CNC alumīnija detaļu apstrāde
CNC alumīnija detaļu apstrāde ir viens no visplašāk izmantotajiem ražošanas procesiem mūsdienu rūpniecībā, izmantojot alumīnija lielisko apstrādājamību, vieglo svaru un daudzpusīgās mehāniskās īpašības. Šis process ietver materiāla noņemšanu no alumīnija materiāla, izmantojot-datorkontrolētus griezējinstrumentus, lai ražotu precīzus komponentus lietošanai no plaša patēriņa elektronikas līdz kosmosa konstrukcijām.
Materiālu raksturojums un mehāniskā apstrāde
Alumīnijam ir izcila apstrādājamība salīdzinājumā ar lielāko daļu inženiertehnisko metālu. Tā salīdzinoši zemā cietība samazina griešanas spēkus un instrumenta nodilumu, nodrošinot augstu materiāla noņemšanas ātrumu. Alumīnija siltumvadītspēja aptuveni trīs reizes pārsniedz tērauda siltumvadītspēju, kas efektīvi izkliedē siltumu no griešanas zonas un samazina termiskos bojājumus gan instrumentam, gan sagatavei. Tomēr šī pati īpašība var izraisīt šķembu metināšanu instrumenta virsmās, ja tiek izmantoti nepareizi griešanas parametri vai nepietiekama dzesēšanas šķidruma lietošana. Alumīnija zemais elastības modulis rada lielāku novirzi zem griešanas spēkiem, kas prasa rūpīgu darba turēšanu un instrumenta trajektorijas stratēģijas plānām -sienu elementiem. Materiāls mēdz radīt nepārtrauktas, elastīgas skaidas, kas var veidot garas lentes, ja vien netiek izmantota pareiza skaidu sadalīšanas ģeometrija.
CNC apstrādei plaši izmantotie alumīnija sakausējumi ietver 6061-T6, kas nodrošina izcilu izturības, izturības pret koroziju un apstrādājamības līdzsvaru vispārīgiem strukturāliem lietojumiem. 7075-T6 nodrošina izcilu izturības-un-svara attiecību kosmosa un augstas veiktspējas komponentiem. 2024-T4 nodrošina izcilu noguruma pretestību un izturību pret koroziju lidmašīnām83. formējamība jūras un ķīmiskiem lietojumiem. Lietie sakausējumi, piemēram, A356 un A380, tiek izmantoti komponentiem, kam nepieciešama sarežģīta ģeometrija un laba liejamība, kam seko precīza apstrāde.
Griešanas instrumenta izvēle
Alumīnija apstrādei priekšroka tiek dota karbīda instrumentiem, jo tie spēj saglabāt asas malas pie liela griešanas ātruma. Nepārklāts karbīds bieži vien ir pārāks par alumīnija instrumentiem ar pārklājumu, jo pārklājumi var palielināt berzi un veicināt malu veidošanos{1}}. Pulētas vai speciāli slīpētas instrumentu virsmas samazina materiāla saķeri. Instrumenti ar dimanta-pārklājumu nodrošina izcilu nodilumizturību augsta-silīcija lietiem alumīnija sakausējumiem, kas ir abrazīvi pret tradicionālo karbīdu.
Instrumentu ģeometrijām ir nepieciešama īpaša optimizācija alumīnijam. Augsti pozitīvie slīpuma leņķi no 15 līdz 25 grādiem samazina griešanas spēkus un veicina skaidu aizplūšanu no sagataves. Lieli klīrensa leņķi novērš berzi un samazina siltuma veidošanos. Plašas, ļoti pulētas rievas ar lielu šķembu vietu ļauj uzņemt apjomīgās skaidas, kas tiek ražotas ar lielu noņemšanas ātrumu. Asas griešanas malas ar minimālu malu slīpēšanu vai sagatavošanu ir būtiskas; nedaudz noapaļota mala faktiski var uzlabot veiktspēju, dažos apdares lietojumos samazinot urbumu veidošanos.
Griešanas parametru stratēģijas
Alumīnija apstrādē parasti tiek izmantoti lieli griešanas ātrumi no 300 līdz 1000 metriem minūtē rupjās apstrādes operācijām, un apstrādes ātrums dažkārt pārsniedz 2000 metriem minūtē liela ātruma vārpstām. Padeves ātrums parasti ir agresīvs, un gala frēzēšanai parasti tiek veikta padeve no 0,1 līdz 0,3 milimetriem uz vienu zobu. Griešanas dziļumam, ja iespējams, ir jāizmanto viss flautas garums, jo īpaši ar moderniem augstas -efektivitātes instrumentu ceļiem. Liela ātruma un lielas padeves kombinācija nodrošina raksturīgu augstu materiāla noņemšanas ātrumu, kas padara alumīnija apstrādi ekonomiski pievilcīgu.
Šķembu evakuācija ir ļoti svarīga, jo ir liels noņemtā materiāla daudzums. Izmantojot-instrumentu, bieži ir nepieciešamas dzesēšanas šķidruma vai gaisa strūklas sistēmas, it īpaši kabatu ievietošanas un dziļās dobuma operācijās. Pārpludināt dzesēšanas šķidrumu ar augstu spiedienu un tilpumu palīdz izskalot skaidas no griešanas zonas un novērš pārgriešanu. Dažas lietojumprogrammas gūst labumu no minimālā daudzuma eļļošanas vai pat sausās apstrādes, ja skaidu izvadīšanas ceļi ir atvērti un griešanas ātrums ir mērens.
Apstrādes stratēģijas un metodes
Liela ātruma{0}}apstrādes metodes ir īpaši efektīvas alumīnijam. Tas ietver lielu vārpstas ātrumu izmantošanu ar salīdzinoši nelielu aksiālo griezuma dziļumu, bet lielu padevi. Iegūtie zemie radiālie spēki samazina novirzi un vibrāciju, nodrošinot efektīvu plānu sienu un smalku elementu apstrādi. Trochoidālās vai dinamiskās frēzēšanas stratēģijas uztur nemainīgus instrumenta sasaistes leņķus, nodrošinot vienmērīgu skaidu slodzi un ļaujot izmantot pilnu rievas garumu dziļām rievām un kabatu ielikšanai.
Apdares operācijām parasti priekšroka tiek dota kāpšanas frēzēšanai, jo tā nodrošina labāku virsmas apdari un samazina urbumu veidošanos salīdzinājumā ar parasto frēzēšanu. Liela-diametra lodīšu dzirnavu vai stobru instrumentu izmantošana kontūrveida virsmu pus-apdarei un apdarei var ievērojami samazināt cikla laiku, salīdzinot ar mazām lodīšu dzirnavām. Atpūtas apstrāde automātiski attiecas uz nesagrieztu materiālu, kas paliek pēc lielākiem instrumentiem, nodrošinot pilnīgu materiāla noņemšanu bez pārmērīgas gaisa griešanas.
Plānās{0}}sienu apstrādei ir jāpievērš īpaša uzmanība alumīnija zemās stingrības dēļ. Progresīvā rupjā apstrāde, kas nodrošina viendabīgu materiālu apdarei, samazina kropļojumus. Simetriskas apstrādes secības līdzsvaro iekšējos spriegumus. Viegla apdare ar asiem instrumentiem lielā ātrumā nodrošina pieņemamu virsmas apdari bez pārmērīgas sienas novirzes. Vakuuma vai līmējošās darba turēšanas metodes var nodrošināt vienmērīgu atbalstu plānām detaļām, kuras parastās skavas varētu deformēt.
Darba turēšanas pieejas
Standarta mašīnas skrūvspīles ar alumīnija žokļu virsmām aizsargā gatavās virsmas no tērauda žokļu bojājumiem. Vakuuma patronas tiek plaši izmantotas plakanām alumīnija plāksnēm un lokšņu detaļām, nodrošinot vienmērīgu iespīlēšanas spēku bez kropļojumiem. Pneimatiskie vai hidrauliskie armatūra nodrošina ātru iekraušanu un izkraušanu ražošanas daudzumiem. Mīkstās spīles, kas apstrādātas atbilstoši detaļu ģeometrijai, nodrošina precīzu atrašanās vietu un atbalstu. Sarežģītiem lējumiem vai ekstrūzijai pielāgotas armatūras ar fiksācijas tapām un iespīlēšanas paliktņiem nodrošina atkārtotu pozicionēšanu.
Virsmas apdare un kvalitātes apsvērumi
Alumīnija apstrāde var sasniegt izcilu virsmas apdari, ja tiek izmantoti atbilstoši parametri un instrumenti. Apdares ātrums augstākās iespējas diapazonā ar nelielu griezuma dziļumu un lielu padevi bieži rada spoguļa{1}}līdzīgas virsmas uz sakausējumiem, kas nav -termiski{3}}apstrādājami. Tomēr, ja ātrums ir pārāk zems vai dzesēšanas šķidrums ir nepietiekams, salikta{5}}malu veidošanās var pasliktināt virsmas apdari. Burru veidošanās pie malām un izejām ir pastāvīgs izaicinājums; ir jāpārvalda asi instrumenti, pareizi griezēja ieslēgšanas leņķi un atsērēšanas procesi.
Izmēru precizitātei jāpievērš uzmanība termiskai izplešanai. Alumīnija augstais termiskās izplešanās koeficients nozīmē, ka temperatūras svārstības apstrādes laikā vai starp apstrādi un pārbaudi var būtiski ietekmēt izmērītos izmērus. Konsekventa dzesēšanas šķidruma temperatūra un ļaut daļām sasniegt termisko līdzsvaru pirms galīgās pārbaudes ir laba prakse. Jāņem vērā sagataves novirze no saspiešanas vai griešanas spēkiem, īpaši plānām sekcijām.
Pēc-apstrādes operācijām
Pēc alumīnija apstrādes bieži ir nepieciešama atstarpju noņemšana. Mehāniskās metodes ietver tīrīšanu ar suku, gāzēšanu un strūklu. Ķīmiskā atstarpju noņemšana, izmantojot sārmainus šķīdumus, var noņemt smalkas urbumus no sarežģītas ģeometrijas. Malu laušana vai slīpēšana bieži tiek noteikta, lai novērstu asas malas un uzlabotu lietošanas drošību.
Virsmas apstrāde uzlabo izskatu un veiktspēju. Anodēšana rada cietu, pret koroziju izturīgu-oksīda slāni, kas pieejams dažādās krāsās dekoratīviem un funkcionāliem lietojumiem. Hroma konversijas pārklājums nodrošina aizsardzību pret koroziju bez būtiskām izmēru izmaiņām. Krāsošana un pulverkrāsošana nodrošina izturīgu kosmētisko apdari. Pasivācija uzlabo noteiktu sakausējumu sastāvu izturību pret koroziju.
Lietojumprogrammas un nozares
Aviācijas un kosmosa nozare lielā mērā paļaujas uz CNC alumīnija apstrādi lidmašīnu korpusa konstrukciju komponentiem, spārnu ribām, fizelāžas rāmjiem un vadības virsmas mehānismiem, kur izturības -pret-svara attiecība ir vissvarīgākā. Automobiļu lietojumos ietilpst dzinēju bloki, cilindru galvas, transmisijas korpusi un balstiekārtas komponenti. Elektronikas rūpniecība ražo siltuma izlietnes, korpusus un šasijas komponentus, kas izmanto alumīnija siltumvadītspēju un elektromagnētiskās ekranēšanas īpašības. Medicīnas iekārtu ražotāji apstrādā alumīniju instrumentu korpusiem, attēlveidošanas iekārtu rāmjiem un ķirurģisko instrumentu komponentiem. Patēriņa preču klāsts ir no velosipēdu rāmjiem un sporta aprīkojuma līdz kameru korpusiem un viedtālruņa šasijai.
