跳到 内容 
Hva er bearbeidbarheten til et materiale?
Bearbeidbarhet refererer til et materiales kvalitet som gjør det enkelt eller vanskelig å kutte, forme eller fullføre med en hvilken som helst maskineringsprosess. Et materiale er mer bearbeidbart når det kuttes med normal skjærehastighet og minimal kraft uten å deformere skjæresonen. I motsetning til dette har et materiale dårlig bearbeidbarhet når det krever mer innsats og høye skjærekrefter, noe som resulterer i mer deformasjon. Denne egenskapen gjelder for alle CNC-bearbeidingsmaterialer, selv om den ofte brukes til metaller.
Å bruke materiale med forbedret bearbeidbarhet er mer fordelaktig fordi det gir bedre deler med mindre deformasjon, stramme toleranser og utmerket overflatefinish. Disse materialene letter også raskere ledetider fordi de letter rask produksjon av varer. På lang sikt reduserer bruk av materialer med god bearbeidbarhet rask verktøyslitasje og sikrer forlenget levetid for skjæreverktøyet, og sparer CNC-bearbeidingskostnader for prosjektet ditt.
Hva betyr maskinbarhetsvurderinger?
Maskineringsvurderinger eller maskinbarhetsindeks er en standardmetode som brukes til å kvantifisere maskinbarheten til et materiale. Denne vurderingen refererer til en relativ verdi bestemt fra materialets testing. Selv om fysiske faktorer som et materiales strekkstyrke, hardhet og termiske egenskaper kan indikere dets omtrentlige bearbeidbarhet, er bearbeidbarhetstesting den eneste måten å være sikker på. I henhold til et bearbeidbarhetsvurderingssystem laget av American Iron and Steel Institute (AISI), blir materialer maskinert ved CNC-dreiing og overflatefinish, hastighet og verktøylevetid sammenlignet med referansematerialet, 160 Brinell B1112 stål.
Bearbeidbarhetsvurderinger er lik Fahrenheit og Celsius temperaturskalaer på en måte som tilfeldig valgte verdier gjenspeiler referansepunktet. Grunnlinjen er satt rundt 0ºF og 0ºC i disse temperaturskalaene. Det fribearbeidende stålet AISI B1112 er referansepunktet med en maskinbarhetsvurdering på 100 % i AISI-testmetoden. Derfor oppnår ethvert materiale som maskinerer enkelt og raskere enn B1112-stål en verdi over 100 %. Omvendt har materialer som er vanskeligere for verktøy og som tar lengre tid å maskinere en vurdering på mindre enn 100 %.
For eksempel har SAE 6061-aluminium en bearbeidbarhetsvurdering på 270 %, mens det vanskelig å maskinere ASTM Grade 5 titan (Ti-6Al-4v) har en maskinbearbeidbarhet på omtrent 17 %. Ikke desto mindre er disse vurderingene en retningslinje for å indikere et materiales relative maskineringsvanskelighet eller enkelhet. Imidlertid kan produktdesignere og maskinister gjøre bearbeiding av materialer mer effektiv på noen måter.
Vanlige måter å forbedre et materiales bearbeidbarhet på
Metaller er ofte preget av faste fysiske egenskaper som elastisitetsmodul, termisk ekspansjon og termisk ledningsevne. Du kan imidlertid gjøre dem mer bearbeidbare ved å endre tilstanden til arbeidsstykket og bearbeidingsprosessen. Når en mer bearbeidbar metallegering er uforenlig med den tiltenkte applikasjonen, er det eneste alternativet å finne en måte å forbedre materialets bearbeidbarhet på.
Varmebehandling og deformasjonsherding som brukes på et materiale i de første produksjonsstadiene kan gjøre det mye vanskeligere å bearbeide. Prøv derfor så mye som mulig å utsette alle fabrikasjonsprosesser og behandlinger som kan føre til materialherding til etter bearbeiding. Hvis det imidlertid er umulig å utsette, bør du vurdere å gløde arbeidsstykket før bearbeiding for å myke opp materialet og lette indre spenninger.
Du kan effektivt redusere produksjonstiden ved å utnytte spesialutstyr som maskinering av elektrisk utladning i en CNC-butikk. Maskinverktøy laget av forskjellige materialer eller verktøygeometri kan tilpasses høyere skjærehastigheter og sikre forlenget verktøylevetid.
Dessuten kan du best forbedre maskineringseffektiviteten uten å endre arbeidsstykket fra sak til sak. For eksempel resulterer de mekaniske egenskapene til termoplast i maskineringsvansker. Siden de er myke, smelter de ofte eller limer seg til verktøyet. Vurder imidlertid å kontrollere temperaturen med spesielle kjølevæsker og modifisere maskineringsparametrene for å effektivt forbedre maskinbarheten hvis du ikke kan bytte til et materiale med høyere maskinbarhet.
Faktorer som påvirker bearbeidbarhet
Flere faktorer bidrar til bearbeidbarheten til et materiale, noe som gjør at det er relativt enkelt eller vanskelig å bearbeide. Her er noen av disse vanlige faktorene som påvirker bearbeidbarheten:
Materialets hardhet
Selv om den kjemiske sammensetningen av et materiale ofte påvirker et materiales hardhet, er materialer med høy hardhet ofte problematiske. De bremser kutteoperasjoner, krever mer kuttekrefter og akselererer slitasje på kutteverktøy. Derfor må hardhetsnivåene til et materiale undersøkes under valg.
Kjølevæske og smøremiddel
Skjærevæske spiller en betydelig rolle i hvor bearbeidbart et materiale kan være. Bruk av passende smøremidler og lavere skjærehastigheter kan redusere varme og friksjon mellom arbeidsstykket og skjæreverktøy, og dermed forbedre materialfjerningshastigheten og sikre lengre verktøylevetid.
Bearbeidingsmetode
CNC-maskineringsprosesser , inkludert fresing, boring, sliping, dreiing osv., påvirker et materiales maskinbarhet på forskjellige måter. Avhengig av materialets egenskaper og foretrukne maskineringsresultat, er noen materialer mer egnet for spesifikke maskineringsprosesser enn andre. For eksempel er sliping en mer passende maskineringsprosess for bearbeiding av sprø materialer enn dreiing på grunn av deres høye hardhet og lave duktilitet.
Strekkfasthet
Jo høyere materialets strekkfasthet, jo mer komplisert er det å bearbeide. Materialer med høyere strekkfasthet har større strømforbruk fordi de er svært motstandsdyktige mot deformasjon og krever høy skjærehastighet.
Termiske egenskaper
De termiske egenskapene til et materiale er en annen kritisk faktor for å avgjøre om det er relativt enkelt å maskinere. Måten materialer sprer varme på er forskjellig. Noen materialer mykner og gummier opp maskinverktøyet fordi de ikke tåler varme.
Typiske materialer med utmerket bearbeidbarhet
| MATERIALE | Materiell karakter | Bearbeidbarhetsvurdering |
|---|---|---|
| Lavkullstål | 1010 | 64% - 40% |
| Lavkullstål | 1018 | 80% - 44% |
| Medium karbonstål | 4140 | 36% - 16% |
| Medium karbonstål | 1045 | 60% - 28% |
| Rustfritt stål | 304 | 64% - 44% |
| Rustfritt stål | 316 | 36% |
| Rustfritt stål | 17-4PH | 32% - 16% |
| Rustfritt stål | 410 | 56% - 36% |
| Messing | 360 | 160% - 200% |
| Messing | 260 | 105% - 100% |
| Titanlegering | Grade 2 | 30% |
| Titanlegering | Grade 5 | 35% - 30% |
| Titanlegering | Grade 23 | 28% - 25% |
| Magnesiumlegering | AZ31 | 55% - 50% |
| Magnesiumlegering | ZK60A | 65% - 60% |
| Magnesiumlegering | WE43 | 45% - 40% |
| Aluminum Alloy | 6061 | 480% - 320% |
| Aluminum Alloy | 7075 | 480% - 320% |
Merk: Materialer fra forskjellige land kan variere noe i bearbeidbarhetsvurderinger på grunn av subtile forskjeller i utførelse og sammensetning.
Noen materialer brukes ofte til forskjellige bruksområder fordi de lett formes og formes ved hjelp av forskjellige prosesser. Her er andre bearbeidbare materialer:
Stål
Selv om maskinering av stål er relativt mer komplekst enn aluminiumslegeringer, er stålkvaliteter med moderat karboninnhold, som 303 rustfritt stål, enkle å maskinbearbeide. Høykarbonstål er relativt harde materialer som er vanskelige å skjære, mens lavkarbonstål er gummiaktige. Bruk av bly som tilsetningsstoff kan imidlertid gjøre stål mer maskinbearbeidbart og forbedre spondannelsen. Svovel er et annet element som bidrar til å forbedre stålets maskinbearbeidbarhet.
Aluminum
Aluminium er et av få materialer med eksepsjonell maskinbarhet og høy varmeledningsevne. Det er relativt enkelt å maskinere og kostnadseffektivt. 6061 aluminium er en typisk aluminiumskvalitet for maskinering. 2011 og 8280 er andre mindre vanlige aluminiumslegeringer med bemerkelsesverdig maskinering. De skaper svært små spon og en overlegen overflatefinish.
Plast
Termoplast er relativt vanskelig å bearbeide fordi CNC-verktøy genererer varme som forårsaker plastisk deformasjon, noe som gjør at den fester seg til verktøyet. ABS, nylon, Delrin og akryl er imidlertid typiske plasttyper med de beste maskinbarhetsvurderingene. De er ideelle for maskinerte deler som krever små toleranser og god overflatefinish.
Andre metaller
Messinglegeringer, magnesiumlegeringer og kobber er typiske eksempler på andre bearbeidbare metaller. Messinglegeringer er myke materialer med god strekkfasthet. Kobber viser stor elektrisk ledningsevne bortsett fra et godt nivå av bearbeidbarhet. Magnesiumlegeringer er lette materialer. Selv om de ikke er like robuste som aluminium, viser de god bearbeidbarhet og er egnet for bruk med lav tetthet.
AT-MachiningDin pålitelige produksjonspartner for vanskeligbearbeidede deler
Bearbeidbarheten til et materiale er en betydelig indikator på nødvendig tid og kostnad for å lage en del av det. Maskinering fungerer forskjellig for hvert materiale siden prosessen involverer bruk av et kraftig maskinverktøy for å kutte eller forme materialet for å oppnå ønsket overflatefinish, dimensjonsnøyaktighet og verktøylevetid. Å forstå alt om hvor bearbeidbart et materiale er kan sikre bedre maskineringsresultater.
AT-Machining er en førsteklasses CNC-maskinverksted som tilbyr kvalitet og kostnadseffektive tjenester. Våre eksperter kan håndtere ulike materialer uavhengig av maskinbarhetsvurderinger for å møte dine produktkrav. Vi utnytter vår ekspertise og banebrytende fasiliteter for å optimalisere produksjonen og opprettholde kvaliteten. Kontakt oss nå, og vi vil optimere fabrikasjonsprosessen for ditt neste prosjekt!
