Podczas obróbki CNC stali nierdzewnej (SS) do cięcia materiału użyjesz komputerowej maszyny sterowanej numerycznie (CNC). Tutaj maszyna CNC tnie SS zgodnie z Twoim projektem.
Dzisiejszy przewodnik omawia wszystko, co powinieneś wiedzieć o obróbce CNC stali nierdzewnej. Niezależnie od tego, czy chcesz dowiedzieć się o najlepszych gatunkach do obróbki CNC, kosztach obróbki CNC czy technikach – wszystkie informacje są tutaj.
Zanurzmy się w:
Wybór gatunku stali nierdzewnej do obróbki CNC
Właściwości takie jak odporność na korozję, wytrzymałość i trwałość sprawiają, że stal nierdzewna jest popularna w obróbce CNC.
Obecnie dostępnych jest wiele gatunków stali nierdzewnej do dowolnego procesu obróbki. Przyjrzyjmy się najważniejszym aspektom przy wyborze stali nierdzewnej do obróbki:
Co należy wziąć pod uwagę przed wyborem stali nierdzewnej do obróbki skrawaniem
Ogólnie rzecz biorąc, przed wyborem stali nierdzewnej do dowolnego procesu obróbki należy wziąć pod uwagę wiele czynników. Zawierają:
- Koszty: Cena materiału ze stali nierdzewnej różni się w zależności od gatunku.
- Dostępność ocen: Niektóre gatunki stali nierdzewnej są wykonywane na zamówienie i niedostępne na zamówienie. Zapewnienie dostępności żądanego gatunku stali nierdzewnej jest ważne, zwłaszcza w przypadku problemów z czasem.
- Obróbka cieplna: Wpływa na twardość stali nierdzewnej, a tym samym na ogólne właściwości mechaniczne. Jednakże, stal austenityczna gatunki nie podlegają obróbce cieplnej.
- Magnetyzm: Niektóre zastosowania mogą wymagać właściwości magnetycznych, których nie ma w austenitycznych gatunkach stali nierdzewnej.
- Wytrzymałość: wytrzymałość na rozciąganie różni się w zależności od poszczególnych elementów materiału ze stali nierdzewnej.
Rodzaje gatunków stali nierdzewnej
Ogólnie rzecz biorąc, istnieje pięć klasyfikacji stali nierdzewnej. Z tych gatunków można znaleźć odpowiedni gatunek stali nierdzewnej do swojego zastosowania.
1. Gatunki stali austenitycznych
SS 304 i SS 316 to jedne z najpopularniejszych gatunków dostępnych na rynku. Te stopnie są popularne ze względu na:
- Doskonała odporność na korozję
- Łatwy w obróbce
- Nadaje się do większości technik spawalniczych
Gatunki austenitycznej stali nierdzewnej
2. Gatunki stali utwardzanej wydzieleniowo
Obejmuje popularne klasy 17-4 PH i 15-5 PH i nadaje się do obróbki cieplnej. Jednocześnie wykazują wyjątkową wytrzymałość i odporność na korozję.
Te gatunki stali można obrabiać CNC, znajdując zastosowanie w produkcji wysoce niezawodnych i trwałych części.
Wytrzymałość na rozciąganie Gatunki stali nierdzewnej utwardzane wytrącająco
3. Gatunki stali nierdzewnej Duplex
Te gatunki stali są hybrydą struktur austenitycznych i ferrytycznych o zwiększonej wytrzymałości i odporności na korozję. Charakteryzują się zmniejszoną zawartością niklu i molibdenu. Dzięki temu znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu ciężkiego.
Gatunki stali nierdzewnej Duplex
4. Gatunki stali ferrytycznych
Mają około 12% zawartości chromu z właściwościami magnetycznymi i imponującą odpornością na korozję naprężeniową. Zwykle jest indukowany przez chlorki.
Mają jednak niższą odporność na ciepło i korozję w porównaniu do gatunków stali austenitycznych.
Gatunki ferrytycznej stali nierdzewnej
5. Gatunki stali martenzytycznej
Gatunki stali martenzytycznej nadają się do obróbki cieplnej. W rezultacie twardnieją przy poziomie chromu na poziomie 10%. Choć łatwo obrabialny, jego odporność na korozję blednie w porównaniu z gatunkami austenitycznymi.
W związku z tym znajdują zastosowanie w sztućcach, częściach samochodowych i przyborach medycznych.
Gatunki stali martenzytycznej
Zalety obróbki CNC stali nierdzewnej
Wybór CNC do produkcji stali nierdzewnej oferuje wiele korzyści zarówno producentom, jak i użytkownikom części. Oczywiście jest to powód, dla którego technologia ta jest dziś popularna.
Spójrzmy na jego korzyści:
I. Możliwa jest obróbka stali nierdzewnej w dużych ilościach przy użyciu maszyny CNC, ponieważ proces ten charakteryzuje się wysoką powtarzalnością.
II. Stal nierdzewna jest niezwykle elastyczna i wszechstronna, co pozwala na obróbkę CNC nawet skomplikowanych części, zwłaszcza gatunków austenitycznych.
III. Wytrzymałość stali nierdzewnej, zwłaszcza martenzytycznej, pozwala na wytrzymywanie naprężeń występujących podczas obróbki maszynami CNC.
IV. Używając maszyny CNC do obróbki stali nierdzewnej, można osiągnąć większą dokładność, nawet przy zachowaniu wąskich tolerancji.
V. Można obrabiać stal nierdzewną z tolerancją do 1.00 mm, minimalizując straty materiału i przyspieszając proces.
Ile kosztuje obróbka CNC stali nierdzewnej
Wiedza o tym, ile kosztują części ze stali nierdzewnej obrabianej CNC, jest kluczową ważną częścią Twojego budżetu. Jednak dla dokładnego kosztu obróbki CNC części ze stali nierdzewnej niezawodny producent.
Do kluczowych czynników determinujących koszty obróbki CNC należą:
- Gatunek stali nierdzewnej
- Złożoność projektu
- Trwają prace nad rozmiarem części
- Wymagany sprzęt do obróbki CNC
- Czas trwania procesu
Podejmując projekt, czynniki te można wziąć pod uwagę, biorąc pod uwagę parametry projektowe i oszacowane w ten sposób koszty.
Rodzaje usług i operacji obróbki CNC stali nierdzewnej
Obróbka CNC stali nierdzewnej obejmuje wiele operacji, takich jak cięcie, frezowanie, wiercenie itp.
Oczywiście określają rodzaje części ze stali nierdzewnej.
1. Cięcie CNC stali nierdzewnej
Cięcie CNC stali nierdzewnej polega na wyodrębnianiu mniejszych kawałków stali nierdzewnej z większego kawałka w celu dopasowania do potrzeb projektowych. Dostępne są dwie główne maszyny CNC do cięcia stali nierdzewnej: wycinarka laserowa CNC i ploter CNC.
Cięcie CNC stali nierdzewnej
· Wycinarka laserowa CNC
Wykorzystuje wiązkę laserową o ogromnej mocy i skoncentrowanym strumieniu do wycinania materiału z arkusza stali nierdzewnej. Wycinarka laserowa CNC jest szczególnie przydatna do cięcia skomplikowanych wzorów ze względu na swoją wysoką dokładność.
Proces cięcia przy użyciu lasera CNC wykorzystuje zastosowanie ciepła i jest bezkontaktowy. Wycinarka laserowa CNC obejmuje głowicę laserową z soczewką do skupiania wiązki o dużej intensywności przez dyszę.
Cięcie laserem CNC
Następnie wiązka topi stal nierdzewną zgodnie z instrukcjami podanymi przez komputer. Sprężony gaz jednocześnie chłodzi soczewkę, jednocześnie usuwając wycięte metalowe opary.
Niektóre z zalet zastosowania cięcia laserowego CNC blach ze stali nierdzewnej obejmują:
- Zdolność do wykonywania skomplikowanych projektów na wysokim poziomie dokładności.
- Ponieważ wycinarki laserowe CNC pracują bezdotykowo, materiał ze stali nierdzewnej pozostaje niezmieniony i niezanieczyszczony.
- Powstałe cięcie jest zwykle czyste i nie wymaga dodatkowej obróbki.
- Podczas korzystania z wycinarek laserowych CNC zmniejsza się potrzeba dołączania innych urządzeń tnących.
Istnieją różne typy wycinarek laserowych CNC sklasyfikowane według nośnika lasera i jego stanu aktywnego. Najczęstsze typy to:
· CNC CO2 Laser Cutter
Jest najbardziej powszechnym, wykorzystującym tlenek węgla (IV) i oferującym dużą moc przy jednoczesnym wykazaniu podwyższonej wydajności. Te frezy są w stanie wykonywać drobne i skomplikowane cięcia zarówno na cienkich, jak i grubych blachach ze stali nierdzewnej.
· Wycinarka laserowa CNC do kryształów
Wykorzystuje specjalnie opracowane domieszkowane kryształy i generuje wyższą moc wyjściową, umożliwiając stosowanie na bardzo grubych przedmiotach z blachy nierdzewnej.
· Wycinarka laserowa CNC
Wykorzystaj diody do tworzenia wiązki z kablem światłowodowym jako kanałem. Zapewnia lepszą jakość cięcia przy dużych prędkościach procesu, szczególnie podczas pracy z bardzo cienkimi blachami ze stali nierdzewnej.
CNC Router do cięcia stali nierdzewnej
Router CNC wykonuje trójosiowe cięcie elementów ze stali nierdzewnej. Może poruszać się do przodu i do tyłu (oś x), w górę i w dół (oś z) oraz na boki (oś y). Plotery CNC są szybsze i dokładniejsze niż operacje ręczne i mogą obsługiwać procesy o dużej objętości.
CNC Router
2. Toczenie CNC stali nierdzewnej
Toczenie CNC to proces obróbki metali polegający na usuwaniu materiału poprzez obracanie przedmiotu obrabianego podczas obróbki narzędziem. Procesy toczenia CNC mogą obejmować takie operacje, jak wiercenie, rowkowanie, rozwiercanie, planowanie, przecinanie i radełkowanie.
Zwykle tokarka CNC pracuje na cylindrycznych prętach ze stali nierdzewnej obracających się na wrzecionie i obrabianych za pomocą narzędzia.
Możesz ustawić narzędzie wzdłuż wielu osi i podawać pręt ze stali nierdzewnej, aby uzyskać pożądany kształt. Toczenie CNC jest przydatne w produkcji części ze stali nierdzewnej do użytku w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł motoryzacyjny.
3. Frezowanie CNC stali nierdzewnej
Frezowanie CNC stali nierdzewnej to subtraktywny proces produkcyjny, w którym wykorzystuje się narzędzie zamontowane na wrzecionie, które może się obracać. Narzędzie pracuje na elemencie ze stali nierdzewnej, który jest nieruchomy do momentu uzyskania pożądanego projektu.
Frezarka CNC może obsługiwać do 5 osi. W rezultacie możesz pracować nad projektami, które są wyjątkowo złożone, bez konieczności korzystania z wielu maszyn.
Wykonując frezowanie CNC stali nierdzewnej, najpierw opracowujesz projekt za pomocą CAD (projektowanie wspomagane komputerowo). Następnie skonwertujesz projekt do programu CNC.
Następnie załadujesz program, aby wykonać żądaną operację.
4. Wiercenie CNC w stali nierdzewnej
Celem wiercenia CNC stali nierdzewnej jest wykonanie otworów zwykle do celów montażowych, takich jak umieszczenie śrub i wkrętów. Maszyna wykorzystuje wiertło obracające się z dużą prędkością.
Wiercenie CNC stali nierdzewnej rozpoczyna się od zaprojektowania w CAD przed konwersją do gotowych instrukcji maszynowych za pomocą CAM. Załadowanie tych instrukcji do wiertarki CNC prowadzi operację wiercenia zgodnie z projektem.
Wiercenie CNC stali nierdzewnej znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak produkcja silników samochodowych i budowa mostów.
Różne operacje w obróbce CNC stali nierdzewnej
Różne operacje związane z obróbką CNC stali nierdzewnej wykorzystują obrabiarki i mogą, ale nie muszą, wytwarzać wióry.
Niektóre z najczęstszych operacji obejmują:
Nagniatanie CNC stali nierdzewnej
Nagniatanie CNC to proces obróbki na zimno, który nie wymaga usuwania materiału w celu uzyskania gładkiej i równej powierzchni. Możesz zastosować tokarki i frezarki do nagniatania CNC stali nierdzewnej, aby poprawić twardość powierzchni i osiągnąć dokładność wymiarową.
Nagniatanie znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, począwszy od wykonywania pokryw końcówek silników, prowadnic i drążków zaworów oraz wałów wirników wentylatorów. Satyniarkę CNC można sklasyfikować w zależności od geometrii oprzyrządowania w następujący sposób:
Nagniatanie kulkowe ze stali nierdzewnej
Oprzyrządowanie wykorzystuje pojedynczą lub wielokrotną kulkę utrzymywaną przez sprężynę lub ciśnienie płynu oraz przedmiot obrabiany. Pompa hydrauliczna odpowiada za przepływ płynu, który pozycjonuje kulę do działania na obrabianym przedmiocie.
Sterowanie ciśnieniem płynu pozwala pokierować procesem nagniatania CNC. Alternatywnie można zastosować sprężynę, aby utrzymać kulkę w pozycji podczas przeprowadzania procesu nagniatania.
Nagniatanie rolkowe stali nierdzewnej
Oprzyrządowanie w nagniatarce walcowej wykorzystuje jedną lub kilka rolek podtrzymywanych przez obracający się trzonek. Chwyt można połączyć z tokarką, frezarką lub wiertarką, aby przeprowadzić proces nagniatania w kontakcie z przedmiotem obrabianym.
CNC gwintowanie stali nierdzewnej
Gwintowanie CNC polega na nawiercaniu gwintów na pręcie ze stali nierdzewnej w celu wykonania śrub do wykorzystania w procesach montażu i mocowania. Gwintowanie CNC jest najczęściej wykonywane jako proces subtraktywny z wykorzystaniem tokarek.
Metody gwintowania
Istnieje kilka metod gwintowania, które można zastosować na elementach ze stali nierdzewnej. Najczęstsze metody są następujące:
I. Nacinanie gwintów: Przydatne w przypadku małych produkcji, obróbki nieprecyzyjnych półfabrykatów lub gdy proces wymaga pełnej głębokości gwintu. Może obejmować następujące techniki:
- Gwintowanie jednopunktowe: Wykorzystuje oprzyrządowanie do ruchu liniowego z pojedynczym punktem do tworzenia gwintów na cylindrycznym lub stożkowym elemencie obrabianym ze stali nierdzewnej.
- Frezowanie gwintów: Wykorzystuje frez zdolny do obracania się w celu formowania gwintów tylko tam, gdzie można zorganizować spiralną ścieżkę dla narzędzia.
II. Szlifowanie gwintów: Wykorzystuje się szlifierkę wykorzystującą koła ukształtowane w pożądany kształt gwintu.
Zastosowania części ze stali nierdzewnej obrabianych CNC
Części ze stali nierdzewnej produkowane za pomocą obróbki CNC znajdują szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Niektóre z wiodących zastosowań tych części obejmują:
- CNC części lotnicze: Podwozie, płatowce i niektóre elementy silnika odrzutowego wykorzystują elementy ze stali nierdzewnej wykonane z obróbki CNC.
- Przemysł samochodowy: Części stalowe obrabiane CNC znajdują zastosowanie w produkcji różnych części samochodowych, takich jak elementy silnika, takie jak korbowody. Mogą to być CCzęści i podzespoły elektroniczne NC.
- Przemysł chemiczny: Urządzenia stosowane w przemyśle chemicznym wykorzystują stal nierdzewną ze względu na jej trwałość wynikającą z odporności na korozję.
- Budowa: Konstrukcje takie jak mosty wykorzystują stal nierdzewną ze względu na jej wytrzymałość i odporność na elementy, co pozwala na długowieczność.
- Sektor energetyczny: Elektrownie wykorzystują części i komponenty ze stali nierdzewnej, które są obrabiane CNC w zbiornikach reaktorów i wymiennikach ciepła.
- Sprzęt kuchenny: Kilka przyborów kuchennych, takich jak patelnie i garnki, zlewozmywaki, kuchenki i grille są wynikiem obróbki CNC stali nierdzewnej.
- Branża medyczna: Sprzęt w branży medycznej, taki jak narzędzia chirurgiczne, jest opracowywany przez obróbkę CNC ze względu na jego wyjątkowe właściwości. W rzeczywistości jest ich wiele Części medyczne CNC
- Transport: Różne pojazdy transportowe, takie jak statki, pociągi i pojazdy silnikowe, wykorzystują części i komponenty wykonane ze stali nierdzewnej.
Końcówki do obróbki CNC ze stali nierdzewnej
Obróbka CNC stali nierdzewnej jest niezbędna w produkcji części i komponentów stosowanych w różnych sektorach. Jednak podczas obróbki CNC stali nierdzewnej należy pamiętać o następujących wskazówkach:
Wewnętrzne promienie krawędzi
Zawsze stosuj promienie dla wewnętrznych krawędzi przedmiotów obrabianych ze stali nierdzewnej, aby zapobiec zużyciu narzędzia i deformacji z powodu naprężeń podczas obróbki.
Cechy konstrukcyjne
Nie dołączaj funkcji, których nie można wykonać za pomocą maszyny CNC. W takich sytuacjach otrzymasz inne alternatywy fabrykacji.
Na przykład unikaj małych elementów, które będą stanowić duże trudności w obróbce ze względu na brak wymaganych narzędzi.
Wystarczalność parametrów
Zastosuj wystarczające parametry, takie jak stopy powierzchni na minutę (SFM), aby zapewnić wydajność obróbki CNC stali nierdzewnej.
Materiał narzędzia
Zapewnij odpowiedni dobór materiału narzędzia, aby zapobiec odpryskiwaniu i szybkiemu zużyciu podczas obróbki CNC. Węglik spiekany, stal szybkotnąca i wolfram HSS zapewniają dobrą wytrzymałość podczas obróbki stali nierdzewnej.
Bezpieczne maszyny CNC
Upewnij się, że maszyny CNC są sztywne i dobrze zabezpieczone, aby zapobiec ekstremalnym ruchom spowodowanym wibracjami podczas pracy.
Odzież ochronna
Mieć wyposażenie ochronne podczas obsługi obróbki CNC stali nierdzewnej, takie jak okulary ochronne, kombinezon i rękawice. Maszyny CNC i wióry ze stali nierdzewnej to tylko niektóre z potencjalnych źródeł zagrożeń.
Użycie tolerancji
Ogranicz stosowanie tolerancji, aby zapobiec wysokim kosztom obróbki i czasom obróbki, stosując je tylko tam, gdzie to konieczne.
Płyn chłodzący
Używaj odpowiedniego chłodziwa, aby zapobiegać deformacji przedmiotu obrabianego ze stali nierdzewnej pod wpływem ciepła i zapobiegać powstawaniu wiórów. Chłodziwo może wpływać na wykończenie powierzchni i szybkość działania, a także na odporność na korozję.
Stosunek głębokości do szerokości
Projektując wnęki, należy wziąć pod uwagę ich stosunek głębokości do szerokości, ponieważ ich zbyt duża głębokość może powodować wady narzędzia, takie jak pękanie i odkształcanie.
Obróbka powierzchni części obrabianych CNC ze stali nierdzewnej
Podczas gdy stal nierdzewna zapewnia doskonałą odporność na korozję i ciepło, nadal można zastosować obróbkę powierzchni w celu uzyskania innych właściwości. Ponadto proces obróbki CNC może zmienić powierzchnię stali nierdzewnej, wymagając obróbki w celu jej przywrócenia.
Możesz sklasyfikować obróbkę powierzchni stosowaną na częściach obrabianych CNC ze stali nierdzewnej w oparciu o ich rolę w następujący sposób:
Usuwanie warstwy czarnego tlenku
Procesy produkcyjne, którym poddawana jest stal nierdzewna, takie jak walcowanie i spawanie, mogą powodować powstawanie warstwy tlenku. Możesz przywrócić połysk stali nierdzewnej, usuwając tę warstwę tlenku za pomocą następujących zabiegów:
I. Piaskowanie: polega na użyciu strumienia środka klejącego pod ciśnieniem, który usuwa warstwę tlenku.
II. Trawienie: Polega na użyciu kwasu azotowego i solnego w celu usunięcia warstwy tlenku z części ze stali nierdzewnej po jej zanurzeniu.
Wytwarzanie lustrzanego wykończenia
Wiele produktów ze stali nierdzewnej wykorzystuje gładkie wykończenie powierzchni o właściwościach przypominających lustro. Możesz osiągnąć ten wygląd, stosując różne metody polerowania części ze stali nierdzewnej w następujący sposób:
I. Polerowanie mechaniczne: Wykorzystuje mechaniczne ścieranie w celu uzyskania jasnej i dość równej powierzchni. Jest to jednak proces czasochłonny, trudny w przypadku skomplikowanych elementów, stwarza zagrożenie zanieczyszczeniem i skutkuje mniejszym połyskiem.
II. Polerowanie chemiczne: Wykorzystuje roztwory chemiczne, aby uzyskać pożądany połysk, wydajnie i przy niskich kosztach, a także umożliwia obróbkę skomplikowanych elementów. Nadaje się jednak tylko do małych ilości i wymaga dużej, dobrze wentylowanej przestrzeni.
III. Polerowanie elektrochemiczne: Wykorzystuje proces redukcji poprzez zastosowanie prądu stałego, który jonizuje powierzchnię metalu, rozpuszczając ją, co skutkuje uzyskaniem błyszczącej powierzchni. Może być stosowana do obróbki skomplikowanych elementów i dużych serii, co czyni ją opłacalną w dłuższej perspektywie.
Tworzenie kolorowego wykończenia
Niektóre zabiegi powierzchniowe barwią powierzchnię stali nierdzewnej, jednocześnie poprawiając jej właściwości, takie jak odporność na korozję i zużycie. Możesz uzyskać kolorowe wykończenie, stosując:
I. Utlenianie chemiczne: Nakładanie koloru odbywa się poprzez proces utleniania z użyciem roztworów chemicznych zawierających kwasy, zasady i mieszaniny soli.
II. Utlenianie elektrochemiczne: Polega na osadzaniu jonów z rozpuszczalników chemicznych, przy czym katodą jest stal nierdzewna.
III. Utlenianie w wysokiej temperaturze: Uzyskanie pożądanej powłoki kolorystycznej następuje poprzez zanurzenie części ze stali nierdzewnej w solach w określonych warunkach.
Wniosek
Obróbka CNC stali nierdzewnej jest niezbędna w produkcji części i komponentów o określonych właściwościach, znajdujących zastosowanie w różnorodnych zastosowaniach. Informacje zawarte w tym przewodniku z pewnością pomogą w następnym projekcie ze stali nierdzewnej, aby zapewnić jego powodzenie.
Więcej zasobów :
Czym jest obróbka CNC – Źródło: ThomasNet
Stal nierdzewna – Źródło: Wikipedia
Komponenty frezowania CNC – Źródło: HMAKING
Części toczone CNC – źródło: HMAKING
Części wiertnicze CNC – źródło: HMAKING