Медь C110 поначалу может ввести в заблуждение. Это не твердый металл. Она не разрушает режущие инструменты так, как это могут делать некоторые нержавеющие стали или никелевые сплавы. Она хорошо проводит тепло, быстро обрабатывается при правильной настройке и широко используется для шин, клемм батарей, токопроводящих пластин, радиочастотных компонентов, заземляющих блоков и теплопередающих элементов.
Но как только материал попадает на станок с ЧПУ, слабое место быстро проявляется: медь C110 мягкая, пластичная и липкая.
Инструмент, хорошо работающий с алюминием, может начать тереться о медь C110. Сверло, которое кажется достаточно острым, может задирать длинные спиральные стружки и размазывать их по стенкам отверстия. Универсальная токарная пластина может оставлять блестящую поверхность, на которой все еще остаются заусенцы, разрывы или наросты. Именно поэтому при выборе инструмента для ЧПУ из меди C110 необходимо учитывать не только твердость инструмента, но и его режущие свойства.
Для покупателей, заказывающих изготовление изделий из меди на станках с ЧПУ , выбор инструмента — это не просто мелочь на производственном участке. Он влияет на качество поверхности, уровень заусенцев, сроки выполнения заказа, результаты контроля и конечную стоимость детали.
Почему медь марки C110 так вредна для инструментов?
Медь марки C110 часто выбирают из-за ее электрических и тепловых характеристик. В каталоге Boona, посвященном обработке меди, C110 указана как одна из доступных марок меди для высокопроводящих деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, наряду с C101 и C103. Это имеет смысл для электрических и тепловых применений, но те же самые свойства высокой чистоты создают проблемы при обработке.
Проблема не в том, что сталь C110 слишком твердая. Проблема в том, что этот металл плохо ломается.
Когда режущая кромка недостаточно острая, медь имеет тенденцию размазываться. Когда стружка слишком тонкая, она растягивается. Когда охлаждающая жидкость не достигает инструмента, медь прилипает к кромке. Как только начинается образование нароста на кромке, резец перестает резать в соответствии со своей истинной геометрией; он режет куском меди, приваренным к кромке.
Вот практическая версия, которая интересует большинство токарей:
| Проблема с оборудованием. | Что это обычно означает | Решение по выбору оснастки, которое помогает |
|---|---|---|
| Медь прилипла к флейте. | Трение и нарост на кромке | Полированное твердосплавное, DLC- или алмазоподобное покрытие. |
| Длинные волокнистые чипсы | Чип не может свернуться или вырваться наружу. | Концевая фреза с двумя или тремя канавками и открытым пространством между канавками. |
| Крупные заусенцы | Инструмент толкает, а не режет. | Острая режущая кромка с положительным углом заточки |
| Мутная или размазанная поверхность | Трение, а не чистая стрижка. | Более лёгкое зацепление, но реальная нагрузка на стружку. |
| Царапины на стене с отверстием | В отверстии застряли щепки. | Параболическая или с подачей охлаждающей жидкости буровая установка |
| Изменения в финише во время забега | Нагрузка на кромку или износ инструмента | Специальный инструмент для финишной обработки и регулярный осмотр. |
Хороший инструмент для работы с медью должен казаться почти «слишком острым» по сравнению с инструментами, используемыми для более твердых материалов. Для мягкой меди C110 острота, полировка канавок и удаление стружки обычно имеют большее значение, чем тщательная подготовка кромки.
Начните с концевой фрезы: инструменты с 2 и 3 канавками обычно оказываются более эффективными.
Для фрезерования меди C110 я обычно начинаю с полированной твердосплавной концевой фрезы, предназначенной для цветных металлов.
Не для каждой работы нужен дорогостоящий инструмент из поликристаллического алмаза. Для прототипов и небольших партий часто достаточно острого полированного твердосплавного инструмента. Важна геометрия: большой положительный угол заточки, гладкая поверхность канавок, открытое пространство для стружки и минимальная заточка кромки.
Четырехзубчатая фреза может работать в некоторых открытых пропилах, но это не всегда самый безопасный вариант для вязкой меди. Дополнительные канавки уменьшают пространство для стружки. Если фреза работает в углублении или пазу, медная стружка может быстро накапливаться, и инструмент начинает повторно ее обрабатывать. Именно тогда появляются царапины, заусенцы и ухудшается качество обработки.
Для большинства случаев выбора концевых фрез из стали C110 это более подходящая отправная точка:
| Выбор концевой фрезы | Где это работает лучше всего | Комментарий из цеха |
| 2-канавочный полированный карбид | Карманы, прорези, более мягкий крой | Лучшее место для чипа, безопаснее для липкой меди. |
| 3-канавочный полированный карбид | Профилирование, черновая и чистовая балансировка | Удачное сочетание отделки и эвакуации. |
| 4-х канавочный карбид | Фрезерование с открытой стороны, жесткие конструкции | Используйте с осторожностью; существует риск образования комков на поверхности. |
| Шаровая концевая мельница | 3D-поверхности и радиусы | Требуется четкая геометрия цветных металлов. |
| концевая фреза с закруглением угла | Кромки, требующие прочности инструмента. | Хорошо подходит в тех случаях, когда инструмент с острым углом слишком хрупкий. |
| PCD или алмазный инструмент | Повторное производство, сверхчистая отделка. | Более высокая стоимость, полезна, когда объем производства это оправдывает. |
При работе с глубокими карманами я бы предпочел уменьшить радиальное зацепление, чем просто замедлить весь процесс. Медь не всегда улучшается, если с ней обращаться осторожно. Если инструмент трется, поверхность ухудшается. Цель — чистая стружка, оставляющая след от реза.
В данном случае полезным внутренним справочником является руководство Boona по скоростям и подачам при обработке меди C110 на станках с ЧПУ , поскольку геометрия инструмента и скорость подачи должны работать согласованно. Острый инструмент с неправильной подачей все равно создаст проблемы, а правильная подача с затупившимся инструментом также приведет к поломке.
Выбор покрытия: Не выбирайте покрытие, если качество кромки не является определяющим фактором.
Многие спрашивают, какие инструменты лучше подходят для работы с медью C110: с покрытием или без. Честный ответ: покрытие имеет значение, но в первую очередь важна острота лезвия.
Полированный твердосплавный инструмент без покрытия может показать очень хорошие результаты, если он острый и предназначен для цветных металлов. Инструменты с DLC-покрытием могут помочь, когда медь начинает прилипать. Алмазные или PCD-инструменты отлично подходят для повторяющихся работ или высококачественной обработки, но они не всегда необходимы для изготовления единичных прототипов.
Я бы избегал инструментов, предназначенных для обработки стали, с тупым лезвием или тяжелым хонинговальным бруском. Такой инструмент может быть прочным, но он часто скорее толкает мягкую медь, чем разрезает ее.
| Поверхность инструмента | Наилучшее применение меди C110 | Заметки |
| Полированный твердый сплав без покрытия | Прототипы, мелкосерийное производство, фрезерование общего назначения. | Отличный выбор, когда инструмент острый. |
| DLC-покрытие | Слабая медь, более длительная эксплуатация, улучшенная защита от прилипания. | Помогает уменьшить образование наростов на кромке. |
| Твердосплав с алмазным покрытием | Повторная обработка меди обеспечивает более высокую износостойкость. | Более высокая стоимость, но лучше для производства. |
| PCD | Высокообъемная отделка или отделка поверхностей премиум-класса | Отлично, но не всегда экономично. |
| покрытия, ориентированные на сталь | Обычно не первый выбор | Может вызывать трение или затупление кромки. |
Для оптимальной обработки меди C110 не следует ориентироваться только на название покрытия. Обратите внимание на кромку, полировку канавок, угол заточки и пространство для стружки.
Сверление медной проволоки C110: сверло должно не просто проделать отверстие, а отводить стружку.
Сверление мягкой меди — это распространенная причина повреждений деталей.
Проблема проста: стружка застревает внутри отверстия. Если она не поднимается по канавке, то трется о стенку, повреждает канал или застревает в сверле. В глухих отверстиях проблема усугубляется, потому что стружке некуда деваться.
Для коротких, некритичных отверстий подойдет острое сверло из быстрорежущей стали. Для более ровных отверстий лучше использовать твердосплавные сверла. Для более глубоких отверстий часто оправдывают свою стоимость параболические сверла или инструменты с подачей охлаждающей жидкости через отверстие.
| Тип сверла | Наилучшее использование | Практическое примечание |
| Острое сверло из быстрорежущей стали. | Короткие отверстия и небольшой объем работ | Держите его острым; используйте смазку. |
| Твердосплавное сверло | Точное сверление отверстий и повторные заказы. | Повышенная жесткость и воспроизводимость. |
| Параболическое сверло с флейтой | Более глубокие отверстия | Помогает извлекать длинные медные стружки. |
| Сверло для подачи охлаждающей жидкости через систему охлаждения | Глубокие или критические отверстия | Наилучший способ удаления стружки — если машина это позволяет. |
| Микросверло | Маленькие прецизионные отверстия | Контроль за выходом из-под контроля имеет решающее значение. |
Для сверл из стали C110 качество обработки канавок имеет значение. Шероховатая поверхность канавок увеличивает количество мест, где застревает липкая медь. Полированная поверхность канавок обеспечивает лучшее удаление стружки из отверстия.
Пошаговое сверление может помочь, но слишком частое пошаговое сверление создает другую проблему: сверло постоянно входит обратно и трется об одну и ту же медную стенку. Цикл пошагового сверления должен удалять стружку, а не полировать отверстие.
Если отверстие имеет жесткие допуски, не ожидайте, что сверло идеально его обработает. Просверлите отверстие меньшего диаметра, затем разверните, расточите или обработайте до окончательного размера.
Нарезание резьбы: часто стоит рассмотреть возможность использования формовочных метчиков.
Резьба в медных трубах класса C110 требует осторожности. Медь может порваться при использовании некачественного метчика, особенно в маленьких или глухих отверстиях. Тип метчика должен соответствовать размеру отверстия, а не только размеру резьбы.
Для высокопрочной меди метчики могут быть хорошим вариантом, поскольку они перемещают материал, а не срезают стружку. Это позволяет избежать скопления стружки, но размер предварительного сверления должен быть правильным. Если отверстие слишком маленькое, крутящий момент быстро возрастает. Если отверстие слишком большое, прочность резьбы снижается.
| Метод резьбы | Предназначена для | Берегитесь |
| Метчик со спиральной канавкой | Глухие отверстия | Подтягивает чипсы вверх |
| Спиральный наконечник | Сквозные отверстия | Выдвигает чипсы вперед |
| Формовочный метчик / роликовый метчик | Ковкая медь | Необходимо правильно подобрать размер сверла и смазку. |
| Фрезерование резьбы | Дорогие детали, более крупная резьба, гибкость ремонта. | Медленнее, но безопаснее |
| Одноточечная резьба | точеные медные детали | Требуется острая вставка из цветных металлов. |
Для дорогостоящих медных деталей фрезерование резьбы иногда является более безопасным вариантом. Это медленнее, чем нарезание резьбы метчиком, но если что-то пойдет не так, вероятность того, что деталь будет бракована из-за сломанного метчика, значительно снижается.
Для проводящих компонентов, таких как клеммы, шины и заземляющие блоки, качество резьбы имеет не только эстетическое значение. Оно влияет на усилие при сборке и долговременную надежность.
Вставки для токарной обработки меди C110: избегайте использования тяжелых стальных элементов.
Для токарной обработки меди марки C110 необходим тот же основной принцип: острая кромка, положительный угол заточки, низкое трение.
Прочная стальная вставка может выдержать резку, но часто создает большее давление, чем необходимо. Поверхность может выглядеть блестящей, но стружка может быть длинной и неконтролируемой, а вокруг канавок, выступов и резьбы могут образовываться заусенцы.
Для точеных медных штифтов, втулок, клемм и токопроводящих валов используйте полированные вставки, предназначенные для цветных металлов.
| Токарная операция | Лучший выбор вставки | Причина |
| Грубая токарная обработка | Полированный карбид с положительным углом наклона | Режет свободно при меньшем давлении. |
| Завершение поворота | Острая полированная вставка из цветных металлов | Более качественная поверхность и меньший выступ кромки. |
| Пазовые | Остро заточенная канавочная вставка | Уменьшает разрывы и заусенцы. |
| Расставание | Жесткий острый разделительный нож | Предотвращает хватание и болтовню. |
| Threading | Острая резьбовая вставка | Более чистая форма резьбы |
Для деталей, в которых сочетаются фрезерные и токарные операции, услуги токарной обработки с ЧПУ от Boona идеально подходят. Детали из меди C110 часто требуют канавок, осевых отверстий, радиальных отверстий, резьбы и плоских контактных поверхностей, поэтому стратегию токарной и фрезерной обработки следует планировать совместно.
Качество держателей инструментов быстро проявляется в медных изделиях.
Инструмент — это не только режущий инструмент. Важен и его держатель.
Биение приводит к неравномерной нагрузке на стружку. Одна канавка срезает слишком много, другая трется, и медь сразу же проявляет проблему в виде вибрации, заусенцев или неравномерной обработки поверхности. Это особенно заметно при работе с мелкими инструментами, чистовыми инструментами и отверстиями.
Для точной обработки меди марки C110 используйте короткий вылет инструмента и устойчивый держатель.
| Выбор держателя / конфигурации | Почему это имеет значение |
| Прецизионный цанговый держатель | Удобен для использования с мелкими и средними инструментами. |
| Гидравлический держатель | Помогает контролировать вибрацию |
| Термоусадочный держатель | Высокая концентричность и жесткость |
| Короткий выступ инструмента | Меньше болтовни и отвлечения внимания |
| Очистите цанги и держатели. | Предотвращает скрытые проблемы, связанные с биением. |
Если для детали требуется допуск ±0.01 мм или чистая контактная поверхность, состояние держателя нельзя игнорировать. В этом случае услуги высокоточной обработки на станках с ЧПУ от компании Boona актуальны, поскольку для обработки меди часто необходимы как острый инструмент, так и стабильные условия обработки, чтобы обеспечить чистоту поверхности и точность.
Практическая схема установки оборудования для обработки меди C110
Для многих деталей из меди C110 я бы начал с такого списка инструментов:
| Особенность этой части | Выбор инструмента |
| Открытые карманы | двух- или трехлезвийная полированная твердосплавная концевая фреза |
| Глубокие карманы | Длиннозаходная полированная твердосплавная насадка, уменьшенное радиальное зацепление |
| Плоская контактная поверхность | Специализированная острорежущая концевая фреза или торцевая фреза для цветных металлов |
| Маленькие отверстия | Твердосплавное сверло с малым биением |
| Глубокие отверстия | Параболическая или с подачей охлаждающей жидкости буровая установка |
| Слепые нити | Спиральный метчик, фасонный метчик или резьбофрезерный станок |
| Сквозь нити | Спиральный метчик или формовочный метчик |
| Повернутые штифты / втулки | Полированная поворотная вставка с положительным углом наклона |
| Grooves | Остро заточенная канавочная вставка |
| Края, чувствительные к заусенцам | Фрезерование фаски или инструмент для контролируемой зачистки заусенцев |
Медный радиатор, шина и радиочастотный разъем могут быть изготовлены из стали C110, но для их изготовления не следует использовать одинаковую схему оснастки. Характеристики так же важны, как и материал.
При обработке на станках с ЧПУ деталей из чистой меди на заказ , оптимальным подходом является выбор инструмента по следующим параметрам: углубление, отверстие, резьба, канавка, контактная поверхность, тонкостенная поверхность и декоративная поверхность.
Распространенные ошибки при работе с инструментом, ухудшающие качество меди C110.
Большинство проблем, связанных с медным инструментом C110, не являются загадкой. Они возникают из-за нескольких повторяющихся ошибок.
| Ошибка | Что происходит |
| Используя тупой универсальный резак | Размазывание, набухший край, некачественная отделка. |
| Слишком много флейт в выборе | Чипсы упаковываются в карманы и отделения. |
| Использование стальных вставок для мягкой меди | Чрезмерное давление и образование заусенцев |
| Завершающая обработка черновым инструментом. | Поверхностные следы и отложения меди |
| Игнорируя направление потока охлаждающей жидкости | Чипсы остаются в нарезке |
| Игнорирование выхода держателя | Неравномерная загрузка стружки и вибрация |
| Использование крана неправильной модели. | Порванные нити или упакованные чипсы |
| Принудительное закругление углов | Небольшие и ненадежные инструменты, а также более длительный цикл работы. |
Последний момент заслуживает упоминания. Проблемы с оснасткой иногда являются проблемами проектирования. Если чертеж требует очень малых внутренних радиусов, цеху приходится использовать инструменты меньшего размера. Инструменты меньшего размера слабее, имеют меньшее пространство для стружки и требуют большего количества проходов.
Немного больший радиус скругления углов может сократить время цикла, улучшить удаление стружки и повысить качество поверхности. Это простое изменение с точки зрения технологичности производства, но оно может существенно повлиять на качество меди.
Инструмент также влияет на контроль качества и снятие заусенцев.
Медь марки C110 мягкая, поэтому на ней легко образуются заусенцы, которые иногда трудно удалить. Агрессивная зачистка может скруглить края, поцарапать поверхность или изменить мелкие детали.
Качественный инструмент предотвращает образование заусенцев еще до их начала. Острый инструмент, правильные пути выхода стружки, достаточный зазор для стружки и чистые чистовые проходы — все это способствует успеху.
Для медных деталей с видимыми поверхностями или контактными поверхностями при проверке следует учитывать не только размеры. Царапины на поверхности, заусенцы, качество кромок и следы от инструмента также имеют значение. Страница контроля качества компании Boona является полезным внутренним справочником для этой части процесса, особенно когда для медной детали требуется как точность размеров, так и приемлемое состояние поверхности.
Если прототип впоследствии переходит в мелкосерийное производство, срок службы оснастки становится еще более важным. Инструмент, который позволяет изготовить один чистый образец, может не обеспечить одинаковое качество обработки на протяжении 50 или 500 деталей. В таких случаях услуги по мелкосерийному производству помогают связать обработку прототипов с планированием повторяемого производства.
Заключение
Лучший инструмент для ЧПУ-обработки мягкой меди C110 не всегда является самым дорогим вариантом. Важно, чтобы инструмент обеспечивал чистую резку, позволял стружке улетучиваться и не терся о материал.
Для фрезерования это обычно означает использование острых полированных твердосплавных концевых фрез с 2 или 3 канавками. Для сверления это означает использование острых сверл с хорошим зазором между канавками. Для нарезания резьбы это означает выбор подходящего метчика или использование резьбофрезерования, если деталь дорогая. Для токарной обработки это означает использование полированных пластин с положительным передним углом, предназначенных для цветных металлов.
Большинство проблем при обработке мягкой меди C110 начинаются, когда инструмент трется, а не режущим инструментом. Как только начинается трение, обычно появляются наросты на кромке, заусенцы, размазывание, длинная стружка и нестабильное качество обработки поверхности.
Эффективная стратегия оснастки для обработки меди C110 на станках с ЧПУ должна сочетать в себе четкую геометрию, поверхности канавок с низким коэффициентом трения, открытое пространство для стружки, надежные держатели, правильное направление потока охлаждающей жидкости и продуманный план финишной обработки. Когда эти детали учитываются на ранних этапах, обработка меди C110 становится гораздо более предсказуемой, а готовые детали — более чистыми, их легче проверять и они более надежны в реальных электрических или тепловых условиях эксплуатации.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Какой инструмент для станков с ЧПУ лучше всего подходит для обработки мягкой меди C110?
Наилучшим инструментом для ЧПУ-обработки мягкой меди C110 обычно являются острые, полированные твердосплавные инструменты, предназначенные для цветных металлов . Для фрезерования часто хорошо подходят двух- или трехлезвийные полированные твердосплавные концевые фрезы, поскольку они обеспечивают достаточное пространство для стружки и уменьшают прилипание меди. Для токарной обработки лучше подходят полированные пластины с положительным передним углом, чем стальные пластины повышенной прочности.
Почему медь C110 прилипает к режущим инструментам?
Медь C110 мягкая, пластичная и клейкая, поэтому она может растекаться по режущей кромке вместо чистого среза. Когда инструмент затупился, подача слишком слабая или охлаждающая жидкость недостаточно смазывается, медь может привариться к инструменту и образовать нарост на режущей кромке. Это приводит к образованию шероховатых поверхностей, заусенцев и нестабильных размеров.
Для работы с медью C110 следует использовать инструменты с покрытием или без покрытия?
Оба варианта подойдут, но режущая кромка инструмента должна быть острой. Полированный не покрытый карбид — хороший выбор для начала работы над прототипами и небольшими партиями. Инструменты с DLC-покрытием или алмазным покрытием могут помочь уменьшить прилипание меди при больших объемах производства. Избегайте покрытий, предназначенных в основном для стали, если они увеличивают трение или снижают остроту кромки.
Для обработки меди C110 лучше использовать концевую фрезу с двумя или четырьмя канавками?
Для большинства операций фрезерования меди C110 обычно лучше использовать концевую фрезу с двумя или тремя канавками . Медь C110 часто образует длинные, липкие стружки, поэтому режущему инструменту требуется больше места на канавках для удаления стружки. Инструмент с четырьмя канавками может работать при фрезеровании с открытой стороной, но он может задерживать стружку в углублениях или пазах.
Какой тип сверла лучше всего подходит для медного провода C110?
Для коротких отверстий можно использовать острое сверло из быстрорежущей стали или твердосплавное сверло. Для более глубоких или сложных отверстий лучше подойдут параболические сверла или твердосплавные сверла с подачей охлаждающей жидкости, поскольку они помогают удалять длинные медные стружки из отверстия. Плохое удаление стружки может привести к застреванию, размазыванию по стенкам, образованию отверстий слишком большого диаметра или поломке сверл.
Как инструмент может уменьшить образование заусенцев при обработке меди C110?
Образование заусенцев можно уменьшить, используя острые инструменты с положительным углом заточки, избегая затупления фрез, сводя к минимуму биение инструмента и обеспечивая надлежащий отвод стружки. Специальный чистовой инструмент, контролируемый путь выхода стружки и легкая фаска также могут улучшить качество кромок деталей из меди C110, обработанных на станках с ЧПУ.
