Trước khi phòng ngừa, điều quan trọng là xác định tại sao các vết nứt lại xuất hiện trong các bộ phận gia công CNC. Dựa trên hơn 3 năm kinh nghiệm gia công thực tế, chúng tôi nhận thấy các nguyên nhân chính bao gồm:
Ứng suất dư trong quá trình gia công: Tốc độ cắt hoặc tốc độ nạp quá mạnh có thể tạo ra ứng suất bên trong.
Khuyết tật vật liệu: Tạp chất hoặc cấu trúc vi mô không đồng đều trong các kim loại như Al6061 hoặc thép không gỉ làm tăng khả năng nứt.
Hiệu ứng nhiệt: Nhiệt độ quá cao trong quá trình phay hoặc tiện tốc độ cao có thể khởi đầu các vết nứt nhỏ.
Kẹp không đúng cách: Áp lực kẹp không đều làm biến dạng các bộ phận trong quá trình gia công.
Mẹo: Sử dụng xử lý nhiệt giảm ứng suất trước khi hoàn thiện độ chính xác cao để giảm sự hình thành vết nứt lên đến 45% (đã thử nghiệm trên 50 lô nhôm CNC).
Phát hiện vết nứt trước khi lắp ráp hoặc sau khi gia công giúp tiết kiệm thời gian và giảm sản lượng bị lỗi. Các phương pháp NDT được khuyến nghị:
| Phương pháp | Ưu điểm | Hạn chế | Trường hợp sử dụng thực tế |
|---|---|---|---|
| Kiểm tra thẩm thấu màu (DPI) | Đơn giản, chi phí thấp | Chỉ bề mặt | Các bộ phận CNC bằng nhôm có vết nứt có thể nhìn thấy |
| Kiểm tra siêu âm (UT) | Phát hiện các vết nứt bên dưới bề mặt | Yêu cầu người vận hành có kinh nghiệm | Các bộ phận titan cấp hàng không vũ trụ |
| Kiểm tra hạt từ (MPT) | Nhanh chóng, hiệu quả đối với kim loại đen | Không dùng cho vật liệu không từ tính | Nguyên mẫu bánh răng bằng thép không gỉ |
| Kiểm tra tia X | Phát hiện các vết nứt nhỏ, lỗ rỗng bên trong | Đắt tiền, chậm hơn | Cấy ghép y tế quan trọng |
Trường hợp thực tế: Sử dụng UT trên 100 lô bánh răng thép chính xác, 12% các bộ phận có các vết nứt nhỏ ẩn đã được phát hiện trước khi lắp ráp, ngăn ngừa các hỏng hóc tốn kém.
Điều chỉnh cài đặt máy giúp giảm đáng kể các vết nứt do ứng suất. Các biện pháp thực tế bao gồm:
Điều chỉnh tốc độ nạp và tốc độ trục chính: Tốc độ chậm hơn làm giảm sự tích tụ nhiệt, đặc biệt là trên các bộ phận thành mỏng.
Sử dụng dụng cụ sắc bén, có lớp phủ: Dụng cụ cacbua hoặc phủ TiAlN làm giảm ma sát và nhiệt cắt.
Chiến lược bước xuống: Cắt sâu nông cho các lớp hoàn thiện ngăn ngừa sự tích tụ ứng suất đột ngột.
Lưu ý kinh nghiệm: Trong xưởng CNC của chúng tôi, việc chuyển từ độ sâu cắt 2 mm xuống 0,8 mm cho các bộ phận phay Al6061 đã giảm 37% các khuyết tật nứt có thể nhìn thấy.
Chất lượng vật liệu là rất quan trọng. Khuyến nghị:
Chọn hợp kim cao cấp: Sử dụng nhôm đạt chuẩn hàng không vũ trụ, thép không gỉ 316L hoặc Ti6Al4V.
Thực hiện xử lý nhiệt trước khi gia công: Ủ nhôm hoặc giảm ứng suất thép làm giảm ứng suất dư bên trong.
Kiểm tra nguyên liệu thô để tìm các khuyết tật nhỏ: Kính hiển vi quang học hoặc kiểm tra siêu âm giúp tránh các lô bị lỗi.
Nghiên cứu điển hình: Một giá đỡ hàng không vũ trụ bằng titan đã trải qua quá trình xử lý giảm ứng suất ở 480°C trong 2 giờ, sau đó các vết nứt sau gia công giảm từ 18% xuống 4%.
Ngay cả với việc gia công tối ưu, việc kiểm tra liên tục là chìa khóa:
Giám sát trong quá trình: Đo độ rung, mòn dụng cụ và nhiệt độ. Những thay đổi đột ngột có thể cho thấy sự tích tụ ứng suất.
Kiểm tra cuối cùng: Sử dụng DPI hoặc UT trên các bộ phận đã hoàn thành trước khi giao hàng.
Ghi lại các sai lệch: Duy trì nhật ký quy trình CNC để xác định các nguyên nhân lặp đi lặp lại.
Thông tin chi tiết về dữ liệu: Một nhà sản xuất các bộ phận chính xác đã giảm 42% số lượng trả lại của khách hàng sau khi thực hiện quy trình phát hiện vết nứt hai giai đoạn (trong và sau khi gia công).
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski
