قبل از پیشگیری، شناسایی علت وقوع ترکها در قطعات ماشینکاری شده CNC بسیار مهم است. بر اساس بیش از 3 سال تجربه عملی ماشینکاری، ما دریافتیم که علل اصلی عبارتند از:
تنش پسماند در حین ماشینکاری: سرعتهای برش یا نرخهای پیشروی بیش از حد تهاجمی میتوانند تنشهای داخلی ایجاد کنند.
نقص مواد: ناخالصیها یا ریزساختار ناهموار در فلزاتی مانند Al6061 یا فولاد ضد زنگ، حساسیت به ترک را افزایش میدهند.
اثرات حرارتی: گرمای بیش از حد در حین فرزکاری یا تراشکاری با سرعت بالا میتواند باعث ایجاد ریزترکها شود.
گیره نامناسب: فشار نامنظم فیکسچر، قطعات را در حین ماشینکاری تغییر شکل میدهد.
نکته: از یک عملیات حرارتی کاهش تنش قبل از پرداخت دقیق برای کاهش تشکیل ترک تا 45٪ استفاده کنید (در 50 دسته آلومینیومی CNC آزمایش شده است).
تشخیص ترکها قبل از مونتاژ یا پس از ماشینکاری باعث صرفهجویی در زمان و کاهش خروجی معیوب میشود. روشهای NDT توصیه شده:
| روش | مزایا | محدودیتها | موارد استفاده عملی |
|---|---|---|---|
| بازرسی نفوذ رنگ (DPI) | ساده، کم هزینه | فقط سطح | قطعات CNC آلومینیومی با ترکهای قابل مشاهده |
| تست اولتراسونیک (UT) | ترکهای زیرسطحی را تشخیص میدهد | به اپراتور آموزش دیده نیاز دارد | اجزای تیتانیوم درجه هوافضا |
| تست ذرات مغناطیسی (MPT) | سریع، موثر برای فلزات آهنی | برای مواد غیر مغناطیسی مناسب نیست | نمونههای اولیه چرخ دنده فولادی ضد زنگ |
| بازرسی با اشعه ایکس | ریزترکها، حفرههای داخلی را تشخیص میدهد | گران، کندتر | ایمپلنتهای پزشکی حیاتی |
مورد واقعی: با استفاده از UT بر روی 100 دسته چرخ دنده فولادی دقیق، 12٪ از قطعات دارای ریزترکهای پنهان قبل از مونتاژ شناسایی شدند و از خرابیهای پرهزینه جلوگیری شد.
تنظیم تنظیمات دستگاه، ترکهای ناشی از تنش را به طور قابل توجهی کاهش میدهد. اقدامات عملی شامل موارد زیر است:
تنظیم نرخ پیشروی و سرعت دوک: سرعتهای کمتر باعث کاهش تجمع گرما میشود، به خصوص در قطعات با دیواره نازک.
استفاده از ابزارهای تیز و روکشدار: ابزارهای کاربید یا روکش TiAlN اصطکاک و گرمای برش را کاهش میدهند.
استراتژی گام به پایین: برشهای کم عمق برای لایههای پرداخت از تجمع ناگهانی تنش جلوگیری میکنند.
یادداشت تجربه: در کارگاه CNC ما، تغییر از عمق برش 2 میلیمتر به 0.8 میلیمتر برای قطعات فرز شده Al6061، نقصهای ترک قابل مشاهده را 37٪ کاهش داد.
کیفیت مواد بسیار مهم است. توصیهها:
انتخاب آلیاژهای با درجه بالا: از آلومینیوم دارای گواهی هوافضا، فولاد ضد زنگ 316L یا Ti6Al4V استفاده کنید.
انجام عملیات حرارتی قبل از ماشینکاری: آنیل کردن آلومینیوم یا کاهش تنش فولاد، تنش پسماند داخلی را کاهش میدهد.
بازرسی مواد خام برای ریزنقصها: میکروسکوپ نوری یا تست اولتراسونیک به جلوگیری از دستههای معیوب کمک میکند.
مطالعه موردی: یک براکت تیتانیومی هوافضا تحت عملیات کاهش تنش در دمای 480 درجه سانتیگراد به مدت 2 ساعت قرار گرفت، که پس از آن ترکهای پس از ماشینکاری از 18٪ به 4٪ کاهش یافت.
حتی با ماشینکاری بهینه شده، بازرسی مداوم کلیدی است:
نظارت در حین فرآیند: لرزش، سایش ابزار و دما را اندازهگیری کنید. تغییرات ناگهانی میتواند نشاندهنده تجمع تنش باشد.
بازرسی نهایی: از DPI یا UT بر روی قطعات تمام شده قبل از تحویل استفاده کنید.
انحرافات را مستند کنید: یک گزارش فرآیند CNC را برای شناسایی علل مکرر حفظ کنید.
بینش دادهها: یک تولید کننده قطعات دقیق پس از پیادهسازی یک فرآیند تشخیص ترک دو مرحلهای (در حین و بعد از ماشینکاری)، بازگشت مشتری را 42٪ کاهش داد.