Ein ultimativer Leitfaden zur CNC-Kupferbearbeitung

Die Verfügbarkeit von Erz, der niedrige Schmelzpunkt und die Duktilität von Kupfer machen es zu einem beliebten und weit verbreiteten Material. Es verfügt über eine Reihe wertvoller Eigenschaften: Formbarkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, elektrische Leitfähigkeit und Festigkeit. Daher wird Kupfer häufig in die Konstruktion der Elektrotechnik einbezogen und erfreut sich in der modernen Produktion großer Beliebtheit.

Was ist CNC-Kupferbearbeitung?

Die CNC-Kupferbearbeitung ist weit verbreitet zur Herstellung präziser Teile für zahlreiche Branchen. Kupfer wird aufgrund seiner hervorragenden elektrischen und thermischen Leitfähigkeit geschätzt und ist daher eine gängige Wahl für Anwendungen in der Automobil-, Luft- und Raumfahrt-, Medizin-, Elektronik- und Energietechnik. Je nach Anwendung können Hersteller auch andere Materialien verwenden. Kupfer-Nickel-Legierung wenn eine zusätzliche Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist.

Dieser Artikel erläutert die Grundlagen der CNC-Kupferbearbeitung, ihre gängigen Anwendungsgebiete und die Faktoren, die bei der Auswahl eines Kupfermaterials zu berücksichtigen sind. Das Verständnis der Eigenschaften verschiedener Kupfersorten und -legierungen hilft Ihnen, die richtige Option für Ihre Konstruktions- und Leistungsanforderungen zu finden.

CNC-Kupferbearbeitung

Eigenschaften von Kupfer und seinen Legierungen

Eines der ersten Materialien, aus denen Stücke hergestellt wurden, ist Kupfer. Aufgrund dieser Eigenschaften ist es eine gute Option für die CNC-Bearbeitung.

Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Medizinindustrie Alle verwenden CNC-gefräste Kupferkomponenten. Eines der einfachsten Materialien für die Maschine ist Kupfer, wodurch Maschinisten die Eigenschaften des Materials voll ausnutzen können.

Gängige Kupfersorten und Kupferlegierungen, die CNC-bearbeitet werden

Einige der am häufigsten verwendeten Kupfersorten für die CNC-Bearbeitung umfassen Folgendes:

Kupfersorten

Kupfer 101: Die reinste Kupfersorte, Copper 101, enthält 99.9 % Kupfer. Bei Legierungen wie Bronze und Messing dient es als Grundlage. Koaxialkabel, Sammelschienen und Wellenleiter nutzen alle Kupfer-101-Halterungen.

Bronze: Die Festigkeit und Härte dieser Legierung aus Zinn, Kupfer und Phosphor sind allgemein bekannt. Lager und Zahnräder werden mittels CNC-Bearbeitung aus Bronze hergestellt.

Messing: Diese Zink-Kupfer-Legierung ist für ihre Bearbeitbarkeit und Zähigkeit bekannt. Ventile, Zahnräder, Lager und Schlösser sind nur einige Beispiele für die anspruchsvollen und reibungsarmen Teile, zu denen Messing verarbeitet wird. Bei Verwendung im Außenbereich können Messingkomponenten Salzwasser und anderen Verunreinigungen ausgesetzt sein.

Nachfolgend sind einige typische Vorteile der Verwendung von Gegenständen aus Kupfer oder Kupferlegierungen aufgeführt:

• Hohe Duktilität,
• Hohe Wärmeleitfähigkeit,
• Einfache Lötbarkeit,
• Hohe Korrosionsbeständigkeit
• Hohe Bearbeitbarkeit der Legierung

Das Bearbeitbarkeit von Kupferlegierungen wird durch die Temperatur in der Schneidzone und die Abriebfähigkeit der Legierung bestimmt:

1) Der Zusatz eines beliebigen Elements zu Kupfer, das mit Kupfer eine feste Lösung bildet (Zinn, Aluminium, Silizium), reduziert V _T um das 3- bis 4-Fache aufgrund eines starken Rückgangs der Wärmeleitfähigkeit des Materials und einer Erhöhung der Schnitttemperatur um das 1.6- bis 2-Fache

2) Die Zugabe von Nickel zur Kupferlegierung, das sich vollständig in Kupfer auflöst und keine neue Phase erzeugt, hat nur geringe Auswirkungen auf V _T;

3) Der Übergang von homogenen zu heterogenen Strukturen führt zu einer Abnahme von V _T um fast die Hälfte aufgrund der abrasiven Wirkung fester Partikel des Eutektoids. Die Schnitttemperatur ändert sich geringfügig;

4) Die Bildung neuer Phasen in heterogenen Legierungen hat praktisch keinen Einfluss auf die Zerspanbarkeit. Eine Ausnahme bilden Bleizusätze, die durch die Verringerung der Abrasivität des Materials und der Schnitttemperaturen zu einer signifikanten Steigerung der Zerspanbarkeit beitragen. _T.

Die oben genannten Muster ermöglichen es, Kupferlegierungen entsprechend ihrer Bearbeitbarkeit anzuordnen. Bei der Bearbeitung von Kupferlegierungen ist die K _M = 1 V _T 2 … 3 mal höher als bei der Verarbeitung von Gusseisen und Stählen.

Die Bearbeitbarkeit von Kupferlegierungen verschlechtert sich stark, wenn Schlackeneinschlüsse sowie Mikrorisse und andere Gussfehler vorhanden sind.

Gängige CNC-Kupferbearbeitungsanwendungen

CNC-Kupferanwendungen

Elektro-, Bau-, Transport- und Konsumgüterunternehmen verwenden alle Kupfer-CNC-Komponenten.

• Es kommt vor allem beim Scheren oder Brennschneiden harter Materialien zum Einsatz.
• Es kommt in metallzerspanenden Betrieben zum Einsatz, bei denen Rohstoffe abgetragen werden, um eine hohe Präzision zu erreichen.
• Zur Herstellung von Motorteilen wie Zahnrädern oder Wellen nutzt die Automobilindustrie auch die CNC-Bearbeitung von Kupfer.
• Sie werden auch von Unternehmen genutzt, die runde, rechteckige oder quadratische Waren von höchster Qualität herstellen.
• CNC-bearbeitetes Kupfer wird in Bereichen eingesetzt, in denen langlebige dünne Stahlplatten hergestellt werden.
• Es wird zur Herstellung verwendet robuste Stahlbleche in der Fertigungsindustrie.
• Das Funkenerosionsindustrie verwendet CNC-bearbeitetes Kupfer, um Funken zu erzeugen.

Verarbeitungsfunktionen

Aufgrund seiner Duktilität lässt sich Kupfer durch Schmieden, Stanzen und andere Fertigungsverfahren leicht formen. Diese Eigenschaft trug zu seiner weitverbreiteten Verwendung in der Bronzezeit bei und macht es bis heute zu einem wertvollen Konstruktionswerkstoff. Kupfer eignet sich zudem hervorragend für CNC-Fräs- und Drehbearbeitungen, während ähnliche Werkstoffe in Bronzebearbeitung werden oft gewählt, wenn höhere Festigkeit und Verschleißfestigkeit erforderlich sind.

Um jedoch ein qualitativ hochwertiges Produkt zu erhalten, müssen bestimmte Regeln befolgt werden. Da Kupfer eine hohe Duktilität aufweist, kann sich der Schneidkopf während der Bearbeitung im Material verhaken. Für optimale Ergebnisse ist Folgendes erforderlich:

• Verwenden Schneidwerkzeug aus Hartlegierungen;
• Der Fräser muss immer scharf sein;
• Die vorgeschriebene Spindeldrehzahl muss eingehalten werden. Eine Erhöhung der Drehzahl kann zu Schäden am Material, am Fräser oder an der Maschine führen;
• Bei der Arbeit Kühlmittel verwenden;
• Späne umgehend entfernen.

Falsche Berechnungen und falsche Parameterauswahl können zu starken Vibrationen und Unwucht der Ausrüstung führen. Dadurch wird die Verarbeitungsgenauigkeit verringert. Dadurch erhöht sich neben der Bildung eines unregelmäßig geformten Teils auch das Risiko eines Maschinenausfalls.

Drehung ist eine der häufigsten Arten der Metallbearbeitung. Es wird durch Schneiden einer dünnen Metallschicht hergestellt, wodurch ein Teil einer bestimmten Größe und Form entsteht.

Die optimalen Bedingungen für die CNC-Kupferbearbeitung

Die optimalen Schneidbedingungen für Kupfer werden speziell auf die aktuellen Verarbeitungsbedingungen und das Maschinenmodell abgestimmt. Die Hauptkriterien in diesem Fall sind:

1. Werkzeugvorschubgeschwindigkeit von 4 bis 6 mm/s
2. Die Schnitttiefe beim Kupferschneiden beträgt höchstens 30 % des Werkzeugdurchmessers.
3. Niedrige Spindeldrehzahl (eine Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit ist nur bei Verwendung von Hartmetallfräsern zulässig)

Einige wichtige Tipps für die CNC-Kupferbearbeitung

Dieses Material eignet sich gut für die Bearbeitung, bei der Bearbeitung auf CNC-Maschinen müssen jedoch einige Regeln unbedingt beachtet werden. Ein solcher Vorteil von Kupfer ist die Duktilität – beim Fräsen kommt es zu einer erhöhten Bildung klebriger Späne. Und das erfordert:

1. Verwenden Sie ein Hartmetall-Schneidwerkzeug
2. Halten Sie den Fräser scharf und die Spanrille sauber
3. Optimale Materialzufuhr und Spindelgeschwindigkeit
4. Kühlmittel verwenden
5. Stellen Sie sicher, dass die Späne schnell und sauber aus dem Schneidbereich abgeführt werden

Für die Bearbeitung von Kupfer sind in den meisten Fällen Hartmetallfräser mit Spanbrecher die beste Wahl.

Bitte beachten Sie, dass die Kupferverarbeitung meist bei niedrigen Geschwindigkeiten erfolgt, die Temperatur in der Schneidzone niedrig ist und daher ein obligatorisches Schmier- und Kühlsystem an der Maschine erforderlich ist.

Zusammenfassung

Bei der Arbeit mit Kupfer sollte besonderes Augenmerk auf das Steuerungsprogramm der CNC-Maschine gelegt werden. Verwenden Sie die fortschrittlichsten Programme – CAM-Umgebung, ArtCam, MasterCam SolidCam usw., um maximale Bewegungsfreiheit und gleichmäßige Geschwindigkeit des Fräsers zu gewährleisten.

Mit solchen Programmen können Sie übrigens im Voraus die erforderliche Zeit für die Durchführung bestimmter Kupferverarbeitungsprozesse berechnen und diese Zeit „unterwegs“ anpassen, indem Sie verschiedene Parameter und Schnittbedingungen ändern.

Bei Prolean verfügt unser CNC-Bearbeitungsteam über langjährige Erfahrung in der Fertigung von Präzisionsteilen für verschiedenste Branchen. Wir legen Wert auf gleichbleibende Qualität, präzise Abmessungen und zuverlässige Lieferzeiten für jedes Projekt. Benötigen Sie ein Kupferbearbeitungsservice Für Ihre Sonderanfertigungen senden Sie uns einfach Ihre Zeichnungen. Unser Team prüft Ihre Anforderungen und erstellt Ihnen innerhalb weniger Stunden einen Produktionsplan und ein Angebot.