Жоғарғы сапалы жабдық талаптарына сәйкес келетін CNC өңдеу бөлшектерін қалай таңдау керек?

Маңызды міндеттерді орындау үшін CNC өңдеу бөлшектеріне арналған материалдарды таңдау

Қолданылу талаптарына сәйкес беріктік-салмақ қатынасын, коррозияға төзімділікті және жылулық тұрақтылықты сәйкестендіру

Жақсы жұмыс істеуі қажет болатын CNC өңделген бөлшектердің материалдарын таңдағанда өндірістік инженерлер қолданылатын ортаға байланысты үш негізгі қасиетті ескеруі керек. Аэрокосмостық құрылғылар үшін салмаққа шаққандағы беріктік ең маңызды болып табылады. Ұшу кезінде пайда болатын қатты G-күштерге ұшырағанда құрылымдың беріктігін сақтай отырып, салмақты азайту үшін алюминий қорытпалары қолданылады. Тұзды су ортасында немесе химиялық өңдеу зауыттарында жұмыс істейтін құрылғылар үшін коррозияға төзімділік өте маңызды болып табылады. Суға ұзақ уақыт батырылған кезде пайда болатын шұңқырлар мен трещинкаларға төтеп беру үшін болатсыз болат суға төзімдірек болып келеді. Автокөліктердің қозғалтқыш бөлігі сияқты жылуға ұшырайтын бөлшектер үшін жылулық тұрақтылық маңызды. Инконель сияқты материалдар 700 градустан жоғары температураға ұшыраған кезде пішінін өзгертпей көтере алады. Құны да әрқашан рөл атқарады. Темірге қарағанда салмағын шамамен 40% азайтатын титан белгілі бір әуе қозғалтқыш бөлшектері үшін қосымша ақша төлеуге тұрарлық болуы мүмкін. Бірақ кейде температура 200 градустан төмен болатын электр изоляторларында металл орнына инженерлік пластмассалар сияқты арзан нұсқалар да жақсы жұмыс істей алады.

Ресми саладағы материалдар стандарты: әуе-космостық 7075-T6, медициналық 316LVM және титан құймалары

Қауіпсіздік бәрінен басым тұратын салаларда сертификатталған материалдарды пайдалану апаттардан қашу үшін тек ұсынылатын ғана емес, міндетті шарт болып табылады. Мысалы, әуе-космостық сала критикалық маңызы бар қанат бөлшектерін өңдеу кезінде 83 ksi дейінгі созылуға шыдайтын AMS сертификатталған 7075-T6 алюминийге негізделеді. Медициналық құрылғылар үшін өндірушілер 316LVM болатын хирургиялық болат бөлшектері үшін ASTM F138 стандартын қолданады. Вакуумдық қайта балқыту процесі арқылы қоспалар алынып тасталады, сондықтан имплантациядан кейін науқастың денесінде осы металл проблема туғызбайды. Ti-6Al-4V сияқты титан қорытпалары да екі салада да орнын алды. Серіктерге композит материалдармен термиялық үйлесімділігі үшін титан қажет, ал дәрігерлер диагностикалық жабдықтар үшін МРТ-мен үйлесімділігін бағалайды. Сапа тексерулеріне келетін болсақ, ештеңе қақпадан өтпейді. 7075-T6-ға дене ішіндегі коррозия белгілерін анықтау үшін микроскоп арқылы тексеру қажет. Дәрігерлік деңгейдегі материалдар балқытылған металдан бастап өндіріс бойынша әрбір сатыны FDA-ның 21 CFR Бөлім 820 талаптарына сай құжаттамамен бірге бақылау арқылы жүзеге асырылуы керек.

Жоғары дәлдіктегі CNC өңдеу бөлшектері үшін дәлдік: Төзімділіктер, GD&T және метрология

Оптикалық, қозғалыс және сенсорлық жүйелер үшін субмикронды төзімділіктер (±0,0002″) және GD&T қолданылуы

Жоғары сапалы жабдықтарда дәлдік ерекше маңызды, әсіресе кез-келген тербеліске төтеп бере алмайтын маңызды бөлшектер үшін. Оптикалық жүйелерді, қозғалатын бөлшектерді және сенсорлардың қосылуын алатын болсақ — олардың бәрі пішін, бұрыш және орналасу тұрғысынан қабылданатын шамалар туралы сөз қозғалмауы үшін субмикрон деңгейіне (шамамен 0,0002 дюйм) дейінгі өте қатаң техникалық шарттарды қажет етеді. Мұнда GD&T координаталық әдістердің ескі, анық емес тәсілдерін аяқтап, пішін, бұрыш және орналасу тұрғысынан қабылданатын шамалар туралы сөйлеудің негізгі жүйесіне айналады. Функционалдық басқару рамалары әртүрлі бөлшектердің қалай жұмыс істеуі керектігін дәл көрсетеді. Жазықтықты бақылау лазерлік туралау беттерінің жарық жолдарын бұзып жібермеуін қамтамасыз етеді, ал орындау төзімділігі подшипниктердің өздерінің осьтік нүктелерінде дұрыс отыруын қамтамасыз етеді. Мұндай мәселелерді дұрыс шешу өндіріс кезінде түсініксіздікті азайтады және күрделі конструкцияларда қателіктердің жиналуын тоқтатады, бұл ұзақ мерзімді тұрғыдан уақыт пен ақшаны үнемдейді.

Датумға негізделген дизайн және тексерудің толық іздестірілетін құрамы үшін CMM-мен сәйкес келетін ерекшеліктердің орналасуы

Дәл өлшемдерді алу дұрыс салыстыру нүктелерін таңдаудан басталады. Көбінесе құрастырушылар бөлшектердің нақты қолданыста қалай орнатылатынын модельдеу үшін маңызды беттерді бірінші (A), екінші (B) және үшінші (C) санақ беттері ретінде белгілейді. CMM бұл бөлшектерді өлшегенде, олар өлшемдерді тек қана теориялық сипаттамаларға емес, сонымен қатар практикада болатын нәрселерге сәйкес тексеруі мүмкін. Бөлшектерді толық тексеру үшін назар аударылатын бірнеше нәрсе бар. Ойыс пішінді бөліктер өлшеу щуптарының кейбір аймақтарға жетуіне кедергі келтіреді. Кейбір күрделі элементтерге дұрыс жету үшін арнайы бұрышталған құралдар қажет. Тік бұрыш емес беттер де өлшеу кезінде бәрін дұрыс туралауға қиындық туғызады. Жақсы дизайнда өлшеу маңызды болатын негізгі элементтердің айналасында қосымша бос орын болады. Циклдік симметриялы бөлшектер айналмалы сканерлеу үшін де жақсырақ жұмыс істейді. Бұл нұсқауларды сақтау тексеру процестері кезінде толық автоматтандыруды мүмкін етеді. Бұл әрбір механикалық бөлшек үшін сандық көшірмелерді жасап, сапа бақылауы үшін келешекте дайын болатын GD&T құжаттамасын қамтиды.

CNC өңдеу бөлшектерінде бірінші рет өтуге сәйкес сәттілікті қамтамасыз ету үшін өндіріске арналған дизайн

Өндіріске арналған тиімді дизайн (DFM) өндіріс қауіптерін азайтады және күрделі CNC өңдеу бөлшектерінің бірінші рет өлшемдеріне сәйкес келуін қамтамасыз етеді. Өндіріс шектеулерін ерте кездеңде шешу арқылы инженерлер қажетсіз шығындарды, құнын және жеткізу уақытын азайтады, сонымен қатар маңызды міндетті қолданбалар үшін дәлдікті сақтайды.

Геометриялық шектеулер: жұқа қабырғалар, сүйір ауысулар және жоғары дәлдіктегі бөлшектердегі 5 осьті қолжетімділік

0,020 дюймнен аз қабырғалары бар бөлшектерді өңдеу кезінде олар иіліп және тербеліп жатады, бұл өлшеулер мен өлшемдерді бұзуы мүмкін. Ішкі бұрыштарда жеткілікті радиус болмаған жағдайда, қалыпты соңғы фрезалар сол аймақтарға жеткілікті тереңдікке жете алмайды, сондықтан құралдар тез wear worn болады немесе толығымен сынады. Бес осьті өңдеу нақты пішіндерге мүмкіндік ашады, бірақ кесу құралдарының кедергісіз қозғалуы үшін машинаға анық траекториялар қажет, әйтпесе бетінің сапасы төмендейді. Жақсы конструкторлар бөлшектердің машинада қалай орналасуын, жеткіліксіз қолдаулы элементтерді азайту және өңдеу барысында барлығының қатты болып тұруын ескеру керектігін біледі. Бұл аэрокосмостық және медициналық құрылғыларды өндіру сияқты өнеркәсіптерде өте маңызды, өйткені онда кішігірім әлсіздіктер кейіннен апаттық істен шығуға әкелуі мүмкін.

Ішкі радиустарды, құрал жолдарын және шпонкалық ойықтардың мүмкіндігін оптимизациялау арқылы қайта жұмыс істеуді болдырмау

Ішкі бұрыштар үшін радиус стандартты кескіштердің қолдануынан үлкен болуы керек. Көбінесе материалды жақсырақ алып тастауға және кернеу нүктелерінің пайда болуын болдырмауға көмектесетіндіктен, цехтар кем дегенде 0,020 дюймге ұмтылады. Егер шетке кесулермен жұмыс істеуге тура келсе, онда жағдай тез күрделенеді, себебі олар ерекше құралдар мен қосымша дайындық жұмыстарын талап етеді. Көптеген жағдайларда бөлек бөліктерден ашық ұялар жасау немесе бөлшектерді жинақтау сондай-ақ жақсы нәтиже береді, бірақ ұзақ мерзімде ақша үнемдейді. Өңдеуді бастамас бұрын құралдардың бөлшектердің ішіне қалай жететінін модельдеу — бұл ақылды практика. Бұл мүлдем өңделе алмайтын аймақтарды уақытында анықтап алуға және өндіріс кезінде уақыттың кетуін азайтуға көмектеседі. Сандар да жалған айтпайды: саланың статистикасы жыл сайынғы өндірістің шамамен 15-20 пайызы нашар дизайн шешімдерінен туындаған мәселелерді түзетуге кететінін көрсетеді. Сондықтан нақты компоненттерді массалық өндіру кезінде дизайнерлер мен өндіріс топтарының ерте кезде хабарласуының маңызы зор.

Жоғары дәлдіктегі CNC өңдеу бөлшектеріне арналған сертификаттау және сапа жүйелері

Сертфикаттар мен сапа басқару жүйелері әртүрлі өнеркәсіп салаларындағы қатаң талаптарға сай келуі тиіс болғанда, әсіресе CNC-мен өңделген маңызды бөлшектердің сенімді болуын қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Әуе кеңістігі компаниялары үшін AS9100 сертификаты — бұл міндетті талап, өйткені олар ұшақтарға орнатылатын бөлшектер дайындайтын болса. Бұл сертификат ұшақтардың қауіпсіз ұшуын қамтамасыз ететін компоненттердің өндірісінің әрбір сатысын қатаң бақылауда ұстауды талап етеді. Медициналық құралдар жасаушылар да ISO 13485 сертификатына ұқсас талаптарға бағынышты, бұл стандарт олардың өнімдерінің науқастарға зиян келтірмейтінін және имплантацияланатын әрбір бөлшекті өндіру тізбегі бойынша іздеуге болатынын қамтамасыз етеді. Бұл стандарттар компанияларға барлық процестерді толық құжаттауға, мүмкін болатын ақаулардың пайда болу орындарын талдауға және статистикалық әдістерді қолданып, ерте сатыда ақауларды анықтауға мәжбүр етеді. Нәтижесінде? Тәуелсіз тексерулерден өткен кәсіпорындар хирургиялық құралдар дайындалатын таза бөлмелерде ластануды болдырмаумен қатар, 0,005 миллиметрге дейінгі дәлдікті қамтамасыз етеді.

Кесте: Сектор бойынша негізгі сапа стандарттары

Миссияға маңызы зор CNC өңдеу бөлшектері үшін қатаң тексеру протоколдары

100% тексеруді талап ету мен статистикалық таңдау арасындағы айырмашылық: толық бөлшек іздестірушіліктің қажет болатын жағдайлар

Біз аэрокосмостық актуаторлар немесе медициналық имплантаттар сияқты миссияға критикалық маңызы бар заттар туралы сөйлескенде, қате жіберуге мүлдем орын жоқ. CNC-пен өңдеу арқылы жасалған әрбір бөлшекке техникалық талаптарға дәл сәйкес келетініне көз жеткізу үшін толық тексеру жүргізілуі керек. Қауіпсіздік негізгі мәселе болмаған бөлшектер үшін статистикалық таңдау әдістері, мысалы AQL, жақсы жұмыс істейді, бірақ бір ғана істен шығу дағдарысқа әкелуі мүмкін салаларда компаниялар толық іздестіруді қажет етеді. Бұл материалдар зауытқа түскеннен бастап соңғы өнім расталғанша әрбір өлшемді бақылау дегенді білдіреді. Бұл әдіс ақауланған бөлшектердің сыртқа шығу ықтималдығын нақты төмендетсе де, әдеттегі партиялық таңдау әдістеріне қарағанда 15%-дан 30% дейін қосымша құнына әкеледі. Мысалы, турбиналық қанатшалардың байланыстыру элементтерін алайық. Әрбір байланыстыру элементі бетінің сапасы мен өлшемдері бойынша мұқият тексеріледі және бұл деректер ережелер талап ететіндіктен екі онжылдықтан астам уақыт бойы сақталып қалады.

Бетінің өңдеу сапасын растау (Ra < 0,4 µm), профильдің дәлдік шектері мен функционалдық жинақталуын сынақтан өткізу

Метрологиялық құралдар гидравликалық сақтандырғыштар немесе сезімтал оптикалық тіреулер сияқты заттар үшін беттердің шынымен тегіс екендігін тексереді, әсіресе 0,4 микроннан аспайтын кедір-бұдырлық қажет болғанда. Дөңгелек немесе шаршы сияқты қарапайым пішіндерден өзгеше пішіндерге келгенде, профильді рұқсат етілетін ауытқулар бәрін плюс-минус 0,05 миллиметр шамасында ұстайды. Біз осындай күрделі қисықтар мен қырларды сканерлеу үшін лазерлерді қолданамыз. Содан кейін бөлшектерді нақты жағдайда сынап көру мақсатында функционалдық сынақтар жүргізіледі. Мысалы, клапан денелеріне 300 psi-дан астам қысымда сынақ жүргізу олардың нақты жағдайларда шыдайтынын көрсетеді. Координаталық өлшеу машиналары одан кейін жүздеген өлшеу нүктелерін бастапқы компьютерлік үлгілермен салыстырады. Бұл бүкіл процесс жинау кезінде бөлшектердің дұрыс жиналатынына кепілдік береді. Бұл әртүрлі тексерулер бөлшектердің тек қағазда дұрыс көрінуін ғана емес, сонымен қатар жабдыққа орнатылған кезде сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

ЖИҚ: CNC өңдеу бөлшектері

CNC өңделген бөлшектер үшін материал таңдағанда ескерілетін ең маңызды қасиеттер қандай?

Ең маңызды қасиеттерге қолданылатын ортаға байланысты салмаққа шаққандағы беріктік, коррозияға төзімділік және жылулық тұрақтылық жатады.

Әуе-кеме және медициналық салалар сияқты реттелетін салаларда сертификатталған материал неге маңызды?

Сертификатталған материалдар бұл салаларда қолданылатын компоненттердің қауіпсіздігі мен сенімділігін қамтамасыз етеді және істен шығу қаупін азайтады.

CNC өңдеуде GD&T қандай рөл атқарады?

GD&T жоғары дәлдіктегі CNC өңделген бөлшектердің функционалдық жұмыс істеуі үшін қажетті дәлдік, пішін және орналасу талаптарын анықтау үшін дәл тіл құралы болып табылады.

Өндіруге ыңғайлы жобалау (DFM) өңдеудегі бірінші өту сәттілігіне қалай әсер етеді?

DFM жобалау процесінің басында өндіру кезінде болуы мүмкін шектеулерді шешеді, қауіптерді, қалдықтарды азайтады және бөлшектердің бірінші рет өту кезінде талаптарға сай болуын қамтамасыз етеді.