CNC加工ブロンズ

1. 導入

ブロンズは何千年もの間人類に奉仕してきました, しかし、それは今日のCNC加工のための最高の選択肢のままです.

の独自の組み合わせ 耐摩耗性, 熱伝導率, そして 腐食性能 海洋工学と同じくらい多様なセクターでそれを非常に貴重にします, 重機, そして美術.

このガイドで, ブロンズがカッターの下で優れている理由を探ります,

CNCプロセスの概要を説明します, 一般的なブロンズ合金を調査します, ツールやパラメーターから仕上げや設計まで、最適な結果を達成するのに役立つベストプラクティスを提供する.

2. CNCの機械加工ブロンズとは何ですか?

CNC (コンピュータ数値制御) の機械加工 ブロンズ ブロンズワークから材料を正確に除去することを含みます - 典型的にはバーストックまたはビレット - 回転カッターの使用, ドリル, コンピューター制御下の工場.

キャストや鍛造とは異なり, CNC加工 配達します 厳しい公差 (多くの場合、±0.01〜0.05 mm) そして 複雑なジオメトリ 最小限の後処理で, プロトタイプと大量生産の両方に最適です.

3. CNC加工ブロンズプロセス

• 材料の選択 および検証 (合金グレード, 認証)
• CADモデリング およびツールパスプログラミング (CAMソフトウェア)
• セットアップとフィクスチング (現れる, カスタムフィクスチャー)
• 大まかな機械加工 (ハイフィード, ディープカット)
• 仕上げ加工 (表面の品質のための軽いカット)
• 討論とクリーニング
• 品質検査 (CMM, 表面粗さの測定)

4. CNC加工に利用できるブロンズの種類

次の表は、CNC加工で使用される最も一般的な青銅合金の概要を示しています, 典型的な化学メイクとともに, 機械的強度, 腐食挙動, および一般的なアプリケーション.

5. ブロンズの機械性

ブロンズは通常、鋼よりも簡単に機械を機械しますが、アルミニウムよりも少ない.

その 加工性評価 スパン 60 % (シリコンブロンズ) まで 120 % (リードブロンズ) AISIに対して 1112 スチールベンチマーク.

ブロンズフォーム 長さ, 糸状のチップ; 適切なチップブレーカーと高圧冷却剤が避難を促進します.

ブロンズ 熱伝導率 (〜 60 w/m・k) すぐに熱を放散します, 組み込みのエッジを削減します, しかし、あなたはまだ仕事を防ぐために切断温度を制御する必要があります.

6. 切削工具 & ツールパス戦略

• ツール材料: 一般的な青銅器のためのブリキまたはティルンコーティングを添えた炭化炭化; 多結晶ダイヤモンド (PCD) 大量のリードブロンズの場合; 高速スチール (HSS) 低容量用.
• ジオメトリ: ポジティブなレーキ角 (10–15°), 放射状クリアランス (7–10°), 30〜45°ヘリックスアングルはチップを操縦します.
• ツールパス: 登るミリングは、摩擦と蓄積されたエッジを減らします. ランプインおよびランプアウトの動きは、エントリエキシット応力を最小限に抑えます, 特に薄い壁に.

7. 切断パラメーター & クーラント

維持する 剛性 - マシンとセットアップの両方 - 達成する ra < 0.4 µm. 洪水またはスルーツールクーラントを使用してください (水溶性またはきちんとしたオイル) 温度を制御し、チップをクリアします.

8. 後処理 & CNC加工ブロンズで仕上げます

後処理は、CNCの機械加工ブロンズコンポーネントの重要な段階です, 審美的な魅力だけでなく、次元の精度も確保します, 表面の完全性, そして、拡張されたサービス寿命.

討論とエッジの洗練

目的:
鋭いエッジを削除します, バリ, そして、粉砕後に残されたマイクロプロトルジョン, 旋回, または掘削操作.

方法:

• 手動のburring: 研磨剤の使用, ファイル, またはブラシ
• 振動仕上げ: 小さな部品または複雑な部品に効果的です; メディアを使用して、エッジを磨き、滑らかにします
• 熱burring (TEM): 加圧されたチャンバーでの燃焼を利用して、バリを燃やす - 内部機能のためにideal

表面研磨

目的:
表面の粗さを改善するため, 視覚的な魅力, そして場合によっては, 耐食性.

テクニック:

• 機械的研磨: ミラーまたはサテン仕上げを実現するためにホイールまたは研磨化合物
• エレクトロポリッシング: 陽極溶解により表面材料を溶解します, 滑らかになります, 反射面
• タンブリング: 研磨剤を備えたバレルまたは振動タンブラーは、一度に複数の部品を磨く

パフォーマンスノート:
スライドブッシングや建築トリムなどの低摩擦または化粧品の完璧さを必要とするコンポーネントの場合、RA値を0.1〜0.4 µmに減らすと.

虐待と着色

目的:
望ましい審美効果を実現したり、アンティークの仕上げを模倣したりします. 芸術に共通, 建築, 豪華なハードウェア.

アプローチ:

• 化学雄: 硫黄の肝臓の溶液, 硝酸第一鉄, または、硝酸酸素酸酸素は青銅で反応してカラフルな酸化物層を形成します (グリーン, 茶色, ブルース)
• 熱パテンティーン: 制御された加熱は酸化物勾配を作成します

耐久性のヒント:
パティナは封印する必要があります (例えば。, 微結晶ワックスまたはラッカー) さらなる酸化を防ぎ、望ましい外観を維持するため.

コーティングと保護層

目的:
耐食性を高めるため, 摩耗を減らします, または外観を保存します.

種類:

• クリアラッカーまたはポリウレタンコーティング: 洗練された表面または緑豊かな表面を酸化から保護します
• 電気めっき (あまり一般的ではありません): ニッケルの薄い層, クロム, または特殊なアプリケーション用の金
• 石油含浸: 青銅製のブッシングが使用中に自己潤滑するのが一般的です (特に多孔質のベアリングブロンズで)

寸法検査 & 品質管理

目的:
許容範囲を確認します, 表面仕上げ, 機械加工と仕上げ後のジオメトリを機能させます.

検査手法:

• 測定機を調整します (CMM): 高精度の寸法検証用
• 表面プロフィロメトリー: 表面の粗さを測定します (ra, RZ)
• 光学コンパレータまたはレーザースキャナー: プロファイルと輪郭の精度に役立ちます

寛容の達成:
CNCマシンのブロンズ部品は、通常、設計と仕上げの方法に応じて±0.01 mmから±0.05 mmの間の許容値を保持します.

9. ブロンズCNC加工許容範囲 & 表面仕上げ

CNC加工では精度が最重要です, 特に、高性能アプリケーションのために青銅合金を使用する場合.

CNC加工青銅コンポーネントの公差

ブロンズ合金、特に銅含有量が高い人は、制御された加工条件下で寸法的に安定しています.

典型的な達成可能な許容範囲は、パーツのジオメトリに依存します, ブロンズグレード, およびマシンのセットアップ.

耐性分類	典型的な範囲 (mm)	アプリケーションの例
標準	±0.05 - ±0.10	ブッシング, ハウジングを鋳造します, 装飾的な特徴
精度	±0.01 - ±0.03	ベアリング, ギア, バルブシート
超高度 (研削またはラッピングで)	±0.005以上	光マウント, 航空宇宙油圧コンポーネント

注記: リン青銅とアルミニウムブロンズは、ツールのたわみとより均一な穀物構造のために、青銅を鉛にするよりも緊張した耐性を保持できます.

表面仕上げ機能

表面の粗さ (ra) 摩耗行動において重要な役割を果たします, シーリング, と美学.

ブロンズの加工性により、最適化されたパラメーターの下で標準のツールを使用して、優れたフィニッシュを使用できます。.

加工プロセス	典型的なRA (µm)	コメント
大まかなCNCミリング	3.2 - 6.3	非批判的な表面または事前にフィニッシュする操作用
CNCターニングを完了します	0.8 - 1.6	スライドまたはシーリング表面に適しています
細かい退屈/研削	0.2 - 0.8	ベアリングフィットと油圧インターフェイスに最適です
ラップまたは研磨	< 0.2	高性能シーリング, 航空宇宙, および光学

10. 利点 & ブロンズCNC加工の欠点

CNC加工用にブロンズを選択するとき, あなたは注目すべき利益を得ることができます - あなたも特定の課題に直面します.

下に, これらの利点と短所のバランスを取り、情報に基づいた決定を下すのに役立ちます.

利点

• 優れた摩耗と腐食抵抗
  C954やCu – Niなどのブロンズ合金は、以下の速度で海水腐食に抵抗します 0.01 MM/年, それらを海洋ハードウェアやポンプコンポーネントに最適にします.
• 優れた熱導電率と電気伝導率
  周囲の熱伝導率 60 w/m・k および最大電気伝導率 15% IACS, ブロンズは熱を素早く放散し、信頼性の高い電気コネクタを作ります.
• 高い加工性 (リードグレード)
  リードブロンズ (例えば. C930) 機械性評価を達成します 120% AISI B1112スチールと比較して. その結果, より速いスピンドル速度を実行できます (300–350 m/i) そして、良いツールライフを維持します.
• 延性と衝撃耐性
  ほとんどのブロンズ合金は、の伸びを示します 10–30％, ひび割れずに衝撃荷重を吸収する - ブッシングとバルブのベアリングにおいて有利.
• 優れた表面仕上げ
  ブロンズはすぐに磨きます ra < 0.2 µm, 彫刻と精密機器のための美的および機能的な表面を提供する.

短所

1. より高い材料コスト
   通常、ブロンズはコストがかかります $5 - 1 kgあたり15ドル, 真鍮または鋼の場合は2〜3ドル/kgと比較してください. 結果として, 材料費は、少量の実行を支配することができます.
2. 相対密度
   の密度で 8.7 g/cm³, ブロンズコンポーネントの重量はアルミニウム相当の3倍以上, 体重に敏感なデザインに影響を与えます.
3. ビルドアップエッジリスク
   非リードまたはハイシリコンブロンズで, ビルトアップエッジは、上記の切削速度で形成できます 200 m/my, 最適化されたフィードを必要とします, コーティング, または高圧クーラント.
4. 研磨グレードのツール摩耗
   アルミニウムブロンズとマンガンブロンズは、硬度があります 250 HB - ツールの摩耗を加速できます, より頻繁なツールの変更やティアーンのような耐摩耗性コーティングが必要です.
5. 環境と廃棄物の考慮事項
   ブロンズスワークには、慎重なリサイクルプロセスを要求するオイルを含むチップがよく含まれています. さらに, 液体を切断するのに費やした廃棄規制を満たすために治療が必要な場合があります.

11. CNC加工ブロンズのアプリケーション

ブロンズは何世紀にもわたって使用されてきました, そして現代の精密製造において, CNCの機械加工は、その可能性を最大限に引き出します.

機械的強度のユニークな組み合わせ, 耐食性, 加工性, そして視覚的な魅力, ブロンズ合金は、多様な産業全体で幅広い用途を提供しています.

以下は、CNCに加入されたブロンズコンポーネントが不可欠な重要なセクターと実世界の例です。.

海兵隊 & オフショアエンジニアリング

なぜブロンズ?
青銅の合金、特にアルミ青銅と銅ニッケル - 塩水腐食とバイオフーリングに対する特別な耐性, 海洋条件で他の多くの金属を上回る.

一般的なコンポーネント:

• プロペラシャフト
• ラダーシステム用のベアリングとブッシング
• バルブボディと海水摂取量画面
• 海底コネクタと腐食耐性ファスナー

重機 & 産業用具

なぜブロンズ?
ブロンズの高い負荷をかける能力と低い摩擦係数は、繰り返しの動きとストレスにさらされる耐摩耗性成分に理想的です.

一般的なコンポーネント:

• スラストワッシャー
• スライドプレート
• ワームギアとスパーギア
• リングを着用し、リングをガイドします

航空宇宙 & 防衛

なぜブロンズ?
重要な航空宇宙環境で, CNCマシンブロンズは、電気伝導率を提供します, スパーキングアンチパッキング, 高ストレス下での耐久性.

一般的なコンポーネント:

• 電気端子とEMI/RFIシールド
• 作動システム用のブッシングアセンブリ
• 非磁性構造インサート
• 航空宇宙グレードのファスナー

電気 & エレクトロニクス業界

なぜブロンズ?
ブロンズの一貫した導電率, 耐食性, そして、形成性により、高精度コネクタと送電コンポーネントの両方に最適です.

一般的なコンポーネント:

• 電気接触端子
• スプリングとスイッチコンポーネント
• 接地ハードウェア
• ヒートシンクと導電性ハウジングユニット

建築 & 装飾芸術

• 彫刻とリリーフパネル
• 装飾用グリルと建築トリム
• 手すり, 備品, と看板
• 高級インテリア用のカスタムインレイ

油 & ガス / 石油化学

なぜブロンズ?
硫化物ストレスの亀裂と研磨媒体に対するブロンズの耐性により、油の抽出と精製の環境が厳しい環境に適しています.

一般的なコンポーネント:

• バルブシートと茎
• シーリングリングとポンプインペラ
• 非スパーキングツール
• 高圧ブッシング

12. CNC加工ブロンズのコスト削減デザインのヒント

CNC加工ブロンズの費用効率のための設計には、材料の特性と機械加工プロセスの両方を深く理解する必要があります.

適切なブロンズグレードを早期に選択します

なぜそれが重要なのか:
異なる青銅の合金 (例えば。, C932, C954, リン青銅, アルミブロンズ) 加工性は大きく異なります, 耐食性, コスト.

コスト削減のヒント:

• 一般的なアプリケーション用, のような高マシンリティブロンズグレードを使用します C932 (ベアリングブロンズ).
• 高価な予備, 専門ブロンズ (例えば。, C954アルミニウムブロンズ) 高強度または極端な腐食抵抗を必要とする部品の場合.

材料効率のための設計

なぜそれが重要なのか:
ブロンズは、一般的なエンジニアリング金属よりもキログラムあたりコストがかかります.

コスト削減のヒント:

• 過度の壁の厚さや強度のための過剰なエンジニアリングを避けてください.
• 中空セクションを使用します, アンダーカット, または、重量と原料の量を減らすためのポケット.
• 考慮する ネットシェイプブランクに近い (例えば。, キャストブロンズ) 該当する場合, 機械加工を最小限に抑えるため.

必要でない場合に緊密な許容範囲を最小限に抑えます

なぜそれが重要なのか:
緊密な許容範囲は加工時間を増加させます, 検査要件, およびスクラップレート.

コスト削減のヒント:

• 適用する 重要な機能に対する緊密な許容範囲 (例えば。, ベアリングシート, 交尾インターフェイス).
• 標準の許容クラスを使用します (例えば。, ISO 2768-M) 非批判的な寸法の場合.

深い空洞やアンダーカットを避けてください

なぜそれが重要なのか:
深い空洞には、長期のツールが必要です, サイクル時間とツールのたわみが増加します.

コスト削減のヒント:

• 内部のポケットと穴の深さと直径の比率を保持します 3:1 に 4:1.
• 必要な機能を再設計します 専門のカッターまたは複数のセットアップ.

標準のホールサイズとスレッドタイプを使用します

なぜそれが重要なのか:
カスタムサイズまたは非標準サイズは、ツールチェンジオーバーを増やします, 手動のリワーク, 検査時間.

コスト削減のヒント:

• 標準のドリルビットサイズに合わせてデザインホール (例えば。, 6 mm, 10 mm, ½インチ。).
• 標準のスレッドフォームを選択します (例えば。, unc, unf, ISOメトリック) タップされた機能用.

より速い機械加工のためにジオメトリを簡素化します

なぜそれが重要なのか:
複雑な輪郭, 有機形状, または複合曲線では、5軸の機械加工または長いプログラミング時間が必要です.

コスト削減のヒント:

• 使用 単純, プリズムの特徴 可能な場合.
• 産業部品の装飾的または非機能的な複雑さを避けてください.

バッチの生産効率を活用します

なぜそれが重要なのか:
バッチ実行中のより多くのユニットで時間とプログラミングが償却する.

コスト削減のヒント:

• 可能な場合, 有効にする注文または設計モジュラーパーツを統合します バルク生産.
• 使用 在庫に優しい幾何学 旋盤に転向したブロンズ成分用.

13. Langhe CNC Machining Bronze Services

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14. 結論

CNCの機械加工ブロンズは、合金選択の微妙な理解を要求します, ツーリング, パラメーター, とデザイン.

ブロンズのユニークを活用することによって 加工性, サーマル そして 腐食 プロパティ, エンジニアは、過酷な環境で優れた精密コンポーネントを生産できます.

海洋フィッティングを作成するか美術の彫刻を作成するか, ここに概説されている戦略を適用すると、機械加工プロセスが最適化され、信頼できるものが提供されます, 高品質の青銅部品.