เทคนิคสูงสุดในการบรรลุชิ้นส่วนเหล็กที่มีคุณภาพสูงใน CNC Machining

เมื่อฉันเริ่มทำงานกับเครื่องจักร CNC สำหรับส่วนประกอบเหล็ก ฉันตระหนักได้อย่างรวดเร็วว่าการบรรลุผลลัพธ์ที่มีคุณภาพสูงนั้นเหนือกว่าการป้อนไฟล์ CAD ให้กับเครื่องจักร เสียงกระทบของเครื่องมือตัด การสั่นสะเทือนเล็กน้อยของแกนหมุน และกลิ่นโลหะของเหล็กที่เพิ่งผ่านการตัดเฉือน ล้วนเป็นสัญญาณบ่งบอกถึงปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อความแม่นยำ ตั้งแต่การเลือกเครื่องมือไปจนถึงการควบคุมกระบวนการ ทุกขั้นตอนมีอิทธิพลต่อคุณภาพของชิ้นส่วนสุดท้าย ในบทความนี้ ฉันจะแบ่งปันเทคนิคที่ผ่านการทดสอบแล้วซึ่งช่วยปรับปรุงผลลัพธ์การตัดเฉือน CNC เหล็กของเราอย่างสม่ำเสมอ

1. การเลือกเกรดเหล็กที่เหมาะสม

เหล็กไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเท่ากัน ชิ้นส่วน CNC คุณภาพสูงเริ่มต้นด้วยการเลือกโลหะผสมเหล็กที่ตรงกับข้อกำหนดทางกลและอุณหภูมิของคุณ ตัวอย่างเช่น:

• AISI 4140 – เหมาะสำหรับเฟืองและเพลาที่มีความแข็งแรงสูง

• AISI 316L – ชิ้นส่วนทนต่อการกัดกร่อนสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

• เหล็กกล้าเครื่องมือ (D2, H13) – เหมาะสำหรับแม่พิมพ์และแม่พิมพ์ที่ต้องการความแข็งสูง

เคล็ดลับ: ฉันมักจะขอใบรับรองโรงงานจากซัพพลายเออร์เพื่อตรวจสอบองค์ประกอบที่แน่นอนของวัสดุ การใช้เหล็กชุดที่มีปริมาณคาร์บอนที่ไม่สอดคล้องกันอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดด้านมิติหลังจากผ่านการอบชุบด้วยความร้อน

2. การปรับปรุงเครื่องมือ CNC และพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสม

เครื่องมือตัดและพารามิเตอร์มีผลโดยตรงต่อผิวสำเร็จและความแม่นยำของมิติ ผ่านการทดลองจริง:

• ใช้ คาร์ไบด์หรือเอ็นด์มิลเคลือบ สำหรับเหล็กที่มีความแข็งสูงกว่า

• รักษา การป้อนต่อฟันต่ำ เพื่อผิวสำเร็จที่ดี

• ใช้ ความเร็วแกนหมุนที่เหมาะสม และ การไหลของน้ำหล่อเย็น เพื่อลดการสึกหรอของเครื่องมือและการขยายตัวทางความร้อน

ตัวอย่าง: ในเหล็กเพลาสแตนเลสชุดล่าสุด การเปลี่ยนจาก HSS ที่ไม่มีการเคลือบผิวเป็นคาร์ไบด์เคลือบ TiAlN ช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนเครื่องมือลง 40% และปรับปรุงความหยาบของพื้นผิวจาก Ra 1.6 µm เป็น Ra 0.8 µm

3. การใช้ฟิกซ์เจอร์และการจับยึดชิ้นงานที่เหมาะสม

การสั่นสะเทือนและการเคลื่อนที่ระหว่างการตัดเฉือนสามารถทำให้ชิ้นส่วนเสียหายได้ ฉันได้เรียนรู้ว่า:

• ใช้ ปากกาจับชิ้นงานที่มีความแม่นยำหรือจิ๊กแบบกำหนดเอง สำหรับรูปทรงที่ไม่สม่ำเสมอ

• ใช้ ขากรรไกรอ่อนหรือแคลมป์ เพื่อหลีกเลี่ยงการเสียรูป

• ลดการยื่นเกินในเพลายาวเพื่อลดการสั่นสะเทือน

เคล็ดลับ: สำหรับการผลิตจำนวนน้อย จิ๊กที่ออกแบบมาอย่างดีสามารถประหยัดเวลาในการตรวจสอบและแก้ไขหลังการตัดเฉือนได้หลายชั่วโมง

4. การอบชุบด้วยความร้อนและการคลายความเครียด

การตัดเฉือนเหล็กทำให้เกิดความเครียดตกค้าง ซึ่งอาจนำไปสู่การบิดงอหรือไม่เสถียรภาพของมิติ เพื่อต่อต้านสิ่งนี้:

• ดำเนินการ การคลายความเครียดก่อนการตัดเฉือน สำหรับชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปหรือรีด

• ใช้ การอบชุบด้วยความร้อนหลังการตัดเฉือน สำหรับชิ้นส่วนที่แข็ง โดยเฉพาะเฟืองและพื้นผิวแบริ่ง

กรณีศึกษา: ในโครงการหนึ่ง การข้ามการคลายความเครียดทำให้เพลาโค้งงอ 0.15 มม. ในความยาว 200 มม. หลังจากใช้รอบการอบอ่อนคลายความเครียด ชิ้นส่วนทั้งหมดตรงตามความคลาดเคลื่อนภายใน ±0.02 มม.

5. การควบคุมคุณภาพและเทคนิคการตรวจสอบ

ชิ้นส่วนเหล็กคุณภาพสูงต้องมีการตรวจสอบอย่างเข้มงวด:

• CMM (เครื่องวัดพิกัด) เพื่อความแม่นยำของมิติ

• เครื่องทดสอบความหยาบของพื้นผิว สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของการตกแต่ง

• เครื่องทดสอบความแข็ง เพื่อยืนยันคุณสมบัติของวัสดุ

คำแนะนำ: จัดทำเอกสารแต่ละชุดพร้อมรายงานการตรวจสอบโดยละเอียด เมื่อเวลาผ่านไป ข้อมูลนี้จะช่วยปรับแต่งพารามิเตอร์การตัดเฉือนและปรับปรุงความสม่ำเสมอ

6. การใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยี CNC ขั้นสูง

เครื่องจักร CNC สมัยใหม่มีคุณสมบัติที่ช่วยเพิ่มคุณภาพของชิ้นส่วนเหล็ก:

• การตัดเฉือนหลายแกน ช่วยลดการติดตั้งและรักษาความแม่นยำ

• การควบคุมการป้อนแบบปรับได้ ป้องกันการเบี่ยงเบนของเครื่องมือบนเหล็กที่แข็งกว่า

• การตรวจสอบในกระบวนการ ช่วยให้สามารถแก้ไขการเบี่ยงเบนได้ทันที