Jak działa proces
Obróbka na tokarce CNC, zwana również toczeniem CNC, polega na kształtowaniu elementu poprzez obracanie obrabianego przedmiotu, podczas gdy narzędzie skrawające przemieszcza się wzdłuż niego. Dzięki temu metoda ta jest szczególnie skuteczna w przypadku geometrii okrągłej, cylindrycznej, stożkowej lub gwintowanej. Materiał jest zazwyczaj mocowany w uchwycie lub oprawce, a narzędzie skrawające jest podawane z rewolweru lub uchwytu narzędziowego.
Dlaczego wybrać ten proces?
W przypadku geometrii obrotowo-symetrycznej, toczenie jest często szybsze i bardziej ekonomiczne niż wykonywanie tej samej pracy na frezarce. Umożliwia również wysoką powtarzalność średnic i elementów współśrodkowych.
Często zadawane pytania
Jaki zakres średnic możecie toczyć?
Do średnicy 380 mm przy obróbce w uchwycie oraz do pojemności 65 mm pręta w automatach tokarskich. Mniejsze średnice są dobrze obsługiwane przez tokarstwo szwajcarskie; zapytaj, czy część jest poniżej 3 mm lub powyżej 250 mm.
Czy wykonują Państwo gwinty wewnętrznie i zewnętrznie?
Tak. Gwinty zewnętrzne i wewnętrzne są wytwarzane przez toczenie jednopunktowe, frezowanie gwintów lub gwintowanie sztywne. Standardowe gwinty są weryfikowane za pomocą sprawdzianów pierścieniowych i kołkowych.
Czy mogą Państwo toczyć części wymagające elementów mimośrodowych?
Tak. Automaty tokarsko-frezarskie z narzędziami obrotowymi i osią Y mogą wytwarzać otwory przelotowe, rowki, płaszczyzny i małe cechy frezowane bez przenoszenia części na inną maszynę.
Opcje wysyłki
- DHL / FedEx / UPS — przesyłka ekspresowa międzynarodowa, 3 – 5 dni roboczych od drzwi do drzwi.
- Fracht lotniczy — 5 – 10 dni roboczych dla cięższych lub skonsolidowanych przesyłek.
- Fracht morski (FCL / LCL) — 20 – 35 days dla niepilnych partii produkcyjnych.
- Kurier zorganizowany przez klienta — części wydawane na konto podane przez klienta na żądanie.
- EXW, FOB, CIF, DAP — obsługiwane warunki Incoterms według preferencji klienta.
—
Przepływ procesu
Sekwencja obróbki powinna być planowana w oparciu o funkcjonalne bazy części ', dostęp do cech, zachowanie materiału oraz wymaganą metodę kontroli. Szczegółowa trasa jest ostatecznie określana przez rzeczywistą konfigurację maszyny, mocowanie przedmiotu obrabianego, dostępność narzędzi i wielkość produkcji.
Etap procesu | Cel |
|---|---|
1. Przegląd danych wejściowych | Potwierdzić model 3D, rysunek, materiał, wymiary krytyczne, bazy, ilość i wymagania dotyczące wykończenia. |
2. Plan przygotowania | Wybierz mocowanie, strategię bazy pomiarowej, narzędzia skrawające, kolejność obróbki oraz dostęp do wszystkich funkcjonalnych elementów. |
3. Obróbka skrawaniem | Trasa toczenia zazwyczaj ustala powierzchnię odniesienia, obrabia zewnętrzne średnice i profile, wytwarza stożki lub rowki, a następnie dodaje wewnętrzne otwory, gwinty lub dodatkowe elementy w razie potrzeby. Centrum tokarskie może używać wielu narzędzi w kontrolowanej sekwencji, wspierając powtarzalną produkcję spójnych profili obrotowych. |
4. Weryfikacja | Typowe punkty kontrolne obejmują średnice, wymiary otworów, stożki, kształt gwintu, bicie promieniowe, współśrodkowość, długość osiową, wykończenie powierzchni oraz relację dodatkowych elementów do osi środkowej przedmiotu obrabianego. |
Zamiar projektowy
Rysunki tokarskie powinny określać główną oś, wyraźnie określać wymiary średnicy i długości oraz identyfikować wszelkie cechy wymagające współśrodkowości, biczenia osiowego, klasy gwintu, wykończenia powierzchni lub ciasnego pasowania z częścią współpracującą.
DANE INŻYNIERYJNE ?Podaj model CAD 3D, rysunek z krytycznymi tolerancjami i bazami, gatunek materiału, zamówioną ilość, wykończenie powierzchni oraz wszelkie wymagania dotyczące kontroli lub pakowania. |
|---|
Geometria części i materiały
Wybór materiału
Tokarki CNC przetwarzają powszechnie aluminium, stal, stal nierdzewną, mosiądz, brąz, miedź, tytan oraz wybrane tworzywa sztuczne konstrukcyjne. Materiał powinien być dobrany pod kątem wymagań funkcjonalnych, a także podatności obróbkowej i wymagań dotyczących wykończenia powierzchni.
Grupa materiałowa | Co należy wziąć pod uwagę | Typowy powód wyboru |
|---|---|---|
Aluminium | Obrabialność, rozszerzalność termiczna, wykończenie kosmetyczne. | Lekkie obudowy, wsporniki, uchwyty, elementy zarządzania ciepłem. |
Stal i stal nierdzewna | Wytrzymałość, odporność na korozję, ciepło, kontrola wiórów. | Części przemysłowe, konstrukcyjne, układów płynowych, precyzyjne części mechaniczne. |
Mosiądz, miedź i tytan | Przewodność, korozja, stosunek wytrzymałości do masy, koszt. | Złączki, części elektryczne, wysokowydajne lub specjalistyczne komponenty. |
Tworzywa sztuczne konstrukcyjne | Sztywność, temperatura, środowisko chemiczne, kontrola gratów. | Izolujące, lekkie, prototypowe, części zużywające się lub stykające się z płynami. |
MATERIAL NOTE ?Materiał należy dobierać przede wszystkim pod kątem wymagań funkcjonalnych. Następnie należy przeanalizować podatność obróbkową, odporność cieplną, odporność korozyjną, masę, koszt oraz zamierzony rodzaj obróbki powierzchniowej. |
|---|
Planowanie techniczne i jakość
Wykończenie Powierzchni i Ochrona Części
Części mogą być poddawane anodowaniu, galwanizacji, pasywacji, czarnemu utlenianiu, polerowaniu, piaskowaniu, malowaniu lub znakowaniu laserowemu. Powłoki ochronne powinny być dopasowane do materiału podstawowego i zamierzonego środowiska.
Przed produkcją
Przegląd technologiczności powinien potwierdzać, że schemat tolerancji jest funkcjonalny, określony materiał jest dostępny, mocowanie obrabianego przedmiotu zapewnia dostęp do krytycznych powierzchni, a plan pomiarowy umożliwia weryfikację wszystkich wymagań bez niejednoznaczności. Tam, gdzie interfejs złożenia jest krytyczny, należy podać informacje o częściach współpracujących lub wymagania dotyczące pasowania.
PRAKTYKA RYSUNKOWA ?Należy wskazywać wymiary istotne dla funkcji. Unikać stosowania niepotrzebnie wąskich tolerancji ogólnych, jeśli tylko ograniczona liczba cech determinuje dopasowanie, ruch, szczelność lub wyrównanie finalnego złożenia. |
|---|
Kontekst zastosowania
Toczenie jest stosowane w przemyśle maszynowym, systemach motoryzacyjnych, robotyce, elektronice, lotnictwie i kosmonautyce, energetyce, sprzęcie medycznym oraz hardware'u produktów konsumenckich.
Rodzina aplikacji | Gdzie proces dodaje wartość |
|---|---|
Rozwój prototypów i produktów | Przydatne tam, gdzie funkcjonalna część, próbka do oceny lub trasa procesowa muszą zostać zwalidowane przed podjęciem decyzji o większej produkcji. |
Wyposażenie przemysłowe i automatyzacyjne | Obsługuje trwałe niestandardowe elementy sprzętowe, uchwyty, obudowy, interfejsy, wały, przejścia oraz elementy montażowe. |
Precyzyjne i regulowane wyposażenie | Obsługuje geometrię, która musi być udokumentowana poprzez wyraźne bazy, specyfikacje materiałowe, wymagania kontrolne oraz kontrolowane wykończenie. |
Kiedy wybrać inny proces
Wybierz toczenie CNC, gdy podstawowa forma jest okrągła lub obrotowa. Jeśli detal wymaga również płaskich powierzchni, otworów poprzecznych, wpustów lub frezowania pozaosiowego, trasa turn-mill może efektywniej konsolidować obróbkę.
LISTA KONTROLNA WYCENY ?Dołącz pliki modelu i rysunku, gatunek materiału, ilość zamówienia, wymagania dotyczące certyfikacji materiału, wymagania wykończeniowe, krytyczne cechy oraz docelową datę dostawy w zapytaniu ofertowym. |
|---|
Kluczowe parametry procesu
Wartości poniżej odzwierciedlają typowy zakres roboczy naszej komórki tokarki CNC. Są to punkty wyjścia; elementy o wąskich tolerancjach i materiały egzotyczne są sprawdzane pod kątem rzeczywistej konfiguracji maszyny i mocowania obrabianego przedmiotu.
Parametr | Typowa wartość |
|---|---|
Konfiguracja osi | 2-osiowe toczenie (X, Z); narzędzia aktywne i oś Y w modelach centrum tokarsko-frezarskiego |
Maksymalna średnica toczenia | Do 380 mm (praca w uchwycie); do 65 mm pojemności podajnika pręta |
Maksymalna długość toczenia | Do 750 mm między wrzecionami; dłuższe na zamówienie |
Standardowa tolerancja średnicy | ±0.05 mm; ±0.025 mm przy krytycznych elementach; ±0.01 mm po przeglądzie |
Wykończenie powierzchni (po toczeniu) | Ra 0.8 – 3.2 µm; Ra 0.4 µm osiągalne na operacjach wykończeniowych |
Prędkość obrotowa wrzeciona | Do 5,000 rpm (wrzeciono główne); wyższe w centrum tokarsko-frezarskim |
Typy gwintów | Metryczny (M), UNC / UNF, BSW, BSP, NPT, ACME, trapezoidalny, niestandardowy |
Zakres wielkości partii | Od 1 do 10,000+ sztuk; od prototypu do produkcji średnioseryjnej |
Czas realizacji | Prototypy 3–5 dni roboczych; produkcja 7–15 dni roboczych |
Akceptowane formaty CAD | STEP, IGES, X_T, SLDPRT, DXF, DWG, PDF |
Materiały, które obrabiamy
Nasza cela tokarska obejmuje większość obrabialnych metali i tworzyw sztucznych w postaci prętów, wsadów kędzierzawych, odkuwek lub blankietów. Wybór gatunku materiału wpływa na kontrolę wiórów, trwałość narzędzia oraz osiągalną powierzchnię wykończeniową.
- Stopy aluminium — 6061, 6063, 7075, 2024, 2011 (swobodnie obrabialne), 6020
- Stal nierdzewna — 303 (swobodnie obrabialna), 304, 304L, 316, 316L, 17-4 PH, 416, 2205 duplex
- Stal węglowa i stopowa — 1018, 1045, 12L14 (swobodnie obrabialna), 4140, 4340 nagrzewana wstępnie
- Mosiądz i miedź — C360 mosiądz swobodnie obrabialny, C110 miedź, C954 brąz aluminiowy, C932 brąz łożyskowy
- Tytan — Klasa 2, Klasa 5 (Ti-6Al-4V)
- Tworzywa konstrukcyjne — Delrin (POM), PEEK, PTFE, HDPE, nylon, poliwęglan, Ultem (PEI)
- Stal narzędziowa — O1, A2, D2, H13, S7 do trzpieni, matryc i części zużywalnych
Kontrola jakości i badania
Tolerancje toczenia są węższe niż frezowania, dlatego stosuje się połączenie kontroli ręcznej i weryfikacji na CMM. Poziom kontroli skaluje się z krytycznością części.
- Kontrola pierwszego wyrobu (FAI) — raport wymiarowy 100 % na pierwszej części, format AS9102 na żądanie
- Kontrola w procesie — mikrometr, suwmiarka, sprawdzian gwintowy i mikrometr głębokościowy na stanowisku
- Inspekcja CMM — dla cech o wąskich tolerancjach, oznaczeń GD&T oraz weryfikacji współśrodkowości / bicia
- Tester chropowatości powierzchni — Mitutoyo SJ-210 lub równoważny do weryfikacji Ra
- Tester twardości — Rockwell / Vickers do weryfikacji obróbki cieplnej stopów stali i stali nierdzewnej
- Sprawdzian gwintowy — sprawdziany pierścieniowe i trzpieniowe do standardowych gwintów, sprawdziany gwintowe SPC na zamówienie
- Końcowy raport z kontroli — zapisy wymiarowe, materiałowe i wykończenia, plus certyfikat materiałowy (MTC)
Zagadnienia projektowe (wskazówki DFM)
- Standaryzacja gatunków o łatwej obróbce skrawaniem — 12L14 stal i C360 mosiądz tną szybciej, zachowują węższe tolerancje i przedłużają żywotność narzędzia, gdy wytrzymałość materiału na to pozwala.
- Stosuj standardowe formy gwintów — metryczny (M), UNC, UNF, BSW, BSP, NPT. Unikaj niestandardowych skoków; wymuszają gwintowanie jednopunktowe i podnoszą koszty.
- Określaj głębokość gwintu, nie tylko głębokość otworu — podawaj użyteczną długość gwintu i średnicę wiertła podstawowego dla gwintowanych lub frezowanych gwintowo elementów.
- Unikaj głębokich wąskich rowków — szerokość rowka powinna odpowiadać standardowej płytce do rowków; głębokie wąskie rowki wichrują i drgają.
- Grubość ścianki — zachowaj — 1.0 mm w aluminium i stali nierdzewnej; cieńsze ścianki wibrują, odkształcają się i mogą się zapadać pod ciśnieniem uchwytu.
- Stosunek długości do średnicy — w przypadku smukłych części powyżej 4:1 L:D, zaplanuj suport stały, suport posuwowy lub proces typu Swiss zamiast konwencjonalnej tokarki.
- Cechy mocujące — pozostaw czystą, równoległą powierzchnię chwytową dla uchwytu; wskaż, czy część zostanie odcięta, czy odciągnięta od pręta.
- Strategia bazy — zdefiniuj oś środkową jako główną bazę; współosiowość i współśrodkowość są następnie mierzone względem niej.
- Oznaczenia wykończenia powierzchni — określ wartość Ra oraz czy oznaczenie występuje przed, czy po późniejszym покрыciu.
Czy dostarczasz materiał, czy używasz materiału dostarczonego przez klienta?
Oba warianty są obsługiwane. Możemy pozyskać pręt, wsad lub odkuwkę od certyfikowanych dostawców lub przyjąć materiał dostarczony przez klienta z pełną identyfikowalnością.
Jak uzyskać wycenę
Wyślij model 3D (STEP / IGES) lub rysunek 2D (PDF / DWG) z krytycznymi tolerancjami, gatunkiem i formą materiału (pręt, wlewka, odkuwka), zamawianą ilością, specyfikacją wykończenia lub powłoki, wszelkimi wymaganiami dotyczącymi kontroli lub dokumentacji oraz planowanym terminem dostawy. W ciągu jednego dnia roboczego zwracamy informację zwrotną DFM, czas realizacji oraz cenę jednostkową / całkowitą. NDA może zostać podpisana przed wymianą jakichkolwiek plików.
Przepływ procesu i sekwencja produkcji
Typowy proces pracy tokarki CNC opiera się na symetrii obrotowej części. Praca z automatycznym podawaniem pręta, z uchwytem i między centrami podąża tym samym ogólnym schematem, z mocowaniem i formą półfabrykatu dobranymi do geometrii.
- Odbiór i weryfikacja materiału — pręt, wlewka lub odkuwka są sprawdzane w oparciu o zamówienie zakupowe, MTC jest rejestrowane, a numer partii grzejnej jest odnotowywany w celu zapewnienia pełnej identyfikowalności.
- Przygotowanie półfabrykatu — w przypadku pracy z automatycznym podawaniem pręta, pręt jest ładowany do podajnika prętów i ustawiana jest długość posuwu. W przypadku pracy z uchwytem, przedstawki są cięte na długość na pile taśmowej z niewielkim naddatkiem na czolo.
- Wybór mocowania — uchwyt szczękowy 3 lub 4, uchwyt sprężynowy, uchwyt hydrauliczny lub ustawienie między centrami z podporą stałą / podporą podpierającą jest wybierany na podstawie długości części, średnicy i wymaganej tolerancji.
- Struganie czola i centrowanie — przejście strugania czola ustanawia czystą powierzchnię odniesienia i znany punkt zerowy Z. Linia środkowa obrotu jest weryfikowana za pomocą sondy lub wskaźnika.
- Toczenie zgrubne (średnica zewnętrzna i wewnętrzna) — intensywne usuwanie materiału na średnicy zewnętrznej (OD) i wewnętrznej (ID) przy użyciu narzędzia zgrubnego z większym promieniem wierzchołka, przy maksymalnym dopuszczalnym posuwie wióra dla danego materiału.
- Kontrola po obróbce zgrubnej — średnica, długość i współśrodkowość są mierzone przed przejściem wykończeniowym; przesunięcia są korygowane ze względu na odchyłkę materiału.
- Toczenie zgrubne — średnice są doprowadzane do wartości w zakresie 0.1 – 0.2 mm od wartości nominalnej, aby pozostawić jednolity naddatek na wykończenie.
- Wiercenie, rozwiercanie, rozwiercanie i gwintowanie — elementy wewnętrzne są wytwarzane za pomocą standardowych wierteł, trzonów rozwiertakowych, rozwiertaków i cykli gwintowania sztywnego. Głębokie otwory wykorzystują cykle wiercenia z pogłębianiem dla usuwania wiórów.
- Rowkowanie i oddzielanie — rowki, podcięcia i funkcja oddzielania części są wytwarzane za pomocą narzędzia do rowkowania lub oddzielania dopasowanego do szerokości rowka. Chłodziwo jest kierowane do nacięcia.
- Gwintowanie (tokarskie lub frezowanie gwintów) — gwinty zewnętrzne i wewnętrzne są wytwarzane przez toczenie tokarskie lub frezowanie gwintów. Standardowe gwinty są weryfikowane za pomocą sprawdzianów pierścieniowych / wkładek.
- Przejście wykończeniowe — przejście wykończeniowe o niskim zaangażowaniu przy zmniejszonej prędkości posuwu doprowadza średnice, powierzchnie czołowe i barki do wymiaru końcowego, zazwyczaj osiągając Ra 0.4 – 1.6 µm.
- Zaokrąglanie krawędzi i fazowanie — faza 0.2 – 0.5 mm nakładana na wszystkie ostre krawędzie, za pomocą narzędzia do fazowania lub ręcznie na krytycznych elementach kosmetycznych.
- Usuwanie zadziorów i czyszczenie — ręczne usuwanie zadziorów, bębnowanie lub szczotkowanie, a następnie mycie wodne. W przypadku części z wewnętrznymi kanałami, przedmuchiwanie powietrzem lub płukanie rozpuszczalnikiem weryfikuje usunięcie wiórów.
- Kontrola końcowa — pierwsza kontrola pierwszej części, a następnie kontrola w trakcie procesu lub kontrola próbna w całej partii. Walcowatość, współśrodkowość i geometria gwintu są weryfikowane za pomocą wzorcowanych przyrządów pomiarowych lub CMM.
- Zlecona obróbka powierzchniowa (jeśli dotyczy) — anodowanie, pokrywanie galwaniczne, malowanie proszkowe, pasywacja i podobne procesy są kierowane do wykwalifikowanych partnerów w ramach naszego systemu jakości.
- Pakowanie i wysyłka — części są owijane, pakowane do torebek, oznaczane etykietami i pakowane zgodnie ze specyfikacją klienta, z dołączoną dokumentacją.
Właściwości materiałów
Poniższa tabela obejmuje materiały powszechnie obrabiane na naszej komórce tokarki. Wartości specyficzne dla partii są potwierdzane przez certyfikat zwalniający z analizy (MTC).
Materiał | Gęstość (g/cm?) | Wytrzymałość na rozciąganie (MPa) | Granica plastyczności (MPa) | Twardość (HB) | Skrawalność (%) |
|---|---|---|---|---|---|
Aluminium 6061-T6 | 2.70 | 310 | 276 | 95 | 180 |
Aluminium 2011 (do obróbki skrawaniem) | 2.82 | 310 | 260 | 95 | 190 |
Aluminium 7075-T6 | 2.81 | 572 | 503 | 150 | 170 |
Stal nierdzewna 303 (do obróbki skrawaniem) | 8.00 | 620 | 240 | 160 | 80 |
Stal nierdzewna 304 / 316L | 7.99 | 485 – 515 | 170 – 205 | 160 – 170 | 40 – 45 |
17-4 PH (H1025) | 7.78 | 1,070 | 1,000 | 330 | 30 |
Stal węglowa 1018 | 7.87 | 440 | 370 | 130 | 70 |
12L14 (łatwotnący) | 7.87 | 540 | 415 | 150 | 160 |
Stal stopowa 4140 | 7.85 | 655 | 415 | 200 | 55 |
Mosiądz C360 | 8.50 | 400 | 140 | 80 | 100 |
Miedź C110 | 8.94 | 220 | 70 | 45 | 85 |
Tytan gatunek 5 | 4.43 | 950 | 880 | 340 | 22 |
Delrin (POM) | 1.41 | 70 | 65 | 120 (R) | 150 |
Oceny skrawalności są podane względem stali AISI 1212 = 100%. Wartości HB w (R) dla tworzyw sztucznych oznaczają twardość Rockwella, nie Brinella.
Czynniki kosztów i czasu realizacji
Praca na tokarce przebiega przewidywalnie w zależności od materiału, tolerancji i wielkości partii, ale kilka konkretnych zmiennych dominuje w wycenie. Wiedza o nich z góry pomaga wybrać właściwy proces i uniknąć niepotrzebnych kosztów.
Czynniki wpływające na koszt
- Materiał — koszt pręta i skrawalność determinują czas cyklu. Gatunki o łatwej obróbce (12L14, 303, C360, 2011) znacząco skracają czas cyklu.
- Tolerancja — ±0.025 mm to standardowy cel precyzyjny; ±0.01 mm wymaga wykończenia wykończalniczego, wykwalifikowanych narzędzi i weryfikacji na CMM.
- Wielkość partii — programowanie, przygotowanie i mocowanie są amortyzowane w ramach partii. Długie serie rozcieńczają koszty ogólne; krótkie serie generują wyższy koszt przygotowania na sztukę.
- Geometria — smukłe elementy, głębokie wewnętrzne otwory oraz rygorystyczne wymagania dotyczące współśrodkowości zwiększają czas cyklu i mogą wymagać stabilniejszych podpór lub wrzeciona pomocniczego.
- Złożoność gwintów — gwinty standardowe (M, UNC, UNF, BSP) są rutynowe; gwinty ACME, trapezowe, okładzinowe lub niestandardowe wyceniane są indywidualnie.
- Wykończenie powierzchni i powłoki — rygorystyczne wymagania Ra, polerowanie lustra, twarde anodowanie i specjalistyczne powłoki zwiększają czas obróbki wtórnej i koszty usług zewnętrznych.
- Kontrola i dokumentacja — pierwsza sztuka, AS9102, PPAP, programy CMM oraz certyfikacja materiałowa — wszystko to zwiększa czas kontroli.
Co wpływa na czas realizacji
- Pozyskiwanie materiału — standardowe pręty 2 – 5 days; certyfikowany pręt 1 – 3 weeks; odkuwki o dużej średnicy 3 – 6 weeks.
- Programowanie i konfiguracja — zazwyczaj 0.5 – 2 days dla nowych części; powtarzające się części uruchamiane z istniejących programów.
- Czas cyklu CNC — rzeczywisty czas cięcia na część, proporcjonalny do objętości usuwanego materiału, liczby operacji oraz liczby przejść wykończeniowych.
- Procesy zlecone na zewnątrz — anodowanie, galwanizacja, malowanie proszkowe, obróbka cieplna 2 – 7 dni roboczych u kwalifikowanych partnerów.
- Kontrola i dokumentacja — pełna FAI, AS9102, PPAP oraz programy CMM mogą dodać 1 – 3 days.
- Wysyłka — DHL / FedEx 3 – 5 days międzynarodowa; fracht lotniczy 5 – 10 days; fracht morski 20 – 35 days.
Typowe czasy realizacji według scenariusza
Scenariusz | Prototyp (1 – 5 pcs) | Mała seria (10 – 100 pcs) | Produkcja (500+ szt.) |
|---|---|---|---|
Dostępny pręt zapasowy | 3 – 5 dni roboczych | 5 – 7 dni roboczych | 7 – 12 dni roboczych |
Materiał do pozyskania | 5 – 10 dni roboczych | 10 – 15 dni roboczych | 15 – 25 dni roboczych |
Z wykończeniem zewnętrznym (anodowanie, galwanizacja, powlekanie) | 7 – 12 dni roboczych | 10 – 18 dni roboczych | 18 – 30 dni roboczych |
Z pełną dokumentacją FAI / AS9102 / PPAP | + 2 – 4 dni roboczych | + 1 – 3 dni roboczych | + 1 – 2 dni roboczych |
Typowe wady i zapobieganie
Większość wad toczenia można uniknąć. Poniższa lista obejmuje najczęściej spotykane tryby uszkodzenia wraz z ich przyczynami i standardowymi metodami zapobiegania.
Wada | Przyczyna | Zapobieganie |
|---|---|---|
Ślady drgań na średnicy | Nadmierny wysięg narzędzia, niska sztywność, niewłaściwy promień wierzchołka, rezonans harmoniczny | Zmniejsz wysięg, wybierz grubszy trzpień, zmień promień wierzchołka, dostosuj prędkość obrotową wrzeciona, aby uniknąć rezonansu, użyj szerszego płytka |
Narośle (BUE) na aluminium / stali nierdzewnej | Niska prędkość skrawania, niedostateczne chłodziwo, niewłaściwe pokrycie narzędzia, zużyta płytka | Dopasować prędkość do materiału, stosować płytki powlekane (TiAlN, AlCrN, diamentopodobne), sprawdzić przepływ chłodziwa, wymienić płytkę przy pierwszych oznakach BUE |
Błąd współosiowości / bicie | Ponowne mocowanie między operacjami, zanieczyszczenie uchwytu, zużyta tuleja zaciskowa, bicie wrzeciona | Obróbka w jednym zamocowaniu, gdy to możliwe, oczyścić uchwyt, wymieniać tuleję zaciskową zgodnie z harmonogramem, sprawdzić bicie wrzeciona prętem kontrolnym |
Tworzenie się zadry przy odcinaniu / rowkowaniu | Stępiona płytka do rowkowania, niewłaściwa szerokość ostrza, brak fazki przy odcinaniu | Ostre, odpowiednio dobrane ostrze, lekkie fazowanie przy odcięciu, wtórne usuwanie zadziorów (tumbling, szczotkowanie, ręczne) |
Dryft wymiarowy w partii | Rozszerzalność cieplna maszyny i detalu, zużycie narzędzia przy długich seriach, różnice w materiałach prętowych | Cykl rozgrzewki, okresowe kontrole w procesie, kompensacja przesunięcia narzędzia, sprawdzony materiał prętowy o stałej średnicy |
Słaba jakość wykończonej powierzchni | Duża prędkość posuwu, niska prędkość obrotowa wrzeciona, nieprawidłowy promień noska, BUE | Zmniejszyć posuw, zwiększyć obroty, wybrać większy promień noska, wykonać dedykowany pas wykończeniowy ostrymi narzędziami |
Odchylenie / drgania ścianki przy smukłych detalach | Niewystarczające podparcie, wysokie siły skrawania przy długich, cienkich średnicach | Stojak ustalający, stojek podpierający, podparcie pod-wrzeciona, niższe siły skrawania (mniejsza głębokość skrawania), lub skierować do toczenia typu Swiss |
Geometria gwintu poza specyfikacją | Zużyta płytka do gwintowania, nieprawidłowy skok, błędny kąt posuwu, rozszerzalność cieplna | Wymieniaj płytkę do gwintowania zgodnie z harmonogramem, sprawdzaj skok za pomocą sprawdzianu gwintowego, stosuj prawidłowy kąt posuwu, umożliw stabilizację termiczną |
Opakowanie standardowe
- Worek VCI — nakładany na wszystkie części żelazne w celu zapobiegania utlenianiu podczas transportu i przechowywania.
- Osłony gwintów — plastikowe lub kartonowe nasadki nakładane na gwinty zewnętrzne; piankowe korki do gwintów wewnętrznych.
- Owijka piankowa lub tacki przegródkowe — chroni obrabiane powierzchnie przed uszkodzeniem w wyniku kontaktu; tacki typu rurowego dla części wałów.
- Zamknięta torba polietylenowa — do części medycznych, optycznych lub dostarczanych do cleanroomu.
- Kartony tekturowe z przegrodami wewnętrznymi — dla części średnich i małych.
- Niestandardowe skrzynie ze sklejki — dla dużych, ciężkich lub precyzyjnych części powyżej 25 kg.
- Opakowania bezpieczne ESD — dla części integrujących się z urządzeniami elektronicznymi lub półprzewodnikowymi.
- Etykietowanie — numer części, numer serii / partii, ilość, materiał i referencja klienta na każdym opakowaniu zewnętrznym i wewnętrznym.
Dokumentacja standardowa
- Świadectwo zgodności (C of C) — potwierdza, że części zostały wyprodukowane zgodnie z rysunkiem i spełniają określone wymagania.
- Świadectwo badania fabrycznego (MTC) — certyfikat materiałowy przechowywany dla każdej partii wsadowej.
- Raport z kontroli pierwszego egzemplarza (FAI / AS9102) — raport wymiarowy 100 % na pierwszą część.
- Raport z kontroli wymiarowej — zarejestrowane pomiary krytycznych cech w całej partii.
- Raport o wykończeniu powierzchni — pomiary Ra zgodnie z wymaganiami.
- Raport z kontroli gwintów — dla gwintów krytycznych, na życzenie.
- Certyfikat pochodzenia (CoO) — do odprawy celnej.
- Faktura handlowa i lista pakowania — standardowa dokumentacja wysyłkowa.
- Pakiet PPAP / APQP — dla klientów automotive.
Uwagi dotyczące produkcji
Rysunki tokarskie powinny określać główną oś, wyraźnie określać wymiary średnicy i długości oraz identyfikować wszelkie cechy wymagające współśrodkowości, biczenia osiowego, klasy gwintu, wykończenia powierzchni lub ciasnego pasowania z częścią współpracującą.
Jakość i Kontrola
Typowe punkty kontrolne obejmują średnice, wymiary otworów, stożki, kształt gwintu, bicie promieniowe, współśrodkowość, długość osiową, wykończenie powierzchni oraz relację dodatkowych elementów do osi środkowej przedmiotu obrabianego.
Opcje wykończenia powierzchni
- Wykończenie tokarskie — Ra 0.8 – 3.2 µm, kontrolowane przez posuw i promień krawędzi skrawającej
- Śrutowanie / piaskowanie szklane — jednolite matowe wykończenie, usuwa ślady narzędzi
- Polerowanie i wykończenie lustrzane — do powierzchni sanitarnych, spożywczych lub kosmetycznych
- Elektropolerowanie — stal nierdzewna, wykończenie na poziomie mikrocali i poprawiona odporność na korozję
- Anodowanie Typ II / Typ III — części aluminiowe, bezbarwne lub kolorowe
- Galwanizacja — cynk, nikiel, cyna, chrom, złoto, srebro, niklowanie bezprądowe
- Pasywacja — ASTM A967 / AMS 2700 dla stali nierdzewnej
- Czarny tlenek — MIL-DTL-13924, łagodna ochrona przed korozją dla stali
- Fosforanowanie — fosforan manganu lub cynku, zużycie i korozja
- Malowanie proszkowe i natryskowe — do ozdobnych części aluminiowych lub stalowych
- Znakowanie i grawerowanie laserowe — numery części, logo, kody UID, 2D Data Matrix
Czy można utrzymać ±0.01 mm na średnicy?
Tak, w przypadku wybranych cech z drobnym przejściem wykończeniowym, ostrym narzędziem i weryfikacją CMM. Stosowanie ±0.01 mm na każdej średnicy zwiększa koszt i czas realizacji, dlatego zwykle ogranicza się do cech krytycznych dla dopasowania.
Porównanie z procesami pokrewnymi
Konwencjonalne toczenie CNC konkuruje z toczeniem typu Swiss w przypadku małych części, z frezowaniem tokarskim w przypadku części z elementami poza centrum oraz z szlifowaniem walcowym w przypadku cech krytycznych dla wykończenia. Poniższa tabela pomaga wybrać odpowiedni proces.
Aspekt | Tokarka CNC (ten proces) | Toczenie typu Swiss | Frezowanie tokarskie / Tokarsko-frezowanie |
|---|---|---|---|
Geometria idealna | Części typu wał i tuleja, średnie do dużych średnic, krótkie do średnich długości | Części o małej średnicy (? 1 – 32 mm), długie smukłe wały, produkcja wielkoseryjna | Złożone części z elementami mimośrodowymi, otworami przelotowymi, rowkami, płaskimi powierzchniami i małymi frezowanymi elementami |
Stosunek długości do średnicy | Najlepsze do 4:1 przy standardowym mocowaniu; do 8:1 z podparciem spoczynkowym | Najlepsze powyżej 10:1; do 100:1 przy podparciu tuleją prowadzącą | Podobne do konwencjonalnej tokarki; ograniczone długością uchwytu |
Najwęższa tolerancja | ±0.01 mm na średnicy z drobnym wykończeniem | ±0.01 mm; 0.01 – 0.02 mm TIR na cechach ciętych z jednego ustawienia | ±0.01 mm na średnicy; ±0.025 mm na frezowanych cechach |
Koszt w porównaniu z tym procesem | Linia bazowa (najniższy koszt dla średnich i dużych średnic) | Niższy koszt dla małej średnicy i dużej objętości; wyższy dla prototypów | Wyższy za godzinę, ale eliminuje drugą operację frezowania |
Kiedy wybrać | Części typu wał i tuleja, gwintowane złącza, prototypy w dowolnej ilości, produkcja niskoseryjna | Części o małej średnicy, długie smukłe wały, miniaturowe elementy, produkcja wielkoseryjna | Części z otworami mimośrodowymi, rowkami, płaskościami lub małymi frezowanymi elementami, które w przeciwnym razie wymagałyby drugiego ustawienia |
Normy branżowe i certyfikaty
Nasz system jakości i praktyka toczenia są zgodne z poniższymi normami. Wymagane przez klienta certyfikaty są określone w zakresie projektu i odpowiednio dokumentowane.
- ISO 9001:2015 — norma bazowa systemu zarządzania jakością.
- AS9100D / AS9102 — QMS branży lotniczej, format raportu FAI.
- ISO 13485:2016 — QMS wyrobów medycznych, mający zastosowanie do części medycznych i z dziedziny nauk o życiu.
- IATF 16949 — system zarządzania jakością w branży motoryzacyjnej, z wymaganiami PPAP, APQP i planu kontroli.
- ISO 2768 — tolerancje ogólne (klasy średnia / dokładna / bardzo dokładna).
- ASME Y14.5-2018 — norma GD&T.
- ISO 5459 — bazy i układy bazowe.
- ISO 1101 — GPS, obejmujące walcowość, współśrodkowość i bicie.
- ISO 6410 / ISO 6411 / ISO 6413 — przedstawienie gwintów, otworów gwintowanych i cech zakończeń gwintów na rysunkach technicznych.
- ISO 965-1 / ISO 965-3 — ISO ogólnego przeznaczenia metryczne gwinty śrubowe; tolerancje dla gwintów wewnętrznych / zewnętrznych.
- ASME B1.1 / B1.13M — zunifikowane normy gwintów calowych / metrycznych.
- ASTM A967 / AMS 2700 — pasywacja stali nierdzewnej.
- MIL-DTL-13924 — powłoka z tlenku czarnego.
- AMS 2403 / 2404 — niklowanie bezprądowe.
- RoHS / REACH — zgodność substancji dla dostępu do rynku europejskiego.
- Minerały konfliktu (CMRT / RMI) — raportowanie w zakresie pozyskiwania cyny, tantalu, wolframu i złota.
- ITAR / EAR — kontrolowane dane techniczne i zgodność eksportowa dla części obronnych.
Opakowanie, wysyłka i dokumentacja
Opakowanie chroni gwinty, precyzyjne średnice oraz wykończone powierzchnie podczas transportu. Poziom opakowania dostosowuje się do wielkości części, jej wartości, wykończenia oraz metody wysyłki; dokumentacja jest załączana zgodnie z wymaganiami klienta.
Powiązane możliwości i usługi dodatkowe
Toczenie jest często jednym etapem dłuższego procesu produkcyjnego. Koordynujemy usługi towarzyszące, aby klienci mieli jeden punkt odpowiedzialności za całą część, a nie listę podwykonawców.
- Wykończenie po obróbce — piaskowanie, bębnowanie, ręczne usuwanie gratów, lekkie polerowanie, zaokrąglanie krawędzi i kosmetyczne polerowanie w ramach własnych.
- Anodowanie i powlekanie — anodowanie typu II / typu III, niklowanie bezprądowe, cynkowanie, cynowanie, chromowanie, pozłacanie i srebrzenie poprzez wykwalifikowanych partnerów.
- Elektropolerowanie — stal nierdzewna, wykończenie o mikrocalej chropowatości oraz poprawiona odporność na korozję.
- Malowanie proszkowe i mokre — systemy poliestrowe, epoksydowe, hybrydowe, dopasowanie kolorów RAL / Pantone, podkład + warstwa nawierzchniowa oraz lakier bezbarwny.
- Obróbka cieplna — hartowanie objętościowe, hartowanie powierzchniowe, odpuszczanie, obróbka roztworem i starzenie (np. 17-4 PH H900 / H1025 / H1075, 4140 QT).
- Szlifowanie cylindryczne — usługa partnerska — dla średnic wymagających wykończenia krytycznego z Ra < 0.4 µm lub sub-mikronową okrągłością.
- Lekki montaż i kompletacja — instalacja elementów złącznych, wciskanie wkładek, podzespoły i pakowanie zestawów.
- Znakowanie i grawerowanie laserowe — numery części, logo, UID, 2D Data Matrix na powierzchni cylindrycznej.
- Przegląd projektowania pod kątem wytwarzania (DFM) — uwagi dotyczące baz, gatunków obrabialnych, form gwintów i tolerancji przed obróbką skrawaniem.
- Kontrola na CMM i skanowanie 3D — pełna weryfikacja GD&T, obejmująca cylindryczność, współśrodkowość i bicie.
- Koordynacja usług podwykonawczych — jedno okno kontaktowe dla partnerów zajmujących się obróbką cieplną, galwanizacją, anodowaniem, powłokami i szlifowaniem.
Cechy i typowe komponenty
Typowe cechy toczenia obejmują średnice zewnętrzne, barki, promienie, stożki, rowki, otwory, odcinki gwintowane, strefy nacięte i powierzchnie czołowe położone wzdłuż wspólnej osi.
Typowe komponenty — Typowe części obejmują wały, tuleje, tuleje, sprzęgła, pierścienie, złączki, złącza, rolki, gwintowane adaptery, elementy zaworów i precyzyjne elementy mechaniczne.
Zalety i zastosowania
Branże i zastosowania
- Lotnictwo i obrona — tuleje, tuleje, gwintowane złączki, półfabrykaty elementów złącznych, sworznie podwozia
- Motoryzacja — wały napędowe, obudowy czujników, korpusy zaworów, półfabrykaty kół zębatych, prototypowe elementy silnika
- Hydraulika siłowa — wrzeciona zaworów, wały cylindrów, kolektory, niestandardowe złączki, adaptery
- Medycyna i nauki przyrodnicze — korpusy przyrządów, półfabrykaty implantów, niestandardowe elementy narzędzi chirurgicznych, części urządzeń diagnostycznych
- Wyposażenie przemysłowe — rolki, podkładki dystansowe, dystanse, półfabrykaty kół zębatych, koła pasowe, wały
- Elektronika i półprzewodniki — złącza, osprzęt RF, korpusy czujników, komponenty ekranujące
- Energetyka — złączki naftowe i gazowe, wały turbin wiatrowych, osprzęt reaktorów prototypowych, płyty ogniw paliwowych
Tolerancje standardowe i osiągalna dokładność
Tokarka CNC rutynowo utrzymuje ściślejsze tolerancje niż frezowanie, ponieważ wrzeciono i suport narzędziowy są dobrze kontrolowane. Poniższa tabela odzwierciedla granice, które możemy osiągnąć bez specjalnego oprzyrządowania.
- Tolerancja średnicy standardowa — ±0.05 mm (±0.002 in)
- Tolerancja precyzyjna — ±0.025 mm (±0.001 in)
- Tolerancja ścisła — ±0.01 mm (±0.0004 in) na wybranych cechach przy odpowiednim oprzyrządowaniu i kontroli
- Cylindryczność — 0.02 mm typowo na dobrze podpartych krótkich cechach
- Współśrodkowość / współosiowość — 0.03 mm TIR na części przeformowanych
- Tolerancja długości — ±0.05 mm standardowa; ±0.025 mm ze stałym ogranicznikiem lub przeciw-wrzecionem
- Domyślny schemat tolerancji — ISO 2768-m (średni) jeśli nie podano
A co z niestandardowymi formami gwintów?
Większość form niestandardowych (ACME, trapezoidalnych, zębatych, niestandardowych) jest wytwarzana przez toczenie jednopunktowe. Czas realizacji zależy od geometrii gwintu i metody kontroli; podamy wycenę po przejrzeniu rysunku.
—
