Каковы основные методы постобработки при обработке на станках с ЧПУ?
CNC-обработка славится своей точностью, аккуратностью и эффективностью в производстве сложных деталей из различных материалов. Но процесс не останавливается после фрезерования или токарной обработки компонента. Постобработка жизненно важна для обеспечения соответствия готового продукта всем эстетическим, функциональным и качественным стандартам. В этой статье основное внимание будет уделено наиболее важным методам постобработки при обработке на станках с ЧПУ и их значению для создания конечного продукта высочайшего качества.
Содержание
Почему важны методы постобработки при обработке на станках с ЧПУ
Обработка на станках с ЧПУ — это резка, сверление, фрезерование и точение материалов с получением точных конструкций.. Эти операции определяют форму детали, однако они могут оставлять после себя дефекты на поверхности, такие как заусенцы, следы от инструментов и острые края. Кроме того, физические и механические характеристики детали, прошедшей машинную обработку, не всегда могут соответствовать спецификациям ее конечного использования. Методы постобработки решают проблемы, улучшая качество поверхности, увеличивая механические свойства, повышая устойчивость к коррозии и гарантируя качество продукта.
Ключевые методы постобработки при обработке на станках с ЧПУ
1. Deburring
При обработке на станках с ЧПУ характерны режущие кромки, заусенцы и мелкие выступы, особенно для мягких металлов и пластиков. Удаление заусенцев — это метод устранения этих дефектов термическим, механическим или химическим способами.
Это простой и краткий список наиболее популярных методов удаления заусенцев на станках с ЧПУ:
| Техника удаления заусенцев | Описание | Best For | Уровень автоматизации |
| Ручное удаление заусенцев | Ручные инструменты, такие как скребки, напильники или наждачная бумага. | Малогабаритные, сложные или деликатные детали | Низкий |
| Механическое удаление заусенцев | К ним относятся шлифовка, обработка барабаном или абразивной щеткой. | Производство в больших объемах, металлические детали | От среднего до высокого |
| Термическое удаление заусенцев (ТЕМ) | Использует взрывоопасный газ в камере для удаления заусенцев. | Внутренние заусенцы в труднодоступных местах | Средний |
| Криогенное удаление заусенцев | Замораживает компоненты для их изготовления, а затем уничтожает их с помощью дробеструйной обработки. | Металлы мягкие и пластмассы | От среднего до высокого |
| Электрохимическое удаление заусенцев | Удаляет заусенцы с помощью тщательно контролируемой электрохимической реакции. | Точные детали, мелкие детали | Средний |
| Ультразвуковое удаление заусенцев | Использует ультразвуковую энергию в жидких средах для устранения заусенцев. | Мелкие и хрупкие детали | От низкого до среднего |
| Струя воды под высоким давлением | Использует воду под высоким давлением, которая целенаправленно удаляет ссадины. | Небольшие заусенцы внутри каналов | От среднего до высокого |
2. Поверхностная обработка
Качество отделки поверхности может существенно повлиять на эксплуатационные характеристики и эстетическую привлекательность изделия.
В этой таблице представлены наиболее распространенные методы отделки поверхностей для станков с ЧПУ:
| Способ доставки | Описание | Поверхностный результат | Общие материалы | Типичные варианты использования |
| Полировка | Используйте абразивные вещества, а также круги для создания ровной отражающей поверхности. | Зеркальная отделка или высокий глянец | Металлы (алюминий, сталь), пластики | Эстетические компоненты оптические приборы, медицинские приборы |
| Шлифование | Абразивные ленты или бумага используются для выравнивания поверхностей и удаления следов от инструментов. | Матовый с полуглянцевым или матовым покрытием | Пластик, дерево и мягкие металлы | Детали для мебели Прототипы из пластика |
| Дробеструйная обработка | Стеклянные или керамические шарики проталкиваются с высокой скоростью, создавая текстуру поверхности. | Равномерное матовое покрытие | Металлы (алюминий и нержавеющая сталь) | Инструменты, корпуса, аэрокосмическое оборудование |
| акробатика | Детали вращаются или вибрируют с использованием абразивных материалов для удаления заусенцев и полировки. | Гладкие края, гладкие | Пластики, металлы | Отделка больших партий мелких и средних деталей |
| анодирование | Электрохимический процесс, в результате которого образуется защитный оксидный слой (в основном для алюминия). | Прозрачное или цветное покрытие | Алюминий | Потребительская электроника, аэрокосмическая промышленность, архитектура |
| Электрохимический | Удаление тонкого слоя материала посредством электрохимической реакции. | Яркий, чистый, устойчивый к коррозии | Титан, нержавеющая сталь | Медицина, пищевая промышленность, полупроводниковые компоненты |
| Порошковое покрытие | Распыляет сухой порошок, который затвердевает под воздействием тепла, образуя чрезвычайно твердое покрытие. | Цветное, прочное покрытие | Драгоценные металлы | Автомобильная, промышленная, потребительская продукция |
| Живопись | Распыляет жидкую краску вручную или методом распыления для обеспечения защиты и цвета. | Матовый, глянцевый или текстурный | Пластики, металлы | Корпуса, декоративные детали и знаки |
3. Термическая обработка
Для таких металлов, как титан или сталь, необходимость термической обработки имеет решающее значение для улучшения механических свойств.
Эта таблица является простым справочником для понимания различные методы термической обработки а также их использование в станках с ЧПУ.
| Процесс термической обработки | Описание | Цель | Общие материалы | Типичные варианты использования |
| Отжиг | Процесс термической обработки, при котором материалы нагреваются, а затем медленно охлаждаются для устранения напряжений. | Смягчает материал, улучшает пластичность, снижает твердость. | Медь, сталь, алюминий, латунь | Аэрокосмические компоненты, трубы, провода, конструкционные материалы |
| Закаливание | Материал нагревают до высокой температуры, затем быстро охлаждают (обычно в масле или воде). | Улучшает износостойкость и твердость. | Углеродистая сталь, легированная сталь, инструментальная сталь | Шестерни, подшипники, инструменты и режущие инструменты |
| Отпуск | Нагревайте затвердевший материал до тех пор, пока он не достигнет более низкой температуры, а затем медленно охлаждайте его, чтобы снять напряжение. | Уменьшает хрупкость, сохраняя прочность. | Углеродистая сталь, инструментальная сталь | Инструменты, автомобильные детали, структурные компоненты |
| Закалка | Материал быстро охлаждается, как правило, путем погружения в масло, воду или воздух. | Повышает прочность на разрыв и твердость. | Сталь, железо, сплавы | Детали для машин, автомобильные детали и шестерни |
| Снятие напряжения | Процесс включает в себя нагревание детали до более низких температур и постепенное ее охлаждение для уменьшения внутреннего напряжения. | Снижает риск деформации и размерной нестабильности. | Алюминий, нержавеющая сталь, углеродистая сталь | Прецизионные детали, сварные детали, каркасные конструкции |
| Нормализация | Нагрев материала до критической температуры и охлаждение его воздухом. | Измельчает структуру зерна, восстанавливает пластичность. | Сталь, чугун | Стальные детали, ковка, литье |
| карбюризация | Нанесение углерода на поверхность низкоуглеродистой стали путем нагрева в богатой углеродом атмосфере. | Повышает твердость поверхности. | Сталь низкоуглеродистая | Шестерни, валы, распредвалы |
| Азотирование | Диффузия азота в поверхность вещества обычно происходит при более низких температурах. | Повышает твердость и коррозионную стойкость поверхности. | Титан, сталь, алюминиевые сплавы | Аэрокосмическая промышленность, инструментальная промышленность, автомобилестроение |
| Цианирование | Однако, как и при цементации, для обеспечения диффузии используется вещество на основе цианида. | Повышает твердость и износостойкость. | Сталь Легированная Сталь | Автозапчасти, режущие инструменты |
| Индукционная закалка | Используйте электромагнитную индукцию для нагрева определенных участков детали, а затем быстрого ее охлаждения. | Он упрочняет определенные участки детали. | Легированные стали, Сталь | Шестерни, валы, дорожки качения подшипников |
4. Шлифовальные
шлифование с ЧПУ — это высокоточная технология постобработки, которая обычно используется после обработки с ЧПУ для улучшения качества поверхности, создания точных допусков и повышения точности размерных измерений. Она использует круги для удаления крошечных количеств материала, что делает ее пригодной для обработки твердых металлов и сложных компонентов, требующих высококачественной поверхности. Шлифование удаляет следы инструмента, вызванные резкой с ЧПУ, и обычно используется на последних этапах производства для обеспечения высоких стандартов в аэрокосмической или промышленной сфере.
5. Нарезание резьбы и нарезание резьбы
Нарезание резьбы и волочение являются важнейшими методами постобработки при обработке на станках с ЧПУ, которые создают наружную или внутреннюю резьбу на обработанных деталях. ЧПУ tхрединг это процесс нарезания винтовых канавок на поверхности цилиндрической или отверстия, а нарезание резьбы относится к созданию внутренней резьбы с помощью метчиков. Эти методы гарантируют, что компоненты закреплены с помощью болтов или винтов. Они жизненно важны для функционирования узлов в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная и электронная, где качество и долговечность резьбовых соединений имеют решающее значение.
6. Уборка
После постобработки и обработки на станках с ЧПУ детали должны быть тщательно очищены, чтобы удалить охлаждающие жидкости, масла, стружку и другие остаточные вещества, оставшиеся после обработки. Чистота гарантирует, что компонент не содержит никаких загрязнений, которые могут повлиять на его производительность, внешний вид или качество результатов.
Ниже представлена таблица с подробным описанием различных методов очистки при обработке на станках с ЧПУ:
| Метод очистки | Описание | Лучше всего использовать для |
| Очистка сжатым воздухом | Использует воздух высокого давления для сдувания стружки, пыли и мусора. | Быстрая очистка поверхности после обработки |
| ультразвуковая очистка | Использует высокочастотные звуковые волны в чистящем растворе для удаления загрязнений. | Деликатные или сложные детали с тонкими деталями |
| Очистка растворителем | Применяет химические растворители для растворения масел, охлаждающих жидкостей и остатков. | Удаление стойких смазок или технологических жидкостей |
| Водная очистка | Использует водные растворы, часто подогретые, с моющими средствами для общей уборки. | Экологичный метод массовой очистки |
| Очистка паром | Высокотемпературный пар удаляет грязь, масла и частицы | Эффективное обезжиривание без едких химикатов |
| Ручная очистка/чистка щеткой | Физическая очистка или протирание тряпками, щетками или губками | Очистка пятен или чувствительных поверхностей, требующих нежного прикосновения |
| Вакуумная чистка | Удаляет сухую стружку и пыль с помощью промышленных пылесосов | Первоначальное удаление стружки перед детальной очисткой |
| Очистка снега CO₂ | Струей сухого льда отрывает частицы и масла | Точная очистка без влаги и остатков |
| Обезжиривание паром | Использует пары растворителя для конденсации на детали и растворения загрязнений. | Высокоэффективная очистка критических металлических деталей |
7. Инспекция и контроль качества
Последний этап процесса постобработки — это осмотр и процедура контроля качества при изготовлении на станках с ЧПУ. Это жизненно важно для того, чтобы убедиться, что компонент соответствует точным спецификациям и допускам, которые требуются для цели, для которой он был разработан. Если проверка не будет тщательной, даже малейшее отклонение может привести к отказу или даже плохой работе.
Ниже приведена таблица, в которой перечислены наиболее распространенные методы контроля, используемые при обработке на станках с ЧПУ:
| Методика проверки | Описание | Подача заявки |
| Визуальный осмотр | Ручная проверка на наличие дефектов поверхности, заусенцев или изменения цвета | Быстрая оценка очевидных недостатков и косметических дефектов |
| Штангенциркули и микрометры | Высококачественные ручные приборы для измерения внутренних и внешних размеров | Проверка критических размеров и допусков |
| Координатно-измерительная машина (КИМ) | Автоматизированное измерение с помощью зонда и трехмерных координат | Высокоточный размерный контроль сложных деталей |
| Оптические компараторы | Проектор проецирует увеличенное изображение компонента для проверки его проектных наложений. | Изучение контуров, профилей и других мелких деталей |
| Измерители шероховатости поверхности | Приборы для измерения чистоты поверхности в микронах | Оценка текстуры поверхности для практических поверхностей |
| Датчики «годен/не годен» | Фиксированные измерительные инструменты для определения соответствия деталей допустимым допускам | Быстрые проверки «прошел/не прошел» для деталей большого объема |
| Лазерное сканирование/3D сканирование | Бесконтактный метод захвата всей трехмерной геометрии компонента | Сравнение сложных геометрий с моделями САПР |
| Испытание на твердость | Определяет степень устойчивости к изменению (например, испытания по Роквеллу, Бринеллю) | Обеспечение однородности термообработки или материала |
| Датчики резьбы | Используется для проверки точности внутренней и внешней резьбы. | Проверка совместимости функций, использующих потоки |
| Нутромеры | Точные приборы для определения диаметра отверстий и круглости | Проверка внутренних характеристик с жесткими допусками |
Резюме
Постобработка — это важный этап в обработке с ЧПУ, который преобразует грубую заготовку в готовое к использованию изделие. От обработки поверхности и удаления заусенцев до очистки и проверки — каждый метод способствует высочайшему качеству, эстетике и долговечности. Интегрируя надлежащие процедуры постобработки, производители убеждаются, что они уверены, что Детали, обработанные на станке с ЧПУ соответствуют самым высоким стандартам качества, сводя к минимуму ошибки и повышая эффективность.
