Zakaj se stroji iz aluminija razlikujejo od jekla
CNC obdelava aluminija je hitra, vendar ne gre zgolj za rezanje jekla z višjimi vrtljaji vretena. Kovina je mehka in zelo prevodna, zato toplota zapusti območje rezanja skozi orodje in odrezke in ne skozi obdelovanec. Ta edina značilnost pojasnjuje večino težav s podom-trgovine: vgrajen-rob na rezalnem robu, šklepetanje v delih s tankimi-stenami, re-rezanje odrezkov v globokih žepih in počasno premikanje dimenzij med dolgimi cikli brez nadzora. Strojniki, ki najprej načrtujejo odvajanje odrezkov, toplotno obnašanje in geometrijo orodja ter nato hitrost rezanja, dobijo najboljšo površinsko obdelavo in življenjsko dobo orodja tako iz zaloge 6061-T6 kot 7075-T6.
Zgrajen{0}}rob:mehak, duktilen pritisk ostružkov-se privari na rezalni rob, kar povzroči grobo, raztrgano površino in hitro degradacijo robov.
Klepetanje v tankih stenah:visoke hitrosti vretena in lahko radialno vpetje zmanjšajo rezalno silo, vendar zmanjšajo blaženje, zato tanka rebra in deli tal vibrirajo.
Evakuacija čipov:dolgi, nitasti ostružki se zapakirajo v žepe in reže, naslednji zob- jih prereže in uniči zaključek.
Toplotna ekspanzija:aluminij se razširi približno dvakrat toliko kot jeklo na stopinjo, zato dolgi cikli grobega obdelave spremenijo efektivno velikost dela, ko se obdelovanec segreje.
Hladilno sredstvo in mazanje:izbira med zalivanjem hladilne tekočine, minimalno količino mazanja in suho obdelavo ter med-oljnimi proizvodi, ki se mešajo z vodo, neposredno nadzira končno obdelavo in življenjsko dobo robov.
Izbira orodja za aluminij
| Vrsta orodja | Tipična uporaba | Opombe |
|---|---|---|
| Karbidna trdina brez premaza, polirane žlebove, vijačnica 40-45 stopinj | Splošno mletje 6061, 5052, 3003 | Polirane površine brez premaza so bolj odporne na oprijem kot debeli premazi-za splošno uporabo; visoka vijačnica dvigne žetone iz žepov |
| Tri{0}}rezkalo iz karbidne trdine | Rezkanje, grobo obdelavo, profiliranje | Uravnoteži prostor za odrezke in togost jedra, dober kompromis med dvo-finišem in štiri-trdnostjo |
| Polikristalni diamant (PCD) | -Velik obseg proizvodnje zlitin,-ki vsebujejo silicij | Najvišja odpornost proti obrabi in najboljša ponovljivost dimenzij, ko čas cikla prevladuje nad ceno orodja |
| Karbid-prevlečen z diamantom | Abrazivni visoko-silicijevi razredi, kot je 4047 | Trda silicijeva faza hitro obrabi navadni karbid; diamantna prevleka povrne predvidljivo življenjsko dobo robov |
| Ostri vložki s pozitivnim-nagibom | Soočenje, obračanje, dolgočasno | Nizke rezalne sile zmanjšajo popačenje v tankih delih in izboljšajo končno obdelavo gumijastih temperamentov |
Kako izbira zlitine spremeni rezalne parametre
| Zlitina | Obnašanje pri obdelavi | Smer parametra |
|---|---|---|
| 6061-T6 | Brezplačna{0}}obdelovalna referenčna kakovost; dober nadzor odrezkov | Najvišje rezalne hitrosti in pomiki običajnih konstrukcijskih zlitin |
| 7075-T6 | Zaradi dodatkov cinka in bakra je trši in bolj abraziven | Tecite približno 15-20 % počasneje z zmanjšanim radialnim vpetjem in ostrejšimi robovi |
| 5052, 5083 | Gumast, delovno-trdljiv, nagnjen k nadgradnji-robov | Nižja površinska hitrost, izdatno mazanje, visoka vijačnica in pozitiven nagib |
| 2024 | Bakreni{0}}ležaji, močni, a manj odporni proti koroziji | Zmanjšana globina reza, močnejši pretok hladilne tekočine, hitra evakuacija |
| 4047 in drugi visoki-silicijevi razredi | Zelo abraziven za orodje | Diamantno ali PCD orodje, zmerni pomiki, pozornost na obrabo robov |
| Lite zlitine | Poroznost in prekinjeni rezi | Nižji pomiki, toge nastavitve, obremenitve odrezkov so prirezane, da se prepreči krušenje robov |
Kovane vrste so na splošno strojno čistejše od litih, ker so popolnoma goste in bolj homogene. Znotraj kovane družine je stanje enako pomembno kot kemija: mehka O-temperaturna tuljava bo raztrgala in ustvarila rob, kjer ista zlitina v T6 proizvede čist, kratek odrezek.
Tolerance in dosegljiva površinska obdelava
Rezkanje in struženje zdržita približno plus ali minus 0,025 mm na dobro-podprtih funkcijah, kar je približno red velikosti tesnejše od plus ali minus 0,3 mm, ki je običajno za tlačno litje, zato so strojno obdelane komponente prednostne za spajanje površin, izvrtin in tesnilnih površin. Standardna strojna obdelava pusti površinsko hrapavost Ra 3,2-6,3 mikrometra. Natančno brušenje, fino vrtanje ali visoko{9}}hitri končni prehodi dosegajo Ra 0,4 mikrometra ali več na zrcalnih površinah. Vibracijske{10}}in visoko{11}}hitrostne končne strategije zmanjšajo sledi tresljajev, kemično posvetlitev poveča odbojnost, eloksiranje po strojni obdelavi pa končno površino pretvori v trdo, proti koroziji odporno oksidno plast, ne da bi spremenila geometrijo, ki jo vzpostavijo rezalna orodja.
CNC obdelava aluminija v primerjavi z litjem, ekstrudiranjem in dodatkom
Proti tlačnemu litju:CNC ima veliko strožje tolerance in odstrani čas priprave orodja in stroške matrice, vendar so čas cikla in stroški materiala na del višji pri zelo velikih količinah.
Proti 3D tiskanju:kovana gredica je popolnoma gosta, zato so obdelani deli močnejši in bolj odporni na utrujenost kot aditivno izdelan aluminij primerljive oblike.
Proti EDM:za prototipe in majhne serije sta rezkanje in struženje veliko bolj ekonomična in veliko hitrejša od žične ali grezilne EDM.
Proti iztiskanju:pet{0}}osna obdelava ustvarja žepe, zožitve in spodreze, ki jih ekstrudiranje s stalnim-rezom ne more ustvariti.
Hibridne poti:združevanje aditivnih skoraj-neto oblik s končno obdelavo skrajša dobavni čas pri zapletenih delih majhne-prostornine, hkrati pa ohrani trdnost kritičnih elementov.
Pogosto zastavljena vprašanja
V: Kakšno hitrost vretena je treba uporabiti za aluminij?
Površinska hitrost je krmilna spremenljivka in ne vrtljaji na minuto. Aluminij prenaša visoke površinske hitrosti, zato majhni rezkarji delujejo pri visokih obratih, medtem ko veliki čelni rezkarji delujejo veliko počasneje, da ohranijo enako površinsko hitrost in obremenitev odrezkov.
V: Zakaj 6061 deluje lažje kot 7075?
6061-T6 je referenca za prosto strojno obdelavo med konstrukcijskimi zlitinami, medtem ko je 7075-T6 trša in bolj abrazivna zaradi vsebnosti cinka in bakra, zato so pomiki in radialni prijemi zmanjšani za približno 15–20 % za zaščito roba.
V: Ali so za čisti aluminij boljša orodja s premazom ali brez njega?
Pri čistem in nizko{0}}legiranem aluminiju se tanke polirane prevleke in neprevlečen polirani karbid običajno obnesejo bolje kot debele-prevleke za splošno uporabo, ker so odporne na oprijem materiala in ohranjajo ostrino nagnjene ploskve.
V: Kako prepreči-nabiranje roba?
Preprečite ga z ostro pozitivno-geometrijo nagnjenosti, večjo površinsko hitrostjo, ustreznim mazanjem in dovolj veliko obremenitvijo odrezkov, da lahko režete pod-otrjeno plastjo, namesto da bi jo drgnili.
V: Kakšno toleranco je mogoče razumno navesti?
Plus ali minus 0,025 mm je običajna strojna toleranca na stabilnih elementih, čeprav tanke stene in dolgi deli zahtevajo širše meje, ker toplotna ekspanzija in rezalne sile premikajo material med ciklom.
V: Kako dolgo lahko aluminijasti deli delujejo brez nadzora?
Samo dokler se žetoni čistijo. Globoki žepi in majhna orodja zahtevajo-hlajenje skozi orodje, zračni udar ali strategije kljuvanja, dele pa je treba pustiti, da se ohladijo pred zaključnim prehodom, da toplotna rast ne spremeni končne dimenzije.
