В съвременното производство способността на CNC токарна машина да работи с различни материали определено доказва своята стойност. Независимо дали работите с автомобилни части, мотори за нови енергийни източници или сложни компоненти в различни индустрии, разбирането на материалите, които CNC токарната машина може да обработва, ще помогне за планирането на производството и ще избегне скъпоструващи грешки. Разнообразието от материали, с които може да се работи, е по-широко, отколкото повечето хора осъзнават, и обхваща обикновени метали и специални сплави, както и неметални материали. За да разберем по-добре видовете материали, подходящи за CNC токарни машини, нека разгледаме някои от най-често използваните материали и как да се работи с тях за оптимални резултати.
Най-често използваните материали за CNC токарни машини са метали поради тяхната якост и универсалност. Най-често обработваните метали са стомана, алуминий и мед, като всеки от тях е подходящ за определени задачи поради уникалните си характеристики.
Стоманата е известна със своята издръжливост. От различните видове стомана, като въглеродна и легирана стомана, най-широко използваната е въглеродната. Тя е здрава и евтина, което я прави идеална за обикновени компоненти като: предавки, валове и дори спирачни барабани на търговски превозни средства. CNC токарните машини работят отлично с въглеродна стомана, постигайки празнини в желаните форми с точност до допуснатата граница от 0,01 мм. Други видове легирани стомани, които съдържат елементи като: хром или никел, са по-здрави. Те са предназначени за компоненти като: хидравлични части, които са подложени на екстремно налягане и износване. CNC токарните машини не режат легираната стомана произволно, а избират подходящия тип рязане според вида стомана, за да се гарантира, че материалът няма да бъде повреден.
Машините за CNC обработка работят отлично и с алуминий, особено за приложения в сектора на новите енергийни източници. Лекотата на алуминия го прави идеален за каросерии на двигатели и други компоненти за превозни средства с нови енергийни източници. Тъй като е от съществено значение за енергийната ефективност, той допринася за увеличаване на пробега на превозните средства. Алуминият обикновено е по-мек от повечето неметални сплави, което позволява по-високи скорости на шпиндела и съответно по-къси цикли на обработка. Например, машината за CNC обработка, използвана за производство на каросерии за алуминиеви двигатели, може едновременно да формира външния корпус и да просверли необходимите отвори, като по този начин отпада нуждата от вторични операции. Поради тези причини производителите използват машини за CNC обработка за алуминиеви компоненти.
Точно както при CNC обработка, CNC токарните машини работят добре с мед и медни сплави (месинг и бронз). Това е особено полезно за електрически и топлинни конектори и топлообменници, изработени от мед. Декоративни части и определени видове вентили могат да бъдат изработени от месинг, който е сплав на мед и цинк. Добрата повърхностна отделка е допълнителен плюс. Фактът, че тези компоненти са пластични, е още едно предимство, тъй като могат да издържат на процеса на рязане без напукване. Освен това точността на CNC токарната машина има голямо значение, тъй като медните компоненти трябва да имат малки допуски спрямо други части в електрическата система.
Освен металите, CNC токарните машини могат да обработват различни неметални материали. Това е от голяма стойност за индустрии, които се фокусират върху неметални компоненти, които са по-леки и по-устойчиви на корозия. Основните неметални материали са пластмаси, дърво и графит.
Сред множеството полезни няметални материали, пластмасите се използват широко, защото са леки, евтини и налични в различни видове. Някои от пластмасите, които могат да се обработват с CNC токарни машини, са ABS, PP и нейлон. ABS се използва за компоненти като пластмасови предавки и кутии на малки уреди поради високата си якост и устойчивост на удар. PP се използва за гъвкави тръби и съдове, устойчиви на химикали. При работа с пластмаси CNC токарните машини изискват по-голяма внимателност към скоростта. Това е така, защото топлината, генерирана при бързо рязане, може да разтопи или деформира пластмасата. Въпреки това, при правилни настройки CNC токарните машини могат да произвеждат прецизни и гладки пластмасови части, отговарящи на желаните проектни изисквания. Например, CNC токарни машини се използват при производството на пластмасови фитинги за оборудване за нови енергийни източници, за да се осигури плътно запечатване.
Може би ще сметнете, че дървото е странен материал за CNC токарен стан, но то е идеално за изработване на нестандартни или декоративни елементи. Дъбът и кленът са сред най-добрите видове твърди дървета, тъй като са стабилни и гладки. CNC становете могат да произвеждат дървени части като ръкохватки на инструменти по поръчка, перила или дори дървени крака за маси. CNC токарните станове са много прецизни, така че всички части са еднакви, което е от решаващо значение за серийното производство. Вместо ръчно дървообработване, CNC стан може да произвежда напълно идентични дървени елементи по-бързо, тъй като не се уморява.
Графитът се обработва добре на CNC токарни машини, особено във фотоволтаичната (слънчева енергия) индустрия. Фотоволтаичен графит се използва за производство на водачи, чиито вътрешни стени трябва да бъдат гладки, за да се контролира разтопения силиций и да се поддържа топлинното поле. Тези тръби имат диаметър 300-500 мм и дължина 400-600 мм — размери, които CNC токарните машини могат лесно да обработват. Те са проектирани да правят бавни и равномерни рязания, за да се предотврати счупването на крехкия графит, като се получава тръба с точно необходимата гладкост за слънчеви устройства. Поради това повечето производители във фотоволтаичния сектор използват CNC токарни машини за графитни компоненти.
За високотехнологичното производство и аерокосмическата промишленост, където стандартите на индустрията все още се считат за обикновени, се изискват по-специализирани материали. Това се дължи на нуждата от употреба на материали от определен клас, които могат да издържат на неблагоприятни условия. Въпреки че е необходим по-грижлив подбор, за тези изключително трудни за обработка материали, напреднали CNC токарни машини са напълно подходящи.
Титановите сплави са изключително здрави, леки и устойчиви на корозия. Това ги прави идеални за аерокосмически части като фиксатори за самолети и двигатели. Единственият проблем с титана е, че е много твърд и рязането му може да бъде предизвикателство. За титанови аерокосмически части, CNC-токарните машини трябва да разполагат с определени рязещи инструменти от карбид и да работят на по-бавни скорости, за да не прегряват нито инструментът, нито титанът. Дори при тези настройки, CNC-токарната машина може да произвежда прецизни части, отговарящи на строгите изисквания в аерокосмическата промишленост. Пример за това е производството на титанови болтове за самолети. CNC-токарната машина постига допуск от 0,005 мм, необходим за болтовете.
Освен посочените, CNC токарни машини се използват и за индивидуална обработка на сплави за високи температури, като Inconel, Hastelloy или други специални сплави, всички с отлични свойства на якост при високи температури над 1000°C. Тези сплави се използват при производството на компоненти за реактивни двигатели или електроцентрали. Основното затруднение при обработката на такива сплави се крие в това, че те са много твърди, генерират излишно топлина по време на рязане и бързо притъпяват режещите инструменти. CNC токарната машина е оборудвана с топлообменници и използва инструменти от ултратвърди материали, като кубичен боров нитрид (CBN). Някои оператори на CNC токарни машини предлагат персонализирани системи за CNC токарни машини за обработка на тези сплави. Такова персонализирано проектиране засяга всички компоненти на системите, за да осигури гладка обработка на сплавите. Този вид персонализирано проектиране позволява на производителите да магнезират високотемпературните сплави, без да компрометират качеството на обработката.
Разбирането на материалите, които могат да се обработват на CNC токарна машина, е част от битката. Освен това трябва да зададете правилните параметри и да изберете подходящите рязещи инструменти за избрания материал. Някои практически стъпки могат да доведат до желаните резултати.
Избраният от вас рязещ инструмент трябва да съответства на материала, който се обработва. За карбидни рязещи инструменти (които са здрави и подходящи за рязане на повечето метали, включително стомана и алуминий, както и други сплави), ефективно работят върху метали. За рязане на неметали (включително пластмаси и дърво) използвайте инструменти от бързорежеща стомана (HSS), които са по-остри и по-малко вероятно да повредят обработвания материал. За твърди сплави (включително титан) изберете CBN или диамантени покрити инструменти, които могат да режат и са устойчиви на абразивно износване. Изборът на грешен инструмент ще повреди заготовката и постепенно ще унищожи CNC токарната машина.
Накрая, скоростните и подавателни настройки на CNC машината също трябва да бъдат адаптирани към материала, който се обработва. Подаването при CNC токарна машина се отнася до скоростта и силата, с които инструментът действа върху материала по време на рязане, а скоростта се отнася до честотата, с която материала се върти. По-ниските скорости на рязане работят само за по-меки метали като алуминий, докато по-високите скорости са по-ефективни (гладка повърхност) и продуктивни (по-бързо рязане), докато по-високите скорости са подходящи за по-твърди метали като титан. При работа с алуминий, скоростта на CNC токарна машина е 2000 оборота в минута, а при титан – 500 оборота в минута.
Следващата стъпка е подготовката на материалите преди употреба. За метали като стомана и мед това включва почистване от мръсотия, ръжда и други примеси. Примесите могат да повредят инструментите на CNC токарния стан и да доведат до неравномерно рязане. За неметални материали като графит машината работи по-добре, когато материала вече е нарязан на подходящ размер. Това минимизира времето за рязане и увеличава ефективността. При някои материали, като например легирана стомана, може да се изисква термична обработка, за да се улесни рязането. Тези стъпки помагат да се гарантира ефективната работа на CNC токарния стан и производството на качествени компоненти.
EN
