Types of EDM

EDM processes vary and include EDM forming, wire EDM, EDM drilling, EDM grinding and boring, synchronous conjugate rotary EDM, surface strengthening, and engraving. The three most common types are: die sinking EDM, wire EDM, and hole drilling EDM.

Die sinking EDM

The tool electrode, typically made of copper or graphite, can be shaped into any desired form, producing a corresponding cavity in the workpiece.

Drahterodieren

Wire EDM is categorized into two types: slow-speed and fast-speed wire cutting. It uses electrode wires (0.1mm to 0.3mm in diameter) to cut through parts with straight textures, such as punch or die hole components.

Hole Drilling EDM

Hole drilling EDM is used to create holes, especially small, deep ones that don’t require deburring. A pulsed cylindrical electrode is used, with dielectric fluid injected into the cutting area as the workpiece is penetrated.

EDM is widely used for machining high-melting-point, high-strength, and high-toughness materials like stainless steel and mold steel, as well as complex molds and parts with specific surface requirements.

Principles of EDM

EDM relies on electrical erosion from pulsed spark discharges between the tool and workpiece (acting as positive and negative electrodes) to remove excess metal, achieving the desired dimensions, shapes, and surface quality.

As shown in the diagram (not included here), the workpiece and tool electrode are connected to opposite poles of a pulsed power source. Tool electrodes are typically made from highly conductive, high-melting-point, erosion-resistant materials like copper, graphite, copper-tungsten alloy, or molybdenum. During machining, the tool electrode experiences some wear, but far less than the material removed from the workpiece, sometimes nearing negligible loss.

The working fluid serves as a discharge medium while also cooling and removing debris. Common fluids include low-viscosity, high-flash-point, stable media like kerosene, deionized water, or emulsions.

When a pulsed voltage is applied and an appropriate gap is maintained between the electrodes, the working fluid is broken down, forming a discharge channel. This channel generates instantaneous high temperatures, melting or vaporizing the workpiece surface material and the working fluid. The rapid thermal expansion in the discharge gap causes an explosion, ejecting a small amount of material and forming tiny erosion pits.

After each pulse, a brief interval allows the working fluid to regain its insulating properties. Repeated pulses continue this process, gradually eroding the workpiece material. A servo system adjusts the tool electrode’s position relative to the workpiece, ensuring consistent discharges until the desired part is produced.

Advantages of EDM

EDM uses electrical and thermal energy, not mechanical force, to remove metal, offering several advantages over traditional machining:

Machining Hard-to-Cut Materials: EDM excels at processing materials that are difficult to machine conventionally, showcasing a “soft overcoming hard” approach. Material removal depends on thermal properties (e.g., melting point, specific heat, thermal conductivity) rather than mechanical properties like hardness or toughness. Tool electrodes don’t need to be harder than the workpiece, making them easier to manufacture.

Complex and Special Shapes: Without relative cutting motion or cutting forces, EDM is ideal for low-rigidity workpieces and micro-machining. The short pulse discharge minimizes the heat-affected zone, making it suitable for heat-sensitive materials. The tool electrode’s shape can be easily replicated onto the workpiece, perfect for thin-walled, low-rigidity, elastic, micro, or complex surfaces like mold cavities.

Automation: EDM’s electrical parameters are easier to control digitally, enabling adaptive and intelligent control for rough, semi-finishing, and finishing stages. Once parameters are set, no manual intervention is needed.

Improved Structural Design: EDM allows for replacing assembled or welded structures with single-piece designs, improving reliability, reducing size and weight, and shortening mold production cycles.

Flexible Process Routes: Unaffected by material hardness, EDM can be performed after quenching, avoiding heat treatment deformation. For example, in die-casting or forging mold production, molds can be quenched to over 56HRC.

Limitations of EDM

Despite its advantages, EDM has certain limitations:

Limited to Conductive Materials: EDM is primarily used for metals and cannot process non-conductive materials like plastics or ceramics. Recent research, however, shows potential for machining semiconductors and polycrystalline diamond under specific conditions.

Low Machining Efficiency: EDM’s material removal rate is typically below 20mm3/(A·min), much lower than traditional machining. It’s often used after mechanical cutting removes most material. There’s also a trade-off between speed and surface quality—fine machining is slow, and rough machining is limited by surface quality.

Accuracy Constraints: Electrode wear during EDM, especially at sharp corners or bases, affects forming accuracy. While modern machines reduce relative electrode wear to below 1% for roughing and 0.1% for finishing, low-wear electrodes for fine machining remain a challenge.

Surface Imperfections: High instantaneous heat creates thermal stress, forming a heat-affected layer or micro-cracks on the workpiece surface.

Minimum Corner Radius: The smallest corner radius achievable is slightly larger than the discharge gap (typically 0.02–0.03mm). Electrode wear or orbital machining increases this radius, preventing perfectly sharp corners.

External Conditions: Discharges must occur in a working fluid to avoid abnormal sparking, which complicates monitoring and limits workpiece size.

Surface Finish: EDM surfaces consist of numerous discharge pits, lacking the “gloss” of mechanically machined surfaces. Polishing is required for a shiny finish.

Technical Expertise: EDM requires significant skill. Success depends on selecting appropriate methods, electrical parameters, electrode setup, positioning, process monitoring, and allowance determination. Experience is critical, especially with less automated equipment.

Materials EDM Work with

Nearly all conductive materials can be machined with electrical discharge machining. The following are the most common materials we work with:

• Aluminium
• Rostfreier Stahl
• Titan
• Stahl
• Brass/Copper/Bronze

SogaWorks EDM Machining Capabilities

SogaWorks specializes in precision Electrical Discharge Machining (EDM) services. Our advanced EDM capabilities, including wire EDM and hole drilling EDM, enable us to machine materials like aluminum, stainless steel, and titanium with intricate shapes and tight tolerances to +/- 0.01 mm.

What is Electrical Discharge Machining (EDM)?最先出現(xiàn)在SogaWorks。

Around 1500, Italian polymath Leonardo da Vinci sketched a thread-processing device that included concepts for using a lead screw and interchangeable gears to produce threads with different pitches. Subsequently, mechanical thread-cutting methods were developed in the European watchmaking industry. In 1760, British brothers J. Wyatt and W. Wyatt patented a specialized device for cutting wooden screws. In 1778, Englishman J. Ramsden built a thread-cutting device driven by a worm gear pair, capable of producing highly precise long threads. In 1797, Englishman H. Maudslay, using an improved lathe, employed a lead screw and interchangeable gears to turn metal threads with varying pitches, establishing the foundation for modern thread turning.

In the 1820s, Maudslay produced the first taps and dies for thread processing. In the early 20th century, the rise of the automotive industry drove thread standardization and the development of precise, efficient thread-processing methods. Automatic opening die heads and retractable taps were invented, and thread milling began to be used. In the early 1930s, thread grinding emerged. Although thread rolling technology was patented in the early 19th century, its development was slow due to challenges in manufacturing molds. It wasn’t until World War II (1942–1945), when advancements in thread grinding solved mold precision issues, that thread rolling saw rapid progress due to the demands of munitions production.

Threads are primarily divided into connecting threads and transmission threads. For connecting threads, the main processing methods include tapping, threading, turning, rolling, and rubbing. For transmission threads, the primary methods are rough and finish turning followed by grinding, or cyclone milling followed by rough and finish turning.

Category 1: Thread Cutting

Thread cutting generally refers to processing threads on a workpiece using forming tools or grinding equipment. These include turning, milling, tapping, threading, grinding and lapping. During turning, milling, or grinding, the machine’s transmission chain ensures that the tool (turning tool, milling cutter, or grinding wheel) moves accurately and uniformly along the workpiece’s axis by one lead per revolution. In tapping or threading, the tool (tap or die) rotates relative to the workpiece, guided by pre-formed thread grooves to move axially.

1.?Thread Turning

Thread turning on a lathe can be done using a forming tool or a thread comb tool. Turning with a forming tool is commonly used for single-piece or small-batch thread production due to its simple structure. Thread comb tools offer high efficiency but more complex structures, which makes them suitable for medium to large-volume production of short, fine-pitch threads. Ordinary lathes typically achieve a pitch accuracy of Grade 8–9 (per JB2886-81 standard); Specialized thread lathes significantly improve productivity or precision.

2.?Thread Milling

Thread milling is performed on a thread milling machine using a disc-shaped or comb-shaped milling cutter. Disc-shaped cutters are primarily used for milling trapezoidal external threads on screws or worm gears. Comb-shaped cutters are used for milling internal and external standard threads. Since multi-edge cutters are used and their working length exceeds the thread length, the workpiece only needs to rotate 1.25–1.5 times to complete processing, which offers higher productivity. Thread milling typically achieves a pitch accuracy of Grade 8–9 and a surface roughness of 5–0.63 microns. This method is ideal for batch production of general-precision threads or roughing before grinding.

3.?Thread Grinding

Thread grinding uses thread grinding machines to process precision threads on hardened workpieces. It is divided into single-line and multi-line grinding based on the cross-sectional shape of the grinding wheel. Single-line grinding achieves a pitch accuracy of Grade 5–6 with a surface roughness of 1.25–0.08 microns. This method is suitable for grinding precision screws, thread gauges, worms, small-batch threaded workpieces, and precision hobs. Multi-line grinding is further divided into longitudinal and plunge grinding. In longitudinal grinding, the wheel width is less than the thread length, and the wheel moves longitudinally once or several times to achieve the final dimensions. In plunge grinding, the wheel width exceeds the thread length, and the wheel cuts radially into the workpiece. Plunge grinding offers higher productivity but slightly lower precision. It’s suitable for grinding large batches of taps or certain fastening threads.

4.?Thread Lapping

Thread lapping uses softer materials like cast iron to make nut- or screw-shaped lapping tools. These tools rotate in both directions to correct pitch errors in pre-machined threads, improving accuracy. Hardened internal threads are often lapped to eliminate deformation and enhance precision.

5.?Tapping and Threading

Tapping: Rotating a tap with a specific torque into a pre-drilled hole to create internal threads.

Threading: Uses a die to cut external threads on a rod or tube. The accuracy depends on the precision of the tap or die. Although there are many methods for making internal and external threads, small-diameter internal threads can only be produced by tapping. Tapping and threading can be done manually or using lathes, drilling machines, tapping machines, or threading machines.

Category 2: Thread Rolling

Thread rolling uses forming molds to plastically deform a workpiece to create threads. It is typically performed on rolling or rubbing machines or automatic lathes with self-opening thread rolling heads. This method is ideal for mass-producing standard fasteners and other threaded components. Rolled external threads generally have a maximum diameter of 25 mm and a length of up to 100 mm, with a thread accuracy of up to Grade 2 (GB197-63). The blank diameter is roughly equal to the thread’s pitch diameter. Rolling cannot typically produce internal threads, but for softer materials, slotless extrusion taps can cold-form internal threads up to about 30 mm in diameter, with a working principle similar to tapping. Cold-forming internal threads requires about twice the torque of tapping, with slightly higher precision and surface quality.

6. Rubbing

Two thread-forming rubbing plates, offset by half a pitch, are arranged with one plate fixed and the other moving linearly parallel to it. When a workpiece is fed between the plates, the moving plate presses and deforms the workpiece surface to form threads.

7.?Rolling

Rolling is divided into radial, tangential, and rolling head methods:

Radial Rolling: Two (or three) thread-forming rolling wheels are mounted on parallel axes, with the workpiece supported between them. Both wheels rotate in the same direction at the same speed, with one wheel also feeding radially. The workpiece rotates under the wheels’ drive, and the surface is radially pressed to form threads. This method can also be used for rolling low-precision screws.

Tangential Rolling (Planetary Rolling): The rolling tool consists of a rotating central wheel and three fixed arc-shaped plates. Workpieces are continuously fed, offering higher productivity than rubbing or radial rolling.

Rolling Head Rolling: Performed on automatic lathes for short threads. The rolling head has 3–4 rolling wheels evenly distributed around the workpiece. During rolling, the workpiece rotates, and the rolling head feeds axially to form threads.

8.?Electrical Discharge Machining (EDM) for Threads

Standard thread processing typically utilizes machining centers or tapping tools, which may be performed manually. However, in specific cases, such as threading after heat treatment due to oversight or threading hard materials like cemented carbide, conventional methods may not yield good results. In such cases, EDM is a viable option.

Compared to mechanical machining, EDM follows a similar sequence, requiring a pre-drilled hole with a diameter determined by the working conditions. The electrode must be shaped like a thread and rotated during processing.

über SogaWorks

SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserientests und Gro?serienproduktion mit Dienstleistungen wie?CNC-Bearbeitung3D-Druck, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ausw?hlen und jeden Schritt verfolgen. Das verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.

10 Machining Processes to Make Threads in Metals最先出現(xiàn)在SogaWorks。

Mit dem Industriestandard, die Messlatte in Bezug auf Qualit?t und Umwelteinflüsse h?her zu legen, und den Kostenbeschr?nkungen werden die Eigenschaften von 316er Edelstahl zunehmend gefordert. Die richtige Wahl des Materials bedeutet immer, dass die technischen Anforderungen im Hinblick auf die Umweltbelastung und die Kosten erfüllt werden müssen, und 316er Edelstahl ist erstklassig.

Zusammensetzung von rostfreiem Stahl 316

Der chemische Unterschied zwischen rostfreiem Stahl 316 besteht in der Zugabe von Molybd?n. Der Hauptunterschied zwischen rostfreiem Stahl 316 und rostfreiem Stahl 304 besteht darin, dass die Hauptlegierungselemente von rostfreiem Stahl 304 Chrom und Nickel sind, w?hrend rostfreier Stahl 316 2-3% Molybd?n enth?lt. Dieses 2-3% macht einen gro?en Unterschied aus: Die Korrosionsbest?ndigkeit von Edelstahl 316 ist erheblich besser, insbesondere in chloridhaltigen L?sungen wie Meerwasser oder in chemischen Anlagen.

Die chemische Zusammensetzung von rostfreiem Stahl 316 ist wie folgt:.

Wie wir sehen k?nnen, hat jedes Element seine eigene Funktion: Chrom kann die passive Oxidschicht bilden, um Rost zu verhindern; Nickel kann die Struktur des Austenits stabilisieren, um die Z?higkeit des rostfreien Stahls bei niedrigen Temperaturen zu gew?hrleisten; Molybd?n kann die F?higkeit zur Lochfra?- und Spaltkorrosion verbessern; alle diese Elemente zusammen sind die Grundlage der Eigenschaften des rostfreien Stahls 316.

Eigenschaften von rostfreiem Stahl 316

Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit den wichtigsten Eigenschaften von rostfreiem Stahl 316:

Edelstahl 316 Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit von rostfreiem Stahl 316 liegt in der Regel zwischen 515 und 750 MPa, je nach Zustand und Grad der Kaltbearbeitung. Die gro?e Spanne zeigt, dass das Material eine gro?e Zug- oder Dehnungskraft aushalten kann, bevor es bricht. Bei Konstruktionen im Einsatz oder in Situationen, in denen Zug- oder Dehnungskr?fte entweder intermittierend oder kontinuierlich über die gesamte Lebensdauer einer Person wirken - wie in Chemieanlagen, Tanks, Schiffstakelage usw. - gibt die Langzeitfestigkeit von Edelstahl 316 die Gewissheit, dass es nicht zu einem Bruch kommen wird.

Streckgrenze von rostfreiem Stahl 316

Die Streckgrenze von rostfreiem Stahl 316 liegt in der Regel bei etwa 205 MPa im geglühten Zustand. Dies ist die Spannung, bei der 316 beginnt, sich dauerhaft zu verformen. Unterhalb dieses Punktes kehrt 316 in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Spannung aufgehoben wird. Sobald diese Verformungsschwelle überschritten ist, bleibt es dauerhaft verformt. Wenn Ingenieure Werkstoffe für druckhaltige oder lasttragende Anwendungen ausw?hlen, bei denen Genauigkeit und Lebensdauer wichtig sind, ist die Streckgrenze eine der ersten Materialeigenschaften, die sie berücksichtigen.

H?rte von rostfreiem Stahl 316

Der H?rtegrad von Edelstahl 316 erreicht 149 HB, was seine Kombination aus Festigkeit und Verarbeitungsf?higkeit best?tigt. Die Rockwell-H?rte von Edelstahl 316 zeigt 80 HR als typisches Ma? für die Analyse von rostfreiem Stahl. Aufgrund seines H?rtegrades ist das Material widerstandsf?hig gegen m??igen Verschlei? und gut verformbar bei der Bearbeitung. Die Edelstahlsorte 316 wird vorteilhaft in pharmazeutischen Prozessen, in der Schiffsausrüstung und im Bauwesen eingesetzt, da sie sowohl eine hohe Haltbarkeit durch ihre H?rte als auch eine leichte Verarbeitbarkeit durch ihre Duktilit?tseigenschaften aufweist.

Diese mechanischen Eigenschaften bilden das Grundgerüst der Eigenschaften von rostfreiem Stahl 316 und best?tigen die F?higkeit des Metalls, bei Belastung, Druck und Zeit zu funktionieren.

Dichte von rostfreiem Stahl 316

Die Dichte von rostfreiem Stahl 316 betr?gt 7,98 g/cm3, was im Vergleich zu vielen anderen Nichteisenlegierungen ziemlich schwer ist. Zusammen mit anderen Eigenschaften verleiht dies diesem Metall seine hohe Druckfestigkeit. Wer Teile entwirft, die Gewicht tragen müssen, wie z. B. Teile, die in Raum- und Seeschiffen, Schiffen und Geb?uden verwendet werden, muss bei seinen Berechnungen neben der Dichte auch das Gewicht des Teils berücksichtigen. Sowohl das Verh?ltnis von Masse zu Volumen als auch mechanische Berechnungen sind wichtig für diejenigen, die Berechnungen durchführen, sowie für diejenigen, die sich mit Fragen des Transports und der Handhabung wie W?rmetr?gheit befassen.

W?rmeleitf?higkeit

Bei einer Temperatur von 100 °C betr?gt die W?rmeleitf?higkeit von Edelstahl 316 etwa 16,3 W/m-K. Dieser Wert ist viel niedriger als der von Aluminium oder Kupfer. Mit anderen Worten, die 316er-Legierung leitet die W?rme viel langsamer. In einigen F?llen des W?rmemanagements kann diese Eigenschaft von Vorteil sein, in anderen F?llen kann sie sich als Nachteil erweisen. Es ist immer hilfreich zu wissen, wie die Eigenschaften von 316er Stahl in Bezug auf das thermische Verhalten voll genutzt werden k?nnen.

Korrosionsbest?ndigkeit von rostfreiem Stahl 316

Edelstahl 316, auch bekannt als rostfreier Marinestahl, enth?lt 2-3% Molybd?n, ein wesentliches Legierungselement, das ihm im Vergleich zu anderen St?hlen eine deutlich bessere Best?ndigkeit gegen Lochfra? und Spaltkorrosion verleiht. Rostfreier Stahl 304. Diese Art von Korrosion tritt h?ufig in chloridhaltiger Atmosph?re auf, z. B. in Meeresgebieten, Chemiewerken, Schwimmbadanlagen usw.

Edelstahl 316 korrodiert viel weniger als Edelstahl 304, wenn die Teile Salzwasser oder Enteisungsmitteln ausgesetzt sind. So wird beispielsweise bei Beschl?gen für die Schifffahrt, bei Offshore-Plattformen und im Schiffbau immer rostfreier Stahl verwendet, da er nicht vor der Einwirkung von Meerwasser geschützt werden kann. Die bessere Korrosionsbest?ndigkeit von Edelstahl 316 verl?ngert die Lebensdauer von Produkten, die Meerwasser ausgesetzt sind.

Im Gegensatz zu Edelstahl 304, der kein Molybd?n enth?lt, ist Edelstahl 316 widerstandsf?higer gegen aggressive Chemikalien. Obwohl Edelstahl 304 in Innenr?umen oder in leicht korrosiven Umgebungen verwendet werden kann, wird er schneller rosten als Edelstahl 316, wenn er Chloriden, S?uren oder hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt ist. Edelstahl 316 kann in Kontakt mit Natriumhypochlorit, Schwefeldioxid und Essigs?ure verwendet werden. Die meisten chemischen Reaktoren, Lagertanks und Rohrleitungssysteme werden aus rostfreiem Stahl 316 hergestellt.

Sterilisationsmittel und starke Reinigungschemikalien in der pharmazeutischen Industrie k?nnen Ger?te aus Edelstahl 316 nicht besch?digen. Aus Edelstahl 316 gefertigte Produkte verursachen keinen Materialabbau und tragen dazu bei, dass die Oberfl?chen bei der Herstellung von Arzneimitteln und bei der Bioverarbeitung hygienisch bleiben.

Zusammenfassend l?sst sich sagen, dass die Korrosionsbest?ndigkeit von Edelstahl 316 den h?heren Preis rechtfertigt und ihn zu einem der korrosionsbest?ndigsten St?hle macht, ganz gleich, ob Sie ihn in der Schiffstechnik, in Küstengeb?uden oder in Prozessanlagen verwenden. austenitische nichtrostende St?hle.

Ist Edelstahl 316 magnetisch?

In seinem hellsten geglühten Zustand ist 316 nicht magnetisch. Austenit, die Mikrostruktur von Austenit, ist ein fl?chenzentrierter kubischer (FCC) Kristall, der von Natur aus nicht magnetisch ist. 316 eignet sich daher hervorragend für Anwendungen, bei denen eine geringe magnetische Permeabilit?t wichtig ist, wie z. B. bei Elektronikgeh?usen oder Geh?usen für MRT-Ger?te.

Durch die Kaltbearbeitung ?ndert sich dieses Szenario. Kaltverarbeitungsprozesse wie Walzen, Biegen und Tiefziehen h?rten das Metall und bewirken, dass sich Teile des Austenits in eine magnetische Phase, den Martensit, umwandeln. Folglich kann kaltverformter Edelstahl 316 leicht magnetisch sein. Je mehr Kaltverformung das Metall erf?hrt, desto magnetischer wird es.

Doch selbst kaltverformtes 316 ist immer noch weniger magnetisch als eine ferritische oder martensitische Sorte. Wenn Sie einen Handmagneten in der Hand haben, wird er sich vielleicht leicht anheben, aber er wird nicht haften. Für die meisten praktischen Zwecke, insbesondere wenn Magnetismus ein Thema ist, würden die meisten Menschen 316 immer noch als "nicht magnetisch" betrachten.

Um sicherzustellen, dass keinerlei magnetische Anziehungskraft vorhanden ist, kann der Metallverarbeiter den rostfreien Stahl 316 durch eine vollst?ndige L?sungsglühung wieder in einen unmagnetischen Zustand versetzen. Durch dieses Verfahren werden die martensitischen Felder aufgel?st.

Zusammenfassend l?sst sich sagen, dass die Antwort auf die Frage "Ist Edelstahl 316 magnetisch?" vom Zustand des Edelstahls 316 abh?ngt. In seiner geglühten Form zeigt er wenig oder keinen Magnetismus. In seiner kaltverformten Form kann er leicht magnetisch werden, aber nicht so magnetisch, dass er für Pr?zisions- oder medizinische Anwendungen ungeeignet w?re.

Kann Edelstahl 316 rosten?

Obwohl Edelstahl 316 eine gute Korrosionsbest?ndigkeit bietet, ist er nicht in jeder Situation v?llig rostfrei. Bei hohem Chloridgehalt, wie in Meerwasser oder Salzl?sungen, kann sich immer noch ein Oberfl?chenoxid bilden - vorausgesetzt, die passive Chromoxidschicht wird nicht zerkratzt oder mit Verunreinigungen abgewischt.

Kohlenstoffstahl rostet schnell, wenn er Feuchtigkeit ausgesetzt wird. 316 hat jedoch eine robustere Oxidschicht, die die Oberfl?che schützen und sich selbst vor weiterer Korrosion bewahren kann. Dennoch kann anhaltende Einwirkung von Salzs?ure, Schwefeldioxid oder stehendem Meerwasser die Schutzhülle von 316 schlie?lich abtragen und Lochkorrosion in schwer zu reinigenden Spalten und Schwei?n?hten hinterlassen.
Hier sind einige grundlegende Pflegetipps, die Ihnen helfen, die Eigenschaften von Edelstahl 316 zu erhalten.

• Wischen Sie mit frischem Wasser nach, um Chloridablagerungen aufzul?sen und Partikel aus der Luft abzuspülen. Dies tr?gt auch dazu bei, die Passivit?t der Edelstahloberfl?che zu erhalten.
• Von anderen Metallen fernhalten. Bauteile aus nichtrostendem Stahl, die mit anderen Metallen wie Eisen oder Aluminium in Berührung kommen, lassen das andere Metall in einer Elektrolytl?sung schneller korrodieren.
• Eine Passivierungsbehandlung, wie z. B. ein Salpeters?urebad, stellt die verlorene Chromschicht wieder her und sorgt für einen weiteren Schutz vor Korrosion.

Es gibt sie, aber die Eigenschaften von rostfreiem Stahl 316 sind viel wahrscheinlicher rostet nicht als die meisten anderen nichtrostenden Güten, insbesondere die Güteklasse 304. Beim Einsatz in der Schifffahrt, in der chemischen und pharmazeutischen Industrie erwarten die Ingenieure die zus?tzliche Stabilit?t von 316 in korrosiven Umgebungen.

316 vs. 316L Eigenschaften

Even though 316 and 316L stainless steels are members of the same family, a relatively large variation in performance in punishing service conditions results from a relatively small change in chemical composition. The difference involves carbon. 316 has a carbon maximum of 0.08%, while 316L features a carbon maximum of 0.03%. That small difference makes a big difference.

Der geringere Kohlenstoffgehalt in 316L verhindert Karbidausscheidungen beim Schwei?en der Metalle, was wiederum die interkristalline Korrosion in der W?rmeeinflusszone verringert. Produktdesigner und Verarbeiter w?hlen 316L, wenn sie sowohl Haltbarkeit als auch Schwei?barkeit ohne Kompromisse ben?tigen.

Hier ein kurzer Vergleich mit den wichtigsten Unterschieden.

Was Leistung und Zuverl?ssigkeit angeht, so haben beide Sorten viele der grundlegenden Eigenschaften von Edelstahl 316 gemeinsam, darunter hohe Korrosionsbest?ndigkeit und gute mechanische Festigkeit. Wenn das Metall jedoch geschwei?t wird oder korrosiven Umgebungen ausgesetzt ist, bietet 316L eine sicherere, stabilere Langzeitleistung. Verarbeiter in der Lebensmittel-, Medizin- und Nuklearindustrie entscheiden sich h?ufig für 316L, weil es eine h?here Reinheit und eine bessere Leistung bei thermischer Belastung aufweist.

Edelstahl 316 Anwendungen

Aufgrund seiner hohen Korrosionsbest?ndigkeit wird Edelstahl 316 in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt. 316er Edelstahl enth?lt Molybd?n und ist daher viel widerstandsf?higer.

Medizinische Ger?te und Implantate: Im medizinischen Bereich wird h?ufig rostfreier Stahl 316L verwendet, der eine Art rostfreier Stahl 316 mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist. Medizinischer Stahl wird h?ufig für medizinische Ger?te und orthop?dische Implantate verwendet, die eine hohe Korrosionsbest?ndigkeit erfordern. Medizinische Instrumente aus Edelstahl 316 eignen sich für chirurgische Instrumente, orthop?dische Implantate und kardiovaskul?re Ger?te, wie Stents und Herzklappen. Edelstahl 316 ist nicht reaktiv, was die Sicherheit der Patienten und die Lebensdauer der medizinischen Instrumente gew?hrleistet.

Schiffskonstruktionen: Schiffskonstruktionen sind anf?llig für Korrosion durch Seewasser. Edelstahl 316 wird h?ufig für Bootsarmaturen, Offshore-Plattformen und Unterwasserrohre verwendet.

Chemische Lagertanks und Rohrleitungen: Chemieanlagen verwenden Edelstahl 316 für die Herstellung von Ger?ten, die gegen korrosive Medien best?ndig sind. Chemische Betriebe k?nnen Edelstahl 316 für den Bau von S?ure- und Laugenbeh?ltern, Reaktoren und Rohren verwenden.

Geb?ude und Bauwerke: Aufgrund seines guten Aussehens, seiner Leistungsf?higkeit und seiner Widerstandsf?higkeit gegen Umwelteinflüsse wird Edelstahl 316 h?ufig für Geb?udefassaden, Handl?ufe und Dekorationen verwendet, insbesondere in Küstengebieten, wo der Stahl anf?llig für Salzkorrosion ist.

Schlussfolgerung

Aufgrund der hervorragenden Kombination aus chemischer Stabilit?t, mechanischer Festigkeit und Korrosionsbest?ndigkeit ist Edelstahl 316 ein unverzichtbares Material für viele Anwendungen in extremen Umgebungen. In der Schifffahrt, der Medizin, der Lebensmittelindustrie und der chemischen Industrie beweist Edelstahl 316 seine mechanische Festigkeit in vielen rauen Umgebungen. Im Vergleich zu Edelstahl 304, dem Molybd?n hinzugefügt wurde, hat er einen deutlichen Vorteil beim Kontakt mit Chlorid- oder S?uremedien. Edelstahl 316 ist nicht nur langlebig, sondern gew?hrleistet auch Sicherheit, Hygiene und niedrige Wartungskosten. Mit der steigenden Nachfrage der Industrie nach h?heren Anforderungen und Umweltschutz wird die Nachfrage nach rostfreiem Stahl 316 noch h?her sein. Wir müssen immer das richtige Material entsprechend den technischen Anforderungen, den Umweltbedingungen und dem Budget w?hlen, und 316er Edelstahl ist das beste Material.

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SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserien und Gro?serien mit Dienstleistungen wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Blechfertigung, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ermitteln und jeden Schritt verfolgen. Dies verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.

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Dennoch habe ich festgestellt, dass einige Auftragsbeispiele eine manuelle Bearbeitung erfordern. Dieser Text wird also mit einem unserer realen F?lle beginnen und dann zur Einführung der CNC- und der manuellen Bearbeitung übergehen. Nachdem wir diese kennengelernt haben, werden wir die Merkmale, Vor- und Nachteile auflisten, um einen endgültigen Vergleich zwischen CNC-Bearbeitung und manueller Bearbeitung anzustellen. Schlie?lich erw?hnen wir die Kombination von CNC- und manuellen Methoden. Und dann zeigen wir am Ende dieses Blogs kurze Antworten auf h?ufig gestellte Fragen im Internet. Nun lassen Sie uns eintauchen.

Ein besonderer Fall unserer Auftr?ge

Letzten Monat hat Johnson bei uns hochpr?zise Kreiselrotoren bestellt, die in ihrem Forschungsprojekt für Navigationssysteme verwendet werden sollen. Und wir verlangen, dass ihre Oberfl?chenrauhigkeit Ra sollte niedriger als 0,008μm sein. Nach der CNC-Bearbeitung in der Fabrik h?rten wir, dass der Ra-Wert die Norm nicht erreichen kann, obwohl der Bediener wirklich vorsichtig ist. Also mussten wir schlie?lich das manuelle Polieren übernehmen, um die Eigenspannungsschicht aus der CNC-Bearbeitung durch einen schichtweisen Materialabtrag zu beseitigen. Dieses Mal zeigte der Bericht gute Daten für jeden Parameter, einschlie?lich Ra. Und Johnson ist mit den Elementen zufrieden. Sie sehen? Bis zu einem gewissen Grad sind manuelle Maschinen nicht nutzlos.

Hier sind einige Leute vielleicht verwirrt: Wie viel z?hlt die CNC-Bearbeitung im Vergleich zur manuellen Bearbeitung wirklich? Gut, ich finde diese Frage gut. Und wir müssen wissen, was sie sind, bevor wir sie vergleichen.

Was ist CNC-Bearbeitung?

In den frühen 1950er Jahren führte eine bahnbrechende Zusammenarbeit zwischen der Forschungsgruppe von Parsons und dem MIT-Labor für Servomechanismen zur Entwicklung des weltweit ersten Prototyps einer Werkzeugmaschine mit numerischer Steuerung (NC). Dieses bahnbrechende System nutzte digitale Signale, um die pr?zisen Bewegungsbahnen der Schneidwerkzeuge zu diktieren. Dies war zweifellos ein bedeutender Schritt auf dem Weg zu vollautomatischen Fertigungsprozessen. In den folgenden zehn Jahren reifte diese frühe NC-Technologie durch unaufhaltsame technologische Fortschritte und iterative Verbesserungen zu den hochentwickelten CNC-Bearbeitungssystemen, die wir heute kennen.

Die CNC-Bearbeitung (Computer Numerical Control), abgekürzt CNC-Bearbeitung, ist eine fortschrittliche Fertigungsmethode. Wie der vollst?ndige Name schon sagt, sind die CNC-Bearbeitungen vollst?ndig von Computerprogrammen in Form von G-Codes abh?ngig. Dies tr?gt dazu bei, dass komplexe Geometrien und komplizierte Konstruktionen bearbeitet werden k?nnen. Ganz gleich CNC-Fr?sen, CNC-Drehen oder Bohren, sie arbeitet pr?zise, stabil und kostengünstig, insbesondere bei gro?en Produktmengen.

Manche Leute h?ren auch von 3+2 CNC. Dabei handelt es sich um die CNC-Mehrachsen. In der Regel k?nnen die A- und die C-Achse zusammenarbeiten. Oder die Maschine kann nur A- oder C-Achsen haben. Es kann auch keine A- oder C-Achse vorhanden sein, sondern nur ein einfacher X-Y-Z-Tisch. CNC-Maschinen, die drei lineare Achsen (X, Y, Z) mit zwei rotierenden Achsen (z. B. A, C) kombinieren", werden als 3+2-CNC-Maschinen oder 5-Achsen-CNC-Maschinen bezeichnet. CNC-Maschinen, die drei lineare Achsen (X, Y, Z) mit einer einzigen Rotationsachse (z. B. A oder C) kombinieren, werden als 4-Achsen-CNC-Maschinen bezeichnet.

Im Gegensatz dazu verfügen dreiachsige CNC-Maschinen ausschlie?lich über lineare X-, Y- und Z-Achsen. Diese stellen die grundlegendste und am weitesten verbreitete Konfiguration dar, da sie einfach aufgebaut und relativ kostengünstig sind. Sie sind daher nur in der Lage, grundlegende Aufgaben der Bauteilbearbeitung zu bew?ltigen, wie z. B. die übliche Bearbeitung von ebenen Fl?chen und die Bearbeitung von Lochreihen.

Arten der CNC-Bearbeitung

CNC-Fr?sen

CNC-Fr?sen ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, das die Prinzipien des traditionellen Fr?sens mit modernster CNC-Automatisierung verbindet. Bei diesem Verfahren wird mit einem rotierenden Hochgeschwindigkeitsschneidwerkzeug pr?zise Material von einem massiven Werkstück - sei es Metall, Kunststoff, Holz oder Verbundwerkstoff - abgetragen, um komplizierte Komponenten und Fertigprodukte herzustellen.

CNC-Drehmaschinen

Im Gegensatz zum CNC-Fr?sen, das für die Bearbeitung von Nuten und Zahnr?dern eingesetzt wird, sind CNC-Drehmaschinen in erster Linie für die Herstellung von Rotationsteilen wie Wellen, Hülsen, Scheiben und Gewinden konzipiert. Ihr Arbeitsprinzip besteht darin, das Werkstück zu drehen, w?hrend das Schneidwerkzeug stillsteht oder sich linear bewegt, um Bearbeitungen wie Drehen, Bohren, Plandrehen und Gewindeschneiden durchzuführen. Wir k?nnen uns also leicht vorstellen, warum sie sich gut für rotierende Teile eignet.

Au?erdem kosten CNC-Drehmaschinen im Allgemeinen weniger als CNC-Fr?smaschinen. Aufgrund ihrer mehrachsigen Bearbeitungsm?glichkeiten und komplexen Bewegungssteuerung erreichen sie eine relativ h?here Produktionseffizienz. In Verbindung mit ihrer hohen Bearbeitungsgenauigkeit eignen sich CNC-Drehmaschinen perfekt für die hochpr?zise Fertigung traditioneller zylindrischer und konischer Bauteile.

EDM

Doch nicht alle Bauteile sind so regelm??ig wie Scheiben und Gewinde. Wie also werden komplexe, ultraharte Bauteile wie Düsen für die Luft- und Raumfahrt oder Turbinenschaufeln mit solcher Perfektion hergestellt? Lernen Sie kennen. Elektrische Funkenerosion (EDM) funktioniert. Es ist ein faszinierendes berührungsloses Bearbeitungsverfahren, bei dem Materialien mit Hilfe sorgf?ltig kontrollierter elektrischer Funken akribisch geformt werden. Geh?rteter Stahl, Wolframkarbid oder exotische Legierungen - mit dem Erodierverfahren lassen sich mühelos filigrane Kühl?ffnungen in Triebwerksschaufeln schneiden, labyrinthische Hohlr?ume für Spritzgussformen herstellen oder seltsam geformte Treibstoffdüsen für Raumfahrzeuge durchbohren. Daher eignet es sich perfekt für komplexe Geometrien, dünne W?nde und ultrapr?zise (±0,005 mm) Teile ohne mechanische Belastung.

Vergleich zwischen CNC-Fr?sen, Drehen und EDM

CNC-Fr?sen, Drehen und Erodieren sind CNC-Bearbeitungen, die auf Berechnungen beruhen. Und wir machen eine schlüssige Tabelle für Ihre Kl?rung.

Was ist manuelle Bearbeitung?

Weitgehend verschieden von CNC-BearbeitungDie manuelle Bearbeitung ist ein handwerklicher Prozess, bei dem Rohmaterialien wie Metalle mit handbetriebenen Werkzeugen wie Drehb?nken, Bohrmaschinen und tragbaren Fr?smaschinen in die gewünschten Abmessungen und Formen gebracht werden. In der Regel handelt es sich dabei um eine Erweiterung der handwerklichen Fertigkeiten, bei der die menschliche Kreativit?t mit speziellen Ger?ten kombiniert wird. Die Herstellung von ma?geschneiderten Komponenten für Flugzeugtriebwerke mit komplizierten Toleranzen ist ein Beispiel für den unersetzlichen Wert der manuellen Bearbeitung.

Fallstudie zwischen CNC-Bearbeitung und manueller Bearbeitung. Manuelle Bearbeitung

Im folgenden Teil haben wir die CNC-Bearbeitung und die Handbearbeitung zweier ?hnlicher Getriebewellen für eine Landmaschine verfolgt. Und wir haben die Unterschiede sowie die Vor- und Nachteile der beiden Verfahren aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet.

Manuelle Bearbeitung für landwirtschaftliche Getriebewellen

überprüfung des Prozesses

Die Bediener w?hlen Stahl mittleren Kohlenstoffgehalts (1045) als Rohmaterial und schneiden ihn mit einer Bügels?ge und einer horizontalen Bands?ge auf die richtige L?nge zu. W?hrenddessen berechnete er die wichtigsten Parameter mit einem Rechenschieber. Wie meine Aufzeichnungen zeigten, sollte er die Formel zur Ermittlung des Teilungsdurchmessers (D) verwenden und dann den Modulwert auf der C-Skala des Rechenschiebers mit der Anzahl der Z?hne auf der D-Skala abgleichen. Au?erdem musste er die Schnittgeschwindigkeit (V) berechnen und \( D \) auf der ?u?eren Skala des Rechenschiebers mit der Drehzahl auf der inneren Skala abgleichen. Erst nach Abschluss der Berechnung kann er die Drehbank in Betrieb nehmen.

Dann sollte er das Werkstück in ein 3-Backen-Futter einspannen und ein Schruppdrehverfahren durchführen, um überschüssiges Material zu entfernen. Das klingt schwierig. Dann sollte er auch Hartmetallwerkzeuge für das Fertigdrehen verwenden, um eine Toleranz von 0,05 mm zu erreichen.

Die Verzahnung erfolgt immer noch mit manuellen Werkzeugen und einer Fr?smaschine. Der Einbau, die Indexberechnung und die Einstellung der Indexplatte werden von ihm selbst vorgenommen.

Schlie?lich h?rtete er die Verzahnung durch Induktionsh?rtung auf 50-55 HRC.

Unser Review-Tisch

Endergebnis Test

CNC-Bearbeitung für landwirtschaftliche Getriebewellen

überprüfung des Prozesses

Bei der CNC-Bearbeitung würde das Verfahren automatischer ablaufen. Der Bediener verwendete zun?chst SolidWorks und AutoCAD, um die Getriebewelle zu entwerfen und Parameter wie Modul (m), Anzahl der Z?hne (z), Eingriffswinkel (α) und Schr?gungswinkel (β) zu definieren. Gleichzeitig berechnete er die Geometrie einschlie?lich Teilungsdurchmesser, Fu?durchmesser und Schnitttiefe. Verwenden Sie dann einen Zahnradparameter-Rechner oder Formeln, um die Abmessungen zu überprüfen.

Der n?chste Schritt ist der Schlüsselprozess, die CAM-Programmierung und die Werkzeugwegsimulation. Das bedeutet, dass die Bediener den G-Code mit der CAM-Software erstellen und die Parameter eingeben. Danach beginnt die CNC-Bearbeitung.

Vom Halten des Werkstücks über das Schruppdrehen bis hin zum Abw?lzfr?sen, Schleifen und zur Qualit?tskontrolle scheint sie schneller zu sein als die manuelle Bearbeitung.

Unser Review-Tisch

Endergebnis Test

Vergleich zwischen CNC-Bearbeitung und manueller Bearbeitung

Wir haben auch den Vergleich der Merkmale nach Prüfung der beiden oben genannten F?lle zusammengefasst.

Pr?zision, Reproduzierbarkeit und Qualit?tssicherung

Wir erwarten, dass die CNC-Bearbeitung eine hohe Pr?zision und Wiederholbarkeit aufweist. Kein Wunder, dass das Endprodukt der CNC-Bearbeitung in Ra besser abschneidet als das der manuellen Bearbeitung. Wenn wir genauer darüber nachdenken, liegt es daran, dass die Art der CNC-Bearbeitung eine minimale Abweichung von den Konstruktionsspezifikationen gew?hrleistet, wobei computergesteuerte Bewegungen menschliche Fehler ausschlie?en.

Produktionsumfang und Kosteneffizienz

Aus der überprüfungstabelle geht hervor, dass eine Ein-Personen-Arbeitsgruppe 5 Stück pro Stunde herstellen kann. Dies liegt einfach daran, dass nach unserer Beobachtung nur ein minimaler menschlicher Eingriff w?hrend des Prozesses erforderlich ist. Umgekehrt ist die manuelle Bearbeitung für geringe bis mittlere Produktionsmengen optimiert. Meines Wissens kann eine Ein-Personen-Arbeitskraft nur 2 Teile pro Stunde herstellen. Daher eignen sich CNC-Maschinen für die Massenproduktion mit geringen Arbeitskosten und geringem Zeitaufwand, w?hrend die manuelle Bearbeitung für die Herstellung von ein oder zwei Mustern geeignet ist.

Qualifikationen und betriebliche Anforderungen

CNC-Bediener kennen sich besser mit Computern und automatisierter Fertigung aus, w?hrend die manuellen Bediener mit praktischen Techniken vertraut sind.

Der CNC-Bediener in unserem Bericht ist gut im Einrichten, Programmieren, der technischen Fehlersuche und der Maschinenbedienung. Er hat fünf Jahre Erfahrung in diesem Beruf. 

Und der Bediener der manuellen Bearbeitung verfügt über fundierte Kenntnisse über Schneidwerkzeuge, Materialeigenschaften und praktische Techniken. Darüber hinaus kann er technische Zeichnungen interpretieren, geeignete Werkzeuge ausw?hlen und die Schnittparameter manuell steuern - ein Prozess, der auf intuitivem Urteilsverm?gen beruht, das durch 12 Jahre Erfahrung gesch?rft wurde.

Qualit?t Risikominderung und Anpassungsf?higkeit

Die inh?rente Wiederholbarkeit von CNC reduziert Qualit?tsrisiken bei Anwendungen mit hoher Konsistenz, wie z. B. bei der Herstellung medizinischer Ger?te, bei denen Einheitlichkeit nicht verhandelbar ist. Das Fehlen von Schwankungen von Bediener zu Bediener stellt sicher, dass sich jeder Zyklus streng an die programmierten Parameter h?lt, wodurch Fehler minimiert werden.

Die manuelle Bearbeitung erfordert jedoch eine proaktive Qualit?tskontrolle, um ihre Schwankungen auszugleichen. So k?nnen beispielsweise Werkzeugverschlei? oder leichtes Zittern der Hand zu Abweichungen führen, die Nachkontrollen erforderlich machen.

Nachteile und Vorteile der CNC-Bearbeitung gegenüber der manuellen Bearbeitung

Aus der obigen übersicht ziehen wir eine Schlussfolgerung über die Vor- und Nachteile der CNC-Bearbeitung im Vergleich zur manuellen Bearbeitung wie folgt.

Vorteile der CNC-Bearbeitung

1. Produktionsgeschwindigkeit

CNC-Maschinen sind nie müde geworden. Sie k?nnen ohne Pause arbeiten, solange die Datenverarbeitung und die Vorbereitung bereit sind. Das spart viel Zeit, um mehr Produkte herzustellen. Zweitens kann ein Bediener aufgrund der Automatisierung mehrere Maschinen bedienen, um mehrere Produkte gleichzeitig herzustellen. Dies ist ein weiterer wichtiger Grund für die hohe Produktionsgeschwindigkeit.

2. Wiederholbarkeit

Die Wiederholbarkeit führt zu Produkten mit hoher Pr?zision und guter Austauschbarkeit. Da die CNC-Bearbeitung in hohem Ma?e auf dem Rechencode beruht, kann sie keine Fehler einführen, die von der Richtung des Codes abweichen. Au?erdem ist das Endprodukt v?llig identisch, so dass der Benutzer die Komponente durch eine andere in derselben Charge ersetzen kann.

3. Niedrigere Arbeitskosten

Mehrere CNC-Bearbeitungsprozesse k?nnen von nur einer Person gleichzeitig durchgeführt werden. Das spart ein Vielfaches an Arbeitskosten. 

4. Komplexe Entwürfe

Die CAD (Computer-Aided Design)/CAM (Computer-Aided Manufacturing)-Software von CNC-Maschinen erm?glicht den Herstellern die Herstellung komplexer Konstruktionen, einschlie?lich mehrachsiger Konturen und Kurven.

Nachteile der CNC-Bearbeitung

1. Hohe Anfangskosten

Die Anfangsinvestitionen für CNC-Maschinen sind h?her, da sowohl die Ausrüstungs- als auch die Installationskosten hoch sind. Eine CNC-Maschine ist gro? und enth?lt viele automatische Teile. Auch die Maschine muss mit Hightech-Modulen ausgestattet sein, um den Code zu erfassen. Normalerweise kann nur professionelles Personal diese gro?e und komplexe Maschine installieren, was zu einer Installationsgebühr führt.

2. Hohe Wartungskosten

Zwar ist die Wahrscheinlichkeit eines Defekts bei diesen Maschinen geringer, aber wenn ein Defekt auftritt, k?nnen nur hochqualifizierte Fachleute das Problem l?sen. Auch die Installation ist kostenpflichtig.

3. Programmierf?higkeiten

Da CNC-Maschinen auf spezifische Codes angewiesen sind, brauchen Sie einen erfahrenen Programmierer, der die Codes erstellt und einrichtet. Sie sollten durch eine Berufsausbildung gut ausgebildet sein.

Vorteile der manuellen Bearbeitung

1. Niedrigere Kosten

Die anf?nglichen Investitionskosten für manuelle Maschinen sind niedriger. Ohne Hightech sind die Werkzeuge und Maschinen der Handbearbeitung nicht so teuer. Aufgrund ihrer Erschwinglichkeit sind manuelle Maschinen für kleine Hersteller mit begrenzten Budgets geeignet.

2. Kein Bedarf an Programmierung

Wenn es keinen Arbeiter gibt, der gut programmieren kann, ist die manuelle Bearbeitung perfekt für diese Situation.

3. Einfache Wartung

Aufgrund der einfachen Konstruktion des manuellen Bearbeitungswerkzeugs ist es leichter zu warten, falls ein Werkzeug defekt ist. Auch die Wartungskosten sind gering.

4. Bessere Anpassbarkeit

Manuelle Fr?smaschinen werden in der Regel für einmalige Projekte eingesetzt. Da sie von Menschen statt von Codes bedient werden, bieten diese Maschinen eine gro?e Flexibilit?t und Anpassungsf?higkeit im Produktionsprozess.

Nachteile der manuellen Bearbeitung

1. Langsame Produktionsgeschwindigkeit

Die manuelle Bearbeitung erfordert mehr menschliche Arbeitskraft. Ein Bediener kann sich nur um ein Produkt kümmern. Er muss die Pr?zision von Hand kontrollieren. Das kostet viel Zeit und Energie. Au?erdem müssen die Menschen nicht nur w?hrend der Arbeit Pausen machen, sondern auch an den traditionellen Feiertagen Urlaub nehmen. In dieser Zeit findet in der manuellen Fertigung keine Produktion statt. 

2. Hohe Fehlerquote aufgrund menschlicher Faktoren

Aufgrund der hohen Abh?ngigkeit von den Bedienern mangelt es den manuellen Maschinen an Pr?zision. Mit anderen Worten: Es ist m?glich, unqualifizierte Endprodukte herzustellen. Und das Risiko der Nacharbeit w?re h?her.

3. Hohe Abh?ngigkeit von der Qualifikation der Arbeitskr?fte

Der Bediener sollte die manuelle Technik beherrschen, die sich stark auf die Effizienz und die Produktqualit?t auswirkt. Das Erlernen dieser notwendigen F?higkeiten erfordert jedoch nicht nur eine Wissensschulung, sondern auch jahrelange praktische Erfahrung. Das ist keine einfache Sache.

Wie w?re es mit einer Mischung aus CNC-Bearbeitung und manueller Bearbeitung?

Der Hybrid aus CNC-Bearbeitung und manueller Arbeit bedeutet, dass computergesteuerte Maschinen für Pr?zisionsaufgaben eingesetzt werden, w?hrend menschliche F?higkeiten für die Endbearbeitung oder Anpassungen hinzukommen, wodurch ein ausgewogener Ansatz für die Fertigung entsteht. Zum Beispiel schneidet eine CNC-Maschine ein Metallteil mit hoher Genauigkeit, dann poliert ein Arbeiter manuell die Kanten, um sie zu gl?tten, und schlie?lich überprüft und optimiert er Details wie L?cher oder Gewinde, um die Perfektion zu gew?hrleisten.

Diese hybride Methode eignet sich gut für kundenspezifische Projekte wie die Herstellung komplizierter Schmuckstücke, bei denen die CNC die Grundform erstellt und die Handwerker von Hand eingravierte Muster hinzufügen, oder für die Reparatur von Oldtimermotoren, bei der neue Teile mit der CNC bearbeitet und manuell an alte Komponenten angepasst werden. Au?erdem eignet sich das Verfahren ideal für die Herstellung von Prototypen, indem die schnelle CNC-Produktion von Kunststoffgeh?usen mit der manuellen Montage winziger elektronischer Teile kombiniert wird.

Schlussfolgerung

Schlie?lich m?chte ich der CNC-Bearbeitung die Bedeutung 70% und der manuellen Bearbeitung die Bedeutung 30% beimessen.

über SogaWorks

SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserien und Gro?serien mit Dienstleistungen wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Blechfertigung, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ermitteln und jeden Schritt verfolgen. Dies verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.

FAQs

1. Wo sollten wir die manuelle Bearbeitung einsetzen?

Die manuelle Bearbeitung ist ideal, wenn die CNC-Maschinen mit dringenden Kleinserien besch?ftigt sind. Au?erdem ist sie unerl?sslich für spezielle Aufgaben, die über die Standard-CNC-Einstellungen hinausgehen, wie z. B. Schr?gbettkonfigurationen, die besondere Werkzeugwinkel erfordern.

2. Welche Faktoren sollten wir berücksichtigen, bevor wir uns für CNC- oder manuelle Bearbeitung entscheiden?

Bei der Entscheidung zwischen CNC- und manueller Bearbeitung müssen Sie die Komplexit?t der Teile, das Budget, das Volumen und die Zeit berücksichtigen: CNC eignet sich trotz h?herer Anschaffungskosten hervorragend für komplizierte Konstruktionen, enge Toleranzen und gro?e Stückzahlen, w?hrend die manuelle Bearbeitung für einfache Geometrien, geringe Stückzahlen und begrenzte Budgets geeignet ist, aber mehr Arbeit und Zeit erfordert. Setzen Sie bei komplexen, gro?volumigen Projekten auf Pr?zision und Effizienz mit CNC, w?hrend die manuelle Bearbeitung Flexibilit?t für einfachere, kleinere Aufgaben bietet. Wenn Sie sich noch nicht sicher sind, ob Sie sich für eine CNC- oder eine manuelle Bearbeitung entscheiden sollen, k?nnen Sie uns gerne kontaktieren.

3. Was sind die Anwendungen der CNC-Bearbeitung im Vergleich zur manuellen Bearbeitung? Manuelle Bearbeitung?

Die CNC-Bearbeitung ist ideal für die Gro?serienproduktion, wie z. B. Automobilteile, pr?zises Prototyping und die schnelle Herstellung von Werkzeugen aus widerstandsf?higen Materialien. Die manuelle Bearbeitung hingegen eignet sich für kleine Projekte, künstlerische Anpassungen und dringende Reparaturen, da sie flexibel ist und keine Codierung erfordert.

How Much Do CNC Machining vs. Manual Machining Count?最先出現(xiàn)在SogaWorks。

Einer der bemerkenswertesten Vorteile der FAI ist das Vertrauen, das sie bei den Verbrauchern schafft und ihnen die Gewissheit gibt, dass das Produkt den Erwartungen entspricht und von hoher Qualit?t ist. In diesem Blog werden wir im Detail erl?utern, was die Erstmusterprüfung eigentlich ist, welche Bedeutung sie für beide Seiten hat und welche Folgen es hat, wenn sie übersprungen oder übereilt durchgeführt wird. Ein klares Verst?ndnis dieser Verantwortlichkeiten tr?gt dazu bei, eine effektive Kontrolle des gesamten Herstellungsprozesses zu gew?hrleisten, ohne dass es zu nachteiligen Vers?umnissen kommt.

Was ist eine Erstmusterprüfung?

Die erste Stichprobenphase der Produktion umfasst in der Regel eine Erstmusterprüfung (First Article Inspection - FAI). Dabei wird überprüft, ob die ersten produzierten Einheiten dem Design und den technischen Spezifikationen entsprechen. Die Anzahl der w?hrend der FAI geprüften Komponenten richtet sich nach dem Umfang des Auftrags. Im Allgemeinen werden bei quantitativ gr??eren Auftr?gen 3 bis 5 Einheiten nach dem Zufallsprinzip ausgew?hlt. Bei kleineren Serien oder Prototypen wird m?glicherweise nur das allererste Teil geprüft.

FAI wird wesentlich wichtiger, wenn ein neues Teil zum ersten Mal hergestellt wird. Bei Wiederholungsauftr?gen, bei denen die Funktionstüchtigkeit des Teils bereits nachgewiesen wurde, ist sie nicht so wichtig. Der Bericht über die Erstmusterprüfung (First Article Inspection Report, FAIR) gibt Auskunft über das Ergebnis der Prüfung, ob das Teil bestanden hat oder nicht. Wenn der FAI bestanden wurde, kann die Produktion fortgesetzt werden. Bei Nichtbestehen wird der Vorgang eingefroren, Korrekturen werden durchgeführt und das Teil wird erneut geprüft.

Bedeutung von Erstmusterprüfungen (First Article Inspections)

Erstmusterprüfungen (First Article Inspections, FAI) sind ein wichtiger Bestandteil, um sicherzustellen, dass die Teile beim ersten Mal richtig hergestellt werden. Sie helfen Herstellern, Probleme frühzeitig zu erkennen, kostspielige Fehler zu vermeiden und Qualit?tsprodukte zu liefern, die den Erwartungen entsprechen. Hier erfahren Sie, warum FAI so wichtig ist:

Best?tigt, dass das Teil die Design- und Qualit?tsstandards erfüllt

Der Bericht über die Erststückprüfung stellt sicher, dass das erste Teil mit dem Design und den Qualit?tsstandards übereinstimmt. Durch Messen und Prüfen des ersten Teils werden etwaige Abweichungen oder Fehler korrigiert, bevor die Produktion in vollem Umfang anl?uft.

Hilft, teure Fehler zu vermeiden

Die frühzeitige Behebung von Problemen ist weitaus kosteneffizienter als eine sp?tere Korrektur in der Produktion. Wenn w?hrend der FAI ein Problem auftritt, kann es sofort behoben werden, anstatt zu warten, bis Hunderte oder Tausende von Teilen hergestellt sind. Das spart Zeit, Material und Geld. Au?erdem wird das Risiko von überm??iger Nacharbeit, Ausschuss oder sogar Rückrufaktionen minimiert.

Nachweis der Konformit?t und Rückverfolgbarkeit

In regulierten Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie oder der Medizintechnik ist der Nachweis der Qualit?t ein Muss. FAI erstellt einen eindeutigen Nachweis, dass das Teil alle erforderlichen Normen erfüllt. Diese Dokumentation ist wichtig für Audits, Rückverfolgbarkeit und den Nachweis gegenüber Kunden oder Aufsichtsbeh?rden, dass alles richtig gemacht wurde.

Reduziert das Risiko von Versp?tungen

Probleme, die sich zu ernsteren Problemen auswachsen k?nnten, werden durch FAI beseitigt. Infolgedessen kann der Produktionsprozess nahtlos fortgesetzt werden, ohne dass die Arbeit unterbrochen werden muss, und der Zeitplan für die schrittweise Auslieferung kann eingehalten werden.

Was steht in einem Bericht über die Erstmusterprüfung?

Wie der Name schon sagt, erfasst der First Article Inspection Report (FAIR) jedes Detail, das für den ersten Teil der Linie wichtig ist, einschlie?lich der Messungen, Materialien, Prüfergebnisse und Einhaltung der Spezifikationen. Betrachten wir nun die grundlegenden Bestandteile eines Erstmusterprüfungsberichts:

Identifizierung von Teilen

In diesem Bereich wird das zu prüfende Bauteil überprüft. Der Abschnitt zur Teileidentifikation erfasst die Teilenummer zusammen mit der Beschreibung, dem Revisionsstand und der Seriennummer des Teils, falls es eine gibt. Er enth?lt auch die Zeichnungsnummer, die für das Teil relevant ist und w?hrend der Produktion verwendet wurde. Dadurch wird eine vollst?ndige Rückverfolgbarkeit gew?hrleistet und ein einfacher Zugriff auf den Bericht und die technischen Dokumente in der Versionskontrolle erm?glicht.

Informationen für Lieferanten

In diesem Teil wird der für das Teil verantwortliche Lieferant mit Namen und Anschrift des Herstellers oder Lieferanten angegeben. Angabe eines Ansprechpartners, h?ufig aus der Qualit?ts- oder Konstruktionsabteilung, der bei Rückfragen oder für Folgema?nahmen kontaktiert werden kann. Damit ist gew?hrleistet, dass die richtigen Mechanismen zur Beantwortung von Fragen und zur Kontaktaufnahme eingerichtet wurden.

Produktmerkmale

In diesem Bereich werden alle Abmessungen und Merkmale des kritischen Teils aufgeführt und bewertet. Dazu geh?ren L?nge, Durchmesser, Dicke und Toleranzen, d. h. die zul?ssigen Grenzwerte für Abweichungen. Dazu geh?ren auch die Materialspezifikationen, d. h. ob das Teil hergestellt ist aus Aluminium 6061 oder rostfreiem Stahl. Erforderliche Oberfl?chenbehandlungen werden hier dokumentiert, einschlie?lich der Anforderungen an Beschichtung und Textur. Dieser Abschnitt gew?hrleistet, dass alle Konstruktionsdetails bei der Herstellung der komplexesten Teile berücksichtigt werden.

Materialien und Verfahren

Dieser Abschnitt enth?lt Einzelheiten zu den verwendeten Rohstoffen und zur Herstellung des Teils. Es wird best?tigt, dass die Materialien den erforderlichen Normen entsprechen, und es werden die beteiligten Herstellungsverfahren erl?utert, wie z. B. CNC-BearbeitungGie?en, Schwei?en oder W?rmebehandlung. So l?sst sich überprüfen, ob nicht nur das Teil, sondern auch die Art und Weise, wie es hergestellt wurde, den erforderlichen Verfahren entspricht.

Einzelheiten der Inspektion

In diesem Teil werden die Verfahren und Methoden zur Durchführung der Inspektion beschrieben. Je nachdem, wie das Teil gemessen werden musste, werden Werkzeuge wie Messschieber, Mikrometer oder eine CMM (Koordinatenmessmaschine) beschrieben. Das Datum der Inspektion wird zusammen mit der Art des angewandten Stichprobenplans festgehalten, ob 100% oder ein bestimmter Prozentsatz der Stichprobe geprüft wurde. Damit soll sichergestellt werden, dass insbesondere diese Prüfung ordnungsgem?? dokumentiert wird.

Ergebnisse der Inspektion

Alle aktuellen Ergebnisse des Erstmusterprüfungsberichts finden Sie hier. Dazu geh?ren die Messwerte, die durchgeführten Tests und die Angabe, ob jedes Merkmal der Konstruktionsspezifikation entsprach oder nicht. Die Ergebnisse werden für alle durchgeführten Prüfungen dokumentiert, seien es H?rtetests, Dichtheitsprüfungen oder Passform- und Funktionsprüfungen. Hier ist klar und deutlich zu erkennen, ob das Teil aufgrund der Ergebnisse der Inspektion bestanden hat oder nicht.

Zertifizierungen und Dokumentation

Hierbei handelt es sich um eine Sammlung zus?tzlicher Dokumente, die sich auf die Inspektion beziehen. Dazu k?nnen Konformit?tsbescheinigungen geh?ren, die belegen, dass das Teil bestimmten Industrie- oder Kundennormen entspricht. Sie kann auch einige Materialprüfberichte enthalten, die belegen, dass die verwendeten Materialien tats?chlich den richtigen Spezifikationen entsprechen. Zus?tzliche Prüfdokumente wie interne Checklisten oder externe Prüfberichte k?nnen ebenfalls beigefügt werden. Alle diese Dokumente unterstützen die Ergebnisse, indem sie weitere Nachweise liefern.

Berichte über Nichtkonformit?t (falls zutreffend)

Wenn das Teil die Konstruktionsanforderungen nicht vollst?ndig erfüllt, wird in diesem Abschnitt dokumentiert, was falsch gelaufen ist. Er erkl?rt das Problem, z. B. dass eine Messung au?erhalb der Toleranz liegt oder ein Materialfehler vorliegt, und beschreibt, welche Ma?nahmen ergriffen werden. Dazu kann die Nachbearbeitung des Teils, die Verschrottung oder die Anpassung des Prozesses geh?ren, um das Problem zu beheben, bevor die Produktion fortgesetzt wird. Dies tr?gt dazu bei, dass das gleiche Problem nicht noch einmal auftritt, und zeigt, dass man sich verpflichtet, Fehler ordnungsgem?? zu beheben.

Andere relevante Informationen

Der letzte Abschnitt enth?lt Genehmigungen, Unterschriften und andere nützliche Kommentare. Der Bericht wird von autorisiertem Personal, h?ufig aus dem Qualit?ts- oder Ingenieurteam, abgezeichnet, um die Ergebnisse offiziell zu best?tigen. Zus?tzliche Anmerkungen, Beobachtungen oder Vorschl?ge k?nnen hier eingefügt werden, um den Kontext zu verdeutlichen oder Empfehlungen für die zukünftige Produktion zu geben.

Wie wir deutlich sehen k?nnen, ist das gesamte Verfahren des Erstmusterprüfungsberichts mehr als nur Papierkram; vielmehr ist es ein Dokument, das Qualit?t, Konsistenz und Verantwortung st?rkt. Die Erfassung des ersten Teils mit allen relevanten Details durch ein Dokument, das den Prozess aufrechterh?lt, hilft, Probleme zu vermeiden, was wiederum dazu beitr?gt, Verz?gerungen zu verringern, und erm?glicht Gro?serienproduktion Bereitschaft. Sie ist ein wirksames Mittel zur St?rkung der Beziehungen zu Lieferanten und Kunden, das den freien Fluss der Produktionsprozesse methodisch sicherstellt.

Werkzeuge und Methoden der Erstmusterprüfung

Die Erstmusterprüfung (First Article Inspection, FAI) erfordert eine Reihe von Werkzeugen und Techniken, damit sie für verschiedene Funktionen korrekt durchgeführt werden kann. Jedes einzelne Werkzeug hilft bei einem bestimmten Teil und stellt sicher, dass es mit ?u?erster Pr?zision gemessen und bewertet wird. Sehen wir uns einige der g?ngigsten Werkzeuge und Methoden an.

Koordinatenmessmaschinen (CMM)

Koordinatenmessger?te, auch CMM genannt, helfen bei der Messung komplexer geometrischer Formen und Designs mit erstaunlicher Genauigkeit. Detaillierte, komplizierte Merkmale auf komplexen Teilen k?nnen mit KMG im Gegensatz zu anderen manuellen Instrumenten leicht gemessen werden. CMM verwendet Messfühler, um die verschiedenen zug?nglichen Punkte des Teils zu berühren und eine digitale Karte zu erstellen, die dann mit dem ursprünglichen Entwurf verglichen wird.

Messschieber und Bügelmessger?te

Dicke, Tiefe und Durchmesser lassen sich am besten mit handgehaltenen Werkzeugen, so genannten Mikrometern und Messschiebern, messen. Diese Instrumente eignen sich hervorragend für die Messung kleiner, komplexer Merkmale mit engen Toleranzen. Diese Werkzeuge sind zwar einfach, liefern aber bei richtiger Anwendung konsistente und verl?ssliche Ergebnisse.

Optische Komparatoren

Wie bei allen Komparatoren wird auch bei den optischen Komparatoren ein Projektionssystem verwendet, um ein bestimmtes Teil auf einem Bildschirm zu vergr??ern und darzustellen. Dies erm?glicht eine einfache überprüfung der Einhaltung von Normen oder Ma?en von vorgegebenen Zeichnungen. Optische Komparatoren eignen sich am besten für die Messung von Winkeln, Umrissprofilen und Lochanordnungen im Teil.

H?rteprüfger?te

Diese Prüfger?te werden verwendet, um die Widerstandsf?higkeit eines bestimmten Objekts gegen Eindrücken zu messen. Dies ist sehr wichtig für Bauteile, die hohem Druck, Verschlei? und unerwarteten Belastungen ausgesetzt sind. Eine Prüfung w?hrend einer H?rteprüfung hilft festzustellen, ob ein Teil für den vorgesehenen Einsatz geeignet ist.

Oberfl?chenplatten

Eine Messplatte wird auch als Unterlage bezeichnet, die bei der manuellen Prüfung flach und stabil sein muss. Sie dient auch als Referenz für die Nivellierung von Messger?ten zur Bestimmung von Ebenheit und H?he. So wird sichergestellt, dass alle Messungen genau sind und das Teil entsprechend den Konstruktionsanforderungen ausgerichtet ist.

Jedes dieser Werkzeuge spielt eine wichtige Rolle, wenn es darum geht, sicherzustellen, dass das Teil alle Spezifikationen erfüllt. Diese Prüfer k?nnen die Qualit?t des Teils in Bezug auf seine Form und Gr??e sowie seine Materialfestigkeit und Oberfl?chenbeschaffenheit bestimmen.

Wie bereitet man sich auf eine Erstmusterprüfung (FAI) vor?

Eine erfolgreiche Erstmusterprüfung beginnt mit einer sorgf?ltigen Vorbereitung. Die richtige Planung stellt sicher, dass alle wichtigen Anforderungen erfüllt sind, bevor die Inspektion beginnt, wodurch Verz?gerungen und m?gliche Qualit?tsprobleme vermieden werden. Die folgende Checkliste enth?lt wichtige Vorbereitungsschritte, um sicherzustellen, dass Dokumentation, Ausrüstung, Personal und Proben bereit sind. Durch die Durchführung dieser Vorbereitungsma?nahmen k?nnen Hersteller eine gründliche und effiziente Inspektion durchführen, die alle Qualit?tsstandards erfüllt.

1. überprüfung der Dokumentation

Sicherstellen, dass alle technischen Zeichnungen vollst?ndig sind und der neuesten Revision entsprechen. überprüfen Sie, ob die CAD-Modelle den aktuellen Konstruktionsspezifikationen entsprechen. Vorbereitung von Zeichnungen mit allen kritischen Merkmalen, die für die Inspektion markiert sind. Sammeln von Materialzertifikaten (MTRs) und Prozessdokumentation als Referenz.

2. Planung der Inspektion

Definieren Sie Messkriterien für alle kritischen Ma?e, um Konsistenz zu gew?hrleisten. Legen Sie Pass/Fail-Toleranzen für jedes Merkmal auf der Grundlage der Konstruktionsanforderungen fest. Erstellen Sie eine Prüfsequenz und -methodik, um den Prozess zu rationalisieren. Identifizieren Sie die erforderlichen Prüfmittel und überprüfen Sie deren Verfügbarkeit.

3. überprüfung der Dokumentation

Abgleich aller Teilenummern und Revisionen mit den technischen Unterlagen. überprüfen Sie, ob die Materialzertifizierungen den spezifizierten Anforderungen entsprechen. Best?tigen Sie, dass die Prozesszertifizierungen (W?rmebehandlung, Beschichtung usw.) gültig sind.

4. Prüfung der Abmessungen

Messen Sie alle kritischen Merkmale mit zugelassenen Methoden und Werkzeugen. Zeichnen Sie die tats?chlichen Messungen mit den entsprechenden Toleranzgrenzen auf. Dokumentieren Sie alle Bedingungen, die au?erhalb der Toleranzen liegen, unverzüglich.

5. Funktionsprüfung

Durchführung von Betriebstests, sofern dies in den Konstruktionsspezifikationen vorgesehen ist. Validierung der Passung der Baugruppe mit den entsprechenden Komponenten, falls zutreffend. Zeichnen Sie alle Testparameter und -ergebnisse genau auf.

6. Oberfl?che und visuelle Inspektion

Prüfung der Oberfl?chenbeschaffenheit anhand der festgelegten Anforderungen. Prüfung auf kosmetische M?ngel gem?? den Abnahmestandards. Prüfen Sie die ordnungsgem??e Entgratung und Kantenbeschaffenheit.

7. Endgültige Verifizierung

überprüfen Sie alle erfassten Daten auf Vollst?ndigkeit. Best?tigung, dass alle erforderlichen Merkmale geprüft wurden. Vorbereitung einer vorl?ufigen Dispositionsempfehlung.

8. Berichterstattung und Genehmigung

Füllen Sie alle erforderlichen Formulare für den Erstmusterprüfbericht aus (AS9102 oder gleichwertig). Holen Sie vor der Freigabe die erforderlichen Qualit?tsfreigaben ein. Archivieren Sie die Prüfprotokolle gem?? den Verfahren zur Dokumentenkontrolle.

Ergebnisse einer ersten Artikelinspektion

Die Dokumentation einer Erstmusterprüfung (First Article Inspection, FAI) umfasst die überprüfung von;

Bericht über die Erstmusterprüfung (FAIR)

Dies ist das Dokument, das alle Informationen enth?lt, die nach der Durchführung von Inspektionen gesammelt wurden. Dazu geh?ren Ma?protokolle, in denen die tats?chlichen Werte im Vergleich zu den Zeichnungsspezifikationen festgehalten werden, Materialzertifizierungen wie MTRs (Mill Test Reports), die das verwendete Material nachweisen, Dokumentationen spezieller Verfahren wie Beschichtung, W?rmebehandlung und Funktionstests, die die Funktionsf?higkeit belegen.

AS9102 Standardformulare (für die Luft- und Raumfahrt)

In der Luft- und Raumfahrtindustrie gibt es diese drei Formulare gem?? der Norm AS9102. In Formular 1 wird die Rechenschaftspflicht für die Teilenummer angegeben, die die Validierung der richtigen Teilenummern, Zeichnungsrevisionen und Seriennummern gew?hrleistet. Formular 2 befasst sich mit der Produktverantwortung, in der Rohstoffe, Komponenten und spezielle Prozesse für diese erfasst werden. Die Merkmalsverantwortung wird in Formular 3 dokumentiert und alle gemessenen und beanstandeten Merkmale werden aufgelistet.

Luftballon-Zeichnungen

Ballons, die jedes geprüfte Element identifizieren, werden auf den entsprechenden technischen Zeichnungen platziert. Anhand dieser Zeichnungen mit Ballons kann jede grundlegende Abmessung einschlie?lich der Toleranzen, die geprüft worden sein sollen, lokalisiert werden, um sicherzustellen, dass die Konstruktionsanforderungen und die Prüfergebnisse übereinstimmen.

Dokumentation ?ndern

Bei Konstruktions- oder Prozess?nderungen werden alle ?nderungen in dieser Dokumentation festgehalten. Dazu geh?ren überarbeitete technische Zeichnungen, die die Aktualisierungen widerspiegeln, ?nderungsauftr?ge, die die ?nderungen genehmigen und beschreiben, und aktualisierte Materialspezifikationen, wenn neue Materialien eingeführt werden.

Dokumentation zur Genehmigung und Freigabe

Dies ist das letzte Dokument, das best?tigt, dass das betreffende Teil für die Produktion bereit ist. Freigabebescheinigungen werden von Qualit?tssicherungsbeauftragten ausgestellt, um zu erkl?ren, dass die Anforderungen erfüllt wurden. In den Freigabemitteilungen werden alle genehmigten Einschr?nkungen oder Produktionsbedingungen detailliert aufgeführt, und eine zus?tzliche überprüfung, die sicherstellt, dass andere Herstellungsstandards validiert wurden, umfasst Qualit?tssicherungszertifikate wie ISO oder AS9100.

Berichte über Nichtkonformit?t

Wenn w?hrend der Inspektion Abweichungen festgestellt werden, werden sie in Form von Nichtkonformit?tsberichten (NCRs) dokumentiert. In diesen Dokumenten werden die Art der Nichtkonformit?t, die beschriebenen Auswirkungen sowie die bereits ergriffenen oder geplanten Korrekturma?nahmen zur Behebung der Abweichung erl?utert.

Unterstützende Aufzeichnungen

Weitere Dokumente k?nnen Checklisten für die Inspektion w?hrend des FAI-Prozesses, Kalibrierungszertifikate für Messger?te zur Gew?hrleistung der Genauigkeit und Bescheinigungen des Bedieners sein, die best?tigen, dass geschultes Personal die Inspektionen durchgeführt hat.

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SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserien und Gro?serien mit Dienstleistungen wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Blechfertigung, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ermitteln und jeden Schritt verfolgen. Dies verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.

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überblick über die Schraube

Eine Schraube ist ein kleiner zylindrischer oder konischer Metallstab mit Gewinde, der einen geschlitzten Kopf hat, der unabh?ngig verwendet werden kann. Sie wird haupts?chlich zum Verbinden oder Befestigen von Gegenst?nden verwendet. Eine Schraube nutzt die physikalischen und mathematischen Prinzipien der schiefen Ebene, der kreisf?rmigen Rotation und der Reibung, um Maschinenteile effektiv festzuziehen.

Verschiedene Arten von Schraubenk?pfen

Der Schraubenkopf bezieht sich auf den oberen Teil der Schraube, der in Form und Gr??e variieren kann (z. B. flach, rund oder versenkt).

Pan-Kopf

Der Pfannenkopf hat einen flachen, scheibenf?rmigen Kopf, der eine gro?e Kontaktfl?che bietet und den Druck auf das angeschlossene Material reduziert. Er ist ideal für Anwendungen, die ein ?sthetisches Erscheinungsbild und eine glatte Oberfl?che erfordern. Das Design des Flachkopfes verbessert auch das ?sthetische Erscheinungsbild der Schraube.

Senkkopf

Die Senkkopfschraube hat einen leicht vertieften Kopf, der bündig mit der Verbindungsfl?che des Werkstoffs abschlie?t. Diese Schrauben müssen oft versenkt werden, sie werden in der Regel mit einem Winkel von 90° in metrischen Varianten und einem Winkel von 100° in der Luft- und Raumfahrt und bei milit?rischen Anwendungen verarbeitet.

Sechskantkopf

Der Sechskantkopf hat eine sechseckige Aussparung, die in der Regel mit Werkzeugen wie einem Inbusschlüssel oder einem Innensechskantschlüssel angezogen oder gelockert wird. Sechskantschrauben sind die in vielen Branchen am h?ufigsten verwendeten Schrauben.

Flansch Kopf

Der Sechskantkopf mit Flansch verfügt über eine zus?tzliche flache Oberfl?che auf der Oberseite des Kopfes. Diese flache Oberfl?che bietet eine gr??ere Kontaktfl?che und reduziert den Druck auf die verbundenen Materialien. Das Flanschdesign verhindert ein Abrutschen des Schlüssels.

Quadratischer Kopf

Der Kopf dieser Schraube ist quadratisch geformt, so dass die Schraube ohne Abrutschen eingeschlagen werden kann. Sie ist für die manuelle Montage oder das Anziehen mit einem Werkzeug geeignet. Die quadratische Form tr?gt auch zu einer besseren Drehmomentübertragung bei.

K?sekopf

Zylinderkopfschrauben haben eine zylindrische Oberseite. Diese Konstruktion verringert den Druck auf das zu verbindende Material und eignet sich für eine glatte Verbindung.

Runder Kopf

Rundkopfschrauben haben einen vollst?ndig abgerundeten Kopf und bieten eine h?here Festigkeit für ihren gr??eren Durchmesser. Sie sind für Anwendungen geeignet, die kein hohes Drehmoment erfordern.

Traversenkopf

Flachkopfschrauben haben ein flaches Design, das die H?he des Kopfes minimiert. Sie sind zwar weniger sichtbar und k?nnen ?sthetisch ansprechender sein, sind aber aufgrund ihrer dünnen Struktur auch bruchanf?lliger. Diese Schrauben gibt es sowohl mit Vollkrone als auch mit modifizierter Krone.

Verschiedene Arten von Spindelantrieben

Der Antrieb ist das vertiefte oder hervorstehende Merkmal am Schraubenkopf, das es einem Werkzeug - in der Regel einem Schraubendreher oder Bohrer - erm?glicht, die Schraube zu drehen. Der Antriebstyp bestimmt, wie das Drehmoment aufgebracht wird und wie sicher das Werkzeug in die Schraube eingreift.

Schlitzantrieb

Der Schlitzschraubendreher ist der Urvater aller Schraubendreher. Er verfügt über einen einzigen, geraden Schlitz, der quer über die Oberseite verl?uft und für den Antrieb mit einem Schlitzschraubendreher ausgelegt ist. Er ist einfach und billig in der Herstellung und erfordert nur minimale Werkzeuge. Ihre Grenzen sind ebenfalls offensichtlich: Der Schlitzschraubendreher rutscht aufgrund seines m??igen Drehmoments oft heraus, insbesondere wenn das Werkzeug nicht perfekt ausgerichtet ist, was den Schraubenkopf abl?sen und zu erheblichem Frust führen kann.

Phillips Drive

Der Phillips-Antrieb verfügt über eine kreuzf?rmige Aussparung, die einen besseren Eingriff in den Schraubendreher erm?glicht und die Gefahr des Abrutschens im Vergleich zu Schlitzantrieben verringert. Dennoch ist er nicht perfekt. Der Schraubendreher kann immer noch abrutschen und entweder die Schraube oder das Werkzeug mit hohem Drehmoment besch?digen.

Pozi Drive

Sie ?hnelt auf der Oberfl?che einem Kreuzschlitz, fügt jedoch vier kleinere Rippen zwischen den Hauptkreuzschlitzen hinzu, wodurch ein Acht-Punkt-Eingriff mit dem Schraubendreher entsteht. Dieses Design reduziert das Abrutschen erheblich, da es einen festeren, sichereren Sitz bietet und ein h?heres Drehmoment ohne Abrutschen erm?glicht. Allerdings ist dafür ein spezieller Kreuzschlitz-Schraubendreher erforderlich (ein normaler Kreuzschlitz-Schraubendreher kann eingesetzt werden, aber es besteht die Gefahr des Abrutschens), und in den USA ist er weniger verbreitet.

Torx-Antrieb

Der Kopf der Torx-Innensechskantschraube weist eine einzigartige sechseckige Aussparung mit abgerundeten Ecken in jedem Winkel auf, für deren Verwendung ein Torx-Schraubendreher erforderlich ist. Diese Konstruktion bietet nicht nur einen hervorragenden Halt des Werkzeugs, sondern erm?glicht auch die übertragung eines hohen Drehmoments und verhindert effektiv eine Besch?digung des Schraubenkopfes.

Sechskantantrieb

Schrauben mit Innensechskant haben einen vertieften Sechskantkopf, für dessen Bet?tigung ein Sechskantschlüssel oder ein Sechskantschraubendreher erforderlich ist. Diese Konstruktion bietet ein erhebliches Drehmoment und verhindert effektiv eine Besch?digung des Schraubenkopfes.

Robertson/Square Drive

Der Robertson-Antrieb hat eine einfache quadratische Aussparung. Er bietet eine exzellente Drehmomentübertragung mit fast keinem Schlupf aufgrund seiner tiefen und geraden W?nde, die den Schraubendreher sicher greifen. Sie k?nnen ihn sogar mit einer Hand bedienen, da die Schraube auf dem Schraubendreher bleibt.

Verschiedene Gewindearten

Schraubengewinde unterscheiden sich je nach den Normen, denen sie folgen. Hier sind die wichtigsten Arten:

Internationales metrisches Gewindesystem

Dies ist das Standard-Gewindesystem, das von der China National Standard übernommen wurde. Es zeichnet sich durch einen flachen Scheitel zur leichteren Bearbeitung und einen abgerundeten Fu? zur Erh?hung der Gewindefestigkeit aus. Der Gewindewinkel betr?gt 60 Grad, und die Spezifikationen sind mit einem "M" gekennzeichnet. Metrische Gewinde gibt es in zwei Varianten: Grob- und Feingewinde. Die Angabe "M8*1,25" steht beispielsweise für ein metrisches Gewinde (M) mit einem Nenndurchmesser von 8 mm und einer Steigung von 1,25 mm. Weitere Einzelheiten sind in der Norm GB/T 70.1-2008 Sechskantschrauben mit Innensechskant" und den dazugeh?rigen Dokumenten zu finden.

Amerikanisches Standardgewinde

Dieser Gewindetyp hat flache Scheitel- und Fu?punkte und bietet eine h?here Festigkeit. Mit einem 60-Grad-Gewindewinkel basieren die Spezifikationen auf der Anzahl der Gewinde pro Zoll. Es wird in drei Kategorien unterteilt: grob (NC), fein (NF) und extra fein (NEF). Zum Beispiel bezieht sich 1/2-10NC" auf ein Gewinde mit einem Au?endurchmesser von 1/2 Zoll, 10 Gewindeg?ngen pro Zoll und der Bezeichnung NC.

Einheitliches Thema

Die von den Vereinigten Staaten, dem Vereinigten K?nigreich und Kanada gemeinsam entwickelte Unified Thread-Norm wird h?ufig für britische Imperial-Gewinde verwendet. Es hat einen 60-Grad-Gewindewinkel und wird durch Gewinde pro Zoll angegeben. Es wird in Grobgewinde (UNC), Feingewinde (UNF) und Extra-Feingewinde (UNEF) unterteilt. Zum Beispiel gibt "1/2-10UNC" einen Au?endurchmesser von 1/2 Zoll, 10 Gewindeg?nge pro Zoll und die Kategorie UNC an.

Scharfes V-Gewinde

Dieses V-f?rmige Gewinde hat scharfe K?mme und Wurzeln, wodurch es relativ schwach und weniger verbreitet ist. Sein Gewindewinkel betr?gt 60 Grad.

Whitworth-Gewinde

Ein britisches Standardgewinde mit einem 55-Grad-Winkel, das mit "W" bezeichnet wird. Es eignet sich gut für rollende Fertigungsverfahren. W1/2-10" bedeutet zum Beispiel einen Au?endurchmesser von 1/2 Zoll und 10 Gewindeg?nge pro Zoll.

Achsschenkel-Gewinde

Dieses nach deutschen DIN-Normen definierte Gewinde wird für Anwendungen wie Glühlampenfassungen und Gummischlauchverbindungen verwendet. Sein Symbol ist "Rd".

Rohrgewinde

Dieses Gewinde soll Leckagen verhindern. Rohrgewinde werden üblicherweise für Gas- und Flüssigkeitsrohrverbindungen verwendet. Sie haben einen 55-Grad-Gewindewinkel und sind in zwei Formen erh?ltlich: gerade Rohrgewinde (mit "P.S." oder "N.P.S." gekennzeichnet) und konische Rohrgewinde (mit "N.P.T." gekennzeichnet), die einen Kegel von 1:16 haben (entspricht 3/4 Zoll pro Fu?).

Quadratisches Gewinde

Vierkantgewinde bieten eine hohe übertragungseffizienz, die nur von Kugelgewindetrieben übertroffen wird. Sie k?nnen jedoch nicht mehr mit einer Mutter nachgestellt werden, wenn sie abgenutzt sind, was ihre Verwendung einschr?nkt. Sie werden h?ufig in Schraubst?cken und Kranmechanismen verwendet.

Trapezf?rmiges Gewinde

Trapezgewinde haben einen etwas geringeren übertragungswirkungsgrad als Vierkantgewinde, bieten aber den Vorteil, dass sie nach Verschlei? mit einer Mutter nachgestellt werden k?nnen. Die metrische Version hat einen 30-Grad-Gewindewinkel, w?hrend die z?llige Version einen 29-Grad-Winkel hat. Sie werden h?ufig für Gewindespindeln in Drehmaschinen verwendet und sind mit "Tr" gekennzeichnet.

Strebegewinde

Dieser auch als Trapezgewinde bezeichnete Gewindetyp ist für eine unidirektionale Kraftübertragung ausgelegt. Es wird in Anwendungen wie Spindelhubgetrieben und Pressen verwendet, und sein Symbol ist "Bu".

Pr?zision und Festigkeit von Schrauben

Schrauben werden wegen ihrer Pr?zision und Festigkeit h?ufig verwendet. In Bezug auf die Pr?zision k?nnen Standardschrauben in drei Klassen eingeteilt werden - A, B und C -, die auf ihrer Herstellungsgenauigkeit beruhen; die Klassen A und B sind Pr?zisionsschrauben und die Klasse C sind grobe Schrauben. Für Verbindungsschrauben in Stahlkonstruktionen werden im Allgemeinen Schrauben der Güteklasse C verwendet, sofern nichts anderes angegeben ist. Es gibt erhebliche Unterschiede in den Herstellungsverfahren für Schrauben verschiedener Genauigkeitsklassen. Die Sch?fte der A- und B-Schrauben werden auf der Rückseite bearbeitet. CNC-Drehmaschinen für glatte Oberfl?chen und pr?zise Abmessungen. Ihre Materialgüteklasse ist 8.8, aber aufgrund des komplexen Herstellungs- und Montageprozesses sind sie teuer und werden in der Praxis selten verwendet. Schrauben der Güteklasse C werden aus unbearbeiteten Rundst?ben hergestellt, die weniger pr?zise Abmessungen aufweisen, und ihre Werkstoffgüteklasse ist entweder 4,6 oder 4,8. Sie verformen sich bei Scherverbindungen erheblich, sind aber leicht zu montieren und haben niedrige Produktionskosten.

Schrauben aus Kohlenstoffstahl und legiertem Stahl werden in mehr als zehn Festigkeitsklassen eingeteilt, z. B. 3.6, 4.6, 4.8, 5.6, 6.8, 8.8, 9.8, 10.9 und 12.9. Schrauben der Festigkeitsklasse 8.8 und h?her werden aus legiertem Stahl mit niedrigem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt und einer W?rmebehandlung (H?rten und Anlassen) unterzogen. 

Materialien für Schrauben

Zu den g?ngigen Materialien für die Herstellung von Schrauben geh?ren: Kohlenstoffstahl, rostfreier Stahl und Kupfer.

Schraube aus Kohlenstoffstahl

Dies ist die Grundart von Stahl, die für Schrauben verwendet wird. Er bietet eine gute Zugfestigkeit und Langlebigkeit, allerdings ist Kohlenstoffstahl anf?llig für RostDaher wird er oft beschichtet oder behandelt (z. B. mit Zink), um die Korrosionsbest?ndigkeit zu verbessern. Zu den Kohlenstoffstahlsorten für Schrauben geh?ren:

• Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt: Q235(GB),1008,1015, 1018(AISI)
• Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt: 45# Stahl (GB), 1035, 1045 (AISI)

Schraube aus rostfreiem Stahl

Rostfreier Stahl enth?lt Chrom (mindestens 10-12%) und h?ufig Nickel. Er ist eine beliebte Wahl für Schrauben, die im Au?enbereich, in der Schifffahrt oder in medizinischen Ger?ten verwendet werden, wo Rostschutz wichtig ist. Rostfreier Stahl ist teurer als Kohlenstoffstahl. Zu den Edelstahlsorten für Schrauben geh?ren:

• Austenitischer rostfreier Stahl: 304, 316, 316L
• Martensitischer rostfreier Stahl: 410, 420.

Kupferschraube

Schrauben aus reinem Kupfer sind selten, werden aber in bestimmten Bereichen verwendet, die eine hervorragende elektrische oder thermische Leitf?higkeit erfordern, wie z. B. in elektrischen Erdungssystemen. Da Kupfer weich und verschlei?anf?llig ist, wird es oft legiert (z. B. zu Messing), um seine mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Zu den Kupferlegierungssorten für Schrauben geh?ren: H62, H65, H68.

Oberfl?chenbehandlungen für Schrauben

Der Hauptzweck einer Oberfl?chengüte ist es, Schrauben vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit, Chemikalien und extremen Temperaturen zu schützen, die zu Rost, Zersetzung oder Ausfall führen k?nnen. Darüber hinaus k?nnen Oberfl?chenbeschichtungen die Reibung bei der Montage verringern, das Verh?ltnis zwischen Drehmoment und Spannung verbessern und ein poliertes Aussehen für sichtbare Anwendungen bieten. 

Verzinkung

Die Verzinkung ist aufgrund ihrer Kosteneffizienz und soliden Korrosionsbest?ndigkeit eine der beliebtesten Oberfl?chenveredelungen für Schrauben. Durch Galvanisieren aufgebracht, schützt eine dünne Zinkschicht den darunter liegenden Stahl vor Rost, indem sie als Opferanode fungiert. Zu den Varianten geh?ren klares Zink (gl?nzende Oberfl?che) und gelbes Zink (mit Zusatz von Chromat für zus?tzlichen Schutz). Verzinkte Schrauben sind im Baugewerbe, in der Automobilindustrie und bei allgemeinen Anwendungen weit verbreitet, auch wenn sie in stark korrosiven Umgebungen wie Küstengebieten m?glicherweise nicht ausreichen.

Vernickeln

Die Vernickelung bietet eine gl?nzende, attraktive Oberfl?che mit guter Korrosionsbest?ndigkeit und Verschlei?schutz. Sie wird h?ufig für dekorative Schrauben oder für Anwendungen verwendet, die eine m??ige Best?ndigkeit gegen Umwelteinflüsse erfordern, wie z. B. Haushaltswaren oder Elektronik. Vernickelte Schrauben sind au?erdem anlaufbest?ndig und eignen sich daher für sichtbare Installationen.

Black Oxide

Schwarzes Oxid ist eine chemische Konversionsbeschichtung, die ein glattes, mattschwarzes Aussehen und eine leichte Korrosionsbest?ndigkeit bietet. Sie wird oft mit ?l oder Wachs kombiniert, um den Schutz zu verbessern. Diese Beschichtung wird gerne für Schusswaffen, Werkzeuge und Maschinen verwendet, bei denen ?sthetik und geringes Reflexionsverm?gen erwünscht sind, obwohl sie unter stark korrosiven Bedingungen weniger effektiv ist.

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Was ist eine Oberfl?chenbehandlung?

Die Oberfl?chenbeschaffenheit setzt sich aus drei verschiedenen Elementen zusammen - Rauheit, Schliff und Welligkeit. Es ist jedoch nicht ungew?hnlich, dass der Begriff "Oberfl?chenbeschaffenheit" nur für die Oberfl?chenrauhigkeit verwendet wird. Die Rauheit ist der am h?ufigsten spezifizierte Aspekt der Oberfl?chenbeschaffenheit.

Legen

Der Begriff "Schicht" bezeichnet das vorherrschende Muster auf einer Oberfl?che und die Ausrichtung dieses Musters. Das Muster wird im Allgemeinen durch den Herstellungsprozess erzeugt und kann parallel, senkrecht, kreisf?rmig, kreuzschraffiert, radial, multidirektional oder isotrop (ungerichtet) sein. 

Lay bezieht sich auf das prim?re Muster auf einer Oberfl?che und die Ausrichtung dieses Musters. Es handelt sich in der Regel um ein Nebenprodukt des Herstellungsprozesses. Die verschiedenen Arten des Schnittes k?nnen parallel, senkrecht, kreisf?rmig, kreuzschraffiert, radial, multidirektional oder isotrop (ohne Vorzugsrichtung) sein. 

Welligkeit

Die Welligkeit bezieht sich auf die Oberfl?chenvariationen, die am weitesten auseinanderliegen. Verallgemeinernd kann man sagen, dass periodische Unregelm??igkeiten auf der Oberfl?che gr??er sind als die Stichprobenl?nge, die für die Messung der Rauheit verwendet wird. Dennoch sind sie weniger klein, kürzer und geregelter, als dass sie nicht zu den Ebenheitsfehlern z?hlen. Es ist üblich, dass Oberfl?chenwelligkeit aufgrund von Verwerfungen bei der Erw?rmung und Abkühlung oder aufgrund von Bearbeitungsfehlern auftritt, wobei diese Fehler eine Folge von Rattern oder Durchbiegung sind. 

Die Bewertungsl?nge wird zur Messung der Welligkeit verwendet, und es wird ein Welligkeitsprofil in dieser L?nge erstellt. Das Welligkeitsprofil enth?lt keine Unregelm??igkeiten in der Oberfl?che aufgrund von Rauheit, Ebenheit oder Formabweichungen. Der Abstand zwischen den Spitzen der Wellen wird als Welligkeitsabstand (Wsm) bezeichnet, w?hrend die Wellenh?he durch Parameter wie die durchschnittliche Welligkeit (Wa) oder die Gesamtwelligkeit (Wt) bestimmt wird. Welligkeitsspezifikationen sind weniger üblich als Rauheitsspezifikationen, aber für Lagerlaufringe oder Dichtungsfl?chen sind sie sehr wichtig. 

Oberfl?chenrauhigkeit

Die Oberfl?chenrauhigkeit wird als eng beieinander liegende Erhebungen und Vertiefungen auf einer Oberfl?che bezeichnet und ist das Ergebnis der Materialbeschaffenheit und des Produktionsprozesses.

Kriterien für die Bewertung der Oberfl?chenrauhigkeit

L?nge der Probenahme

Die Probenahmel?nge ist eine bestimmte Bezugsl?nge, die zur Bewertung der Oberfl?chenrauheit verwendet wird. Sie sollte auf der Grundlage der tats?chlichen Formations- und Texturmerkmale der Oberfl?che gew?hlt werden. Die gew?hlte L?nge muss die Rauheitsmerkmale der Oberfl?che genau wiedergeben. Bei der Messung sollte die Abtastl?nge der allgemeinen Konturrichtung der Oberfl?che folgen. Der Zweck der Definition und Auswahl einer Abtastl?nge besteht darin, den Einfluss von Welligkeit und Formfehlern auf die Ergebnisse der Rauheitsmessung zu minimieren.

Bewertung L?nge

Die Auswertungsl?nge ist die Gesamtl?nge, die für die Bewertung der Oberfl?chenrauheit verwendet wird. Sie besteht aus einer oder mehreren Abtastl?ngen. Da die Oberfl?chenrauheit in verschiedenen Bereichen eines Teils variieren kann, kann eine einzige Abtastl?nge die Rauheitscharakteristik nicht vollst?ndig wiedergeben. Um eine genauere Beurteilung zu erhalten, werden mehrere Abtastl?ngen genommen. Normalerweise umfasst die Auswertungsl?nge 5 Abtastl?ngen.

Referenzlinie

Die Bezugslinie ist die Basislinie, die zur Bestimmung der Oberfl?chenrauheitsparameter verwendet wird. Es gibt zwei Arten:

• Kleinste-Quadrate-Mittelwertlinie: Geometrische Konturlinie, die die Summe der quadratischen Abweichungen aller Punkte innerhalb der Stichprobenl?nge minimiert. Sie bietet eine ideale mathematische Darstellung des Oberfl?chenprofils.
• Linie des arithmetischen Mittels: Diese Linie gew?hrleistet, dass die Fl?chen des Profils oberhalb und unterhalb der Linie innerhalb der Stichprobenl?nge gleich sind.

Die Linie des kleinsten quadratischen Mittelwerts ist die ideale Referenzlinie, aber in der Praxis schwer anzuwenden. Daher wird stattdessen h?ufig das arithmetische Mittel verwendet. Eine gerade Linie mit ?hnlicher Lage wird bei der Messung oft als N?herung verwendet.

Terminologie der Oberfl?chenrauhigkeit

Ra - Der numerische Durchschnitt aller Spitzen und T?ler über die gesamte Auswertungsl?nge. Er wird auch als Center Line Average (CLA) bezeichnet.

Rz - Der Durchschnitt der aufeinanderfolgenden h?chsten Spitzen und tiefsten T?ler. Der vertikale Abstand zwischen dem h?chsten Gipfel und dem tiefsten Tal, der Abstand zwischen dem zweith?chsten Gipfel und dem zweittiefsten Tal usw. Dies wird in der Regel für die fünf gr??ten Abweichungen durchgeführt, und dann wird ein Durchschnitt berechnet. Auf diese Weise k?nnen Fehler vermieden werden, da Ra relativ unempfindlich gegenüber einigen Extremen ist.

Rmax - Der vertikale Abstand zwischen dem h?chsten Gipfel und dem tiefsten Tal, berechnet innerhalb der Stichprobenl?nge.

Rp - Der berechnete Abstand zwischen der h?chsten Spitze des Profils und der mittleren Linie innerhalb der Auswertungsl?nge.

Rv - Der berechnete Abstand zwischen dem tiefsten Tal des Profils und der mittleren Linie innerhalb der Auswertungsl?nge.

Umrechnungstabelle für Oberfl?chenrauhigkeit

Die nachstehende Tabelle zeigt die Umrechnung zwischen Industriestandardeinheiten für die Messung der Oberfl?chenrauheit. Das Wissen um die Umrechnung einer alternativen Industriestandard-Einheit - z. B. der Oberfl?chenrauheit Ra in metrischen und imperialen Ma?einheiten - in die ISO-Norm k?nnte für die von Ihnen gewünschte Oberfl?chengüte sehr hilfreich sein. 

Messung der Oberfl?chenrauhigkeit

Es gibt verschiedene Methoden zur Messung der Oberfl?chenrauheit, die im Allgemeinen in 4 Arten unterteilt werden k?nnen: Kontaktmessung, berührungslose Messung, Vergleich mit bekannten Proben und prozessbegleitende Methoden.

Kontakt-Stift-Profilometer

Die berührende Messung ist die am h?ufigsten verwendete Methode. Dieser Diamanttaster bewegt sich auf und ab, wenn er auf Spitzen und T?ler trifft. Die Verschiebung wird in digitale Werte umgewandelt und auf dem Bildschirm des Profilometers angezeigt. Mit dieser Methode werden oft bis zu 20 mm gemessen. Profilometer sollten nicht für weiche oder leicht verformbare Oberfl?chen verwendet werden, da der Kontakt die Oberfl?chenstruktur ver?ndern kann.

Berührungslose Methoden

Bei der berührungslosen Messung wird die Oberfl?chenrauheit mit direktem Kontakt optisch oder mit Licht gemessen, z. B. mit der konfokalen Laserscanning-Mikroskopie und der Lasertriangulation. Ein Strahl wird auf die Oberfl?che projiziert, um die Beugung und die reflektierten Signale zu messen. Diese Methoden sind ideal für weiche Materialien und komplexe Geometrien, da sie die Oberfl?che nicht berühren. Die Genauigkeit wird jedoch leicht durch das Reflexionsverm?gen und die Farbe der Oberfl?che beeintr?chtigt. 

Methoden zum Vergleich

Die Hersteller k?nnen die Rauheitsparameter bewerten, indem sie die Oberfl?che mit dem Muster mit taktilen und visuellen Sinnen vergleichen.

In-Process-Methoden

prozessbegleitende Methoden wie die Induktivit?t, die die Oberfl?chenrauheit mit Hilfe von magnetischen Materialien und elektromagnetischer Energie misst. Der gemessene Parameterwert kann dann helfen, vergleichbare Rauheitsparameter zu ermitteln. 

Wie w?hlt man die geeignete Oberfl?chenrauhigkeit?

Bei einigen Anwendungen spielt die Oberfl?chenrauheit keine gro?e Rolle. In verschiedenen anderen Szenarien ist sie jedoch von gro?er Bedeutung. Bei kritischen Anwendungen kann sich die Oberfl?chenrauheit auf die Funktionalit?t, Leistung, Haltbarkeit und das Aussehen von Teilen auswirken. Sie wirkt sich auch auf die Bearbeitungszeit und die Kosten aus.

Die Anforderungen an die Oberfl?chenrauhigkeit bei der CNC-Bearbeitung variieren je nach Anwendung. Es gibt keine von Natur aus gute oder schlechte Oberfl?chenrauhigkeit, sondern es kommt darauf an, ob sie den spezifischen Anforderungen entspricht. Daher ist es von gro?er Bedeutung, die geeignete Oberfl?chenrauheit für die CNC-Bearbeitung Ihres Werkstücks zu bestimmen. Die folgenden Faktoren sollten bei der Auswahl berücksichtigt werden.

Funktionsweise und Zweck

Bei der Wahl der richtigen Oberfl?chenrauheit für die CNC-Bearbeitung ist der Verwendungszweck Ihres Teils die wichtigste überlegung. Die Oberfl?chenrauheit kann sich auf die Eigenschaften Ihres Teils auswirken und darauf, wie es mit anderen Teilen und der Arbeitsumgebung interagiert. Sie kann den Reibungskoeffizienten, den Ger?uschpegel, die Verschlei?festigkeit, das Absorptionsverm?gen, die optischen Eigenschaften, die Tragf?higkeit, die Haltbarkeit, die elektrische Leitf?higkeit, die Schmierung und viele andere Funktionen und Eigenschaften beeinflussen. In der nachstehenden Tabelle sind die verschiedenen Funktionen von CNC-gefertigten Teilen, die Auswirkungen der Oberfl?chenrauhigkeit auf diese Funktionen und die entsprechenden empfohlenen Oberfl?chenrauhigkeitswerte aufgeführt.

Die nachstehende Tabelle zeigt die übliche Rauheit für verschiedene Fertigungsverfahren.

Kosten und Produktionszeit

Das Erreichen einer glatteren Oberfl?chenrauheit bei der CNC-Bearbeitung erfordert einen h?heren Bearbeitungsaufwand. Um niedrige Rauheitswerte zu erreichen, sind niedrigere Maschinengeschwindigkeiten, feinere Vorschübe und flachere Schnitte erforderlich. Bei Ra-Werten von 0,4 und darunter kann zus?tzliches Polieren erforderlich sein. Der pr?zise Fertigungsprozess und diese zus?tzlichen Schritte erfordern mehr Zeit und Mühe, was wiederum die Produktionskosten in die H?he treibt.

über SogaWorks

SogaWorks ist eine All-in-One-Online-Plattform für kundenspezifische mechanische Teile, die über 1.000 erstklassige Fabriken verbindet, um Start-ups und gro?e Unternehmen zu bedienen. Wir bieten flexible Fertigungsl?sungen für Rapid Prototyping, Kleinserien und Gro?serien mit Dienstleistungen wie CNC-Bearbeitung, 3D-Druck, Blechfertigung, Urethanguss und Spritzguss. Mit unserer KI-gesteuerten Angebotserstellung kann SogaWorks innerhalb von 5 Sekunden Angebote erstellen, die beste Kapazit?t ermitteln und jeden Schritt verfolgen. Dies verkürzt die Lieferzeiten und steigert die Produktqualit?t.

Surface Roughness: Ra Standard, Measure Methods最先出現(xiàn)在SogaWorks。

Was ist Aluguss?

Aluminiumgusslegierungen sind Legierungen auf Aluminiumbasis, die durch eine Art Gie?verfahren in Form gebracht werden. Im Gegensatz zu Knetaluminium, das durch mechanische Verfahren wie Walzen oder Strangpressen in Form gebracht wird, wird Gussaluminium geschmolzen und in Formen gegossen, dann abgekühlt und in die gewünschte Form gebracht. Das Gie?verfahren erm?glicht die Herstellung sehr komplexer Geometrien, die mit anderen Methoden nur schwer zu realisieren sind.

Zusammensetzung von Aluminiumgusslegierungen

Aluminiumgusslegierungen bestehen haupts?chlich aus Aluminium (Al) zusammen mit einem oder mehreren Legierungselementen wie Silizium (Si), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Zink (Zn) und Mangan (Mn).

Diese Elemente werden als Legierungselemente hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. 

Arten von Aluminiumguss

Die Klassifizierung von Aluminiumgusslegierungen basiert haupts?chlich auf der elementaren Beschaffenheit der wichtigsten Legierungselemente, die wiederum die Eigenschaften der Legierung entscheidend beeinflussen. Es gibt vier Hauptkategorien: A1-Si, Al-Mg, Al-Cu und Al-Zn. Jede hat ihre eigenen Merkmale und eignet sich für verschiedene Aufgaben in unterschiedlichen Branchen.

Aluminium-Silizium-Legierungen (Al-Si)

Aluminium-Silizium-Legierungen geh?ren aufgrund ihrer au?ergew?hnlichen Gie?eigenschaften und ihrer guten Verschlei?festigkeit zu den in der Fertigung am h?ufigsten verwendeten Aluminiumgusslegierungen. Diese Legierungen enthalten Silizium zwischen 10% und 25% und haben eine geringe Dichte, einen niedrigen W?rmeausdehnungskoeffizienten und eine hohe spezifische Festigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sie sich gut für Bauteile wie Motorbl?cke, Zylinderk?pfe und R?der.

Beispiele für Güteklassen: A356, A360, A413

Aluminium-Magnesium-Legierungen (Al-Mg)

Al-Mg-Legierungen sind aufgrund ihrer Korrosionsbest?ndigkeit, ihrer mittleren bis hohen Festigkeit und ihrer guten Schwei?barkeit nach wie vor von Bedeutung. Mit einem Magnesiumgehalt, der in der Regel zwischen 0,5-12% liegt, weisen diese Legierungen verbesserte mechanische Eigenschaften auf, die in der Luft- und Raumfahrt auf der Suche nach hochfesten und leichten Materialien wie Schiffsstrukturen, Flugzeugfahrwerken sowie Lebensmittel- und Getr?nkeverpackungen zum Einsatz kommen. 

Aluminium-Kupfer-Legierungen (Al-Cu)

AI-Cu-Legierungen weisen für ihren Kupfergehalt, der im Allgemeinen zwischen 2-10% liegt, eine gute Festigkeit und ausgezeichnete Bearbeitbarkeit auf. Die wichtigsten Anwendungsbereiche sind die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und der Hochbau.

Beispiel für Benotungen: A295

Aluminium-Zink-Legierungen (Al-Zn)

AI-Zn-Legierungen sind für ihre h?heren Festigkeiten bekannt, insbesondere wenn sie w?rmebehandelt werden. Aufgrund ihrer hohen Leistungsf?higkeit werden Al-Zn-Legierungen h?ufig in der Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

 Beispiel für Güteklassen: A712.2

G?ngige Aluminiumgusslegierungen

A356: Ein Werkstoff für die Automobil- und Luft- und Raumfahrtindustrie mit guter Dehnbarkeit und Festigkeit.

A360: Es ist bekannt für seine Gie?barkeit, Festigkeit und Korrosionsbest?ndigkeit und wird h?ufig für Automobilteile wie R?der und Motorkomponenten verwendet.

A380: Da es als flüssigkeits- und druckdicht gilt, wird es haupts?chlich für den Druckguss verwendet.

A390: Ein vielseitiger Werkstoff mit h?herer Festigkeit, gr??erer H?rte und besserer Korrosionsbest?ndigkeit.

A413: Eine Legierung mit guter Gie?barkeit und bemerkenswerter Druckdichtigkeit; eine Alternative zu A380.

ADC12: Eine in Asien weit verbreitete Legierung für Druckguss mit guten mechanischen Eigenschaften und Gie?barkeit. 

Verfahren zum Gie?en von Aluminium

Der Schmelzvorgang ist der erste Schritt bei der Herstellung von Aluminiumguss. Dabei werden Rohstoffe geschmolzen, in der Regel Prim?raluminium, recyceltes Aluminium und Legierungselemente. Der Schmelzvorgang findet in ?fen mit 700°C bis 800°C statt. Zu den wichtigsten Aspekten beim Schmelzen geh?ren:

Schutz vor Oxidation. Aluminium oxidiert leicht, wenn es der Luft ausgesetzt wird, und bildet eine Schicht aus Aluminiumoxid (Al2O3). Um die Oxidation zu verringern, werden Inertgase oder Flussmittel eingesetzt.

Homogenit?t der Legierung. Das richtige Mischen von Legierungselementen stellt sicher, dass eine einheitliche Zusammensetzung und einheitliche Eigenschaften erzielt werden.

Für die Herstellung von Aluminiumgussteilen gibt es zahlreiche Gie?verfahren, die alle ihre Vor- und Nachteile haben.

Sandgie?en

Dieses Sandgussverfahren ist eines der ?ltesten und vielseitigsten im Aluminiumguss. Bei diesem Verfahren wird eine Dauerform aus einem Sandgemisch hergestellt und geschmolzenes Metall in diese Form gegossen. Das Verfahren eignet sich sehr gut für gr??ere, komplexere Aluminiumteile und erm?glicht Flexibilit?t in Bezug auf Gr??e und Form des Teils.

Vorteile: Geringe Kosten, geeignet für gro?e und komplexe Teile und flexible Gestaltungsm?glichkeiten.

Nachteilig: Im Vergleich zu anderen Verfahren geringere Ma?haltigkeit und Oberfl?chengüte.

Druckgie?en

Druckguss ist die Methode der Schnelligkeit und Effizienz. Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Aluminium unter sehr hohem Druck direkt in eine Matrize oder Form gespritzt.

Vorteile: Hohe Produktionsraten, hervorragende Ma?genauigkeit und glatte Oberfl?chen.

Nachteilig: Hohe anf?ngliche Werkzeugkosten, begrenzt auf kleinere Gussstücke.

Feinguss

Beim Feinguss wird ein Wachsmodell mit einem keramischen Schlamm beschichtet, um eine Form herzustellen, die dann erhitzt wird, um das Wachs zu schmelzen, und dann mit geschmolzenem Aluminium gefüllt wird. Es eignet sich gut für die Herstellung von dünnwandigen Aluminiumgussteilen mit einer Mindestwandst?rke von 0,40 mm. 

Vorteile: Hohe Pr?zision, hervorragende Oberfl?chengüte und die M?glichkeit, komplexe Formen zu erzeugen.

Benachteiligungen: Kostspieliger und zeitaufw?ndiger Prozess.

Kokillengie?en

Bei der Dauerformgusstechnik werden Metallformen verwendet, die wiederverwendet werden k?nnen. Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Aluminium durch Schwerkraft oder geringen Druck in die Dauerform gegossen. Dieses Verfahren eignet sich für m??ige Mengen von Aluminiumgussteilen.

Vorteile: Gute Oberfl?chengüte, Ma?genauigkeit und schnellere Produktionszeit im Vergleich zum Sandguss.

Nachteilig: Die Werkzeuge sind teurer und auf einfache Geometrien beschr?nkt.

Eigenschaften und Vorteile von Gussaluminium

Mechanische Eigenschaften

Aluminiumgusslegierungen weisen je nach ihrer Zusammensetzung und den vorherrschenden W?rmebehandlungen eine Reihe von mechanischen Eigenschaften auf.

Leichtes Gewicht

Leichtigkeit ist ein weiteres gro?artiges Attribut von Aluminiumguss, es wiegt etwa 2,57-2,95 g/cm3, was es leicht macht im Vergleich zu Materialien wie Gusseisen und Stahl. Dieses geringere Gewicht sorgt für ein gutes Verh?ltnis zwischen Festigkeit und Gewicht, was von Vorteil ist, wenn sowohl Festigkeit als auch geringes Gewicht erforderlich sind.

Korrosionsbest?ndigkeit

Aluminiumgusslegierungen sind an der Oberfl?che mit einer Oxidschicht überzogen, die einen Schutzschild bildet und diesen Legierungen eine ausgezeichnete Korrosionsbest?ndigkeit verleiht. Aus diesem Grund werden sie für Anwendungen in korrosiven und feindlichen Umgebungen verwendet, z. B. für Schiffs- und Automobilkomponenten.

Hohe thermische und elektrische Leitf?higkeit

Aluminiumguss eignet sich für W?rmetauscher, Elektronikgeh?use und elektrische Bauteile, da sich Aluminium auch durch eine hohe thermische und elektrische Leitf?higkeit auszeichnet.

W?rmeleitf?higkeit: 87-233 W/m-K

Elektrische Leitf?higkeit: 21-45 %

Hohe Qualit?t 

Aluminiumgusslegierungen bieten eine gute Ma?haltigkeit und Oberfl?chengüte. Die Ma?toleranz liegt normalerweise zwischen IT6 und IT7 und kann in bestimmten F?llen IT4 erreichen. Die Oberfl?chenrauheit liegt in der Regel im Bereich von Ra 5 bis Ra 8, was den Bedarf an weiterer Nachbearbeitung reduziert. Es sei auch darauf hingewiesen, dass gegossene Aluminiumlegierungen eine h?here Festigkeit und H?rte aufweisen als sandgegossene Teile, wobei die Festigkeit normalerweise um über 25% bis 30% erh?ht und die Dehnung um etwa 70% verringert wird. Die mechanischen Eigenschaften sind trotz des Rückgangs der Dehnung für viele Anwendungen geeignet. Darüber hinaus k?nnen mit Aluminiumguss dünnwandige und komplexe Teile gegossen werden, wie z. B. Gussteile aus Zinklegierungen mit einer Mindestwandst?rke von 0,3 mm und Aluminiumgussteile mit einer Mindestst?rke von 0,5 mm; die Produktion weist Gussl?cher mit einem Durchmesser von nur 0,7 mm auf, und die Gewinde haben eine Mindeststeigung von nur 0,75 mm.?

Wirtschaftlicher Nutzen

Aufgrund der gro?en Genauigkeit und Oberfl?chengüte von Aluminiumgussteilen erfordern im Allgemeinen keine oder nur geringe zus?tzliche Bearbeitungsschritte. Diese Verbesserung bezieht sich auf die Nutzung von Metallen, die Verringerung umfangreicher Bearbeitungsmaschinen und die Einsparung von Arbeitskr?ften. Au?erdem sind Aluminiumgussteile aufgrund der Effizienz des Gie?verfahrens relativ billiger. 

Qualit?tskontrolle bei der Herstellung von Aluminiumguss

Defekt-Erkennung

Porosit?t, Schrumpfung, Risse und Einschlüsse sind einige der Fehler, die beim Gie?en von Aluminium auftreten k?nnen. Es gibt verschiedene Methoden zur Erkennung von Fehlern, darunter:

• Visuelle Inspektion: Beobachtung von Oberfl?chenfehlern.
• R?ntgenaufnahmen und CT-Scans: Erkennen von inneren Defekten.
• Ultraschallprüfung: Messung der inneren Festigkeit und Dicke.
• Farbeindringprüfung: Zur Aufdeckung von Oberfl?chenrissen.

Ma?genauigkeit

Die Genauigkeit beim Gie?en ist sehr wichtig, vor allem für die korrekte Funktion und Passform. Um die Ma?genauigkeit zu gew?hrleisten, werden verschiedene Techniken wie Koordinatenmessmaschinen (KMG) und Laserscanner eingesetzt.

Oberfl?che

Das Oberfl?chenfinish wird durch Eloxieren, Polieren und Beschichten erreicht. Eloxieren ist eine h?ufig verwendete Oberfl?chenbehandlung, die die Korrosionsbest?ndigkeit erh?ht und das Aussehen verbessert.

Zukünftige Trends in der Aluminiumgussproduktion

Additive Fertigung

3D-Druck von Metall erfreut sich zunehmender Beliebtheit, da es eine effiziente und schnelle M?glichkeit bietet, komplexe Geometrien zu konstruieren und dabei wenig Material zu verschwenden. Es eignet sich hervorragend für die Herstellung von Prototypen und Kleinserien. 

Nachhaltige Produktion

Metall hat eine viel l?ngere Lebensdauer, und der Recyclingprozess von Aluminium erfordert nur etwa 5% Energie und ist daher umweltfreundlicher. Die Industrie setzt erfolgreich auf geschlossene Kreislaufsysteme zur Abfallminimierung.

Fortschrittliche Legierungen

Die Forschung ist noch im Gange, um neue Aluminiumgusslegierungen zu synthetisieren, die bessere Eigenschaften wie h?here Zugfestigkeit, bessere W?rmeleitf?higkeit und Korrosionsbest?ndigkeit aufweisen. 

Schlussfolgerung

Aluminiumguss ist einer der wichtigsten Werkstoffe in der modernen Fertigung und bietet eine Mischung aus Leichtigkeit, Festigkeit und Vielseitigkeit, die von vielen Branchen gesucht wird. Das Verst?ndnis der Zusammensetzung, des Herstellungsprozesses, der Eigenschaften und der Anwendungen von Aluminiumguss erm?glicht es den Herstellern, Aluminiumguss in einer Weise zu nutzen, die sich für die Herstellung innovativer, leistungsstarker Produkte eignet. Die Industrie entwickelt sich weiter und macht Fortschritte im Leichtbau, additive Fertigungund Nachhaltigkeit werden die Horizonte des Aluminiumgusses noch erweitern. Dieser Leitfaden ist eine Fundgrube für alle, die ihr Wissen über Aluminiumguss und seine Stellung im Produktionsumfeld vertiefen m?chten.

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Was ist ein Kolben?

Als Kolben bezeichnet man das zylindrische, mechanische Element, das sich in den W?nden eines Zylinders in einem Motor oder einem Kompressor hin und her bewegt. Dieses Teil ist für den Betrieb eines Verbrennungsmotors unverzichtbar, da die durch den Verbrennungsprozess erzeugte Energie durch den Kolben in praktische mechanische Arbeit umgewandelt werden kann. Die Funktionsweise eines Arbeitskolbens besteht darin, dass die Pleuelstange die durch die Verbrennung erzeugte Kraft auf die Kurbelwelle übertr?gt. Die Pleuelstange stellt den Kontakt zwischen dem Kolben und der Kurbelwelle her. Da der Kolben unter unglaublich hohem Druck arbeitet und zudem w?hrend seines Betriebs sehr strengen Temperatur- und Reibungsbeschr?nkungen unterworfen ist, sind Konstruktion und Auswahl des Kolbens von entscheidender Bedeutung für die Gesamtleistung und Lebensdauer der Anwendungen.

Aufbau eines Kolbens

Der Kolben ist in der Regel ein zylindrisches Teil, das so konstruiert ist, dass es eng in die W?nde eines Zylinders passt. Die meisten modernen Kolben werden aus Aluminium- oder Eisenlegierungen hergestellt; diese Metalle werden aufgrund ihrer Festigkeit und ihres geringen Gewichts ausgew?hlt. Zu den wichtigsten Teilen eines Kolbens geh?ren:

Kolbenkopf: Die obere Fl?che des Kolbens, die den von den Verbrennungsgasen ausgeübten Druck aufnimmt. Form und Gr??e des Kolbenbodens beeinflussen wiederum die Gestaltung des Verbrennungsraums und damit die Kraftstoffeffizienz und die Leistungsabgabe.

Kolbenwand: Die zylindrischen Seitenw?nde des Kolbens sind so konzipiert, dass sie dem Gasdruck und der Reibung standhalten. Sie haben eine bestimmte Dicke und Materialzusammensetzung, um thermische Ausdehnung zu erm?glichen und Verformung bei hohen Temperaturen zu verhindern.

Kolbenringe: Diese sind an der Kolbenwand befestigt und werden üblicherweise in Kompressionsringe und ?lringe unterteilt. Die Kompressionsringe dichten den Zylinder ab, so dass die Verbrennungsgase nicht entweichen k?nnen, und die ?lringe regulieren die ?lfilmdicke, so dass kein ?l in den Brennraum gelangen kann.

Kolbenbolzen: Eine Welle, die den Kolben mit der Pleuelstange verbindet und so die vertikale Bewegung des Kolbens im Zylinder erm?glicht, wodurch die aus der Verbrennung gewonnene Energie in mechanische Bewegung umgesetzt wird.

Materialien für die Kolbenbearbeitung

Die Auswahl des richtigen Werkstoffs ist von entscheidender Bedeutung, um eine optimale Leistung des Kolbens in einer bestimmten Anwendung zu gew?hrleisten. Die idealen Werkstoffe für die Kolben müssen die folgenden grundlegenden Anforderungen erfüllen:

Thermische Stabilit?t: Niedriger W?rmeausdehnungskoeffizient und hohe Best?ndigkeit gegen Temperaturschwankungen.

Leichtes Gewicht: Geringere Dichte zur Minimierung der Tr?gheitskr?fte bei Wechselbewegungen.

Hohe mechanische Festigkeit: Der Werkstoff sollte eine hohe Zugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit und Dehnung bei erh?hten Temperaturen aufweisen.

Abriebfestigkeit: Es hat eine gute Verschlei?festigkeit, Korrosionsbest?ndigkeit und geringe Reibung unter Grenzschmierbedingungen.

Bearbeitbarkeit: Es ist gut gie?bar, l?sst sich leicht schneiden und ist mit W?rmebehandlungsverfahren kompatibel.

Kostenwirksamkeit: Die Materialien müssen ein ausgewogenes Verh?ltnis zwischen Leistung und Kosten aufweisen.

Das vorherrschende Material für moderne Kolben ist AluminiumlegierungenSie werden vor allem wegen ihrer hervorragenden Eigenschaften und Vorteile verwendet. Die h?ufigsten Arten von solchen Legierungen sind:

Aluminium-Kupfer-Legierungen (z. B. Y-Legierung): Hohe Ermüdungsfestigkeit und gute Bearbeitbarkeit, aber mit hoher Dichte und hohem W?rmeausdehnungskoeffizienten; daher in der heutigen Zeit nicht mehr so h?ufig verwendet.

Untereutektische Aluminium-Silizium-Legierungen: Diese Speziallegierungen mit einem Siliziumgehalt von etwa 8,5 bis 10,5 Prozent eignen sich besonders für den Einsatz in niedrig belasteten Benzinmotoren, wo ihre Eigenschaften voll ausgenutzt werden k?nnen. Diese Legierungen sind zwar sehr gut gie?bar und k?nnen ohne allzu gro?e Schwierigkeiten in eine Vielzahl von Formen gegossen werden, doch ist ihre allgemeine Verwendung durch die Probleme, die ihre h?here W?rmeausdehnung mit sich bringt, etwas eingeschr?nkt.

Eutektische Aluminium-Silizium-Legierungen: Sie enthalten ~12% Silizium und werden in gro?em Umfang in Benzin- und Dieselmotoren verwendet. Sie haben eine geringe W?rmeausdehnung, eine ausgezeichnete Verschlei?festigkeit und gute Gie?eigenschaften, aber eine geringere W?rmeleitf?higkeit und Bearbeitbarkeit.

übereutektische Aluminium-Silizium-Legierungen: Mit einem hohen Siliziumgehalt von 18% bis 23% verfügen diese Speziallegierungen über ausgezeichnete Eigenschaften und eine hervorragende Widerstandsf?higkeit gegen Hitze und Verschlei? im Laufe der Zeit. Trotz ihrer vorteilhaften Eigenschaften stellen sie jedoch sowohl bei der Bearbeitung als auch beim Gie?en sehr gro?e Herausforderungen dar. Diese Legierungen eignen sich daher besonders für Anwendungen, die hohen Belastungen ausgesetzt sind, insbesondere bei fortschrittlichen Motorkonstruktionen und -funktionen.

Methoden der Kolbenrohlingsformung

Druckgie?en

Druckguss ist das g?ngigste Verfahren für die Herstellung von Aluminiumkolbenrohlingen, bei dem geschmolzenes Aluminium in eine Metallform gegossen wird. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der hohen Ma?genauigkeit und Kosteneffizienz. Es k?nnen jedoch Defekte wie thermische Risse und Porosit?t auftreten.

Schmieden

Die geschmiedeten Kolben werden in Hochleistungsmotoren eingesetzt. Das Verfahren führt zu feinen Kornstrukturen, hoher Festigkeit und ausgezeichneter W?rmeleitf?higkeit. Die übereutektischen Legierungen k?nnen jedoch wegen ihrer Spr?digkeit nicht geschmiedet werden. Sie erfordern eine sehr sorgf?ltige Kontrolle der Schmiede- und W?rmebehandlungsparameter, um alle Eigenspannungen zu beseitigen.

Flüssigmetall-Schmieden

Eine Hybridtechnik, die sowohl Aspekte des Gie?ens als auch des Schmiedens nutzt, ist das Flüssigmetallschmieden, bei dem geschmolzenes Metall in eine speziell konstruierte Form gegossen wird. Nach dem Gie?en des Metalls wird Druck ausgeübt, um die Verfestigung des Materials in der Form zu unterstützen. Auf diese Weise lassen sich auf innovative Weise dichte Strukturen mit sehr geringen Gussfehlern und damit ein sehr effektives Verfahren herstellen. In Anbetracht seiner zahlreichen Vorteile wird das Flüssigmetallschmieden in gro?em Umfang für die Herstellung moderner Kolbenbauteile eingesetzt.

W?rmebehandlung bei der maschinellen Bearbeitung von Kolben

Das W?rmebehandlungsverfahren verbessert die mechanischen und thermischen Eigenschaften von Kolben erheblich und macht sie dadurch leistungsf?higer und langlebiger. Die üblichen Schritte im Behandlungsprozess sind:

• Behandlung der Alterung: Der Kolben sollte 5 Stunden lang auf 220 °C oder 7-9 Stunden lang auf 205 °C erhitzt werden, um die Abmessungen zu stabilisieren und die H?rte zu verbessern.
• T6-Behandlung: L?sungsbehandlung bei 500°C für 4-6 Stunden, gefolgt von einer Alterung bei 190°C für 8 Stunden zur Verbesserung der Festigkeit und H?rte.
• T7-Behandlung: Wie T6, jedoch bei h?heren Alterungstemperaturen, um ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Duktilit?t zu erreichen.

Bearbeitungsverfahren für Kolben

Bei der Massenproduktion von Kolben werden automatisierte Bearbeitungslinien eingesetzt, um die Effizienz und den Aussto? zu erh?hen. Diese umfassen die folgenden Arbeitsg?nge:

CNC-Pr?zisionsbearbeitung: CNC-Maschinen geh?ren zu den wichtigsten Werkzeugen bei der Durchführung grundlegender Arbeiten wie dem Profilieren von Schürzen. Dieser Vorgang erfordert in der Regel ein elliptisches oder tonnenf?rmiges Design, da eine solche Form zwingend erforderlich ist, um eine optimale Leistung des Endprodukts zu gew?hrleisten.

Spezialisierte Ausrüstung: Spezielle Maschinen sind darauf ausgelegt, nicht-zylindrische Merkmale, einschlie?lich Nadell?cher und komplexe Innengeometrien, fachgerecht zu bearbeiten. Diese Liebe zum Detail gew?hrleistet, dass w?hrend des gesamten Prozesses enge Toleranzen eingehalten werden.

Gewichtsausgleich: Alle im Motor verwendeten Kolben sind gewichtsm??ig genau aufeinander abgestimmt, um eine korrekte Motorbalance und optimale Leistung zu gew?hrleisten. Dies geschieht natürlich innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs; die zul?ssige Abweichung betr?gt ±2 Gramm für leichte Fahrzeuge und ±4 Gramm für schwere Motoren.

Oberfl?chengüte bei der Kolbenbearbeitung

Oberfl?chenbehandlungen k?nnen die Haltbarkeit und Leistung von Kolben verbessern:

Zinn- oder Bleibeschichtung: Bietet hervorragende Gleiteigenschaften und verkürzt die Einlaufzeit.

Graphit-Beschichtung: Sie wird bei hohen Belastungen eingesetzt, um den Verschlei? zu verringern und die Schmierung zu verbessern.

Eloxieren: Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, bei dem eine schützende, etwa 0,1 Millimeter dicke Oxidschicht gebildet wird, die die W?rmebest?ndigkeit erheblich erh?ht.

Keramische Beschichtung: Wird auf Kolbenb?den aufgetragen, um extremen Temperaturen zu widerstehen und die W?rmeübertragung zu verringern.

Eins?tze aus Verbundwerkstoffen: Materialien wie Keramikfasern oder gesch?umte Metalle wurden verwendet, um die W?rmed?mmung deutlich zu verbessern und gleichzeitig hohe Temperaturen und eine geringere Ausdehnung zu bew?ltigen.

Schlussfolgerung

Die Kolbenbearbeitung ist ein hochkomplexer und anspruchsvoller Prozess, bei dem fortschrittliche Werkstoffe, Pr?zisionsfertigungstechniken und modernste Oberfl?chenbehandlungen perfekt kombiniert werden, um eine optimale Leistung zu erzielen. Innovationen in der Werkstoffkunde, insbesondere die Entwicklung übereutektischer Legierungen, in Verbindung mit fortschrittlichen Fertigungsverfahren wie dem Flüssigmetallschmieden sorgen dafür, dass Kolben die st?ndig steigenden und anspruchsvollen Anforderungen moderner Motorkonstruktionen erfüllen k?nnen. Durch den Einsatz modernster Technologien wie der CNC-Bearbeitung k?nnen die Hersteller w?hrend des gesamten Kolbenproduktionsprozesses ein unübertroffenes Ma? an Pr?zision, herausragender Effizienz und au?ergew?hnlicher Zuverl?ssigkeit erreichen.

Mastering Piston Machining: Techniques, Materials and Finishes最先出現(xiàn)在SogaWorks。