Precīzijas aparatūras daļu galvenās sastāvdaļas: materiāli, procesi un kvalitāte

Kas tiek uzskatīts par precīzas aparatūras daļu

Precīzijas aparatūras daļa ir metāla detaļa, kas ražota atbilstoši stingrām izmēru, ģeometriskām un virsmas prasībām, parasti iekārtām, kuru atteice vai vaļīga piegulšana varētu apdraudēt funkciju. Nozare aptver CNC-mašīnapstrādātas kronšteinus, korpusus, vārpstas, savienotājus, blīves, stiprinājumus un strukturālos ieliktņus, ko izmanto elektronikā, instrumentos, automobiļu sistēmās, kosmosa mezglos, medicīnas ierīcēs un jaunās{2}}enerģijas iekārtās. Precīzas aparatūras atšķirība no parastajiem štancēšanas vai lējumiem nav pati daļa, bet gan disciplīna ap to: kontrolēti materiāli, noteiktas pielaides, dokumentēti procesi un pārbaude katrā posmā.

Materiālu izvēle: pirmā sastāvdaļa

Materiāls ir katras precīzās daļas pamats, un izvēle ir kompromiss starp izturību, svaru, izturību pret koroziju, apstrādājamību un izmaksām. Visbiežāk norādītie materiāli ir:

Nerūsējošais tērauds- 304 un 316 par izturību pret koroziju un izturību; 17-4 PH, kur nepieciešama lielāka cietība.

Alumīnija sakausējumi- 6061 un 7075, kas nodrošina vieglu svaru, labu apstrādājamību un saderību ar anodēšanu.

Titāns un titāna sakausējumi- 2. pakāpe korozijas-kritiskajām detaļām un 5. klase (Ti-6Al-4V), kur svarīga ir augsta izturības-un-svara attiecība, piemēram, kosmosa piederumi, dziļūdens blīves un augstas veiktspējas stiprinājumi. Titāns ir piemērots arī daļām, kas pakļautas jūras ūdenim vai ķermeņa audiem.

Vara sakausējumi- misiņš un berilija varš elektriskajiem kontaktiem, spailēm un savienotājiem.

Pircējiem vienmēr ir jāpārbauda, ​​vai ienākošajam materiālam ir atbilstošā standarta sertifikāts (piemēram, ASTM B348 titāna stienim) un vai ķīmiskā sastāva atbilst zīmēšanas prasībām, jo ​​aizstāšana pa straumi ir izplatīts kvalitātes traucējumu avots.

Ģeometriskā definīcija un pielaides

Otra sastāvdaļa ir detaļas inženiertehniskā definīcija: izmēri, ģeometriskās pielaides un virsmas apdare. Precīzas daļas parasti tiek zīmētas ar pielaidēm diapazonā no 0,01-0,05 mm vispārīgām iezīmēm un 0,005-0,01 mm kritiskām savienojošām virsmām, kas izteiktas ar GD&T simboliem un atsauces sistēmām. Nozares prakse atsaucas uz ISO 2768 vispārīgām pielaidēm un ISO 1101 ģeometriskām pielaidēm. Ja rasējumā ir norādīta pielaide, mašīnbūves darbnīcai tas ir jātur reālos ražošanas apstākļos - ar temperatūras kontrolētiem mērījumiem, kalibrētiem mērinstrumentiem un datu apstrādes iespējām — ne tikai teorētiski.

Apstrādes procesi, kas nodrošina precizitāti

Lielākā daļa precīzās aparatūras detaļu tiek ražotas ar CNC apstrādi, jo materiāla noņemšana nodrošina visstingrākās un visvairāk atkārtojamās pielaides:

CNC frēzēšana- 3-ass vienkāršām prizmām, 4 un 5 ass iegriezumiem, leņķa elementiem un brīvas formas kontūrām.

CNC virpošana- cilindriskām daļām, vītnēm un precīzijas urbumiem; Šveices{1}}tipa virpošana mazām, slaidām detaļām.

Stiepļu EDM un lāzergriešana- plānās-sienu profiliem, smalkām spraugām un funkcijām, kuras nevar sasniegt griezējinstrumenti.

Slīpēšana un slīpēšana- gala apdarei, kas mazāka par Ra 0,4 µm, un rūdītiem materiāliem.

Armatūras dizains, instrumentu izvēle un dzesēšanas šķidruma stratēģija ir tikpat svarīga kā pati mašīna. Jo īpaši titānam ir nepieciešams mazs griešanas ātrums, liels padeves ātrums, stingrs uzstādījums un daudz dzesēšanas šķidruma, jo tas darbojas -sacietē un slikti vada siltumu; Veikals, kas regulāri apstrādā titānu, norādīs atšķirīgus cikla laikus un instrumentus nekā tas, kas to nedara.

Virsmas apstrāde: aizsargājošais un funkcionālais slānis

Virsmas apstrāde pārvērš mehāniski apstrādātu detaļu gatavā detaļā ar noteiktām korozijas, nodiluma, elektriskām vai kosmētiskām īpašībām. Izplatītas iespējas ir anodēšana (alumīnijs un titāns), pasivēšana (nerūsējošais un titāns), galvanizācija (cinks, niķelis, hroms), pulverkrāsošana, smilšu strūklu apstrāde, melnēšana un elektriskais niķelis. Katrai apstrādei ir specifikācija un izmērāms rezultāts: pārklājuma biezums, adhēzija, sāls-izsmidzināšanas stundas. Izvēle jāraksta uz zīmējuma; nenoteikta apdare ir biežs strīdu un lauka kļūmju cēlonis.

Kvalitātes kontrole un pārbaude

Pēdējais komponents ir pārbaude. Nopietns piegādātājs kontrolē kvalitāti četros slāņos: ienākošo materiālu sertifikāti, procesa pārbaude (pirmā-izstrādājuma pārbaude, izmēru paraugu ņemšana), galīgā pārbaude ar CMM (koordinātu mērīšanas mašīna), optiskā un raupjuma mērīšana un dokumentācija, tostarp materiālu sertifikāti, pārbaudes ziņojumi un, ja nepieciešams, trešās puses pārbaudes liecinieks. Sertifikāti, piemēram, ISO 9001:2015, apraksta vadības sistēmu aiz šiem slāņiem. Drošībai{8}}kritiskajās nozarēs pircējiem ir jāprasa faktiskie pārbaužu ieraksti, nevis tikai atbilstības paziņojums.

Lietojumprogrammu piemēri

Precīzas aparatūras daļas parādās visur, kur par uzticamību nevar runāt:{0}}savienotāji, vadošās sliedes un korpusi elektronikā; bremžu un balstiekārtas sastāvdaļas transportlīdzekļos; kronšteini un piederumi lidmašīnās; implantējami{1}}ierīču instrumenti medicīnā; un spaiļu savienotāji, kopnes un sensoru korpusi jaunās-enerģijas sistēmās. Katrā gadījumā atkārtojas tās pašas piecas sastāvdaļas - materiāls, ģeometrija, process, virsma un pārbaude -, un gatavās daļas kvalitāte ir tikai tik laba, cik vājākā no piecām.

FAQ

Kādu pielaidi CNC apstrāde var noturēt uz precīzas aparatūras daļām?

Standarta CNC apstrāde notur 0,01-0,05 mm; ar slīpēšanu, slīpēšanu un ar temperatūru kontrolētu ražošanu, kritiskās īpašības var noturēt līdz 0,005 mm vai labākam. Praktiskais ierobežojums ir atkarīgs no detaļas izmēra, materiāla un elementu ģeometrijas.

Kāpēc titānu izmanto precīzas aparatūras daļām?

Titāns apvieno augstu stiprības-un-svara attiecību, izcilu izturību pret koroziju jūras ūdenī un ķimikālijās, kā arī bioloģisko saderību, padarot to par izvēlētu materiālu kosmosa, jūras, medicīnas un augstas veiktspējas automobiļu aparatūrai, kur tērauds ir pārāk smags vai pārāk pakļauts korozijai{3}.

Kāda ir atšķirība starp CNC frēzēšanu un CNC virpošanu?

Virpošana pagriež sagatavi pret fiksētu instrumentu un ir ideāli piemērota cilindriskām daļām; frēzēšana pagriež instrumentu pret fiksētu sagatavi un apstrādā plakanos, spraugas, caurumus un kontūras. Daudzas precizitātes daļas izmanto abas darbības secīgi.

Kā zīmējumā jānorāda virsmas apdare?

Norādiet raupjuma vērtību, piemēram, Ra 0,8, 0,4 vai 0,2 µm kopā ar apstrādi (anodēšanu, pasivēšanu, pārklāšanu) un jebkuru pārklājuma biezumu. Neprecizētas apdares dažādi veikali interpretēs atšķirīgi, tāpēc pierakstiet tās.

Kādi dokumenti jāiesniedz precīzijas detaļu piegādātājam?

Vismaz materiāla sertifikāts, izmēru pārbaudes ziņojums (ideālā gadījumā no CMM), virsmas apdares ziņojums un, ja piemērojams, pārklājuma biezuma un sāls{0}}izsmidzināšanas sertifikāti. Attiecībā uz medicīniskiem vai kosmosa darbiem tiek gaidīta pilnīga partijas izsekojamība un trešās puses pārbaudes ziņojumi.

Kā precīzai detaļai izvēlēties starp alumīniju vai titānu?

Izmantojiet alumīniju, ja dominē svars, izmaksas un apstrādājamība un apkalpošanas apstākļi ir mēreni. Lietojiet titānu, ja daļai ir liela slodze, ir redzama agresīva korozija (jūras ūdens, ķimikālijas) vai tai jābūt saderīgai ar MRI{1}}. Blīvuma atšķirība ir neliela; īpašuma atšķirība ir liela.