CNC obrada aluminijumskih delova
CNC obrada aluminijskih dijelova jedan je od najčešće praktikovanih proizvodnih procesa u modernoj industriji, koji koristi odličnu obradivost aluminija, malu težinu i raznovrsna mehanička svojstva. Ovaj proces uključuje uklanjanje materijala iz zaliha aluminijuma pomoću kompjuterski-kontrolisanih alata za rezanje za proizvodnju preciznih komponenti za aplikacije u rasponu od potrošačke elektronike do vazduhoplovnih struktura.
Karakteristike materijala i obradivost
Aluminij pokazuje izuzetnu obradivost u poređenju sa većinom inženjerskih metala. Njegova relativno niska tvrdoća smanjuje silu rezanja i habanje alata, omogućavajući visoke stope uklanjanja materijala. Toplotna provodljivost aluminija je otprilike tri puta veća od čelika, što efikasno odvodi toplinu iz zone rezanja i smanjuje termička oštećenja alata i radnog komada. Međutim, ovo isto svojstvo može uzrokovati zavarivanje strugotina na površinama alata ako se koriste nepravilni parametri rezanja ili neadekvatna primjena rashladnog sredstva. Nizak modul elastičnosti aluminijuma dovodi do većeg otklona pod silama rezanja, što zahtijeva pažljivo držanje rada i strategije putanje alata za karakteristike tankih{4}}stina. Materijal ima tendenciju da proizvodi kontinuirane, duktilne strugotine koje mogu formirati duge trake osim ako se ne koristi odgovarajuća geometrija za lomljenje strugotine.
Uobičajene legure aluminijuma za CNC obradu uključuju 6061-T6, koji nudi odličnu ravnotežu čvrstoće, otpornosti na koroziju i obradivosti za opće strukturalne primjene. 7075-T6 pruža superiornu snagu-prema-omjeru težine za vazduhoplovstvo i komponente visokih performansi. 2024-T4 pruža otpornost na zamor{9} 5083 nudi vrhunsku otpornost na koroziju i mogućnost oblikovanja za pomorsku i kemijsku primjenu. Livene legure kao što su A356 i A380 koriste se za komponente koje zahtijevaju složenu geometriju i dobru sposobnost livenja praćene preciznom obradom.
Odabir reznog alata
Alati od tvrdog metala su poželjniji za obradu aluminijuma zbog njihove sposobnosti da održavaju oštre ivice pri velikim brzinama rezanja. Neprevučeni karbid je često bolji od obloženih alata za aluminijum jer premazi mogu povećati trenje i potaknuti formiranje izgrađenih-ivica. Polirane ili posebno brušene površine alata smanjuju prianjanje materijala. Alati obloženi dijamantom- pružaju izuzetnu otpornost na habanje za visoko-silikonske lijevane aluminijumske legure koje su abrazivne prema konvencionalnom karbidu.
Geometrija alata zahteva specifičnu optimizaciju za aluminijum. Visoki pozitivni nagibni uglovi između 15 i 25 stepeni smanjuju silu rezanja i pospešuju odliv strugotine dalje od radnog komada. Veliki zazorni uglovi sprečavaju trljanje i smanjuju stvaranje toplote. Široke, visoko polirane žljebove sa dovoljno prostora za strugotine prihvataju voluminozne strugotine proizvedene pri visokim stopama uklanjanja. Oštre rezne ivice sa minimalnim brušenjem ivica ili pripreme su neophodne; blago zaobljena ivica može zapravo poboljšati performanse smanjujući stvaranje neravnina u nekim završnim aplikacijama.
Strategije rezanja parametara
Mašinska obrada aluminijuma obično koristi velike brzine rezanja u rasponu od 300 do 1000 metara u minuti za grube operacije, sa brzinom završne obrade koja ponekad prelazi 2000 metara u minuti na vretenima velikih{3}}brzina. Brzine posmaka su generalno agresivne, sa po-inim pomacima od 0,1 do 0,3 milimetra uobičajeni za krajnje glodanje. Dubina rezanja treba da koristi punu dužinu žlebova kada je to moguće, posebno sa modernim-putama alata visoke efikasnosti. Kombinacija velike brzine i velikog posmaka proizvodi karakteristične visoke stope uklanjanja materijala koje obradu aluminija čine ekonomski atraktivnom.
Evakuacija strugotine je kritična zbog velike količine uklonjenog materijala. Sistemi za hlađenje kroz-alat ili zračni sistemi su često neophodni, posebno u operacijama džepova i dubokih šupljina. Poplava rashladna tečnost pri visokom pritisku i zapremini pomaže da se strugotina ispire iz zone rezanja i sprečava ponovno sečenje. Neke primjene imaju koristi od minimalne količine podmazivanja ili čak suhe obrade kada su putevi za evakuaciju strugotine otvoreni i brzine rezanja umjerene.
Strategije i tehnike obrade
Tehnike{0}}brzine obrade posebno su efikasne za aluminijum. Ovo uključuje korištenje velikih brzina vretena s relativno malim aksijalnim dubinama reza, ali visokim brzinama posmaka. Rezultirajuće niske radijalne sile minimiziraju otklon i vibracije, omogućavajući efikasnu obradu tankih zidova i delikatnih karakteristika. Strategije trohoidnog ili dinamičkog glodanja održavaju konstantne uglove zahvata alata, omogućavajući konzistentno opterećenje strugotine i dozvoljavajući upotrebu pune dužine žleba za operacije dubokog prorezivanja i džepova.
Za operacije završne obrade generalno se preferira uspono glodanje jer proizvodi bolju završnu obradu površine i smanjuje stvaranje neravnina u poređenju sa konvencionalnim glodanjem. Upotreba kugličnih mlinova velikog{1}}promjera ili bačvastih alata za polu{2}}završnu obradu i završnu obradu konturiranih površina može značajno smanjiti vrijeme ciklusa u poređenju sa malim kugličnim mlinovima. Ostatak strojne obrade automatski cilja nerezani materijal koji ostaje nakon većih alata, osiguravajući potpuno uklanjanje materijala bez prekomjernog rezanja zraka.
Obrada tankih{0}}zina zahtijeva posebnu pažnju zbog niske krutosti aluminija. Progresivna gruba obrada koja ostavlja ujednačenu masu za završnu obradu smanjuje izobličenje. Simetrične sekvence obrade uravnotežuju unutrašnje napone. Lagana završna obrada oštrim alatima pri velikoj brzini daju prihvatljivu završnu obradu bez pretjeranog skretanja zida. Metode držanja pomoću vakuuma ili ljepila mogu pružiti ujednačenu podršku za tanke komponente koje bi konvencionalne stezaljke iskrivile.
Workholding Approaches
Standardne mašinske stege sa aluminijumskim čeljustima štite gotove površine od oštećenja čelične čeljusti. Vakumske stezne glave se široko koriste za ravne aluminijske ploče i limene komponente, pružajući ujednačenu silu stezanja bez izobličenja. Pneumatski ili hidraulični uređaji omogućavaju brz utovar i istovar za proizvodne količine. Meke čeljusti obrađene da odgovaraju geometriji dijela pružaju preciznu lokaciju i podršku. Za složene odljevke ili ekstruzije, prilagođena učvršćenja s klinovima za lociranje i steznim jastučićima osiguravaju ponovljivo pozicioniranje.
Završna obrada i kvalitet
Aluminijska obrada može postići odlične završne obrade kada se koriste odgovarajući parametri i alati. Brzine završne obrade u gornjem rasponu mogućnosti sa malim dubinama rezanja i visokim brzinama pomaka često proizvode zrcalne-površine nalik na -toplinski-legurama koje se ne obrađuju. Međutim, formiranje-nadograđenog ruba može pogoršati završnu obradu površine ako su brzine preniske ili rashladna tekućina nije adekvatna. Formiranje neravnina na rubovima i izlazima je uporan izazov; moraju se upravljati oštrim alatima, odgovarajućim uglovima zahvata rezača i procesima uklanjanja ivica.
Tačnost dimenzija zahtijeva pažnju na toplinsko širenje. Visok koeficijent termičkog širenja aluminijuma znači da temperaturne varijacije tokom obrade ili između obrade i inspekcije mogu značajno uticati na izmerene dimenzije. Konzistentna temperatura rashladnog sredstva i omogućavanje dijelovima da postignu termičku ravnotežu prije završne inspekcije su dobra praksa. Mora se uzeti u obzir otklon radnog predmeta od sila stezanja ili rezanja, posebno za tanke rezove.
Post-Operacije obrade
Skidanje ivica je često potrebno nakon mašinske obrade aluminijuma. Mehaničke metode uključuju četkanje, prevrtanje i pjeskarenje. Hemijsko uklanjanje ivica korištenjem alkalnih otopina može ukloniti fine neravnine sa složenih geometrija. Lomljenje ivica ili ivica se često specificira kako bi se spriječile oštre ivice i poboljšala sigurnost rukovanja.
Površinski tretmani poboljšavaju izgled i performanse. Anodizacija stvara čvrst,-otporan oksidni sloj dostupan u raznim bojama za dekorativne i funkcionalne primjene. Kromatni konverzioni premaz pruža zaštitu od korozije bez značajne promjene dimenzija. Bojenje i premazivanje prahom nude izdržljive kozmetičke završne obrade. Pasivacija poboljšava otpornost na koroziju za određene sastave legura.
Aplikacije i industrije
Vazdušna industrija se u velikoj meri oslanja na CNC mašinsku obradu aluminijuma za strukturne komponente letelice, rebra krila, okvire trupa i mehanizme kontrolne površine gde je odnos snage{0}}i-od najveće važnosti. Automobilske primjene uključuju blokove motora, glave cilindra, kućišta mjenjača i komponente ovjesa. Elektronička industrija proizvodi hladnjake, kućišta i komponente šasije koje koriste toplinsku provodljivost aluminija i svojstva elektromagnetne zaštite. Proizvođači medicinske opreme mašinski aluminijum za kućišta instrumenata, okvire opreme za snimanje i komponente hirurških alata. Potrošački proizvodi se kreću od okvira za bicikle i sportske opreme do kućišta kamera i kućišta pametnih telefona.
