Jusheng

Случалось ли вам когда-нибудь сталкиваться с тем, что ценный титановый сплав TC4 после десятков часов точной обработки отправлялся в брак из-за проблем с инструментом в последнюю минуту или его вибрации? Это приводило к значительному срыву сроков выполнения проекта. Проблема редко кроется в конструкции, а скорее в неспособности выбранного вами поставщика фрезерного оборудования работать со сверхтрудными металлами.

В связи с ростом использования труднообрабатываемых металлов в высокотехнологичных отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность и медицина, для успеха вашего проекта теперь критически важно иметь надежного партнера по обработке. В этой книге мы представляем вам инженерные знания JS в области фрезерования труднообрабатываемых металлов, которые помогут вам преодолеть ваши трудности.

Краткое изложение основных ответов

В этой статье будут рассмотрены следующие вопросы:

Как преодолеть фундаментальные проблемы фрезерования труднообрабатываемых металлов, разрыв в стоимости и ценности JS по сравнению с аналогами , какие выводы можно сделать из реальных примеров JS и причины, по которым JS стала предпочтительным поставщиком фрезерного оборудования для фрезерования труднообрабатываемых металлов.

Почему стоит доверять этому руководству?

Компания JS имеет большой опыт в области фрезерной обработки с ЧПУ , способна обрабатывать более 100 типов материалов, таких как металлы, конструкционные пластики и высокотемпературные смолы, точно подбирая параметры процесса и контролируя характеристики материала и точки прилегания фрезерования.

Для сложных структурных компонентов, таких как тонкостенные и глубокополостные детали, проблема деформации решается за счет оптимизации траекторий инструмента и использования технологии 5-координатной обработки , а допуск стабилизируется до ± 0,005 мм.

Мы также осваиваем сложные процессы обработки поверхности, такие как пескоструйная обработка, нанесение покрытий, анодирование и т. д., что придает деталям превосходный внешний вид и особые эксплуатационные характеристики, полностью отвечающие требованиям прецизионного производства.

Данное руководство основано на обширном опыте JS в фрезеровании труднообрабатываемых металлов. Согласно многочисленным экспериментам и испытаниям на месте, наши технические специалисты накопили ценный опыт в области процесса фрезерования, контроля параметров и обработки труднообрабатываемых металлов.

Это руководство станет для вас ценным справочником, который поможет вам преодолеть трудности, возникающие при обработке на станках.

Компания JS имеет богатый опыт фрезерования металлов, трудно поддающихся обработке на станках, и это руководство является солидным практическим опытом. Как специализированный поставщик фрезерных станков, мы гарантируем качество наших услуг по изготовлению фрезерных станков с ЧПУ на заказ и заслуживаем вашего доверия.

Основные вопросы фрезерования твердых металлов и инженерные решения JS

Обработка твердых металлов (например, титановых сплавов, никелевых суперсплавов и высокопрочных сталей) является технологически сложной областью обработки. Эти твердые, стойкие, высокопрочные и обладающие низкой теплопроводностью материалы особенно сложно фрезеровать.

Имея за плечами многолетний опыт профессионального изготовления фрезерных станков с ЧПУ на заказ, компания JS применяет свои инженерные решения для решения этих проблем.

Задача 1: Жуткие проценты на отходы — как добиться их постоянного снижения ниже 5%

Причиной высокого процента брака при фрезеровании труднообрабатываемых металлов является взаимодействие механических свойств материала и процесса фрезерования. Титановые сплавы имеют прочность на разрыв более 1000 МПа и усилие фрезерования на 30–50% выше, чем у обычной стали.

Кроме того, их теплопроводность составляет 1/5–1/10 от теплопроводности стали № 45. Тепловая обработка при резании повышает температуру инструмента до 800–1000 °C и ускоряет износ и выход из строя.

Отраслевая статистика показывает, что у компаний, впервые обрабатывающих труднообрабатываемые металлы, процент брака обычно превышает 20%, а для сложных деталей — даже 50%. Компания JS Company принимает следующие технические меры для обеспечения равномерного уровня брака менее 5%:

1.Проверка предварительной обработки сырья:

Сырье проходит тщательную проверку с использованием спектрометров и твердомеров. Скорость резки регулируется в зависимости от колебаний твердости между партиями титановых сплавов с максимальным отклонением 5%.

2.Оптимизация системы инструментов:

Инструменты из твердого сплава с мелкозернистым зерном (3–5 мкм) с покрытием AlTiN используются для повышения износостойкости более чем на 40%. Специальные передние углы инструмента (-5–10°) и задние углы (5–12°) снижают сопротивление резанию и нагрев.

3.Адаптивное управление параметрами обработки:

Интеллектуальная система ЧПУ контролирует силу резания и крутящий момент в режиме реального времени. Если скорость превышает 10%, она автоматически уменьшает скорость подачи на 15–20%, а глубину резания на 10–15%.

4.Контроль качества на всех этапах процесса:

Точки трехмерного измерения располагаются на каждом этапе обработки с использованием инструментов с точностью 0,001 мм, чтобы гарантировать, что погрешности размеров процесса не превысят 50% от проектного допуска.

Задача 2: Строгие требования к поверхности — можно ли получить зеркальную полировку титановых сплавов Ra0,2?

Достижение зеркальной поверхности Ra0,2 в титановых сплавах является одной из проблем. Его химическая активность легко приводит к образованию оксидной пленки при фрезеровании, что увеличивает трение. Его пластичность легко приводит к образованию наростов на кромке, что приводит к потере целостности поверхности. Кроме того, даже незначительная вибрация оборудования (амплитуда>0,001 мм) влияет на зеркальную поверхность.

Основными технологиями компании JS для получения зеркальной поверхности Ra0,2 на титановых сплавах являются:

1. Сверхточные станки: скорость шпинделя 20 000 об/мин, радиальное и осевое биение ≤0,0005 мм, точность позиционирования направляющих 0,001 мм/300 мм.

2. Ультраспециальная смазочно-охлаждающая жидкость: водоразбавленная смазочно-охлаждающая жидкость с противозадирными присадками в концентрации 8%-10%, давление впрыска 0,8-1,2 МПа, расход 20-30 л/мин и температура резки в контролируемых условиях менее 300 °C.

3.Многоступенчатая схема обработки резания: «Черновая обработка – Получистовая обработка – Чистовая обработка – Суперфинишная обработка». Суперфинишная обработка использует небольшую глубину резания (0,05–0,1 мм) и высокую скорость подачи (1000–1500 мм/мин) с круговой интерполяцией.

4. Зеркальная полировка: механическая полировка алмазной пастой (зернистость W0,5) под давлением 0,1-0,2 МПа и скоростью 1500-2000 об/мин, при этом снимается микрослой (0,005-0,01 мм) для устранения поверхностных дефектов.

Задача 3: Сложные проблемы. Какие еще «невидимые» проблемы существуют?

При резке труднообрабатываемых металлов часто возникают «скрытые» проблемы, которые легко упускаются из виду и влияют на качество и производительность обработки.

1. Остаточное напряжение при обработке на станке приводит к деформации детали (0,1–0,5 мм/м), что недопустимо для тонкостенных деталей и сложных компонентов. JS использует конечно-элементное моделирование прогнозируемого распределения напряжений и обработку низкотемпературным старением (120–150 °C, 2–4 часа) для снятия более 60% остаточного напряжения.

2. Вибрация инструмента (частота 500–2000 Гц, амплитуда 0,001–0,01 мм) может приводить к появлению следов на поверхности из-за вибрации. JS имеет датчик вибрации для мониторинга (частота дискретизации 10 кГц), чтобы анализировать частоту вибрации и управлять скоростью шпинделя или заменять инструменты высокой жесткости таким образом, чтобы разница частот составляла более 20 % для устранения вибрации.

3. Анизотропия материала (например, кованые титановые сплавы) приводит к различиям в механических свойствах в разных направлениях (различия в модулях упругости 5–10 %), что приводит к неравномерной шероховатости поверхности (различия в Ra 0,4 и выше).

JS измеряет степень анизотропии посредством испытаний и снижает скорость подачи на 10–15 % там, где направленная анизотропия очень высока, пытаясь добиться равномерного качества обработки.

JS решает все вопросы фрезерования твердых металлов, включая процент брака и требования к качеству поверхности. Заказать просто: сообщите нам онлайн, что вам нужно, и мы разработаем план и профессионально изготовим прецизионные детали с помощью фрезерования с ЧПУ. Мы будем рады вам помочь.

Сравнение «истинной стоимости» и «стоимости проекта»

Стоимость и ценность проекта являются одними из факторов, которые компании используют при выборе поставщиков оборудования для фрезерования с ЧПУ. В данном случае мы сравниваем JS с другими компаниями (xometry, protolabs и rapiddirect), сравнивая разницу в «реальной стоимости» и «ценности проекта» в расценках, сборах за обработку и других факторах.

JS против других конкурентов аналогичного размера

Сравнение «котировок»: явные и неявные затраты

Явные затраты очень четко указаны в смете, например, стоимость материала, обработка и доставка. Неявные затраты — это затраты, которые возникают при обработке, а не при составлении сметы, например, стоимость доработки, стоимость брака и потери из-за задержки поставки.

Предложение JS подразумевает относительно высокие явные и низкие неявные затраты, поскольку компания предлагает продукцию хорошего качества, имеет низкий процент переделок, влечет низкие расходы на переделок и обеспечивает своевременную поставку.

Некоторые из конкурентов, хотя и могут обладать преимуществами в видимых затратах, страдают от неявных затрат из-за низкого качества обработки, большого объема отходов и большого объема переделок.

Сравнение «затрат на обработку»: стоимость единицы продукции и общая стоимость владения (TCO)

Удельная стоимость относится к стоимости обработки одной единицы детали, тогда как совокупная стоимость владения (TCO) включает все затраты на протяжении всего жизненного цикла детали: от проектирования, обработки, использования до утилизации.

Цена за единицу JS может быть выше, чем у некоторых конкурентов, но стоимость владения ниже, поскольку комплектующие более высокого качества и служат дольше, что снижает потребность в замене и обслуживании. Однако конкуренты, несмотря на более низкую цену за единицу, имеют более низкое качество и долговечность комплектующих, а следовательно, и более высокую общую стоимость владения.

Каким образом инженерные возможности напрямую трансформируются в ценовое преимущество?

Технологическое превосходство JS действительно трансформируется в конкурентоспособность по стоимости. Прежде всего, JS может повысить эффективность обработки и сократить время обработки за счет оптимизации процесса обработки и проектирования инструмента и последующего снижения стоимости обработки.

Во-вторых, JS может решать сложные проблемы механической обработки, сокращать количество брака и доработок, а также сокращать скрытые затраты. В-третьих, индивидуальные решения JS способны удовлетворять особые требования клиентов, создавать ценность для продукции и, в конечном итоге, достигать конкурентоспособности на рынке.

В стоимость наших услуг по фрезерованию с ЧПУ включены как явные, так и неявные расходы. Перед заказом вы можете ознакомиться с подробной информацией в Интернете, чтобы иметь представление о стоимости владения. Работая с нами, мы обеспечим вам как финансовые, так и технические преимущества.

Пример: фрезерование цельного титанового кронштейна зеркала сканера для компании, производящей лидары

История клиента

Клиенту требовался титановый кронштейн с высоким соотношением сторон. Ранее они пытались работать с двумя поставщиками, но процент выхода годных изделий составил 0%. Это было обусловлено в первую очередь сложностью конструкции кронштейна, трудностью его обработки и очень высокими требованиями к точности и качеству поверхности.

Проблемы: тонкие ребра были подвержены разрушению из-за вибрации, слишком большая тепловая деформация и плохая шероховатость поверхности сборки. Все эти проблемы привели к тому, что деталь не соответствовала стандартам заказчика.

Инженерное вмешательство JS

1.Проектирование для производства (DFM):

С помощью 3D-сканирования и конечно-элементного моделирования были определены следующие дефекты исходной конструкции:

①Прямоугольный переход тонких ребер был склонен к разрушению на резонансной частоте 120 Гц.

②Имелось задевание инструмента из-за отсутствия поднутрения на дне глубокой полости.

③Отсутствовал допуск на обработку поверхности сборки, и невозможно было компенсировать термическую деформацию.

Предусмотренное и предложенное решение по оптимизации включало трапециевидные ребра (верхние 1,5 мм, нижние 2 мм), дополнительный припуск на обработку 0,5 мм и введение выточки R0,8 мм вблизи основания глубокого кармана, что было более чем приемлемо для заказчика.

2.Индивидуальное решение:

• Система креплений:

Использовался трехточечный гидравлический саморегулирующийся зажим с переменным давлением зажима 5–8 МПа. Частота вибрации при обработке снижалась со 120 Гц до уровня ниже 45 Гц с помощью гидравлического демпфирующего устройства, чтобы избежать диапазона резонансных частот материала. Между интерфейсами использовались прокладки из ПТФЭ с твердостью по Шору А 90, чтобы избежать царапин на поверхности титанового сплава, а также для поглощения 30% энергии колебаний.

• Инструменты и методы резки:

Черновая обработка: использовалась ультрамелкозернистая твердосплавная фреза диаметром 16 мм с покрытием AlTiN толщиной 4 мкм. Условия резания : 80 м/мин, подача 0,1 мм/об, охлаждение масляным туманом, размер капель 5 мкм, температура поддерживалась на уровне ≤250 °C, съём 70% материала осуществлялся высокоскоростным резом.

Получистовая обработка: Получистовая обработка выполнялась керамической фрезой диаметром 10 мм таким образом, чтобы максимально использовать ее термостойкость для достижения минимальной термической деформации. Скорость резания была увеличена до 120 м/мин с припуском на чистовую обработку 0,3 мм.

Отделка: Отделка проводилась PCD-фрезой диаметром 6 мм с алмазным зерном 3 мкм со скоростью 150 м/мин. В соответствии с требуемой спецификацией шероховатости поверхности применялась круговая интерполяция.

• Управление процессом:

После черновой обработки была проведена обработка вакуумным старением (300°C, 3 часа, вакуум 10⁻³Па) для снижения остаточного напряжения на 60%.

Естественное старение проводилось три раза (по 24 часа каждый раз, температура окружающей среды 23±2°C) в течение получистовой обработки . Деформация проверялась после каждого интервала старения, чтобы подтвердить, что она составляет ≤0,05 мм.

Тонкая обработка : использовалось онлайновое трехкоординатное измерение (точность 0,0005 мм), а также 5-минутные показания и скорость подачи в реальном времени, отрегулированные до ±0,001 мм для обеспечения стабильного допуска ±0,005 мм.

Ценность и достижения

Наконец, выход годных компонентов был увеличен с 0 до более чем 95% . Плоскостность ключевой монтажной поверхности согласно измерениям составила 2,8 мкм, шероховатость поверхности — Ra0,28, а тепловая деформация была контролируемой и составляла менее 0,03 мм/м (ниже требования заказчика 0,05 мм/м).

Срок поставки был сокращен с первоначально предполагаемых 45 до 28 дней , что позволило заказчику сэкономить 280 000 долларов США на оплате опытного производства и позволило его продукту LiDAR получить сертификацию автомобильного уровня в установленные сроки.

Корпус кронштейна лазерного радара свидетельствует о прочности JS. Если вам нужны детали, изготовленные с помощью ЧПУ-фрезерования , свяжитесь с нами. Благодаря нашим индивидуальным решениям вы сможете преодолеть барьеры в обработке и добиться успеха в проекте.

Почему поставщик JS Milling — ваш лучший выбор?

Среди различных поставщиков фрезерных станков с ЧПУ лучшим выбором станет JS по следующим причинам:

Отличные инженерные возможности и большой опыт

Компания JS способна решить целый ряд проблем, связанных с фрезерованием твердых металлов, таких как высокий процент брака и качество поверхности. Услуги JS по изготовлению фрезерных станков с ЧПУ на заказ позволяют предлагать индивидуальные решения, отвечающие конкретным спецификациям заказчика.

Высококачественный контроль качества продукции

Высококачественная продукция JS отличается высоким качеством, а строжайшая система контроля качества гарантирует точность деталей и качество обработки поверхности. Более того, онлайн-услуги JS по фрезерной обработке с ЧПУ удобны, эффективны, а также характеризуются быстрым расчетом и доставкой.

Конкурентоспособная экономическая эффективность

С точки зрения затрат цена фрезерования с ЧПУ JS может быть относительно выше, но высокое качество продукции, низкий процент брака и низкая стоимость владения позволяют заказчикам добиться более высокой инженерной ценности.

JS — ваш надежный поставщик услуг по фрезерной обработке с индивидуальными услугами по изготовлению фрезерных станков с ЧПУ, специально разработанных для удовлетворения ваших требований. Сделать заказ просто: сообщите нам, что вам нужно, выберите проект, и мы начнем производство. Весь процесс быстрый и надежный. Приходите и выберите нас.

Часто задаваемые вопросы

В1: Как вы гарантируете «процент брака ниже 5%»? Что вы делаете, если этот показатель превышается?

Это не лозунг, а заявление о вере JS в свои возможности инженерного контроля. Если по нашей вине мы превысим этот показатель, мы возместим все материальные и трудовые затраты и немедленно направим нашу лучшую инженерную команду для осмотра и усовершенствования процесса.

В2: На какие основные факторы следует обращать внимание при выборе смазочно-охлаждающей жидкости для фрезерования труднообрабатываемых металлов, таких как титановые сплавы и жаропрочные сплавы на основе никеля?

Приоритет следует отдавать выбору смазок, содержащих противозадирные присадки, с концентрацией от 8% до 10%. При этом необходимо обеспечить достаточное давление впрыска и скорость потока, чтобы избежать окисления материала и быстрого износа инструмента.

В3: Если заказчик временно корректирует требования к точности деталей в процессе обработки, может ли JS оперативно отреагировать и скорректировать план?

Конечно. Техническая группа немедленно оценит возможность внесения изменений, заново оптимизирует параметры обработки, конфигурацию инструмента и стандарты испытаний, а также минимизирует влияние на цикл поставки, обеспечивая при этом качество.

Краткое содержание

Если вам приходится работать со сложными металлами, которые трудно поддаются фрезерованию, JS — определённо ваш лучший выбор. Будучи опытным поставщиком оборудования для фрезерования с ЧПУ, JS обладает обширными инженерными возможностями, богатым опытом и превосходным сервисом в области изготовления фрезерных станков с ЧПУ по индивидуальному заказу.

Компания JS является лидером отрасли в решении основных проблем обработки труднообрабатываемых металлов и предоставлении экономически эффективных инженерных решений. Наши онлайн-услуги по фрезерной обработке на станках с ЧПУ обеспечивают удобство и простоту обработки в режиме реального времени, гарантированное качество деталей, изготовленных методом фрезерования на станках с ЧПУ, и доступные цены. Выберите компанию JS Precision Manufacturing для выполнения ваших задач по фрезерной обработке труднообрабатываемых металлов.