Микрообработка на станках с ЧПУ для мелких деталей: задача создания идеальных зенковок.

Микрообработка на станках с ЧПУ является основой высокоточного производства. В аэрокосмических микросенсорах отклонение даже на 0,02 мм в зенковочном отверстии диаметром 1,8 мм может привести к сбою сигнала, а в медицинских имплантатах нестабильность размеров крошечных зенковочных отверстий напрямую влияет на биосовместимость с человеческим организмом.

Приведенные выше сценарии показывают, насколько важна точность изготовления мелких деталей и насколько центральное место занимает обработка на станках с ЧПУ для обеспечения точности. Это требует тщательного выбора поставщика деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, который обладает опытом в микрообработке на станках с ЧПУ.

В этой статье подробно разбирается основа обработки отверстий с идеальной зенковкой, а также описывается, как компания JS Precision обеспечивает надежную обработку деталей на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу, используя передовые технологии обработки на станках с ЧПУ для решения задач обработки на микронном уровне .

Краткое изложение основных ответов

Основные выводы

• Идеально зенкованные отверстия представляют собой системную инженерную задачу, поскольку они отражают оптимальную возможную синергию между геометрической точностью режущего инструмента, динамикой шпинделя, свойствами материала и системами охлаждения.
• В основе микропроизводства лежит стабильность: важнее, чем стремление к экстремальным параметрам, является контроль вибрации, термической деформации и износа инструмента для обеспечения единообразия каждой детали.
• Совместная разработка дизайна на ранних этапах может снизить затраты более чем на 30%: это связано с тем, что включение рекомендаций по технологичности производства в процесс проектирования может уменьшить сложности и проблемы, связанные с обработкой деталей на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу.
• Выбор поставщика подразумевает выбор инженерных партнеров: это означает, что хорошие поставщики деталей, изготовленных на станках с ЧПУ, должны быть способны предоставлять не только коммерческие предложения, но и всестороннюю техническую поддержку, такую ​​как анализ DFM (проектирование для производства).

Почему стоит доверить компании JS Precision Machining изготовление деталей на заказ?

Компания JS Precision имеет 15-летний опыт работы в отрасли станков с ЧПУ, специализируясь, в частности, на микрообработке на станках с ЧПУ и производстве прецизионных мелких деталей. Мы обслужили более 5000 клиентов , предлагая индивидуальные решения для самых разных отраслей — от аэрокосмической промышленности и медицинского оборудования до высококачественной электроники.

В нашем распоряжении более 120 высокоточных обрабатывающих станков, включая 30 сверхскоростных пятиосевых микрообрабатывающих центров с ЧПУ, обеспечивающих погрешность повторения не более ±0,002 мм при скорости вращения 30 000–60 000 об/мин.

Что касается критериев контроля качества, мы строго следуем рекомендациям ISO 6789 , а именно: «Сборочные инструменты для винтов и гаек — ручные динамометрические инструменты». Мы также разработали полноценный процесс тестирования с использованием современных контрольных приборов, таких как лазерные конфокальные микроскопы и координатно-измерительные машины с микрозондами, с точностью измерения ±0,001 мм.

Таким образом, все изготовленные нами на заказ детали, обработанные на станках с ЧПУ, производятся с высокой точностью в соответствии с проектными параметрами. За последние три года коэффициент соответствия продукции стабильно превышает 99,8% , а коэффициент повторных покупок клиентов составляет более 75%.

Помимо этого, у нас также есть команда из более чем 50 ведущих инженеров, готовых предложить клиентам комплексные технические услуги , от анализа DFM до оптимизации производства .

Мы также однажды помогли клиенту из медицинской отрасли увеличить выход годной продукции при производстве микроразъемов из титанового сплава с 65% до 99,8% и снизить общие затраты на 25% благодаря нашему решению для обработки зенкованных отверстий.

Хотите убедиться в наших технических преимуществах, а также в выгоде от наших услуг? Свяжитесь с техническими консультантами JS Precision и расскажите им о ваших требованиях к деталям, изготовленным на станках с ЧПУ. В ответ мы предложим вам бесплатный анализ DFM и ценовое предложение. Кроме того, мы можем выслать вам примеры выполненных работ, соответствующих стандарту ISO 6789.

Каким образом микрообработка на станках с ЧПУ обеспечивает высокоточное изготовление мелких деталей?

Процесс микрообработки на станках с ЧПУ является основой для высокоточного производства мелких деталей и обычно требует высокотехнологичного оборудования, профессиональной резки и научно разработанных технологических процессов.

1. Станок и шпиндель: ключ к миллиметровым различиям:

Для микростанков с ЧПУ требуется высокая жесткость, линейные энкодеры с шагом 0,1 мкм и шпиндели со скоростью вращения от 30 000 до 60 000 об/мин. Оборудование, принадлежащее компании JS Precision, позволяет снизить вибрацию при резке, точно контролировать траекторию , уменьшить усилие резания микроинструментов и обеспечить высокую точность.

2. Искусство и наука режущих инструментов микродиаметра:

В основном используются твердосплавные и/или алмазные режущие инструменты с диаметром менее 1 мм. Биение прецизионных режущих инструментов составляет менее 0,003 мм. Параметры совместимости материалов приведены в таблице ниже:

Точное согласование параметров инструмента может повысить точность обработки и срок службы инструмента.

3. Стратегическая резка и охлаждение:

Благодаря применению метода « малой глубины резания и высокой скорости подачи », а также использованию технологий распылительного охлаждения или низкотемпературного холодного воздуха, удалось надлежащим образом контролировать удаление стружки и температуру, что обеспечило стабильность размеров.

Какие методы зенковки на станках с ЧПУ позволяют добиться безупречной сборки?

Точное зенкование отверстий определяет надежность всей сборки. В основе методов зенкования на станках с ЧПУ лежат выбор инструмента, настройка параметров и оптимизация траектории.

1. Выбор инструмента: 90° или 120°? Это не только вопрос угла.

Сверла с зенковкой под углом 90° подходят для общей сборки, а сверла под углом 120° — для высокопрочных соединений в аэрокосмической отрасли . Для обработки алюминиевых сплавов используются инструменты с алмазным покрытием для улучшения качества поверхности , а для обработки нержавеющей стали — инструменты с покрытием TiAlN для увеличения срока службы инструмента.

2. Золотое правило параметров: скорость вращения шпинделя, скорость подачи и цикл прерывистого сверления.

Для обработки различных материалов и инструментов требуются определенные параметры обработки, как показано ниже:

Для зенкованных отверстий с большим соотношением глубины к диаметру требуется цикл сверления с прерывистым вращением сверла, чтобы избежать засорения стружкой и ухудшения качества обработки.

3. Оптимизация пути выполнения программы

Компания JS Precision использует спиральную интерполяцию для процесса подачи и рациональное возвратно-поступательное движение, чтобы предотвратить образование заусенцев и следов вибрации при открытии отверстия.

Хотите узнать больше о конкретных методах зенковки на станках с ЧПУ ? Свяжитесь с компанией JS Precision, чтобы запросить для скачивания «Технический документ по технологии зенковки».

Рисунок 1. Схематическое инженерное описание структуры зенкованного отверстия, иерархии слоев, а также функций сверления и снятия фаски инструментом.

Ловушки и контрмеры: какие факторы могут испортить потайное отверстие при обработке на небольших станках с ЧПУ?

Проблемы, возникающие при зенковке отверстий в небольших станках с ЧПУ, включают образование заусенцев вокруг отверстия, вибрации или следы на конических поверхностях, а также проблемы с точностью размеров. Компания JS Precision предлагает следующие решения этих проблем:

Проблема 1: Заусенцы и разрывы в отверстии.

Заусенцы на отверстии: К факторам, способствующим возникновению проблемы, могут относиться затупившиеся режущие инструменты, неправильные параметры резки или вязкость обрабатываемого материала. Для решения этой проблемы рекомендуется часто заменять режущие инструменты, оптимизировать параметры резки или проводить вторичную чистовую обработку прецизионных деталей.

Проблема 2: Плохая шероховатость конусной поверхности или следы вибрации.

Следы на конических поверхностях: вызваны вылетом инструмента, недостаточной жесткостью зажима или резонансом, обусловленным параметрами. Устранить проблему можно, уменьшив длину держателя инструмента, повысив жесткость зажима и избегая резонансных параметров.

Проблема 3: Несоответствие глубины и диаметра

Несоответствие размеров: Из-за износа инструмента, движения шпинделя или несоответствия базовой точки заготовки. Решение: Увеличение срока службы инструмента за счет регулярной замены инструмента и проверки шпинделя для определения правильной базовой точки заготовки.

Рисунок 2. Сверло для станка с ЧПУ обрабатывает металлическую заготовку для зенковки отверстия.

Как контролировать абсолютную глубину потайных отверстий при прецизионном изготовлении мелких деталей?

Абсолютная глубина зенкованного отверстия влияет на плоскостность винта и является ключевым показателем для высокоточной обработки мелких деталей, требующим соблюдения стандартов ISO 8015. JS. Точный контроль глубины с использованием трех методов.

• Предварительная настройка инструмента и онлайн-компенсация: Длина предварительной настройки инструмента ±0,001 мм была дополнена коррекцией в режиме реального времени с помощью программного обеспечения, учитывающего износ, а также онлайн-коррекцией с помощью контактного датчика с точностью ±0,005 мм .
• Стратегия контроля глубины в программировании: для контроля глубины используется функция CAM «Обработка нижней поверхности» , а для обработки наклонных и криволинейных поверхностей применяется «нормальная подача» для обеспечения одинаковой глубины.
• Пружинистость материала и проверка: Пружинистость учитывается при первом изготовлении прочного материала, а также проводится проверка с помощью оптического профилометра и координатно-измерительной машины для обеспечения соответствия допускам.

Как добиться быстрого и экономичного производства за счет оптимизации процесса обработки деталей на небольших станках с ЧПУ?

Сохраняя точность, обеспечиваемую высокоточным изготовлением мелких деталей, компания оптимизировала процесс мелкомасштабной обработки на станках с ЧПУ в трех измерениях, чтобы обеспечить быстрое и экономичное производство на предприятии JS Precision.

• Интеллектуальная компоновка: программное обеспечение CAM помогает оптимизировать компоновку листового материала, тем самым повышая эффективность использования материала на 40–65% , сокращая время простоя станков и общую эффективность.
• Автоматизация и быстрая переналадка: использование быстросменных приспособлений с нулевой точкой крепления и роботов для погрузки и разгрузки позволяет сократить время переналадки до нескольких минут. Эффективность оборудования повышается до более чем 85%.
• Интеллектуальное управление инструментальным магазином: инструментальные магазины, вмещающие 120 и более инструментов , в сочетании с программным обеспечением для управления способны автоматически извлекать инструменты, отслеживать срок их службы и минимизировать время простоя, связанное с ожиданием смены инструмента.

Хотите снизить затраты и повысить эффективность вашего небольшого предприятия по обработке деталей на станках с ЧПУ ? Свяжитесь с инженерами-технологами компании JS Precision и расскажите им о своих потребностях в изготовлении деталей на заказ с помощью станков с ЧПУ. Мы в JS Precision можем оптимизировать процесс обработки и предложить решения, которые позволят снизить себестоимость продукции.

Что делать, если изготовленные на станке с ЧПУ детали выходят за рамки традиционной конструкции?

Глубокие отверстия, тонкостенные компоненты и другие сложные детали, изготовленные на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу, представляют собой еще более сложную задачу. Компания JS Precision с легкостью преодолевает все эти трудности, используя свои передовые технологии и индивидуальные решения .

• Пятиосевая микрофрезерная обработка на станках с ЧПУ: обработка пяти поверхностей за одну установку, что позволяет преодолеть проблемы с ошибками позиционирования при повторяющихся операциях обработки криволинейных поверхностей.
• Специально разработанные приспособления: Эти приспособления помогают равномерно распределять усилие , предотвращая деформацию металла. Примеры: вакуумные расширительные приспособления и т. д.
• Микроэлектроэрозионная обработка (микро-ЭЭО): используется для микроотверстий с высоким соотношением сторон ≥0,1 мм или для обработки твердых материалов, а также может рассматриваться как дополнение к фрезерной обработке на станках с ЧПУ .

Какова стоимость обработки на станках с ЧПУ для небольших партий заказов?

Стоимость мелкосерийного изготовления деталей на станках с ЧПУ можно оптимизировать. Компания JS Precision подробно разбирает структуру затрат на обработку на станках с ЧПУ и предлагает решения по их снижению.

1. Анализ формулы расчета себестоимости:

В таблице ниже показана структура затрат и потенциал оптимизации для различных размеров партий, наглядно демонстрирующие основную логику влияния затрат:

В затраты входят материалы, оплата труда станочников, инженерная подготовка и стоимость оснастки, причем все эти затраты напрямую связаны с материалами, оборудованием и технологическими процессами.

2. Экономическое преимущество решения JS Precision для оптимизации: JS Precision косвенно минимизирует различные другие расходы за счет оптимизации DFM, например, экономя 30% человеко-часов за счет замены 4-осевого станка на 3-осевой.

3. Ценовые преимущества для небольших партий заказов: стандартизированные процессы + модульная подготовка, подходит для объемов от 1 до 100 единиц, разумные цены без высокого минимального порога.

Хотите узнать, сколько будет стоить обработка на станках с ЧПУ для вашего мелкосерийного заказа? Просто предоставьте компании JS Precision ваши требования к деталям, изготовленным на станках с ЧПУ, включая количество, и JS Precision предоставит четкую и подробную разбивку стоимости для ваших потребностей в мелкосерийном производстве.

Рисунок 3. Металлические детали, обработанные серийно, с аккуратно расположенными потайными отверстиями.

Как получить мгновенную оценку стоимости деталей, изготовленных на станке с ЧПУ, всего одним щелчком мыши?

Компания JS Precision разработала эффективную онлайн-систему для удобного и прозрачного расчета стоимости деталей, изготовленных на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу.

• Подготовка «идеального пакета запроса на коммерческое предложение»: Полный пакет запроса на коммерческое предложение должен включать 2D-чертежи с указанием допусков, 3D-чертеж в формате STEP, требования к материалам/обработке поверхностей и требуемое количество.
• Загрузка изображений на онлайн-портал и интеллектуальный анализ с помощью ИИ: После загрузки изображений в онлайн-систему, система ИИ способна автоматически анализировать характеристики детали и в течение нескольких минут генерировать предварительную смету с рекомендациями по DFM (проектированию с учетом технологичности производства).
• Плавный переход от предварительной сметы к официальному заказу: После получения первоначального предложения с вами свяжется назначенный менеджер по работе с клиентами, чтобы ответить на любые вопросы и обеспечить плавный переход от составления сметы к оформлению заказа.

Пример из практики: Компания JS Precision достигла допуска по глубине зенкованных отверстий 0,05 мм для разъемов из титанового сплава.

Проблема клиента

Заказчик, поставщик медицинского оборудования, требует изготовления миниатюрного разъема из титанового сплава (Ti6Al4V). Разъем имеет четыре отверстия диаметром φ1,5 мм, зенкованные под углом 90°, с допуском по глубине ±0,05 мм.

Клиент сотрудничал с поставщиком деталей, изготовленных на станках с ЧПУ . Продукция первоначального поставщика имела выход годной продукции всего 65% из-за сложности обработки титановых сплавов, что приводило к протечкам в сборке из-за глубины микрометровых допусков на отверстия.

JS Precision Solution

Для удовлетворения этого требования компания JS Precision сформировала команду технических экспертов и разработала индивидуальное решение.

• Оборудование: Вместо использования традиционных сверлильно-нарезных центров мы выбрали высокопрочный пятиосевой микрообрабатывающий центр с ЧПУ, обладающий осевой подвижностью шпинделя .
• Инструменты: Использовались сверх острые зенковочные сверла из титанового сплава с внутренними охлаждающими отверстиями. Биение инструментов было сведено к минимуму и составляло менее 0,002 мм .
• Процесс: Для обработки использовались профессиональные методы зенковки на станках с ЧПУ : низкоскоростная резка, средняя подача , прерывистое сверление и программирование траектории резания таким образом, чтобы обеспечить спиральное вхождение режущей кромки для минимизации образования заусенцев в отверстиях, которые возникают при традиционном сверлении.
• Одновременно мы внедрили онлайн-механизм компенсации, который автоматически запрашивает датчик для проверки глубины зенковочного отверстия каждые 50 обработанных деталей и выполняет компенсацию износа инструмента.

Результаты

Благодаря этому решению, первая партия образцов, состоящая из 500 штук, полностью удовлетворяла требованиям к допуску по глубине, обеспечивая 100% отсутствие заусенцев в отверстиях. Кроме того, после крупномасштабного производства 10 000 штук, процент выхода годных изделий превысил 99,8% , эффективность сборки для заказчиков повысилась на 40%, а затраты снизились на 25%.

Если у вас также возникают проблемы с прецизионной обработкой, вы можете написать нам по электронной почте, если вам необходимы детали, изготовленные на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу . Наша команда предложит вам решение для преодоления любых технологических трудностей.

Рисунок 4. Миниатюрный разъем из титанового сплава (Ti-6Al-4V) с потайным отверстием под углом 90°.

Часто задаваемые вопросы

В1: Какой минимальный размер продукции вы можете стабильно перерабатывать?

Компания JS Precision оснащена оборудованием для микрообработки с ЧПУ, позволяющим выполнять точную обработку деталей с точностью до 0,1 мм, при этом размер готовой детали составляет 1 мм , а точность контроля допусков — ±0,005 мм, что достаточно для обработки прецизионных компонентов малых размеров.

В2: Как обеспечить, чтобы мелкие детали не были сдуты ветром или деформированы во время обработки?

При обработке мелких деталей мы используем микровакуумные зажимы , присадочные материалы из низкоплавких сплавов или мягкие зажимные губки. Кроме того, мы стремимся оптимизировать параметры обработки, чтобы уменьшить механические напряжения, а также предотвратить сдувание или деформацию деталей.

В3: Какие виды обработки поверхности можно применять к мелким компонентам?

Среди предлагаемых нами решений по обработке поверхности микродеталей можно выделить микродуговое оксидирование, химическое никелирование, PVD-покрытие, пассивацию и прецизионную пескоструйную обработку, в зависимости от размера, типа и назначения детали .

Вопрос 4: Что именно входит в «плату за инженерную подготовку», указанную в смете?

В соответствии с предложением, «плата за инженерную подготовку» включает в себя время, затраченное на программирование CAD/CAM, планирование процесса, изготовление специальных инструментов и приспособлений, обработку первой детали и полноразмерную проверку/верификацию.

В5: Каков типичный срок доставки заказов небольшими партиями?

Небольшие заказы составляют от 5 до 50 штук, используются стандартные материалы и технологии. Срок выполнения обычно составляет 7-15 рабочих дней , включая время обработки поверхности. Для срочных заказов мы можем предложить ускоренную доставку, что сократит время доставки до 3-7 дней .

В6: Как вы обнаруживаете такие мельчайшие детали и допуски?

Мы располагаем оптическим измерительным прибором со сверхвысоким увеличением, лазерным конфокальным микроскопом и координатно-измерительной машиной с микрозондом (диаметр 0,3 мм). Точность нашего контроля на порядок выше точности механической обработки , что гарантирует точный контроль мельчайших деталей и допусков.

В7: Если мой дизайн потребует доработки, насколько это повлияет на сроки и стоимость выполнения заказа?

Все запросы на изменение дизайна можно отправлять через специальный канал. Мы рассмотрим результаты изменений в течение 4 часов. Незначительные изменения, такие как размеры радиуса скругления углов, обычно бесплатны; если же произойдут какие-либо структурные изменения, будет предложена новая смета и сроки выполнения. Весь процесс прозрачен и открыт.

В8: Вы поддерживаете заказы, состоящие из смешанных материалов или нескольких деталей?

Компания JS Precision полностью поддерживает заказы, сочетающие в себе различные материалы или несколько деталей. Мы можем эффективно обрабатывать мелкие детали из разных материалов и различной конструкции, используя общие ресурсы для инженерной подготовки, что обеспечивает удобство и оптимизирует общие затраты для наших клиентов.

Краткое содержание

Успех или неудача зависят от нескольких микрометров, точность – это всё. Идеальная обработка потайных отверстий никогда не может быть вершиной какой-либо одной технологии, а скорее результатом совокупности оборудования, инструментов, процессов и опыта.

Оснащенная микростанками с ЧПУ, компания JS Precision применяет профессиональные технологии, отличается скрупулезным подходом и обеспечивает эффективное обслуживание для достижения высочайшей точности при обработке каждой мельчайшей детали.

Независимо от того, испытываете ли вы трудности с обработкой потайных отверстий или ищете экономичные решения для изготовления деталей на станках с ЧПУ по индивидуальному заказу, обратите внимание на JS Precision — одного из надежных поставщиков деталей, изготовленных на станках с ЧПУ.

Оцените преимущества точных, прозрачных и эффективных производственных услуг уже сегодня. Посетите веб-сайт JS Precision и загрузите файлы с проектом вашей детали . Вы получите подробную смету в течение нескольких часов, включая анализ технологичности и рекомендации по оптимизации. Сделайте первый шаг к воплощению вашего проекта в идеальную реальность.