Požiadavky na kvalitu CNC obrábaných odliatkov: Praktický sprievodca

Požiadavky na rozmerovú presnosť

Obrobené rozmery odliatku musia zostať v tolerancii špecifikovanej na výkrese a tolerančné pásmo závisí od aplikácie. V letectve môžu byť kritické odliatky udržiavané na plus alebo mínus 0,01 mm, takže komponenty presne zapadajú do zložitých zostáv. Vo všeobecných strojových zariadeniach sa rozmerové tolerancie zvyčajne pohybujú od plus alebo mínus 0,05 mm do plus alebo mínus 0,1 mm. Konzistencia šarží je rovnako dôležitá: diely z tej istej výrobnej série musia byť vzájomne zameniteľné, a preto sa skôr kontroluje schopnosť procesu, stabilita upínacieho prípravku a meranie v procese- než spoliehanie sa na konečné triedenie.

Presnosť geometrického tvaru

Chyby tvaru sa kontrolujú pomocou ukazovateľov ako rovinnosť, kruhovitosť, valcovitosť, priamosť a rovnobežnosť. Odliatok, ktorý musí prijať protiľahlý komponent na rovnej ploche, môže vyžadovať rovinnosť do 0,01 mm po opracovaní, aby sa zabránilo koncentrácii napätia a úniku. Komplexné tvary, ako sú dutiny foriem, zakrivené profily a nepravidelné obrysy, si vyžadujú vysoko-presné CNC programovanie a obrábanie, takže hotová geometria kopíruje dizajn. Verifikácia využíva CMM snímanie základných prvkov a povrchov plus špeciálne prípravky tam, kde to odôvodňuje objem výroby.

Požiadavky na kvalitu povrchu

Drsnosť povrchu po opracovaní je priamym ukazovateľom kvality. Časti pod vysokým zaťažením a trením, ako sú vodiace dráhy-obrábacích strojov alebo kľukové hriadele, bežne vyžadujú Ra 0,8-1,6 mikrometra na obmedzenie opotrebovania; vzhľad a-nepriliehajúce povrchy môžu prijať Ra 3,2-6,3 mikrometrov. Integrita povrchu znamená, že obrobený povrch je bez chýb odliatku, ktoré prenikajú na povrch: praskliny, pieskové diery, póry a inklúzie. V prípade odliatkov obsahujúcich tlak- je povinné nedeštruktívne vyšetrenie, aby sa dokázalo, že vnútorné defekty nedosiahnu povrch, pretože póry prerušujúce povrch sa stávajú cestou úniku a miestom iniciácie únavy.

Požiadavky na mechanický výkon

Pevnosť a tvrdosť sú overené voči prevádzkovému zaťaženiu. Napríklad kovacie zápustky sú zvyčajne opracované na tvrdosť okolo HRC 40-50, takže odolávajú deformácii a opotrebovaniu pri opakovaných úderoch. Pre diely pod striedavým zaťažením, ako sú komponenty automobilového zavesenia a lopatky leteckých motorov, dominuje húževnatosť a únavový výkon: výber materiálu, tepelné spracovanie a procesy obrábania musia zachovať mikroštruktúru tolerantnú voči defektom. Spracovanie starnutím na hliníkových odliatkoch a úplné tepelné spracovanie na oceľových a titánových odliatkoch sú špecifikované na zvýšenie pevnosti a limitov únavy pri zachovaní ťažnosti.

Požiadavky na kvalitu materiálu

Odlievaný materiál musí zodpovedať špecifikovanej triede. V odliatkoch z nehrdzavejúcej ocele musí obsah chrómu a niklu spĺňať normu, zatiaľ čo obsah síry a fosforu je udržiavaný na nízkej úrovni, aby sa chránila odolnosť proti korózii a ťažnosť. Rovnomernosť materiálu naprieč odliatkom je overená, pretože segregácia počas tuhnutia môže vytvárať lokálne rozdiely v tvrdosti alebo pevnosti. Prax tavenia a liatia, ako je kontrola prehriatia a používanie čistých materiálov vsádzky, znižuje segregáciu a inklúzie a tepelná -na-súdržnosť tepla je potvrdená chemickou analýzou na teplo.

Kontrola a prevzatie

Akceptácia kombinuje meranie rozmerov, vizuálnu kontrolu a ne{0}}deštruktívne testovanie. Rádiografické testovanie zisťuje vnútornú pórovitosť a inklúzie, ultrazvukové testovanie nachádza vnútorné diskontinuity a testovanie penetráciou odhaľuje povrchové trhliny. Mechanické testy podľa ASTM E8 potvrdzujú ťahové vlastnosti na kupónoch z rovnakého tepla a tvrdosť kontroluje rovnomernosť mapy. Každý výsledok kontroly by sa mal zaznamenať s identitou dielu, aby bolo možné-nevyhovujúce produkty umiestniť do karantény, analyzovať príčinu chyby a uplatniť na proces nápravné opatrenia.

Často kladené otázky

1. Akú toleranciu môže CNC obrábanie držať na odliatkoch?

Závisí to od materiálu a veľkosti funkcie. Všeobecné obrábanie drží plus alebo mínus 0,05-0,1 mm, zatiaľ čo presné prvky v stabilných materiáloch môžu dosiahnuť plus alebo mínus 0,01 mm. Skreslenie odliatku a zvyškové napätie musia byť pred obrábaním kontrolované, aby sa dodržali prísne tolerancie.

2. Prečo potrebujú odliatky pred konečným opracovaním zmierniť napätie?

Zvyškové napätie z tuhnutia a ochladzovania sa počas odstraňovania kovu uvoľňuje, čo spôsobuje deformáciu dielu. Uvoľnenie napätia alebo starnutie pred konečným opracovaním stabilizuje diel, takže konečné rozmery zostávajú v tolerancii.

3. Akú drsnosť povrchu vyžadujú pohyblivé časti?

Klzné a dosadacie plochy zvyčajne vyžadujú Ra 0,8-1,6 mikrometrov. Hladšie povrchy môžu znížiť trenie, ale zvýšiť náklady na obrábanie, takže výkres by mal špecifikovať minimálnu drsnosť, ktorá spĺňa funkčnú potrebu.

4. Ktorý ne-deštruktívny test zistí vnútorné chyby odliatku?

Rádiografické testovanie je klasickou metódou pre pórovitosť a inklúzie a ultrazvukové testovanie zisťuje vnútorné diskontinuity v hrubších častiach. Pri povrchových-defektoch sa používa penetračné testovanie.

5. Ako sa overuje rovnomernosť materiálu?

Chemickou analýzou na teplo, mapovaním tvrdosti cez odliatok a mikroštrukturálnym vyšetrením. Konzistencia od tepla k teplu je riadená certifikovanými vsádzkovými materiálmi a zdokumentovanou praxou tavenia.

6. Dajú sa opracované odliatky zvárať na opravu?

Áno, v medziach platnej normy. Opravné zváranie musí byť kvalifikované pre daný materiál a tepelnú-podmienku, po ktorej nasleduje opätovná-kontrola, pretože nesprávna oprava môže spôsobiť praskliny alebo zmeniť miestne vlastnosti.