CNC Precisietechniek: Nauwe toleranties en superieure oppervlakteafwerking

Gepost op 12 maart 2019 | Door Candy, Projectmanager bij WayKen

De meerderheid van de moderne CNC-industrieën vertrouwt op onderdelen verwerkt tot de nauwste toleranties met spiegelgladde oppervlakteafwerking en hoge betrouwbaarheid. Al die factoren maken moderne producten robuust, efficiënt en competitief. Al die factoren bewegen de industriële vooruitgang vooruit. Die onderdelen gaan zich echter nietzelf produceren. We hebben CNC precisietechniek te danken voor alle hoogwaardige onderdelen die ons in staat stellen auto's te rijden, naar verschillende continenten te vliegen en hier te zitten om deze tekst te lezen. Het produceren van precieze onderdelen is een zware klus die een aantal stadia omvat in prototype-productie-industrieën.

Ontwikkeling van ontwerp van precieze onderdelen

Er is een constante strijd tussen ontwerpers en mechanische ingenieurs over de precisie van ontwikkelde onderdelen. Ontwerpers tackelen de problemen die ze tegenkomen vanuit een theoretisch standpunt en zouden ideaal willen dat elk deel van de machine van de perfecte precisie is, zo dicht mogelijk bij een ideale geometrie. Echter, als we dingen zouden produceren zoals ontwerpers willen, zou alles een onoverstijgbaar bedrag kosten met weinig additionele efficiëntie. Overigens kan hetzelfde gezegd worden over geometrische complexiteit.

Daarom vechten productie-ingenieurs en ontwerpers. Er is zelfs een grap, waar het ideale onderdeel voor de productie-ingenieur een houten blok is, terwijl de ontwerper een vliegtuig wil creëren. Het resultaat is een product dat uitblinkt door hoog-preciese oppervlakken in plaats van hoog-preciese onderdelen. Deze strijd verwijdert de economisch inefficiënte kenmerken en maakt de productkosten lager terwijl de prestaties geweldig blijven.

De hooftechnologische taken bepalen

Nu we bepaald hebben dat hoog-preciese onderdelen eigenlijk onderdelen zijn met hoog-preciese oppervlakken of groepen van oppervlakken, wordt het duidelijk dat het productieproces in twee stadia kan worden gesplitst. Het eerste stadium omvat het produceren van het vereiste onderdeel van reguliere kwaliteit terwijl er nog overmaat materiaal op de oppervlakken blijft die de uiterste precisie nodig hebben.

Het tweede stadium gaat uitsluitend over het bereiken van de vereiste precisie en prestatie-eisen (zoals materialenhardheid, trekkracht, additionele oppervlakteafwerkingsparameters). Elk onderdeel stelt een afzonderlijke individuele taak met zijn eigen combinatie van eigenschappen en voordat het productieproces wordt ontworpen, is het vitaal dat de manier waarop die taken aangepakt kunnen worden, overwogen wordt. Als het onderdeel veel precieze oppervlakken heeft met verschillende IT, kan het tweede stadium van het productieproces worden onderverdeeld in IT-groepen.

CNC Engineering Strategie

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 kunnen worden geslepen, dus de onderdelen worden meestal warmtebehandeld tot ten minste een bepaalde graad. Echter, de meerderheid van dergelijke onderdelen vereist een complexe meervoudige verharding, dus het echte waar je je zorgen over moet maken is hoe je de basissoppervlakken na de behandeling herstelt.

Naast dat hebben CNC precisietechniek specialisten bij WayKen verschillende strategieën ontwikkeld om verschillende onderdeelkenmerken te produceren, zoals precieze diepe smalle gaten, heel gladde en vlotte vlakken of groepen oppervlakken die nauwkeurige positionering ten opzichte van elkaar vereisen.

Bijvoorbeeld, de laatste taak kan bereikt worden door beide oppervlakken in één opstelling te machine of door het onderdeel vast te zetten aan één oppervlak terwijl het andere wordt bewerkt.

Hoe aan prestatie-eisen te voldoen

Veel hoogwaardige onderdelen hebben specifieke eisen. Bijvoorbeeld, tandwielen moeten erg harde oppervlakken hebben terwijl ze de zachte kern van het materiaal behouden. Dat wordt gedaan door oppervlakteverharding. Andere onderdelen vereisen koolstof of stikstof in combinatie met warmtebehandeling om de vereiste hardheid te bereiken. Er zijn onderdelen die gecoat moeten worden en de coatinglaag is zo fijn dat deze ionen of afzonderlijke atomen worden toegepast. En alle methoden zijn tamelijk complex, vereisen hun eigen parameters voor elk materiaal en elke hardheid of coating-karakteristiek.

Hoe los je dit op? Stel je hebt een gespecialiseerde as die nitro-carbureren vereist. Je hebt dit nooit gedaan en investeren in deze methode is tijdrovend en tamelijk zinloos, want het kan blijken dat je het na de batch nooit meer zult gebruiken. Ik heb twee oplossingen tegengekomen. Je besteedt uit. Er kan een machine- of prototypingwerkplaats in de buurt zijn die die operaties voor je kan doen.

De kosten per onderdeel zullen hoger zijn, maar in werkelijkheid bespaar je op investeringen en personeelswerving. De andere optie is met de ontwerper te praten en hem te overtuigen om over te schakelen naar een duurder materiaal dat zo'n complexe behandeling niet vereist. De algehele bewerkbaarheid van het materiaal kan lager zijn, maar het is mogelijk dat je nog geld kunt besparen door het vermijden van de adoptie van een eerder onbekende technologie.

Hoog-precieze meten en kwaliteitscontrole

Een van de meest significante taken in CNC precisietechniek is manieren vinden om daadwerkelijk te begrijpen of het onderdeel dat je hebt gecreëerd de vereiste kwaliteit heeft. Het is geen triviale taak, omdat hoog-precieze CNC-bewerkingsonderdelen vaak een tolerantie hebben die strakker is dan de meerderheid van meetapparatuur. Wat zijn de mogelijke aanbevelingen hier?

1. Vermijd zoveel mogelijk fixtures. Elk element van het meetsysteem brengt additionele fouten met zich mee, dus beter om ze ganzelijk te vermijden. Moderne hoog-precieze metingen worden uitgevoerd met het onderdeel gelegd op een heel gladde steenplaat (als dat mogelijk is).
2. Optische meting is een goede optie. De meerderheid van meetgereedschappen vertrouwt op fysieke contact om de tolerantie of oppervlakteafwerking te meten. Echter, contactende onderdelen raken geslijt en verliezen precisie. Optische meetinstrumenten niet en bovendien kan geen ongewenste agent interfereren wanneer het gereedschap en het onderdeel aanraken.
3. Als er geen manier is om de precisie van het onderdeel te bepalen, test het. Dat is de enige manier om daadwerkelijk te bepalen of de prestatiekwalificaties van het onderdeel voldoende zijn. Je kunt ook de eisen voor het onderdeel op een omweg meten. Bijvoorbeeld, hoge toerassen zoals die gebruikt in slijpgereedschappen en medicijnmengapparatuur vereisen IT4 of lager radiale uitslag, wat praktisch onmogelijk is te meten. Ze worden gewoon in luchtlager geïnstalleerd en getest. Als de werktemperatuur van de as binnen de grenzen ligt, betekent dat dat de uitslag klein genoeg is.

WayKen - Betrouwbare CNC Precisietechniek Partner Voor Jou

Bij WayKen zijn we altijd toegewijd aan het worden van een toonaangevende producent van precisiebewerkingsservice in rapid manufacturing industrieën, wat dekt Precision CNC prototyping, precisie moulds tooling en precisie aluminium onderdelen, etc. We bezitten geavanceerde 5-as CNC-machines met cutting-edge technologie, wat ons in staat stelt onze inspanningen te richten op het produceren van superieure precisie-onderdelen voor elke klant over de hele wereld, met het hoogste kwaliteitsniveau en on-time levering, ongeacht de complexiteit.