El cobre es un metal realmente versátil. El cobre tiene un acabado naturalmente hermoso y brillante, lo que lo hace ideal para obras de arte, utensilios de cocina, salpicaduras de cocina, encimeras e incluso joyas. También tiene excelentes propiedades materiales y eléctricas para piezas de ingeniería de complejos, como electrodos EDM.
Hay muchos beneficios en el uso de cobre para piezas mecanizadas. El cobre es uno de los metales más versátiles del mundo, con alta resistencia a la corrosión y buena conductividad eléctrica y térmica. En este artículo, discutiremos los métodos de procesamiento, las consideraciones de diseño y los requisitos de procesamiento para las aleaciones de cobre y cobre que van más allá de los beneficios estéticos.
Tecnología de procesamiento de cobre
El cobre puro es difícil de mecanizar debido a su alta ductilidad, plasticidad y dureza. La aleación del cobre mejora su maquinabilidad e incluso hace que las aleaciones de cobre sean más fáciles de funcionar que la mayoría de los otros materiales metálicos. La mayoría de las piezas de cobre mecanizadas están hechas de cobre aleado con zinc, estaño, aluminio, silicio y/o níquel. Estas aleaciones requieren mucha menos fuerza de corte que el mecanizado de acero o aleaciones de aluminio de resistencia equivalente.
Fresado de CNC
Las aleaciones de cobre se pueden procesar utilizando varias técnicas. CNC Frilling es un proceso de mecanizado automatizado que utiliza el control de la computadora para administrar el movimiento y el funcionamiento de las herramientas de corte giratorias de múltiples puntos. A medida que las herramientas giran y se mueven a través de la superficie de la pieza de trabajo, eliminan lentamente el exceso de material para lograr la forma y el tamaño deseados. La fresación se puede usar para crear diferentes características de diseño, como ranuras, ranuras, bolsillos, agujeros, ranuras, perfiles y pisos.
Aquí hay algunas pautas para la fresado CNC de aleaciones de cobre o cobre:
► Los materiales de corte comunes son grupos de aplicación de carburo como N10 y N20, y los grados HSS
► Puede reducir la velocidad de corte en un 10%, lo que aumenta la vida útil de la herramienta
► Cuando la molienda de aleaciones de fundición de cobre con pieles fundidas, reduzca la velocidad de corte en un 15% para las herramientas grupales de carburo y el 20% para las herramientas de grado HSS
CNC Turning
Otra técnica para mecanizar el cobre es el giro de CNC, donde la herramienta permanece estacionaria mientras la pieza de trabajo se mueve para crear la forma deseada. CNC Turning es un sistema de mecanizado adecuado para la fabricación de muchas piezas electrónicas y mecánicas.
Hay muchos beneficios en el uso del giro de CNC, incluida la rentabilidad, la precisión y el aumento de la velocidad de fabricación. La consideración cuidadosa de la velocidad es especialmente importante al girar piezas de trabajo de cobre, porque el cobre es un excelente conductor de calor y genera más calor que otros materiales, lo que puede aumentar el desgaste de la herramienta con el tiempo.
Aquí hay algunos consejos para las aleaciones de cobre o cobre de CNC:
►Set el ángulo del borde de la herramienta en el rango de 70 ° a 95 °
► Las coperentes más lentas que se manchan fácilmente requieren un bisel de aproximadamente 90 °
► La profundidad constante de corte y el ángulo reducido del borde de la herramienta reducen el estrés en la herramienta, aumentando la vida útil de la herramienta y la velocidad de corte
► aumentar el ángulo entre los bordes de corte principales y menores (ángulo incluido de la herramienta) permite que la herramienta resistirá cargas mecánicas más altas y resulte en un estrés térmico más bajo
Consideraciones de diseño
Hay una serie de factores a considerar al diseñar con piezas mecanizadas de cobre. En general, solo debe usar cobre cuando sea necesario, ya que el cobre es costoso, y a menudo no es necesario producir una parte completa del cobre. Un buen diseño utiliza una pequeña fracción de cobre para maximizar sus propiedades inusuales.
Aquí hay algunas razones comunes para elegir piezas de aleación de cobre o cobre:
► Resistencia a la corrosión
► Alta conductividad eléctrica y térmica para una fácil soldadura
► Ductilidad alta
► Aleación de vía maquinable
Elija la calificación de material correcta
Seleccionar el grado correcto de cobre para su aplicación es muy importante durante la fase de diseño. Por ejemplo, el uso de cobre puro para piezas completamente mecánicas no solo es difícil sino también no económico. C101 (cobre puro) es más conductor debido a su pureza (99.99% de cobre) pero menos maquinable, mientras que C110 es generalmente más fácil de procesar y, por lo tanto, más rentable. Por lo tanto, seleccionar el grado de material correcto depende de las propiedades que son críticas para la funcionalidad del diseño.
Diseño para la fabricación
No importa qué material use, DFM siempre debe ser lo primero. En Fictiv, le recomendamos que mantenga las tolerancias lo más amplias posible mientras conserva la funcionalidad que requiere su aplicación. Además, es mejor limitar las inspecciones dimensionales, evitar bolsillos profundos con radios pequeños y limitar el número de configuraciones de piezas.
No importa qué material use, DFM siempre debe ser su primera opción. Le recomendamos que mantenga las tolerancias lo más amplias posible mientras conserva la funcionalidad requerida por su aplicación. Además, es mejor limitar las inspecciones dimensionales, evitar surcos profundos con radios pequeños y limitar el número de configuraciones de piezas.
En particular, aquí hay algunas mejores prácticas específicas al diseñar piezas de cobre:
► Mantenga un espesor mínimo de pared de 0.5 mm
► El tamaño máximo de la pieza para la fresación CNC es de 1200*500*152 mm, y el tamaño máximo de la pieza para el giro CNC es 152*394 mm
► Para socavos, mantenga un perfil cuadrado, radio completo o perfil de cola de milano
Cobre terminado
Después de completar el mecanizado, hay una serie de factores a considerar al decidir qué proceso es mejor para sus necesidades. El primer paso en el control del acabado superficial es durante el proceso de mecanizado CNC. Se pueden controlar ciertos parámetros de mecanizado CNC para alterar la calidad de la superficie de la parte mecanizada, por ejemplo, el radio de la nariz o el radio de la esquina de la herramienta.
Para las aleaciones de cobre suave y el cobre puro, la calidad del acabado depende directa y fuertemente del radio de la nariz. El radio de la nariz debe minimizarse para evitar la aplicación de metales más suaves y para reducir la rugosidad de la superficie. Hacerlo crea una superficie de corte de mayor calidad porque el radio de la nariz más pequeño reduce las marcas de alimentación. En comparación con las herramientas tradicionales de radio de la nariz, los insertos del limpiaparabrisas son la herramienta de elección porque pueden mejorar el acabado de la superficie sin cambiar la velocidad de alimentación.
También puede alcanzar los requisitos de acabado de piezas con el procesamiento posterior:
► Pulido manual: aunque intensivo en mano de obra, el pulido produce un acabado atractivo
►Blasting de medios: esto crea un acabado mate uniforme y esconde pequeñas imperfecciones.
►Electropolishing: excelente para terminar el cobre debido a su increíble conductividad, ilumina el cobre.
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