ЦНЦ обрада алуминијумских делова
ЦНЦ обрада алуминијумских делова је један од најраспрострањенијих производних процеса у модерној индустрији, који користи одличну обрадивост алуминијума, малу тежину и разноврсна механичка својства. Овај процес укључује уклањање материјала из алуминијумске залихе помоћу компјутерски-контролисаних алата за сечење за производњу прецизних компоненти за апликације које се крећу од потрошачке електронике до ваздухопловних структура.
Карактеристике материјала и обрадивост
Алуминијум показује изузетну способност обраде у поређењу са већином инжењерских метала. Његова релативно ниска тврдоћа смањује силу резања и хабање алата, омогућавајући високе стопе уклањања материјала. Топлотна проводљивост алуминијума је приближно три пута већа од челика, што ефикасно одводи топлоту из зоне сечења и смањује топлотно оштећење и алата и радног предмета. Међутим, ова иста особина може изазвати заваривање струготина на површинама алата ако се користе неправилни параметри сечења или неадекватна примена расхладне течности. Низак модул еластичности алуминијума доводи до већег угиба под силама сечења, што захтева пажљиво држање рада и стратегије путање алата за елементе са танким{4}}зинама. Материјал има тенденцију да производи континуиране, дуктилне струготине које могу формирати дугачке траке осим ако се не користи одговарајућа геометрија за разбијање струготине.
Уобичајене легуре алуминијума за ЦНЦ обраду обухватају 6061-Т6, који нуди одличну равнотежу чврстоће, отпорности на корозију и обрадивости за опште структуралне примене. 7075-Т6 обезбеђује супериорну чврстоћу-према-односа тежине за ваздухопловство и компоненте високих перформанси. 2024-Т4 пружа добру отпорност на ваздух{9}и отпорност на ваздух{9} 5083 нуди врхунску отпорност на корозију и могућност обликовања за поморске и хемијске примене. Ливене легуре као што су А356 и А380 се користе за компоненте које захтевају сложену геометрију и добру способност ливења након чега следи прецизна машинска обрада.
Избор алата за сечење
Алати од тврдог метала су пожељнији за машинску обраду алуминијума због њихове способности да одржавају оштре ивице при великим брзинама резања. Непревучени карбид је често бољи од обложених алата за алуминијум јер премази могу да повећају трење и подстичу формирање изграђених-ивица. Полиране или посебно брушене површине алата смањују приањање материјала. Алати обложени дијамантом-обезбеђују изузетну отпорност на хабање за високо-силицијум ливене алуминијумске легуре које су абразивне према конвенционалном карбиду.
Геометрије алата захтевају специфичну оптимизацију за алуминијум. Високи позитивни нагибни углови између 15 и 25 степени смањују силу резања и промовишу отицање струготине од радног предмета. Велики зазорни углови спречавају трљање и смањују стварање топлоте. Широке, високо полиране жлебове са довољно простора за струготине прихватају обимне струготине произведене при високим стопама уклањања. Оштре резне ивице са минималним брушењем ивица или припреме су неопходне; благо заобљена ивица може заправо побољшати перформансе смањењем формирања неравнина у неким завршним апликацијама.
Стратегије параметара резања
Машинска обрада алуминијума обично користи велике брзине резања у распону од 300 до 1000 метара у минути за операције грубе обраде, са брзином завршне обраде која понекад прелази 2000 метара у минути на вретенима велике брзине{3}}. Брзине помака су генерално агресивне, са помаком по-зубу од 0,1 до 0,3 милиметра уобичајен за крајње глодање. Дубина сечења треба да користи пуну дужину жлебова када је то могуће, посебно са модерним високоефикасним путањама алата. Комбинација велике брзине и великог помака производи карактеристичне високе стопе уклањања материјала које обраду алуминијума чине економски атрактивном.
Евакуација струготине је критична због велике количине уклоњеног материјала. Системи за хлађење кроз-алатке или системи за млаз ваздуха су често неопходни, посебно у операцијама удубљења и дубоких шупљина. Поплава расхладна течност при високом притиску и запремини помаже да се струготине испирају из зоне сечења и спречава поновно сечење. Неке примене имају користи од минималне количине подмазивања или чак суве обраде када су путеви за евакуацију струготине отворени и брзине резања умерене.
Стратегије и технике обраде
Технике{0}}брзине машинске обраде су посебно ефикасне за алуминијум. Ово укључује коришћење великих брзина вретена са релативно малим аксијалним дубинама реза, али високим брзинама помака. Резултирајуће ниске радијалне силе минимизирају отклон и вибрације, омогућавајући ефикасну машинску обраду танких зидова и деликатних карактеристика. Стратегије трохоидног или динамичког глодања одржавају константне углове захвата алата, омогућавајући конзистентно оптерећење струготине и дозвољавајући употребу пуне дужине жлеба за операције дубоког урезивања и урезивања.
За операције завршне обраде генерално се преферира успоно глодање јер производи бољу завршну обраду површине и смањује формирање неравнина у поређењу са конвенционалним глодањем. Употреба кугличних млинова великог{1}}пречника или бачвастих алата за полу-завршну обраду и завршну обраду контурираних површина може значајно смањити време циклуса у поређењу са малим кугличним млиновима. Машинска обрада аутоматски циља неисечени материјал који остаје након већих алата, обезбеђујући потпуно уклањање материјала без прекомерног сечења ваздуха.
Обрада танких{0}}зина захтева посебну пажњу због ниске крутости алуминијума. Прогресивна груба обрада која оставља уједначену масу за завршну обраду смањује изобличење. Симетричне секвенце обраде балансирају унутрашње напоне. Лагани завршни пролази са оштрим алатима при великој брзини дају прихватљиву завршну обраду без прекомерног одступања зида. Методе држања вакуумом или лепком могу да обезбеде уједначену подршку за танке компоненте које би конвенционалне стезаљке искривиле.
Воркхолдинг Аппроацхес
Стандардне машинске стеге са алуминијумским чељустима штите готове површине од оштећења челичне чељусти. Вакумске стезне главе се широко користе за равне алуминијумске плоче и лимове, обезбеђујући уједначену силу стезања без изобличења. Пнеуматска или хидраулична опрема омогућава брз утовар и истовар производних количина. Меке чељусти машински обрађене да одговарају геометрији дела обезбеђују прецизну локацију и подршку. За сложене одливе или екструзије, прилагођени елементи са иглама за лоцирање и стезним јастучићима обезбеђују поновљиво позиционирање.
Завршна обрада и квалитет
Машинска обрада алуминијума може постићи одличне завршне обраде када се користе одговарајући параметри и алати. Брзине завршне обраде у горњем опсегу могућности са малим дубинама сечења и високим брзинама помака често стварају површине попут огледала-на легурама које се не-третирају термички-. Међутим, формирање-нагомиланих ивица може да погорша завршну обраду површине ако су брзине прениске или расхладна течност није адекватна. Формирање неравнина на ивицама и излазима је упоран изазов; морају се управљати оштрим алатима, одговарајућим угловима захвата резача и процесима уклањања ивица.
Тачност димензија захтева пажњу на топлотну експанзију. Висок коефицијент термичког ширења алуминијума значи да варијације температуре током обраде или између обраде и инспекције могу значајно утицати на мерене димензије. Доследна температура расхладне течности и омогућавање деловима да постигну термичку равнотежу пре завршне инспекције су добра пракса. Мора се узети у обзир отклон радног предмета од сила стезања или силе резања, посебно код танких пресека.
Пост{0}}Операције обраде
Уклањање ивица је често неопходно након машинске обраде алуминијума. Механичке методе укључују четкање, превртање и пескарење медија. Хемијско уклањање ивица коришћењем алкалних раствора може уклонити фине неравнине са сложених геометрија. Ломљење ивица или ивица се често специфицира да би се спречиле оштре ивице и побољшала безбедност руковања.
Површински третмани побољшавају изглед и перформансе. Анодизација ствара чврст,-отпоран на корозију оксидни слој доступан у разним бојама за декоративне и функционалне примене. Превлака за конверзију хромата обезбеђује заштиту од корозије без значајне промене димензија. Боје и премазивање прахом нуде издржљиве козметичке завршне обраде. Пасивација побољшава отпорност на корозију за одређене композиције легура.
Примене и индустрије
Ваздухопловство се у великој мери ослања на ЦНЦ машинску обраду алуминијума за структурне компоненте авионске конструкције, ребра крила, оквире трупа и механизме контролне површине где је однос чврстоће-према-тежини најважнији. Аутомобилске апликације укључују блокове мотора, главе цилиндра, кућишта мењача и компоненте вешања. Електронска индустрија производи хладњаке, кућишта и компоненте шасије које користе топлотну проводљивост алуминијума и својства електромагнетне заштите. Произвођачи медицинске опреме машине алуминијум за кућишта инструмената, оквире опреме за снимање и компоненте хируршких алата. Потрошачки производи се крећу од оквира за бицикле и спортске опреме до кућишта камера и кућишта паметних телефона.
