Miedź to naprawdę uniwersalny metal.Miedź ma naturalne i piękne, błyszczące wykończenie, dzięki czemu idealnie nadaje się do tworzenia dzieł sztuki, naczyń kuchennych, kuchennych listew, blatów, a nawet biżuterii.Ma również doskonałe właściwości materiałowe i elektryczne i nadaje się do inżynierii skomplikowanych części, takich jak elektrody EDM.
Stosowanie miedzi do obróbki części ma wiele zalet.Miedź jest jednym z najczęściej używanych metali na świecie, charakteryzującym się wysoką odpornością na korozję oraz dobrą przewodnością i przewodnością cieplną.W tym artykule omówimy metody przetwarzania, uwarunkowania projektowe i wymagania przetwarzania miedzi i stopów miedzi, które są nie tylko korzyściami estetycznymi.
Technologia przetwarzania miedzi
Czysta miedź jest trudna w obróbce ze względu na jej wysoką ciągliwość, plastyczność i wytrzymałość.Miedź stopowa poprawia jej skrawalność, a nawet sprawia, że stopy miedzi są łatwiejsze w obróbce niż większość innych materiałów metalowych.Większość obrabianych części miedzi jest wykonana ze stopów miedzi i cynku, cyny, aluminium, krzemu i/lub niklu.Stopy te wymagają znacznie mniejszej siły skrawania niż obrabiana stal lub stopy aluminium o jednakowej wytrzymałości.
Frezowanie CNC
Stopy miedzi mogą być przetwarzane różnymi technologiami.Frezowanie CNC to automatyczny proces obróbki, który wykorzystuje sterowanie komputerowe do zarządzania ruchem i działaniem wielopunktowych obrotowych narzędzi skrawających.Gdy narzędzia obracają się i poruszają po powierzchni przedmiotu obrabianego, powoli usuwają nadmiar materiału, aby uzyskać pożądany kształt i rozmiar.Frezowanie może służyć do tworzenia różnych elementów konstrukcyjnych, takich jak rowki, nacięcia, rowki, otwory, rowki, profile i płaszczyzny.
Poniżej znajdują się wskazówki dotyczące frezowania CNC miedzi lub stopów miedzi:
Powszechnymi materiałami skrawającymi są grupy zastosowań węglikowych, takie jak N10 i N20 oraz gatunki HSS
Możesz zmniejszyć prędkość skrawania o 10%, aby wydłużyć żywotność narzędzia
Podczas frezowania stopu odlewniczego miedzi ze skórą odlewu należy zmniejszyć prędkość skrawania o 15% dla narzędzi z grupy węglików spiekanych i 20% dla narzędzi klasy HSS
Toczenie CNC
Inną techniką obróbki miedzi jest toczenie CNC, w którym narzędzie pozostaje nieruchome, podczas gdy obrabiany przedmiot porusza się, aby uzyskać pożądany kształt.Toczenie CNC to system obróbki, który nadaje się do produkcji wielu części elektronicznych i mechanicznych.
Toczenie CNC ma wiele zalet, w tym opłacalność, dokładność i większą szybkość produkcji.Podczas obracania miedzianych przedmiotów obrabianych szczególnie ważne jest dokładne rozważenie prędkości, ponieważ miedź jest doskonałym przewodnikiem ciepła, który generuje więcej ciepła niż inne materiały, co z czasem zwiększa zużycie narzędzia.
Oto kilka wskazówek dotyczących toczenia CNC miedzi lub stopów miedzi:
Ustaw kąt krawędzi narzędzia między 70 ° a 95 °
Miękka miedź, która jest łatwa do powlekania, potrzebuje około 90 ˚ Kąt krawędzi narzędzia
Stała głębokość skrawania i zmniejszony kąt krawędzi narzędzia mogą zmniejszyć obciążenie narzędzia oraz poprawić trwałość narzędzia i prędkość skrawania
Zwiększenie kąta między główną krawędzią skrawającą a pomocniczą krawędzią skrawającą (kąt narzędzia) może spowodować, że narzędzie będzie przenosić większe obciążenia mechaniczne i prowadzić do niższych naprężeń termicznych
Rozważania projektowe
Podczas projektowania części obrabianych miedzią należy wziąć pod uwagę wiele czynników.Ogólnie rzecz biorąc, miedzi należy używać tylko wtedy, gdy jest to konieczne, ponieważ miedź jest droga i zwykle nie wymaga miedzi do wyprodukowania całej części.Dobry projekt może wykorzystywać niewielką ilość miedzi, aby zmaksymalizować jej niezwykłe właściwości.
Oto kilka typowych powodów wyboru części z miedzi lub stopów miedzi:
Wysoka odporność na korozję
Wysoka przewodność i przewodność cieplna, łatwa do spawania
Wysoka rozciągliwość
Wysoce obrabialny stop
Wybierz odpowiedni gatunek materiału
W fazie projektowania ważne jest, aby wybrać właściwy gatunek miedzi dla danego zastosowania.Na przykład stosowanie czystej miedzi do kompletnych części maszyn jest nie tylko trudne, ale także nieekonomiczne.C101 (czysta miedź) ma wyższą przewodność ze względu na swoją czystość (99,99% miedzi), ale słabą przetwarzalność.C110 jest zwykle łatwiejszy w obróbce, więc jest bardziej opłacalny.Dlatego wybór właściwego gatunku materiału zależy od cech krytycznych dla funkcji projektowej.
Projektowanie pod kątem produkcyjności
Bez względu na to, jakich materiałów używasz, DFM zawsze powinno być na pierwszym miejscu.W Fictiv zalecamy maksymalne rozluźnienie tolerancji przy zachowaniu funkcji wymaganych przez aplikację.Ponadto lepiej jest ograniczyć kontrolę wymiarów, unikać głębokich wgłębień o małych promieniach i ograniczyć liczbę kompletowanych części.
Bez względu na to, jakich materiałów używasz, DFM zawsze powinien być Twoim pierwszym wyborem.Zalecamy maksymalne poszerzenie tolerancji przy zachowaniu funkcjonalności wymaganej przez aplikację.Ponadto lepiej jest ograniczyć kontrolę wymiarów, unikać głębokich rowków o małych promieniach i ograniczyć liczbę kompletowanych części.
W szczególności, podczas projektowania części miedzianych, oto kilka konkretnych najlepszych praktyk:
Utrzymuj minimalną grubość ścianki 0,5 mm
Maksymalny rozmiar części do frezowania CNC to 1200 * 500 * 152 mm, a maksymalny rozmiar części do toczenia CNC to 152 * 394 mm
W przypadku podcięć zachowaj profil kwadratowy, pełny promień lub jaskółczy ogon
Wykończenie miedzi
Po przetworzeniu należy wziąć pod uwagę wiele czynników, decydując, który proces najlepiej odpowiada Twoim potrzebom.Pierwszym krokiem kontroli wykończenia powierzchni jest proces obróbki CNC.Niektóre parametry obróbki CNC można kontrolować, aby zmienić jakość powierzchni obrabianej części, na przykład promień ostrza narzędzia lub promień naroża narzędzia.
W przypadku miękkich stopów miedzi i czystej miedzi jakość wykończenia bezpośrednio i poważnie zależy od promienia główki.Promień główki powinien być zminimalizowany, aby zapobiec nakładaniu bardziej miękkiego metalu i zmniejszyć chropowatość powierzchni.Zapewnia to wyższą jakość powierzchni cięcia, ponieważ mniejszy promień końcówki zmniejsza ślad posuwu.Płytki dogładzające są preferowanym narzędziem w porównaniu z tradycyjnymi narzędziami o promieniu końcówki narzędzia, ponieważ mogą poprawić wykończenie powierzchni bez zmiany prędkości posuwu.
Możesz również spełnić wymagania dotyczące wykończenia części poprzez przetwarzanie końcowe:
Polerowanie ręczne – choć pracochłonne, polerowanie zapewni atrakcyjny połysk powierzchni
Śrutowanie średnie - daje jednolitą matową powierzchnię i ukrywa drobne niedoskonałości.
Polerowanie elektrolityczne - ze względu na niesamowitą przewodność sprawia, że miedź jest jasna i jest najlepszym wyborem do wykańczania miedzi.