Měděný bronz při CNC obrábění

Bronz je kov, který se používá v celé řadě průmyslových odvětví a aplikací. Vyrábí se z mědi, cínu a dalších slitin, které zajišťují pevnost, trvanlivost a odolnost proti korozi. Díky své univerzálnosti se hojně používá v aplikacích CNC obrábění, zejména při výrobě vysoce přesných dílů, jako jsou ložiska, ozubená kola a další složité díly.

Obrobitelnost bronzu a jeho aplikace

Bronz se vyznačuje dobrou obrobitelností, která umožňuje jeho snadné řezání, vrtání a tvarování pomocí počítačových strojů, jako je CNC, což z něj činí důležitý materiál v průmyslových odvětvích, která vyžadují vysokou přesnost, jako je letectví, automobilový průmysl a výroba zdravotnických zařízení.

Zlepšení vlastností bronzu

Z tohoto důvodu lze změnou složení a úpravou bronzu zlepšit jeho mechanické a užitné vlastnosti. Například fosfor zvyšuje odolnost proti opotřebení, zatímco hliník zvyšuje pevnost a tvrdost, aby vyhovoval danému použití.

CNC obrábění bronzu: Kroky procesu

CNC obrábění bronzu zahrnuje použití strojů s číslicovým řízením (CNC). Proces začíná modelem CAD a software CAM vytváří dráhy nástrojů. Bronzový materiál je poté upraven a umístěn na pracovní stůl CNC stroje pro frézování, soustružení, vrtání a další detailní práce, jako je gravírování nebo leptání.

Kontrola kvality a leštění

Po obrábění se provádí kontrola pomocí přesných měřicích přístrojů, aby se zkontrolovalo dodržení stanovených tolerancí a kvality. Některé z posledních operací, jako je leštění nebo broušení, mohou být provedeny za účelem dosažení požadované povrchové úpravy před řádným zabalením pro přepravu nebo pro další operace.

Odbornost a optimalizace

Operátoři CNC jsou v procesu obrábění bronzu na strojích CNC velmi důležití, protože pomáhají dosáhnout nejlepších výsledků, pokud jde o přesnost, výkon a trvanlivost obráběných součástí.

Výhody CNC obrábění bronzu

CNC obrábění bronzu má mnoho výhod, díky nimž se hojně používá v různých průmyslových odvětvích. První výhodou je nízký součinitel tření, a proto není třeba při řezání často používat mazivo, jako je tomu u jiných kovů, které jsou hustší. Tato vlastnost nejenže zvyšuje efektivitu výrobního procesu, ale také pozitivně ovlivňuje náklady. Bronz má také vysokou odolnost proti opotřebení a používá se na součásti, které musí být odolnější než jiné prvky stroje.

V případě obrábění lze použití bronzu přičíst řadu výhod. Má vysokou obrobitelnost, a proto jej lze snadno opracovat do požadovaného tvaru a formy. Lze jej také tvarovat do složitých tvarů, aniž by se otupily řezné nástroje. To šetří nejen čas, ale i řezné nástroje, což zase pomáhá dlouhodobě snižovat náklady.

Další výše zmíněnou vlastností tohoto kovu je velmi vysoká odolnost proti korozi. Díky tomu je preferovaným materiálem pro díly, které přicházejí do styku s životním prostředím nebo korozivními látkami.

Kromě toho je bronz poměrně odolný a zároveň poměrně kujný, což ho činí docela univerzálním. Není nejtvrdší ze všech kovů, ale jeho uspokojivá pevnost spolu s pružností jej předurčují k výrobě konstrukčních dílů a ozdob.

V oblasti tepelné vodivosti je výhodou bronzu, že má vysokou tepelnou vodivost. Pomáhá také při chlazení během procesu obrábění bronzu, takže se obrobek nezahřívá a snižuje se možnost jeho smršťování nebo zvětšování. To je důležité ve snaze zajistit přesnost výrobních procesů a zabránit případům plýtvání materiály a nástroji.

Součásti, jako jsou ložiska, ozubená kola a kluzné prvky, jsou pro použití v bronzu obzvláště vhodné díky nízkému koeficientu tření, díky němuž se součásti pohybují hladce a po delší dobu.

Nevýhody CNC obrábění bronzu

Obrábění CNC Bronze má své výhody, ale také nevýhody, které je třeba zvážit. Problémem bronzu je především to, že je poměrně nákladné získat správné materiály, s nimiž se dá pracovat. Bronz je kombinací mědi a cínu, a proto je relativně drahý než jiné materiály, které lze použít při CNC obrábění bronzu, což zvyšuje celkové náklady na projekty, které vyžadují použití bronzu.

Další nevýhodou je problém, kdy se nástroje otupí a je třeba je nabrousit. Bronz je relativně měkčí, a proto dochází k rychlejšímu opotřebení obráběcích nástrojů a tím i k jejich časté výměně. To zvyšuje náklady na výrobu a vyžaduje občasnou kontrolu nástrojů.

Pokud jde o obrábění bronzu a mosazi, CNC obrábění bronzu je také relativně snazší pro získání jemných detailů a tvarů než u jiných kovů. Je to dáno jeho měkkostí. Materiál není tak tvrdý jako kov, a proto nemusí tak dobře držet jemnější detaily; to může být nevýhodou, zejména u detailních projektů.

Poslední nevýhodou použití bronzu při CNC obrábění je delší doba obrábění materiálu. Další nevýhodou bronzu je to, že čas potřebný k provedení obráběcích operací na něm je relativně delší než u oceli, což prodlužuje dobu výroby. To může mít dopad na časový harmonogram projektu a může si vyžádat určité změny v plánování a programování projektu.

Při obrábění bronzových pouzder také vzniká více tepla než při obrábění jiných tvrdých kovů, jako je hliník a ocel. Toto teplo může být velmi destruktivní pro nástroje a kvalitu řezu, a proto může být nutné často sledovat a zpomalit rychlost obrábění, aby se zajistila dobrá kontrola problémů souvisejících s teplem. Tyto problémy naznačují, že je třeba zohlednit a stanovit strategii, když má člověk provádět CNC obrábění bronzu na projektech.

Běžné slitiny bronzu pro CNC obrábění

Zde jsou uvedeny některé široce používané slitiny bronzu používané pro CNC obrábění: Mezi nejoblíbenější patří;

1. Měď 932 (SAE 660):

• Tato slitina ložiskového bronzu obsahuje vysoký podíl mědi, cínu a zinku.
• Hojně se používá při výrobě pouzder, ložisek a dalších přesných součástí, které vyžadují vysokou pevnost a odolnost proti opotřebení.
• Na povrchu vytváří tenkou vrstvu, která pomáhá minimalizovat kontakt mezi povrchy, a tím minimalizuje opotřebení a zvyšuje výkon výrobku.
• Je flexibilní, lze ji snadno tvarovat a přizpůsobovat požadovaným tvarům a rozměrům pomocí počítačem řízených strojů.

2. Třída PB1 (fosforový bronz):

• Je k dispozici ve třídách, které odpovídají normě BS1400, a je známý svými únavovými vlastnostmi.
• Obsahuje fosfor, který zvyšuje odolnost proti opotřebení a tuhost materiálu.
• Díky své tvarovatelnosti a lepším pružinovým vlastnostem je vhodný pro ložiska, ozubená kola, tělesa ventilů a pouzdra.
• Obsah cínu zvyšuje mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi, takže je ideální pro letecké, námořní a chemické aplikace.

3. Křemíkový bronz:

• Jedná se o slitinu na bázi mědi, křemíku a zinku, ve které se křemík pohybuje v průměru mezi 0% a 6%.
• Má vysokou pevnost, snadno se lije a má dobrou odolnost proti korozi.
• Díky vysokému lesku povrchu se hojně používá v dílech čerpadel a ventilů.

4. Hliníkový bronz:

• Skládá se z mědi, hliníku (6-12%) a dalších prvků, jako je železo, nikl, mangan a křemík.
• Austenitické, pevné, odolné proti korozi a používané v námořním železářství, čerpadlech a petrochemickém průmyslu.
• Je antikorozní v mořské vodě a používá se v ropném, petrochemickém a vodárenském průmyslu.

5. Bronzové ložisko:

• Má vedení 6-8% pro nízké tření, takže je vhodný pro použití tam, kde je velké tření.
• Díky své nízké třecí schopnosti se hojně používá v ložiscích a pouzdrech.

6. Bismutový bronz:

• Obsahuje vizmut 1-6%, který mu dodává pružnost, tepelnou vodivost a odolnost proti korozi.
• Používá se v ložiscích, světelných odrazech, zrcadlech a v kuchyni.

7. Manganový bronz:

• Může obsahovat až 3% manganu a má dobrou odolnost proti nárazům a korozi ve slané vodě.
• Používá se v lodních šroubech, dílech ventilů, převodovkách a rychlých nástrojích díky své nekorozivní vlastnosti.

8. Měděno-niklový bronz (měďnikl):

• Má více niklu (2-30%), je pevný a odolný proti korozi.
• Používá se v elektronice, námořnictví, lodích, čerpadlech, ventilech a mnoha dalších odvětvích.

Povrchové úpravy pro CNC obrábění bronzu

Bronz má dobré mechanické vlastnosti, snadno se obrábí a má dobrou odolnost proti korozi, proto je vhodný pro CNC obrábění. Různé povrchové úpravy mohou zlepšit jeho výkon a vzhled: Různou povrchovou úpravou lze také zlepšit jeho výkon a vzhled:

1. Povrchová úprava jako při obrábění:

• Konečným procesem po CNC obrábění je obvykle povrchová úprava, která může být lesklá s nereflexním povrchem.
• Je levný a nevyžaduje provedení dalších procesů.
• Může mít drobné stopy po nástroji nebo otřepy, které lze odstranit dodatečným obráběním.

2. Povrchová úprava tryskáním:

• Tento proces zahrnuje použití jemných skleněných kuliček, které vyleští povrch a zajistí, aby byl co nejhladší a bez jakýchkoli nerovností.
• Zlepšuje vzhled a odstraňuje drobné nedokonalosti, které mohou být na povrchu materiálu.
• Prodlužuje dobu výroby materiálu a náklady, ale zlepšuje se kvalita povrchu materiálu.

3. Chemické nátěry Povrchová úprava:

• Chemikálie se na povrch nanášejí za účelem získání specifických vlastností, jako jsou antikorozní nebo estetické vlastnosti.
• Poskytuje dlouhodobý a individualizovaný substrát.
• Je složitější a vyžaduje další kroky, ale nabízí určité vlastnosti povrchu.

Každý typ povrchové úpravy má své výhody a nevýhody a výběr závisí na aplikaci, funkčnosti a ceně CNC obrábění bronzových dílů.

Tipy pro optimalizaci nákladů a konstrukci pro CNC obrábění bronzu

CNC obrábění bronzu má několik úsporných konstrukčních strategií. Především existují další procesy, které mohou být vyžadovány po procesu obrábění k dosažení požadované povrchové úpravy nebo ke zlepšení výkonu součásti, a ty by měly být zahrnuty ve fázi návrhu, aby se minimalizovaly dodatečné náklady a čas.

Kromě toho by se měla zlepšit i tloušťka stěn bronzových dílů. Je také důležité, aby díly nebyly příliš tenké, protože to může způsobit deformace při obrábění, zatímco na druhé straně může být náročné obrábět tlusté díly, což může vést k plýtvání materiálem.

Výběr správného typu bronzu

Dalším důležitým faktorem je výběr správného typu bronzu. Specifickým požadavkům aplikace lze přizpůsobit správnou slitinu bronzu, která zvýší účinnost a trvanlivost a zároveň sníží náklady. Kromě toho může být při konstrukci užitečné vyhnout se podřezávání, což sníží obtížnost a náklady na obrábění složitých tvarů.

Konstrukční hlediska pro CNC obrábění bronzu

Je také nutné vyhnout se ostrým rohům a hranám. Bronz je jako měkčí materiál náchylný ke koncentraci napětí v ostrých místech a může prasknout nebo strukturálně selhat. Konstrukce rohů dílu nebo koutů rovnoměrně rozkládá napětí, čímž se díl stává pevnějším a odolnějším.

Kde se používají CNC bronzové obráběcí díly?

Bronzové díly obráběné na CNC strojích jsou velmi oblíbené v mnoha průmyslových odvětvích díky vynikajícím vlastnostem bronzového materiálu. V zemědělství se používají při výrobě součástí, jako jsou pouzdra a ložiska, které se používají při zatížení a v náročných podmínkách. V automobilovém průmyslu se bronz používá v závitech, ozubených kolech a elektrických svorkách, které se používají téměř ve všech systémech v automobilech.

Podobně v odvětví těžkého strojírenství jsou bronzové díly, jako jsou šrouby a pouzdra, součástí klíčových dílů, které napomáhají hladkému chodu strojů a snižují míru jejich degradace. Bronz je velmi užitečným materiálem, pokud jde o obrábění dílů, které mají být pevné, odolné proti opotřebení a vysoce spolehlivé za určitých podmínek díky pružnosti materiálu.

Shrnutí

Bronzové díly obráběné na CNC strojích jsou díky tvrdosti, pevnosti a pružnosti tohoto materiálu klíčové pro zemědělství, automobilový průmysl a těžké stroje. Tyto díly jsou důležité pro zajištění efektivního, spolehlivého a dlouhodobého provozu v náročných podmínkách, které jsou součástí moderních výrobních procesů.

CNM TECH patří mezi 10 nejlepších výrobci hliníkových odlitků v Číně, která se specializuje na výrobu bronzových dílů prostřednictvím CNC obrábění, tlakového lití dílů a zajišťuje, že naše výrobky jsou vysoce kvalitní a přesné. Protože jsme specialisté na CNC obrábění bronzu, nabízíme řešení, která odpovídají potřebám konkrétního odvětví, a podporujeme tak pokrok v daném odvětví. Zvolte si společnost CNM Tech jako svého dodavatele bronzových dílů obráběných CNC a dosáhněte lepších výkonů a výsledků ve svém oboru.