सीएनसी मशीनिंग सामग्री: आपकी सामग्री की पसंद कैसे सहनशीलता, उपकरण जीवन और भाग की लागत को बढ़ाती है
आपने 6061-टी6 निर्दिष्ट किया है, पॉकेट फ़्लोर पर 0.6 मिमी की दीवार खींची है, और 0.05 मिमी पर समतलता बताई है। डीएफएम वापस आता है:फिनिश पास से पहले तनाव से राहत आवश्यक; क्लैम्पिंग रिलीज पर दीवार हिल सकती है।सामग्री अकेले ही उन समस्याओं का कारण नहीं बनी, बल्कि इसने सीमा की स्थितियाँ निर्धारित कीं, जिसने उन्हें अपरिहार्य बना दिया।
यही तोसीएनसी मशीनिंग सामग्रीचयन वास्तव में है: आप एक विशिष्ट शीट नहीं चुन रहे हैं, आप एक बाधा सेट चुन रहे हैं जो प्रत्येक सेटअप, प्रत्येक उपकरण परिवर्तन और निरीक्षण रिपोर्ट की प्रत्येक पंक्ति के माध्यम से भाग का अनुसरण करता है। इसे जल्दी ठीक करें और पार्ट लगभग अपने आप मशीन हो जाएगा। इसे ग़लत समझें और आप दौड़ के बीच में पुनः मूल्य निर्धारण कर रहे हैं।
इस प्रकार हम सामग्री चयन के बारे में सोचते हैंमध्य परिशुद्धता{{0}एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम ग्रेड, स्टेनलेस परिवार, और इंजीनियरिंग प्लास्टिक जो हमारी दुकान में प्रतिदिन आते हैं।
पांच सीएनसी मशीनिंग सामग्री परिवार इंजीनियर सबसे पहले पहुंचते हैं
स्पेक्ट्रम पर मशीनेबिलिटी रेटिंग मौजूद होती है, और लागत भी। नीचे दी गई तालिका उन परिवारों को दर्शाती है जिन्हें हम अक्सर आपके ड्राइंग में मायने रखने वाले चर के विरुद्ध मशीन बनाते हैं।
| सामग्री | मशीनेबिलिटी सूचकांक | सहिष्णुता तल (मिलिंग) | रा साध्य | सापेक्ष उपकरण पहनना | विशिष्ट क्षेत्र |
|---|---|---|---|---|---|
| अल 6061-टी6 | ~100% | ±0.005मिमी (±0.002मिमी w/ जिग बोर) | 0.4µm (0.1µm मक्खी-कट) | कम | सेमीकंडक्टर, औद्योगिक स्वचालन |
| एएल 7075-टी651 | ~70% | ±0.005मिमी | 0.4µm | न्यून मध्यम | एयरोस्पेस फ़्रेम, भार वहन करने वाले हथियार |
| Ti-6Al-4V Gr.5 | ~22% | ±0.008मिमी (±0.005मिमी w/देखभाल) | 0.8µm (0.4µm संभव) | उच्च | एयरो स्ट्रक्चरल, मेडिकल प्रत्यारोपण |
| 316एल स्टेनलेस | ~45% | ±0.008मिमी | 0.4µm | मध्यम ऊँचाई | द्रव मैनिफोल्ड्स, शल्य चिकित्सा उपकरण |
| 17-4पीएच एच900 | ~38% | ±0.008मिमी | 0.4µm | उच्च | एयरोस्पेस फिटिंग, उच्च शक्ति वाले शाफ्ट |
| तिरछी | ~75% | ±0.02मिमी (नमी-निर्भर) | 0.8µm | कम | चिकित्सा, अर्धचालक, रसायन |
मशीनेबिलिटी इंडेक्स 160 एचबी मुक्त {{1} मशीनिंग स्टील=100% को संदर्भित करता है।
तालिका में एक अंतर नहीं दिखाया गया है: "प्राप्त करने योग्य" और "एक बैच में दोहराए जाने योग्य" समान संख्या नहीं हैं। सही वातावरण में एकल एल्यूमीनियम भाग पर ±0.002 मिमी मारना सीधा है। मानक क्लैंपिंग और परिवेश के तापमान में उतार-चढ़ाव के साथ इसे 80 टुकड़ों में रखना एक प्रक्रिया डिजाइन समस्या है, क्षमता अंतर नहीं।
एल्युमीनियम बनाम टाइटेनियम सीएनसी मशीनिंग: जहां व्यापार छूट वास्तव में रहती है
सबसे आमसीएनसी मशीनिंग सामग्री चयनएयरोस्पेस और चिकित्सा ग्राहकों से हम जो निर्णय देखते हैं वह यही है। इंजीनियर सहजता से तन्य शक्ति संख्याओं की तुलना करते हैं, लेकिन लागत में अंतर यहीं नहीं रहता।
एल्यूमीनियम बनाम टाइटेनियम सीएनसी मशीनिंगतीन जुड़े हुए कारकों पर निर्भर करता है: काटने की गति, ताप प्रबंधन, और उपकरण संलग्नता रणनीति।
6061-टी6 या 7075-टी651 के साथ, आप 10,000 आरपीएम से ऊपर स्पिंडल गति चलाते हैं, आक्रामक रेडियल जुड़ाव लेते हैं, और हवा या बाढ़ शीतलक के साथ तेजी से चिप्स को फ्लश करते हैं। सामग्री कट क्षेत्र में गर्मी बरकरार नहीं रखती है।
Ti-6Al-4V के साथ, आप इसका विपरीत करते हैं। सतह की गति आम तौर पर 40-80 मीटर/मिनट के बीच होती है - जो 6061 पर आपके चलने की गति का लगभग पांचवां हिस्सा है। इसका कारण केवल कठोरता नहीं है; यह तापीय चालकता है। टाइटेनियम लगभग 7 W/m·K बनाम एल्यूमीनियम के 167 W/m·K पर ऊष्मा संचालित करता है। गर्मी काटने के किनारे पर रहती है, चिप में नहीं। यदि आपके पैरामीटर या शीतलक दबाव का गलत आकलन किया गया है तो यह कार्बाइड को तेजी से नष्ट कर देता है।
यहां बताया गया है कि हम ट्रॉकॉइडल बनाम प्लंज को कैसे सेट करते हैं {{1}पॉकेटिंग ऑपरेशंस पर मिलिंग निर्णय {{2}एक निर्णय कॉल जो शायद ही कभी स्पेक शीट पर दिखाई देती है लेकिन मुश्किल समय पर चक्र समय और उपकरण जीवन को सीधे प्रभावित करती हैसीएनसी मशीनिंग सामग्री:
ट्रॉकॉइडल (उच्च-दक्षता) मिलिंग~15 मिमी से अधिक चौड़े टाइटेनियम पॉकेट के लिए इसे प्राथमिकता दी जाती है। रेडियल जुड़ाव उच्च अक्षीय गहराई और 60+ बार फ्लड कूलेंट के साथ उपकरण व्यास के 10-15% पर चलता है। संलग्नता का सुसंगत चाप घर्षण और निर्मित ऊपरी किनारे को रोकता है जो कार्बाइड आवेषण को नष्ट कर देता है।
प्लंज मिलिंगजब पॉकेट की गहराई से {{1} चौड़ाई का अनुपात लगभग 3:1 से अधिक हो जाता है, या जब भाग की कठोरता अपर्याप्त होती है, तब यह कार्य करता है। अक्षीय काटने का बल रेडियल से कम होता है। यह तब मायने रखता है जब आप 40 मिमी गहरे हों और भाग पहले से ही फिक्स्चर में विक्षेपित हो रहा हो।
आपके लिएसीएनसी मशीनिंग सामग्री चयन: यदि कोई टाइटेनियम सुविधा 25 मिमी से अधिक गहरी जेबों को 3 मिमी से पतली दीवारों के साथ जोड़ती है, तो डिज़ाइन फ़्रीज़ होने से पहले इसे चिह्नित करें। उन संयोजनों के लिए पुनः अनुक्रमित संचालन और मध्यवर्ती तनाव राहत चरणों की आवश्यकता होती है जो मानक चक्र समय अनुमान में दिखाई नहीं देते हैं।
सामग्री द्वारा सहनशीलता क्षमता: संख्याओं का वास्तव में क्या मतलब है
| सेटअप प्रकार | अल 6061/7075 | ती-6AL-4V | 316एल/17-4पीएच |
|---|---|---|---|
| मानक मिलिंग, एकल सेटअप | ±0.010मिमी | ±0.015मिमी | ±0.012मिमी |
| सटीक फिक्सिंग के साथ 5-अक्ष | ±0.005मिमी | ±0.008मिमी | ±0.008मिमी |
| क्रिटिकल बोर (उबाऊ/रीमिंग) | ±0.003मिमी | ±0.005मिमी | ±0.005मिमी |
| परिशुद्धता ऑप्स (स्विस-टर्न, जिग बोर) | ±0.002मिमी | ±0.003मिमी | ±0.003मिमी |
| ज़मीनी सतहें | ±0.001मिमी | ±0.002मिमी | ±0.001मिमी |
कई डिज़ाइन इंजीनियरों के लिए आश्चर्य:एल्युमीनियम की मशीनेबिलिटी रेटिंग से पता चलता है कि इस पर कड़ी सहनशीलता बनाए रखना कठिन है, क्योंकि यह बहुत तेजी से मशीनी होती है और इतनी आसानी से फैलती है। एल्युमीनियम का CTE लगभग 23.6 µm/m·K चलता है। एक लंबे ऑपरेशन के दौरान 10 डिग्री परिवेशीय स्विंग के साथ 100 मिमी के हिस्से पर, यह लगभग 24µm आयामी बहाव है {{6}पहले से ही अकेले तापमान से 5× ±0.005 मिमी सहनशीलता बजट।
±0.005 मिमी से अधिक सख्त एल्युमीनियम भागों के लिए हमारा मानक वर्कफ़्लो: खुरदुरा → तापमान स्थिर (नियंत्रित क्षेत्र में 20-30 मिनट) → अर्ध - समाप्त → फिर से स्थिर → समाप्त। रफ और सेमी फिनिश के बीच की पकड़ ही वह जगह है जहां पहले प्लेट रोलिंग से बचा हुआ तनाव दूर होना शुरू हो जाता है। शेड्यूल के दबाव में इसे छोड़ दें और आपको एक ऐसा हिस्सा मिलेगा जो सीएमएम पर सही ढंग से मापता है, फिर ठंडा होने के एक घंटे बाद सहनशीलता से बाहर हो जाता है।
खुरदरे और अर्ध {{0}खत्म{{1}न कि काटने के मापदंडों के बीच स्थिरीकरण चरण {{2}तंग {{3}सहिष्णुता कार्य पर एल्युमीनियम पुनः कार्य का सबसे आम मूल कारण है।
स्टेनलेस या टाइटेनियम में एल/डी > 20 के साथ लंबे पतले शाफ्ट के लिए, हमारे स्विस टर्न सेल मुख्य स्पिंडल के साथ कटिंग जोन के ठीक पीछे एक गाइड बुशिंग चलाते हैं और एक दूसरे के 0.005 मिमी के भीतर समन्वयित होते हैं। उस रिश्ते को शामिल किए बिना, हिस्सा काटने के दबाव के तहत असमर्थित विस्तार पर झुक जाता है और आप लंबाई से आधी दूरी पर पहुंचने से पहले अपनी गोलाई और बेलनाकारता खो देते हैं।
स्टेनलेस स्टील सीएनसी मशीनिंग: सतही फिनिश और उपकरण प्रबंधन
स्टेनलेस स्टील सीएनसी मशीनिंग सतह खत्मआवश्यकताएं अक्सर आयामी सहनशीलता से अधिक प्रक्रिया अनुक्रम को निर्देशित करती हैं {{0}एल सर्जिकल उपकरण शून्य के साथ 0.4µm कॉलआउट से कम या उसके बराबर रा ले जाते हैं {{2}बरर मानदंड {{3}पीएच एयरोस्पेस फिटिंग को कड़ी सहनशीलता की आवश्यकता होती हैऔरपीवीडी या हार्ड एनोडाइज आसंजन का समर्थन करने के लिए एक विशिष्ट सतह बनावट।
वह व्यवहार जो स्टेनलेस को कठिन बनाता है, वह है वर्क हार्डनिंग। एक बार जब सतह सख्त हो जाती है, तो बाद के पास सामग्री को आपकी शुरुआत से अधिक कठोरता पर संलग्न करते हैं। यह उपकरण के टूटने और a में बदल जाता हैस्टेनलेस स्टील सीएनसी मशीनिंग सतह खत्मबिना किसी अनियोजित पास को जोड़े इसे पुनर्प्राप्त करना लगभग असंभव है।
स्टेनलेस परिशुद्धता घटकों के लिए हमारी प्रक्रिया नियंत्रण:
फ़िनिशिंग इंसर्ट पर सकारात्मक रेक बनाए रखें {{0}घिसे हुए टूलींग पर नकारात्मक रेक काटने से पहले रगड़ का कारण बनता है। घूमने वाले उपकरण को कभी भी स्टेनलेस सतह के संपर्क में न रोकें। फिनिशिंग पास के लिए पीवीडी-लेपित सबमाइक्रोन कार्बाइड का उपयोग करें; किनारे की ज्यामिति को संरक्षित करने के लिए 17{8}}4PH H900 पर रफ के लिए अनकोटेड। 0.2µm से कम या उसके बराबर रा के लिए, कूलेंट फ्लश के साथ 0.05 मिमी से कम या उसके बराबर अक्षीय गहराई पर एक माइक्रो-फिनिश पास जोड़ें।
ट्रैकिंग के लायक एक डाउनस्ट्रीम निर्भरता: कई मेडिकल स्टेनलेस घटक मशीनिंग के बाद इलेक्ट्रोपॉलिशिंग में जाते हैं। यदि पूर्व -ईपी सतह रा 0.8µm से ऊपर है, तो इलेक्ट्रोपॉलिशिंग आम तौर पर इसे Ra 0.1µm विशिष्टता पर नहीं लाएगी-रसायन विज्ञान सामग्री को समान रूप से हटा देता है, यह चोटियों को नहीं भरता है।स्टेनलेस स्टील सीएनसी मशीनिंग सतह खत्मपार्ट को मशीन से बाहर निकलने से पहले बंद करना होगा।
डीएफएम समीक्षाएँ उस सामग्री को पकड़ती हैं जो डेटा शीट में नहीं है
सामग्री डेटा शीट आपको बताती है कि सामग्री क्या हैहै. डीएफएम समीक्षा आपको बताती है कि जब आप इसे अपने विशिष्ट कॉलआउट के साथ अपनी विशिष्ट ज्यामिति में काटने का प्रयास करते हैं तो क्या होता है।
परमध्य परिशुद्धता, सामग्री किसी भी STEP फ़ाइल समीक्षा पर पहला फ़िल्टर है - लेकिन इसे हमेशा ज्यामिति और सहनशीलता स्टैक के विरुद्ध पढ़ा जाता है। एल्युमीनियम में एक सख्त सहनशीलता वाला बोर नियमित है। एक तरफ 0.8 मिमी की दीवार के साथ वही बोर एक अलग फिक्स्चर और अनुक्रमण समस्या है।
डीएफएम झंडे जो सबसे अधिक बार सामने आते हैंसीएनसी मशीनिंग सामग्री:
जेब की गहराई के लिए कोने की त्रिज्या कम आकार की है।0.3 मिमी आंतरिक त्रिज्या के साथ 10 मिमी गहरी जेब के लिए 0.6 मिमी व्यास के तहत एक उपकरण की आवश्यकता होती है। वे उपकरण धीरे-धीरे चलते हैं, आसानी से टूट जाते हैं, और पॉकेट क्षेत्र के अनुपात में चक्र का समय बढ़ा देते हैं। आर1मिमी तक बढ़ाने से {{6}या त्रिज्या को पॉकेट गहराई के 55-65% तक मिलाने से टूलींग की लागत में काफी कमी आती है। यदि त्रिज्या केवल निकासी के लिए मौजूद है, तो इसे खोलें।
दीवार की मोटाई सामग्री की कठोरता से मेल नहीं खाती।टाइटेनियम का मापांक (≈114 GPa) पतली दीवारों को 6061 (≈69 GPa) की तुलना में बल विक्षेपण के लिए अधिक प्रतिरोध देता है। लेकिन टाइटेनियम का ताप व्यवहार अभी भी सीमित करता है कि आप कितनी आक्रामक तरीके से उपकरण को एक पतली दीवार के पास धकेल सकते हैं। ये दोनों कारक यूं ही रद्द नहीं हो जाते।
थोक मजबूती के लिए धागे की गहराई को समायोजित नहीं किया गया।1.5× नाममात्र व्यास एक मानक डिफ़ॉल्ट है। PEEK या सॉफ्ट एल्युमीनियम में, 2× पुल आउट के विरुद्ध सस्ता बीमा है जिसकी लागत चक्र समय में लगभग कुछ भी नहीं है।
5-अक्ष मशीनिंगउन सेटअपों को समाप्त कर देता है जो अन्यथा आपको ज्यामिति से समझौता करने के लिए बाध्य करेंगे। 3{{2}अक्ष अभिविन्यासों से पहुंच योग्य नहीं होने वाली सुविधाओं को अक्सर अनावश्यक रूप से पुनः डिज़ाइन किया जाता है {{3}सरलीकृत रेडी, अंडरकट्स हटा दिए जाते हैं, स्प्लिट-लाइनें जोड़ दी जाती हैं। भाग को सरल बनाने से पहले हमें STEP भेजें।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
टूलींग लागत को उचित बनाए रखने के लिए मुझे किस कोने की त्रिज्या का उपयोग करना चाहिए?
आंतरिक त्रिज्या को पॉकेट गहराई के 55% से अधिक या उसके बराबर लक्षित करें, या मानक अंत मिल आकार (आर0.5, आर1, आर2, आर3, आर4, आर5, आर6मिमी) पर स्नैप करें। किसी में भी R0.5 मिमी से नीचेसीएनसी मशीनिंग सामग्रीएल्युमीनियम से भी अधिक कठोर, आप सूक्ष्म {{0}टूलींग क्षेत्र {{1}में अलग सेटअप, धीमी गति, समर्पित निरीक्षण में हैं। लागत में वह कदम परिवर्तन कटौती किए जाने वाले क्षेत्र की तुलना में असंगत है। यदि तंग दायरा निकासी के लिए है और कार्य नहीं करता है, तो इसे बदल दें।
क्या आप 100 मिमी एल्युमीनियम भाग पर ±0.005 मिमी को बिना घिसे रख सकते हैं?
हाँ, तापमान स्थिरीकरण रफिंग, उचित फिक्स्चर डिज़ाइन और ऊपर वर्णित स्थिरीकरण क्रम के साथ। अधिकांश ±0.005 मिमी एल्यूमीनियम कार्य के लिए पीसने की आवश्यकता नहीं होती है। महत्वपूर्ण सतहों पर ±0.003मिमी से नीचे, हम एक जिग{5}बोर या प्रिसिजन{6}बोरिंग पास जोड़ते हैं। ±0.001 मिमी से नीचे, पीसने की प्रक्रिया में प्रवेश होता है।
क्या ताकत-महत्वपूर्ण भागों के लिए 7075-T651 हमेशा 6061-T6 से बेहतर विकल्प है?
स्वचालित रूप से नहीं . 7075 में उच्च तन्यता ताकत होती है लेकिन कम संक्षारण प्रतिरोध होता है, कम समान रूप से एनोडाइज होता है, और आम तौर पर वेल्ड करने योग्य नहीं होता है। सख्त सहनशीलता, हार्ड एनोडाइज और डाउनस्ट्रीम असेंबली वेल्डिंग के संयोजन वाले भागों के लिए, 6061-टी6 अक्सर सही होता हैसीएनसी मशीनिंग सामग्री चयनभले ही एफईए मामूली हो -दीवार की मोटाई की टक्कर की लागत क्षेत्र में कोटिंग आसंजन विफलता से कम होती है।
Ti-6Al-4V में आप विश्वसनीय रूप से मशीन की न्यूनतम दीवार मोटाई क्या कर सकते हैं?
उत्पादन एयरोस्पेस कार्य में, Ti-6Al-4V में 0.8 मिमी की दीवारें प्राप्त की जा सकती हैंपरिशुद्धता सीएनसी मशीनिंगजब फिक्सचर डिज़ाइन कंपन को ध्यान में रखता है और टूल पथ पूरे रेडियल जुड़ाव को कम रखता है। 0.5 मिमी से नीचे, टाइटेनियम की तापीय चालकता एक सक्रिय समस्या बन जाती है {{2}दीवार पर गर्मी जमा हो जाती है, दीवार विक्षेपित हो जाती है, और कट के माध्यम से आयामी स्थिरता टूट जाती है। यदि आपका डिज़ाइन 0.5 मिमी से कम की टाइटेनियम दीवारों को लक्षित करता है, तो ड्राइंग को अंतिम रूप देने से पहले हमें बातचीत में शामिल करें।
आपकी सामग्री कॉलआउट भी एक प्रक्रिया योजना है। आपके लिए आवश्यक सहनशीलता, आपके द्वारा निर्दिष्ट सतह फ़िनिश, और आपके द्वारा खींची गई ज्यामिति सभी सामग्री के साथ ऐसे तरीके से इंटरैक्ट करती है जो किसी भी डेटा शीट पर दिखाई नहीं देती है।
DFM समीक्षा के लिए हमें अपनी STEP फ़ाइल भेजें{{0}हमारे प्रोसेस इंजीनियर आपकी सामग्री, आपकी ज्यामिति और आपकी सहनशीलता को एक साथ पढ़ेंगे, और एक उद्धरण के साथ वापस आएंगेऔरजहां कहीं भी यह मायने रखता है वहां एक विनिर्माण योग्यता नोट।
