresatura nei metalli difficili da fresare è l'interazione reciproca tra le proprietà meccaniche del materiale e l'operazione di fresatura. Le leghe di titanio hanno una resistenza alla trazione superiore a 1000 MPa e una forza di fresatura superiore del 30%-50% rispetto a quella dell'acciaio comune.

Inoltre, la loro conduttività termica è pari a 1/5-1/10 dell'acciaio n. 45. Il calore di taglio aumenta la temperatura dell'utensile a 800-1000°C e accelera l'usura e i guasti.

Le statistiche di settore mostrano che per le aziende che lavorano per la prima volta metalli difficili da lavorare, i tassi di scarto sono solitamente superiori al 20% e persino superiori al 50% per pezzi sofisticati. Le misure tecniche adottate da JS Company per garantire un livello uniforme di scarto inferiore al 5% sono:

1. Controllo del pretrattamento delle materie prime:

Le materie prime vengono controllate attentamente mediante spettrometri e durometri. La velocità di taglio viene regolata in base alle variazioni di durezza tra i lotti di leghe di titanio, con una deviazione massima del 5%.

2. Ottimizzazione del sistema di utensili:

Gli utensili in metallo duro a grana fine (3-5 μm) con rivestimento AlTiN vengono utilizzati per migliorare la resistenza all'usura di oltre il 40%. Angoli di spoglia specifici (da -5° a 10°) e angoli di scarico (da 5° a 12°) riducono la resistenza al taglio e il calore.

3. Controllo adattivo dei parametri di lavorazione:

Il sistema CNC intelligente mantiene la forza di taglio e la coppia sotto monitoraggio in tempo reale. Ogni volta che la velocità supera il 10%, riduce automaticamente la velocità di avanzamento del 15%-20% e la profondità di taglio del 10%-15%.

4. Ispezione di qualità del processo completo:

In ogni fase della lavorazione vengono posizionati punti di misurazione tridimensionali, utilizzando utensili con una precisione di 0,001 mm per garantire che gli errori dimensionali del processo non superino il 50% della tolleranza di progettazione.

Sfida 2: Specifiche superficiali rigorose: le leghe di titanio possono ottenere una finitura a specchio Ra0,2?

Ottenere una finitura a specchio Ra0,2 nelle leghe di titanio è uno dei motivi per cui è difficile. La sua reattività chimica può facilmente creare uno strato di ossido durante la fresatura, aumentando l'attrito. La sua plasticità può facilmente creare un bordo di riporto, che porta alla perdita di integrità della superficie. Inoltre, anche piccole vibrazioni dell'attrezzatura (ampiezza > 0,001 mm) possono influire sulla finitura a specchio.

Le tecnologie di base della JS Company per ottenere superfici a specchio Ra0.2 sulle leghe di titanio sono le seguenti:

1. Macchine utensili ad altissima precisione: velocità del mandrino 20.000 giri/min, eccentricità radiale e assiale ≤0,0005 mm e precisione di posizionamento della guida di 0,001 mm/300 mm.

2. Fluido da taglio ultra-speciale: fluido da taglio diluito in acqua con additivi per pressioni estreme alla concentrazione dell'8%-10%, pressione di iniezione 0,8-1,2 MPa, portata 20-30 L/min e temperatura di taglio in condizioni controllate inferiore a 300°C.

3. Piano di processo di taglio multifase: 'Sgrossatura-Semi-finitura-Finitura-Super-finitura'. La super-finitura utilizza una piccola profondità di taglio (0,05-0,1 mm) e un'elevata velocità di avanzamento (1000-1500 mm/min) con interpolazione circolare.

4. Lucidatura a specchio: lucidatura meccanica con pasta diamantata (grana W0,5) sotto pressione di 0,1-0,2 MPa e velocità di 1500-2000 giri/min, e micro-rimozioni (0,005-0,01 mm) vengono rimosse per l'eliminazione dei difetti superficiali.

Sfida 3: Problemi impegnativi: quali altri problemi "invisibili" ci sono?

I metalli difficili da lavorare vengono tagliati con problemi "nascosti" che vengono facilmente trascurati e che incidono sulla qualità della lavorazione e sulla produttività.

1. La lavorazione dello stress residuo provoca una distorsione del pezzo (0,1-0,5 mm/m), inaccettabile su pezzi con pareti sottili e componenti complessi. JS utilizza la simulazione degli elementi finiti della distribuzione predittiva dello stress e trattamenti con un trattamento di invecchiamento a bassa temperatura (120-150 °C, 2-4 ore) per scaricare oltre il 60% dello stress residuo.

2. Le vibrazioni dell'utensile (frequenza 500-2000 Hz, ampiezza 0,001-0,01 mm) possono produrre segni superficiali dovuti alle vibrazioni. JS ha un sensore di vibrazione per il monitoraggio (frequenza di campionamento 10 kHz) per analizzare la frequenza delle vibrazioni e controlla la velocità del mandrino o scambia gli utensili ad alta rigidità in modo che la differenza di frequenza sia maggiore del 20% per eliminare le vibrazioni.

3. L'anisotropia del materiale (ad esempio, leghe di titanio forgiate) porta a differenze nelle proprietà meccaniche in diverse direzioni (differenze del modulo elastico del 5%-10%), portando a una rugosità superficiale non uniforme (differenze in Ra di 0,4 e superiori).

JS misura il grado di anisotropia mediante test e riduce la velocità di avanzamento del 10%-15% laddove l'anisotropia direzionale è molto elevata, nel tentativo di ottenere una qualità di lavorazione uniforme.

JS affronta le problematiche della fresatura di metalli duri, compresi i tassi di scarto e i requisiti di finitura superficiale. Ordinare è semplice: dicci online cosa ti serve e noi progetteremo un piano e realizzeremo professionalmente parti di fresatura CNC di precisione. Saremo lieti di poterti aiutare.

Confronto tra "costo reale" e "valore del progetto"

Il costo e il valore del progetto sono tra i fattori che le aziende utilizzano per selezionare i propri fornitori di fresatura CNC. In questo caso, confrontiamo JS con altri (xometry, protolabs e rapiddirect) confrontando le differenze tra "costo reale" e "valore del progetto" nei preventivi, nelle spese di elaborazione e in altri fattori.

JS vs. altri concorrenti di dimensioni simili

Confronto tra "Citazioni": costi espliciti e impliciti

I costi espliciti sono elencati molto chiaramente nel preventivo, ad esempio il costo del materiale, le spese di lavorazione e la spedizione. I costi impliciti sono i costi che si verificano durante la lavorazione e non nel preventivo, ad esempio i costi di rilavorazione, i costi di scarto e le perdite dovute a ritardi nella consegna.

Il preventivo di JS prevede costi espliciti relativamente elevati e costi impliciti bassi, perché offre prodotti di buona qualità, ha una bassa percentuale di rilavorazione, comporta spese di rilavorazione ridotte e consegna nei tempi previsti.

Alcuni concorrenti, pur potendo godere di vantaggi in termini di costi apparenti, soffrono di costi impliciti dovuti alla scarsa qualità della lavorazione, agli elevati livelli di produzione di scarti e agli elevati livelli di rilavorazione.

Confronto dei "costi di elaborazione": costo unitario rispetto al costo totale di proprietà (TCO)

Il costo unitario si riferisce al costo di elaborazione di un'unità di un componente, mentre il costo totale di proprietà (TCO) include tutti i costi sostenuti durante il ciclo di vita di un componente, dalla progettazione, all'elaborazione, all'utilizzo, fino alla rottamazione.

I prezzi unitari di JS possono essere superiori a quelli di alcuni dei suoi concorrenti, ma il suo costo di gestione è inferiore poiché i suoi componenti sono di qualità superiore e durano più a lungo, riducendo la necessità di sostituzione e manutenzione. I suoi concorrenti, con il loro prezzo unitario inferiore, tuttavia, hanno componenti di qualità e durata inferiori, e quindi un costo di gestione complessivo più elevato.

In che modo la capacità ingegneristica si traduce direttamente in un vantaggio in termini di costi?

La superiorità tecnologica di JS si trasforma infatti in competitività sui costi. Innanzitutto, JS può migliorare l'efficienza della lavorazione e ridurre i tempi di lavorazione attraverso l'ottimizzazione del processo di lavorazione e della progettazione degli utensili e la conseguente riduzione dei costi di lavorazione.

In secondo luogo, JS è in grado di risolvere complessi problemi di lavorazione, ridurre i tassi di scarto e rilavorazione e diminuire i costi nascosti. In terzo luogo, le soluzioni personalizzate di JS sono in grado di soddisfare le esigenze specifiche dei clienti, creare valore per i prodotti e, infine, raggiungere la competitività sul mercato.

I costi impliciti ed espliciti sono incorporati nel prezzo della nostra fresatura CNC . Puoi avere una ripartizione su Internet prima di ordinare in modo da avere in mente i costi di proprietà. Quando lavori con noi, ti consentiremo di ottenere vantaggi sia in termini di costi che di ingegneria.

Caso di studio: fresatura di una staffa per specchio scanner in titanio monoblocco per un'azienda Lidar

Background del cliente

Il cliente aveva bisogno di una staffa in titanio con un elevato rapporto di aspetto. In passato aveva provato a collaborare con due fornitori, ma il tasso di resa era pari allo 0%. Ciò era dovuto principalmente alla complessità della struttura della staffa, alla difficoltà di lavorazione e ai requisiti di altissima precisione e qualità della superficie.

Problemi: le nervature sottili erano soggette a fratture dovute alle vibrazioni, troppa distorsione termica e scarsa rugosità superficiale dell'assemblaggio. Tutti questi problemi facevano sì che il pezzo risultasse al di sotto degli standard del cliente.

Intervento di ingegneria JS

1. Progettazione per la produzione (DFM):

Attraverso la scansione 3D e la simulazione degli elementi finiti, è stato possibile determinare i seguenti difetti nel progetto originale:

①La transizione ad angolo retto delle nervature sottili era soggetta a fratture alla frequenza di risonanza di 120 Hz.

2. Si è verificata un'interferenza dell'utensile a causa della mancanza di sottosquadro sul fondo della cavità profonda.

3. Non c'era alcuna tolleranza di lavorazione della superficie di assemblaggio e non era possibile compensare la deformazione termica.

La soluzione di ottimizzazione prevista e suggerita prevedeva nervature trapezoidali (superiore 1,5 mm, inferiore 2 mm), una tolleranza di lavorazione aggiuntiva di 0,5 mm e l'introduzione di un sottosquadro di R0,8 mm vicino alla base della tasca profonda, soluzione più che accettabile per il cliente.

2. Soluzione su misura:

• Sistema di fissaggio:

È stato utilizzato un morsetto idraulico autoregolante a tre punti con una pressione di serraggio variabile di 5-8 MPa. La frequenza di vibrazione della lavorazione è stata ridotta da 120 Hz a meno di 45 Hz tramite un'unità di smorzamento idraulico per evitare l'intervallo di frequenza di risonanza del materiale. Sono stati utilizzati cuscinetti in PTFE di grado Shore A 90 tra le interfacce per evitare graffi sulla superficie della lega di titanio e anche per il 30% di assorbimento dell'energia vibrazionale.

• Strumenti e metodi di taglio:

Sgrossatura: è stata utilizzata una fresa in metallo duro a grana ultrafine da 16 mm con rivestimento AlTiN da 4 μm. Condizioni di taglio : 80 m/min, avanzamento 0,1 mm/giro, raffreddamento a nebbia d'olio e gocce da 5 μm, temperatura controllata a ≤250 °C e rimozione del 70% del materiale ad alta velocità.

Semi-finitura: la semi-finitura è stata eseguita con una fresa in ceramica da 10 mm in modo da sfruttare al meglio la sua resistenza termica per ottenere una deformazione termica minima. La velocità di taglio è stata aumentata a 120 m/min, con una tolleranza di finitura di 0,3 mm.

Finitura: la finitura è stata eseguita con una fresa PCD da 6 mm con grana diamantata da 3 μm a 150 m/min. È stata applicata l'interpolazione circolare in base alle specifiche di rugosità superficiale richieste.

• Controllo di processo:

Dopo la sgrossatura è stato eseguito un trattamento di invecchiamento sotto vuoto (300°C, 3 ore, vuoto 10⁻³Pa) per ridurre del 60% lo stress residuo.

L'invecchiamento naturale è stato eseguito tre volte (24 ore ogni volta, temperatura ambiente 23±2°C) durante la semifinitura . La deformazione è stata controllata dopo ogni intervallo di invecchiamento per confermare ≤0,05 mm.

Lavorazione di precisione : è stata utilizzata la misurazione online a tre coordinate (precisione di 0,0005 mm), con letture di 5 minuti e velocità di avanzamento in tempo reale regolata a ±0,001 mm per garantire una tolleranza stabile di ±0,005 mm.

Valore e risultati

Infine, il tasso di resa del componente è stato aumentato dallo 0 a oltre il 95% . La planarità della superficie di montaggio chiave era di 2,8 μm secondo la misurazione, la rugosità della superficie era Ra0,28 e la deformazione termica è stata controllata al di sotto di 0,03 mm/m (al di sotto del requisito del cliente di 0,05 mm/m).

Il periodo di consegna è stato ridotto dai 45 giorni inizialmente stimati a 28 giorni , con un risparmio per il cliente di 280.000 dollari in spese di produzione di prova e consentendo al suo prodotto LiDAR di ottenere la certificazione di livello automobilistico nei tempi previsti.

La custodia del supporto del radar laser testimonia la forza di JS. Se hai bisogno di parti fresate CNC , contattaci. Con le nostre soluzioni personalizzate, sarai in grado di abbattere le barriere della lavorazione e raggiungere il successo del progetto.

Perché JS Milling Supplier è la scelta migliore?

Tra i vari fornitori di fresatura CNC, la scelta migliore è JS per i seguenti motivi:

Ottima capacità ingegneristica e vasta esperienza

JS è in grado di risolvere una varietà di problemi associati alla fresatura di metalli duri, come elevati tassi di scarto e finiture superficiali. I servizi di produzione di fresatura CNC personalizzati forniti internamente da JS offrono soluzioni personalizzate nel tentativo di soddisfare le specifiche esigenze del cliente.

Controllo di qualità del prodotto di alta qualità

I prodotti di alta qualità di JS sono di alta qualità e un sistema di controllo qualità estremamente rigoroso garantisce la precisione dei pezzi e la finitura superficiale. Inoltre, i servizi di fresatura CNC online di JS sono convenienti, efficienti e rapidi da quotare e consegnare.

Rapporto costo-efficacia competitivo

Dal punto di vista dei costi, il prezzo della fresatura CNC di JS può essere relativamente più alto, ma l'elevata qualità del prodotto, il basso tasso di scarti e il basso costo di proprietà consentono ai clienti di ottenere un valore ingegneristico migliore.

JS è il tuo fornitore di riferimento per la fresatura con servizi di produzione di fresatura CNC personalizzati, studiati appositamente per soddisfare le tue esigenze. Ordinare è semplice: comunicaci le tue esigenze, decidi il tuo progetto e noi iniziamo a produrre. L'intero processo è rapido e affidabile. Vieni a trovarci.

Domande frequenti

D1: Come garantite un "tasso di rottamazione inferiore al 5%"? Cosa fate se questo limite viene superato?

Questo non è uno slogan, è una dichiarazione di fiducia di JS nelle sue capacità di controllo ingegneristico. Se, per colpa nostra, dovessimo superare questa soglia, rimborseremo tutte le spese di materiali e manodopera e invieremo immediatamente il nostro miglior team di ingegneri a visitare il sito e a migliorare il processo.

D2: Quali sono gli aspetti chiave da considerare nella scelta del fluido da taglio per la fresatura di metalli difficili da lavorare, come le leghe di titanio e le leghe ad alta temperatura a base di nichel?

Si dovrebbe dare priorità alla selezione di tipi contenenti additivi per pressioni estreme, con concentrazioni controllate tra l'8% e il 10%. Allo stesso tempo, è necessario garantire una pressione di iniezione e una portata sufficienti per evitare l'ossidazione del materiale o la rapida usura degli utensili.

D3: Se il cliente modifica temporaneamente i requisiti di precisione dei pezzi durante l'elaborazione, JS può rispondere tempestivamente e modificare il piano?

Certamente. Il team tecnico valuterà immediatamente la fattibilità delle modifiche, ottimizzerà nuovamente i parametri di lavorazione, le configurazioni degli utensili e gli standard di collaudo, riducendo al minimo l'impatto sul ciclo di consegna, garantendo al contempo la qualità.

Riepilogo

Se vi trovate ad affrontare metalli difficili da fresare, JS è sicuramente la scelta migliore. In qualità di fornitore esperto di fresatura CNC, JS vanta una maggiore capacità ingegneristica, una vasta esperienza e un servizio di qualità superiore nella produzione di fresature CNC personalizzate.

JS è leader nel settore nella risoluzione dei problemi principali dei metalli difficili da fresare e nell'offerta di un valore ingegneristico conveniente. I nostri servizi di fresatura CNC online offrono praticità in tempo reale e semplicità, componenti di fresatura CNC di qualità garantita e prezzi accessibili. Scegli JS Precision Manufacturing per le tue esigenze di fresatura di metalli difficili da fresare.