Качество исходного сырья – металла – играет значительную роль в эффективности работы металлообрабатывающего производства. От него зависит не только качество готовой продукции, но и производительность, себестоимость и даже безопасность самого производства.
Использование некачественного металла может привести к следующим проблемам:
Повышенный износ режущего инструмента. Некачественный металл может быть более твердым или иметь неоднородную структуру, что приводит к быстрому износу режущего инструмента. Это увеличивает затраты на инструмент и снижает общую производительность.
Дефекты готовой продукции. Некачественный металл может иметь трещины, раковины, посторонние включения (не корректный химический состав), которые могут привести (и, зачастую, приводят) к браку готовой продукции. Это приводит к финансовым потерям (увеличение себестоимости) и снижению репутации предприятия в целом.
Опасные ситуации на производстве. Некачественный металл может быть хрупким или иметь внутренние напряжения, раковины, включения, что может привести к поломке инструмента или разрушению заготовки во время обработки, а это, в свою очередь, может привести к травмам персонала и авариям на производстве (включая дорогостоящий ремонт).
Как бороться с плохим сырьем / металлом на производстве?
Выбор проверенных поставщиков (самый очевидный). Сотрудничайте с надежными поставщиками, которые гарантируют качество своей продукции. Проверяйте сертификаты качества, а также отзывы о поставщике и его юридическую чистоту. Важно иметь надежного и проверенного поставщика материалов / заготовок, который обеспечит не только высокое качество поставляемых заготовок, но и гарантирует постоянство поставок материала такого высокого качества в долгосрочной перспективе.
Внедрение системы контроля качества. Необходимо проверять качество металла при его поступлении на производство. Для этого можно использовать различные методы контроля: визуальный осмотр, ультразвуковой контроль, спектральный анализ – множество приборов уже существует для полноценного контроля качества входящего металла. Крайне рекомендуем для ответственных партий осуществлять такой контроль. Еще лучше, если вы организуете у себя на производстве оснащенную лабораторию для входного контроля.
Взаимодействие с поставщиком. В случае обнаружения некачественного металла, необходимо немедленно сообщить об этом поставщику и потребовать замены.
Внедрение системы менеджмента качества. Внедрение системы менеджмента качества, например ISO 9001, поможет вам систематизировать работу с поставщиками, контролировать качество сырья, а также готовой продукции. В идеале, чтобы система менеджмента качества была внедрена на вашем производстве (и не на бумаге, а по факту) – процесс длительный, требующий вовлечения всех структур предприятия, но результат однозначно не заставит себя долго ждать.
Факторы, влияющие на точность обработки металла на станках с ЧПУ
Твердость материала. Чем тверже материал, тем большее усилие (а также более детальный расчет режимов резания) требуется для его обработки, что может привести к деформации заготовки и, как следствие, снижению точности.
Однородность структуры. Неоднородность структуры материала может привести к неравномерной обработке, что также напрямую снижает точность.
Неправильная геометрическая форма. Часто отливки на производство приходят со значительными отклонениями от нормы, что делает их обработку значительно затруднительной (в т.ч. ввиду неравномерного припуска на обработку / ударные нагрузки на систему СПИД). Некачественная заготовка может как не прогнозируемо деформироваться во время обработки, так и привести к быстрому износу инструмента, что снижает точность и производительность обработки - что однозначно приведет к снижению точности готовой продукции.
Наличие внутренних напряжений. Внутренние напряжения в материале могут привести к деформации заготовки во время обработки, что также снижает точность.
Химический состав. Химический состав материала влияет на его свойства, такие как твердость, пластичность, коррозионная стойкость и т.д. Эти свойства влияют на поведение материала при обработке / его обрабатываемость при определенных режимах резания и, следовательно, на точность.
Температура детали. В процессе обработки (токарной / фрезерной и другой) температура детали повышается. Это прежде всего отражается на общей точности размеров, но при неравномерном (локальном) нагреве или перегреве может исказиться также сама форма детали. Для того, чтобы уменьшить нагрев обрабатываемой детали, прибегают к применению на станках охлаждающим жидкостям / смазывающе-охлаждающим жидкостям (ищите наши статьи на тему: почему важно охлаждать зону резания / Подача СОЖ под давлением).
Режимы резания. Выбирайте режимы обработки, которые соответствуют свойствам материала заготовки. Для ориентира – можно брать режимы резания от поставщика режущего инструмента, постепенно корректируя их для достижения оптимального результата (минимального износа, максимальной стойкости при максимальных скоростях резания).
Расширение материалов. Различные температурные коэффициенты материалов вызывают различное расширение, а следовательно, ведут к размерным различиям. Например, если температура в цехе 24°C и мы сразу после обработки понесли ее в ОТК на измерения (температура в измерительной лаборатории 20°C) – то мы увидим разницу в размерах. Именно поэтому важно учитывать разность температуры между окружающей средой вовремя / после обработки и окружающей средой вовремя измерения детали.
Дополнительные советы:
- В идеальном случае, заготовка должна храниться в том же цехе (помещении), где находится обрабатывающий центр, а ее температура поддерживается равномерном режиме (без резких перепадов). Не допускается заготовки, которые только что поступили на производство из другого цеха или от производителя (особенно в зимнее время года) брать в обработку на станках (особенно когда мы говорим о точной металлообработке!) Важно перед началом обработки температуру заготовки необходимо выровнять с температурой станка.
- Обучайте свой персонал и не экономьте на этом. Квалифицированный сотрудник может быстро и эффективно обнаружить некачественный металл и предотвратить его попадание в производство, а если металл уже попал на станок, то в процессе его обработки некачественное сырье опытным взглядом (а также эмпирическим путем = путем проб и ошибок) определить более чем реально.
- Используйте соответствующие режимы обработки. Выбирайте режимы обработки, которые соответствуют свойствам материала заготовки. Для ориентира – можно брать режимы резания от поставщика режущего инструмента, постепенно корректируя их для достижения оптимального результата.
Вывод
Как мы убедились в данной статье, точность обработки металла на станках с ЧПУ зависит от сразу нескольких факторов, связанных с самой заготовкой (исходным сырьем). Для обеспечения точности важно выбирать правильных поставщиков качественного металла, обучать свой персонал, обеспечивать корректные режимы резания, а также учитывать температурные коэффициенты материалов. Только комплексная работа поможет вам исключить влияние заготовки на окончательную точность вашей детали.