Hoe CNC Precision Engineering zijn taken uitvoert

Geplaatst op 12 maart 2019| Door Candy, WayKen-projectmanager

De meeste moderne CNC-industrieën vertrouwen op onderdelen die worden verwerkt tot de kleinste toleranties met een spiegelachtige oppervlakteafwerking en hoge betrouwbaarheid. Dat alles maakt moderne producten robuust, efficiënt en concurrerend. Dat alles brengt de industriële vooruitgang vooruit. Die onderdelen gaan zichzelf echter niet produceren. We hebben CNC-precisietechniek te danken aan alle hoogwaardige onderdelen waarmee we auto's kunnen besturen, naar verschillende continenten kunnen vliegen en hier deze tekst kunnen lezen. Het vervaardigen van nauwkeurige onderdelen is een slopende taak die een aantal fasen in de productie van prototypen omvat.

Ontwerpontwikkeling van nauwkeurige onderdelen

Er is een constante strijd tussen de ontwerpers en de mechanische ingenieurs over de precisie van ontwikkelde onderdelen. Ontwerpers pakken de problemen die ze tegenkomen vanuit een theoretisch oogpunt aan en zouden idealiter willen dat elk onderdeel van de machine van de perfecte precisie is, zo dicht mogelijk bij een ideale geometrie. Als we echter dingen zouden gaan fabriceren zoals ontwerpers zouden willen, zou alles een onoverkomelijke hoeveelheid geld kosten met weinig extra efficiëntie. Trouwens, hetzelfde kan gezegd worden over geometrische complexiteit.

Daarom vechten productie-ingenieurs en ontwerpers. Er is zelfs een grap, waarbij het ideale onderdeel voor een productie-ingenieur een houten blok is, terwijl de ontwerper een vliegtuig wil maken. Het resultaat is dus een product met zeer nauwkeurige oppervlakken in plaats van zeer nauwkeurige onderdelen. Deze strijd verwijdert de economisch inefficiënte functies en maakt de productkosten lager terwijl de prestaties geweldig blijven.

De belangrijkste technologische taken bepalen

Nu we hebben vastgesteld dat onderdelen met hoge precisie eigenlijk onderdelen zijn met een zeer nauwkeurig oppervlak of groepen oppervlakken, wordt het duidelijk dat het fabricageproces in twee fasen kan worden opgesplitst. De eerste fase omvat het vervaardigen van het vereiste onderdeel van normale kwaliteit, terwijl er wat overtollig materiaal achterblijft op de oppervlakken die de uiterste precisie vereisen.

De tweede fase heeft uitsluitend betrekking op het bereiken van de vereiste precisie- en prestatie-eisen (zoals materiaalhardheid, treksterkte, aanvullende parameters voor oppervlakteafwerking). Elk onderdeel vormt een afzonderlijke individuele taak met zijn eigen combinatie van eigenschappen en voordat het fabricageproces wordt ontworpen, is het van vitaal belang dat wordt nagedacht over de manier waarop die taken kunnen worden aangepakt. Als het onderdeel veel precieze oppervlakken heeft met verschillende IT, kan de tweede fase van het productieproces worden onderverdeeld in IT-groepen.

CNC-engineeringstrategie

CNC-precisiebewerking wordt voornamelijk gedaan door abrasieve verwerking, omdat dit het beste resultaat oplevert. Er is een minimale hardheid die het materiaal moet hebben om efficiënt te worden gemalen, dus de onderdelen worden meestal tot op zekere hoogte met warmte behandeld. De meeste van dergelijke onderdelen vereisen echter een complexe uitharding in meerdere fasen, dus het enige waar u zich zorgen over hoeft te maken, is hoe u de basisoppervlakken na de behandeling kunt herstellen.

Afgezien daarvan hebben de CNC-specialisten op het gebied van precisietechniek bij WayKen verschillende strategieën ontwikkeld om verschillende onderdeelkenmerken te vervaardigen, zoals precieze diepe smalle gaten, zeer gelijkmatige en gladde vlakken of groepen oppervlakken die een nauwkeurige positionering ten opzichte van elkaar vereisen.

De laatste taak kan bijvoorbeeld worden bereikt door beide oppervlakken in één opstelling te bewerken of door het onderdeel aan het ene oppervlak te bevestigen terwijl het andere wordt bewerkt.

Hoe te voldoen aan prestatie-eisen

Veel hoogwaardige onderdelen hebben specifieke eisen. Tandwielen moeten bijvoorbeeld zeer harde oppervlakken hebben met behoud van de zachte massa van het materiaal. Dat gebeurt door oppervlakteverharding. Andere onderdelen vereisen het gebruik van koolstof of stikstof in combinatie met warmtebehandeling om de vereiste hardheid te bereiken. Er zijn delen die gecoat moeten worden en de coatinglaag is zo fijn dat er ionen of losse atomen aan worden toegediend. En alle methoden zijn behoorlijk complex, hebben hun eigen parameters nodig voor elk materiaal en elke hardheid of coating.

Hoe los je dit op? Stel je voor, je hebt een gespecialiseerde schacht die nitrocarbonisatie vereist. Je hebt dit nog nooit eerder gedaan en investeren in deze methode is tijdrovend en redelijk zinloos omdat het kan blijken dat je het nooit zult gebruiken nadat de batch is gedaan. Nou, ik ben twee oplossingen tegengekomen. Je besteedt uit. Er is misschien een machine of prototypewinkel in de buurt die deze bewerkingen voor u kan doen.

De kosten per onderdeel zullen hoger zijn, maar in werkelijkheid bespaart u op investeringen en het inhuren van personeel. De andere optie is om met de ontwerper te praten en hem over te halen om over te stappen op een duurder materiaal dat niet zo'n complexe behandeling vereist. De algehele bewerkbaarheid van het materiaal kan lager zijn, maar het is mogelijk dat u nog steeds geld kunt besparen door het gebruik van voorheen onbekende technologie te vermijden.

Uiterst nauwkeurige metingen en kwaliteitscontrole

Een van de belangrijkste taken in CNC-precisie-engineering is het vinden van manieren om daadwerkelijk te begrijpen of het onderdeel dat u hebt gemaakt de vereiste kwaliteit heeft. Het is geen triviale taak omdat CNC-bewerkingsonderdelen met hoge precisie vaak een nauwere tolerantie hebben dan de meeste meetapparatuur. Wat zijn de mogelijke aanbevelingen hier?

1. Vermijd het gebruik van armaturen zoveel mogelijk. Elk element van het meetsysteem brengt extra fouten met zich mee, dus het is beter om ze helemaal te vermijden. Moderne, zeer nauwkeurige metingen worden uitgevoerd met het onderdeel op een zeer vlakke stenen plaat gelegd (indien mogelijk).
2. Optisch meten is een goede optie. De meeste meetinstrumenten vertrouwen op fysiek contact om de tolerantie of de oppervlakteafwerking te meten. Contactdelen raken echter versleten en verliezen hun precisie. Optische meetinstrumenten doen dat niet, en bovendien kan geen enkel ongewenst middel interfereren wanneer het instrument en het onderdeel elkaar raken.
3. Als er geen manier is om de precisie van het onderdeel te bepalen, test het dan. Alleen zo kun je echt bepalen of de prestatiekwalificaties van het onderdeel voldoende zijn. Ook kunt u via een omweg de eisen aan het onderdeel meten. Voor assen met een hoog toerental, zoals die worden gebruikt in slijpgereedschappen en apparatuur voor het mengen van medicijnen, is bijvoorbeeld IT4 of een lagere radiale slingering vereist, wat praktisch onmogelijk te meten is. Ze worden dus eenvoudig in vleugellagers geïnstalleerd en getest. Als de werktemperatuur van de as binnen de limieten ligt, betekent dit dat de slingering klein genoeg is.

Wayken- vertrouwde CNC-precisie-engineeringpartner voor u

Bij WayKen zijn we altijd toegewijd om een ​​toonaangevende producent te worden van precisiebewerkingsservices in snelle productie-industrieën, waaronder Precision CNC-prototyping, precisiestansgereedschappen en precisie-aluminiumonderdelen, enz. We bezitten geavanceerde 5-assige CNC-machines met geavanceerde technologie , waardoor we onze inspanningen kunnen richten op het produceren van superieure precisieonderdelen voor alle klanten van over de hele wereld, met het hoogste kwaliteitsniveau en tijdige levering, ongeacht de complexiteit.