CNC obrada aluminijskih dijelova
CNC obrada aluminijskih dijelova jedan je od najraširenijih proizvodnih procesa u modernoj industriji, koji iskorištava izvrsnu obradivost aluminija, malu težinu i svestrana mehanička svojstva. Ovaj proces uključuje uklanjanje materijala iz aluminijskih materijala pomoću računalno-kontroliranih reznih alata za proizvodnju preciznih komponenti za različite primjene od potrošačke elektronike do zrakoplovnih struktura.
Karakteristike materijala i obradivost
Aluminij pokazuje izuzetnu obradivost u usporedbi s većinom inženjerskih metala. Njegova relativno niska tvrdoća smanjuje sile rezanja i trošenje alata, omogućujući visoke stope skidanja materijala. Toplinska vodljivost aluminija je otprilike tri puta veća od čelika, što učinkovito odvodi toplinu iz zone rezanja i smanjuje toplinska oštećenja i alata i obratka. Međutim, ovo isto svojstvo može uzrokovati zavarivanje strugotine na površini alata ako se koriste neodgovarajući parametri rezanja ili neadekvatna primjena rashladnog sredstva. Aluminijev nizak modul elastičnosti dovodi do veće deformacije pod silama rezanja, što zahtijeva pažljivo držanje i strategiju putanje alata za elemente tankih-stjenki. Materijal teži stvaranju kontinuiranih, rastezljivih strugotina koje mogu oblikovati dugačke vrpce osim ako se ne koristi odgovarajuća geometrija lomljenja strugotine.
Uobičajene legure aluminija za CNC obradu uključuju 6061-T6, koja nudi izvrsnu ravnotežu čvrstoće, otpornosti na koroziju i obradivosti za opće strukturne primjene. 7075-T6 pruža superiornu čvrstoću-i-omjer težine za zrakoplovne i visokoučinkovite komponente. 2024-T4 pruža dobru otpornost na zamor konstrukcija zrakoplova. 5052 i 5083 nudi vrhunsku otpornost na koroziju i mogućnost oblikovanja za pomorske i kemijske primjene. Lijevane legure kao što su A356 i A380 koriste se za komponente koje zahtijevaju složene geometrije i dobru sposobnost lijevanja nakon čega slijedi precizna strojna obrada.
Odabir alata za rezanje
Alati od tvrdog metala preferiraju se za strojnu obradu aluminija zbog svoje sposobnosti da zadrže oštre rubove pri velikim brzinama rezanja. Karbid bez premaza često je bolji od alata s premazom za aluminij jer premazi mogu povećati trenje i potaknuti-formiranje rubova. Polirane ili posebno brušene površine alata smanjuju prianjanje materijala. Alati s-presvlakom od dijamanta pružaju iznimnu otpornost na habanje za-legure lijevanog aluminija s visokim sadržajem silicija koje su abrazivne za uobičajeni karbid.
Geometrije alata zahtijevaju specifičnu optimizaciju za aluminij. Visoki pozitivni nagibni kutovi između 15 i 25 stupnjeva smanjuju sile rezanja i potiču protok strugotine od obratka. Veliki kutovi zazora sprječavaju trenje i smanjuju stvaranje topline. Široke, visoko polirane žljebove s dovoljno prostora za strugotine prihvaćaju voluminozne strugotine proizvedene pri visokim stopama uklanjanja. Oštri rezni rubovi s minimalnim brušenjem rubova ili pripremom su bitni; blago zaobljeni rub zapravo može poboljšati performanse smanjenjem stvaranja neravnina u nekim završnim obradama.
Strategije parametara rezanja
Strojna obrada aluminija obično uključuje velike brzine rezanja u rasponu od 300 do 1000 metara u minuti za operacije grube obrade, s brzinama završne obrade koje ponekad prelaze 2000 metara u minuti na -brzinskim vretenima. Brzine posmaka općenito su agresivne, s posmacima po-zubu od 0,1 do 0,3 milimetra uobičajenim za čelno glodanje. Dubina rezanja trebala bi koristiti punu duljinu žljebova kada je to moguće, osobito s modernim visoko-učinkovitim putanjama alata. Kombinacija velike brzine i velikog posmaka proizvodi karakteristične visoke stope skidanja materijala koje obradu aluminija čine ekonomski privlačnom.
Evakuacija strugotine je kritična zbog velike količine uklonjenog materijala. Kroz -alat rashladno sredstvo ili sustavi mlaznog zraka često su potrebni, posebno u operacijama umetanja u džepove i dubokih šupljina. Sredstvo za hlađenje pri visokom tlaku i volumenu pomaže u ispiranju strugotine iz zone rezanja i sprječava ponovno rezanje. Neke primjene imaju koristi od minimalne količine podmazivanja ili čak suhe strojne obrade kada su putevi za evakuaciju strugotine otvoreni, a brzine rezanja umjerene.
Strategije i tehnike obrade
-Tehnike obrade velike brzine posebno su učinkovite za aluminij. To uključuje korištenje velikih brzina vretena s relativno malim aksijalnim dubinama rezanja, ali velikim posmacima. Rezultirajuće niske radijalne sile smanjuju otklon i vibracije, omogućujući učinkovitu obradu tankih stijenki i osjetljivih dijelova. Trohoidalne ili dinamičke strategije glodanja održavaju konstantne kutove zahvata alata, dopuštajući dosljedna opterećenja strugotinom i dopuštajući korištenje pune duljine žljebova za duboke utore i operacije urezivanja.
Za završne operacije općenito se preferira usponsko glodanje jer daje bolju završnu obradu površine i smanjuje stvaranje srha u usporedbi s konvencionalnim glodanjem. Upotreba kugličnih mlinova velikog-promjera ili bačvastih alata za polu-završnu obradu i završnu obradu oblikovanih površina može značajno smanjiti vrijeme ciklusa u usporedbi s malim kuglastim mlinovima. Obrada ostataka automatski usmjerava neobrezani materijal koji ostaje nakon većih alata, osiguravajući potpuno uklanjanje materijala bez pretjeranog rezanja zrakom.
Obrada-tankih stijenki zahtijeva posebnu pažnju zbog niske krutosti aluminija. Progresivna gruba obrada koja ostavlja jednoličnu zalihu za završnu obradu smanjuje izobličenje. Simetrične sekvence obrade uravnotežuju unutarnja naprezanja. Lagani završni radovi s oštrim alatima pri velikoj brzini daju prihvatljivu završnu obradu površine bez pretjeranog savijanja stijenke. Metode držanja pomoću vakuuma ili ljepila mogu pružiti jednoliku potporu za tanke komponente koje bi konvencionalne stezaljke iskrivile.
Radni pristupi
Standardne strojne škripce s čeljustima od aluminija štite gotove površine od oštećenja čeličnih čeljusti. Vakuumske stezne glave naširoko se koriste za ravne aluminijske ploče i limove, omogućujući jednoliku silu stezanja bez izobličenja. Pneumatski ili hidraulični uređaji omogućuju brzi utovar i istovar proizvodnih količina. Meke čeljusti strojno obrađene kako bi odgovarale geometriji dijela osiguravaju precizno lociranje i potporu. Za složene odljevke ili ekstruzije, prilagođena pričvršćenja s klinovima za lociranje i steznim jastučićima osiguravaju ponovljivo pozicioniranje.
Površinska obrada i razmatranja kvalitete
Strojna obrada aluminija može postići izvrsnu završnu obradu površine kada se koriste odgovarajući parametri i alat. Brzine završne obrade u gornjem rasponu mogućnosti s malom dubinom rezanja i visokim brzinama posmaka često proizvode površine poput zrcala na legurama koje se-ne mogu-obrađivati toplinom. Međutim, nakupljeni- rubovi mogu pogoršati završnu obradu površine ako su brzine preniske ili rashladno sredstvo neadekvatno. Stvaranje neravnina na rubovima i izlazima je uporan izazov; moraju se voditi oštri alati, ispravni kutovi zahvata rezača i procesi skidanja ivica.
Točnost dimenzija zahtijeva pažnju na toplinsko širenje. Visoki koeficijent toplinske ekspanzije aluminija znači da temperaturne varijacije tijekom strojne obrade ili između strojne obrade i pregleda mogu značajno utjecati na izmjerene dimenzije. Konzistentna temperatura rashladne tekućine i dopuštanje dijelovima da postignu toplinsku ravnotežu prije završnog pregleda dobra su praksa. Treba uzeti u obzir deformaciju obratka od sila stezanja ili reznih sila, posebno za tanke presjeke.
Post{0}}operacije strojne obrade
Skidanje ivica je često potrebno nakon strojne obrade aluminija. Mehaničke metode uključuju četkanje, prevrtanje i pjeskarenje. Kemijsko skidanje srha korištenjem alkalnih otopina može ukloniti fine srhe sa složenih geometrija. Lomljenje rubova ili skošenje često se navodi kako bi se spriječili oštri rubovi i poboljšala sigurnost pri rukovanju.
Površinski tretmani poboljšavaju izgled i učinkovitost. Anodizacija stvara čvrst oksidni sloj-otporan na koroziju dostupan u raznim bojama za dekorativne i funkcionalne primjene. Kromirani pretvorbeni premaz pruža zaštitu od korozije bez značajne promjene dimenzija. Bojanje i premazivanje prahom nude izdržljive kozmetičke završne slojeve. Pasivacija poboljšava otpornost na koroziju za određene sastave legura.
Primjene i industrije
Zrakoplovna i svemirska industrija uvelike se oslanja na CNC strojnu obradu aluminija za konstrukcijske komponente zrakoplova, rebra krila, okvire trupa i mehanizme upravljačkih površina gdje je omjer snage-i-težine najvažniji. Primjene u automobilima uključuju blokove motora, glave cilindra, kućišta mjenjača i komponente ovjesa. Elektronička industrija proizvodi hladnjake, kućišta i komponente šasije koje iskorištavaju toplinsku vodljivost aluminija i svojstva elektromagnetske zaštite. Proizvođači medicinske opreme obrađuju aluminij za kućišta instrumenata, okvire opreme za snimanje i komponente kirurških alata. Potrošački proizvodi variraju od okvira za bicikle i sportske opreme do kućišta fotoaparata i kućišta pametnih telefona.
