Алуминиева екструзия - предпочитана сплав за CNC фрезоване?

Алуминиевите части се повреждат, когато фрезоването се обърка. Стружките се залепват, инструментите се износват бързо, а толерансът се променя. Този проблем води до загуба на време и пари. Изборът на неправилна сплав за екструдиране често го причинява.

Алуминиевите сплави за екструдиране като 6061 и 6063 са предпочитани за фрезоване с ЦПУ, тъй като балансират между здравина, обработваемост и качество на повърхността. Подходящата сплав намалява износването на инструментите, поддържа тесни допуски и намалява общите разходи за обработка.

Много купувачи се фокусират само върху цената или силата. Това не е достатъчно. Поведението при фрезоване зависи от химическия състав на сплавта, отпушването и качеството на екструдиране. Разбирането на тези фактори помага на купувачите да избегнат скрити рискове и нестабилно производство.

Кои сплави предлагат най-добра обработваемост за операции с ЦПУ?

Обработката изглежда проста, докато не започне производството. Лошата обработваемост води до начупване, натрупване на ръбове и лошо финишно покритие. Съществуват много екструзионни сплави, но само някои от тях работят добре за фрезоване с ЦПУ.

Най-добрите алуминиеви сплави за екструдиране с ЦПУ са 6061, 6063 и 6082, тъй като те режат чисто, образуват стабилни стружки и поддържат строг толеранс при висока скорост.

Обработваемостта на алуминия зависи от съдържанието на силиций, магнезий и желязо. Тези елементи контролират отчупването на стружките и триенето на инструмента. Твърде малкото количество силиций води до образуване на гумени стружки. Твърде голямото количество прави сплавта крехка.

Защо обработваемостта е от значение при CNC фрезоването

Обработваемостта влияе на всеки етап от работата с ЦПУ. Тя променя времето на цикъла, живота на инструмента и процента на брака. Лошата обработваемост невинаги се проявява при малки партиди. Тя се проявява по време на дълги производствени серии.

Основните ефекти включват:

• Стабилност на силата на рязане
• Генериране на топлина по ръба на инструмента
• Извеждане на чипове
• Живот на покритието на инструмента

Сплавта, която може да се обработва, осигурява предсказуемост на силите. Това позволява по-високи скорости на подаване без вибрации.

Общи сплави за екструдиране и сравнение на обработваемостта

6061 често е най-безопасният избор. Той работи добре на много машини с ЦПУ. 6063 е по-мек, така че се реже лесно, но може да се деформира, ако закрепването е слабо.

Качеството на екструдиране също влияе върху обработваемостта

Два пръта с една и съща сплав могат да се обработват по много различен начин. Скоростта на екструдиране, дизайнът на матрицата и охлаждането контролират структурата на зърното. Лошото екструдиране води до вътрешни напрежения.

Признаците за ниско качество на екструдиране включват:

• Деформация след фрезоване
• Измерително отклонение по време на рязане
• Непоследователна форма на чипа

Добри доставчици контролират температурата на екструдиране и изправяне. Това води до равномерен поток на зърната, което подобрява стабилността на CNC.

Кога могат да се използват други сплави

Някои купувачи използват екструдирани материали 3003 или 5052. Тези сплави се формират добре, но се обработват лошо. Те се размазват по време на фрезоване и създават задирания.

Тези сплави могат да работят, ако:

• Дълбочината на фрезоване е малка
• Изискването за качество на повърхността е ниско
• Допустимо е ръчно отстраняване на заустванията

За прецизни части с ЦПУ те са рискован избор.

Как различните темпери влияят на точността на фрезоване?

Много купувачи се фокусират върху сплавта, но пренебрегват темперамента. Това е грешка. Температурата контролира твърдостта, нивото на напрежението и стабилността на размерите по време на фрезоване.

Температурите Т6 и Т5 са предпочитани за фрезоване с ЦПУ, тъй като осигуряват стабилна твърдост и намаляват деформациите по време на рязане.

Температурата описва топлинната обработка след екструдиране. То променя начина, по който металът реагира на силата на рязане. Неправилното темпериране води до изместване на детайла в средата на процеса.

Разбиране на обичайните темпери за екструдиране

T6 е най-разпространен за части с ЦПУ. Той съчетава твърдост и контрол на размерите. Т5 е по-мек и по-лесен за рязане, но може да се огъне при големи натоварвания.

Как темпераментът влияе на точността

Прецизното фрезоване с ЦПУ се нуждае от предсказуемо поведение на материала. Температурата влияе на това по три начина:

1. Възстановяване на еластичността след рязане
2. Освобождаване на напрежението по време на обработката
3. Запазване на остротата на ръбовете

Меките темпераменти се връщат повече. Това води до недооразмеряване на функциите. Твърдите темпери са устойчиви на деформации, но увеличават силата на рязане.

T5 срещу T6 в реално производство

При големи обеми T6 често осигурява по-добра последователност. Отместванията на инструментите остават стабилни. Процентът на скрап остава нисък.

T5 може да осигури по-добра повърхност при ниски скорости. Но при агресивно фрезоване частите могат да се преместят след разхлабване.

Облекчаване на напрежението и риск от изкривяване

Неправилният контрол на темперирането води до остатъчни напрежения. По време на фрезоване напрежението се освобождава неравномерно. Това води до огъване или усукване.

Най-добрите практики включват:

• Първо груба обработка
• Период на почивка между операциите
• Последен финишен преход при ниско натоварване

Изборът на правилния темперамент намалява тези рискове от самото начало.

Дали 6061 или 6063 е по-добър за CNC обработка?

Този въпрос възниква почти при всеки проект. И двете сплави са често срещани. И двете са подходящи за екструдиране. Но поведението на CNC се различава.

6061 е по-подходящ за структурни части с ЦПУ, докато 6063 е по-подходящ за декоративни или тънкостенни части с високи изисквания за повърхностно покритие.

Изборът между тях зависи от функцията на частта, а не само от цената.

Разлики в механичната и машинната обработка

6061 се справя добре с тежки разрези. Той запазва формата си при натоварване. 6063 реже гладко и полира добре.

Случаи на използване на CNC фрезоване за 6061

6061 работи най-добре, когато:

• Изисква се тесен толеранс
• Частите имат дълбоки джобове
• Конструктивната здравина е от значение
• Съществуват няколко етапа на обработка

Той е гъвкав за различни машини и оператори.

Случаи на използване на CNC фрезоване за 6063

6063 работи най-добре, когато:

• Частите са с тънки стени
• Визуалният вид е от значение
• Изисква се последващо анодиране
• Силите на рязане са малки

Често се среща в рамки, корпуси и видими компоненти.

Цената не е единственият фактор

Разходите за екструдиране на 6063 често са по-ниски. Но разходите за механична обработка могат да се увеличат поради риска от деформация. 6061 може да струва повече на килограм, но спестява време за обработка.

Общите разходи трябва да включват:

• Живот на инструмента
• Степен на бракуване
• Време на цикъла
• Риск от преработка

Купувачите, които сравняват само цената на суровините, често съжаляват по-късно.

Може ли да се подобри качеството на повърхността след фрезоване с ЦПУ?

Мнозина смятат, че качеството на екструдираната повърхност определя крайния външен вид. Това е само отчасти вярно. Фрезоването с ЦПУ може да подобри или унищожи качеството на повърхността.

Качеството на повърхността може да се подобри след фрезоване с ЦПУ, когато сплавта, инструментът и параметрите на рязане са правилно подбрани.

Фрезоването премахва линиите на екструдиране и следите от матрицата. Но лошата настройка оставя следи от инструменти или трептения.

Фактори, които подобряват качеството на повърхността

Няколко елемента работят заедно:

• Избор на сплав
• Геометрия на инструмента
• Скорост на шпиндела
• Скорост на подаване
• Охлаждаща течност или въздух

6063 и 6061 реагират добре на правилните довършителни операции.

Стратегия за груба обработка срещу довършителни работи

Качеството на повърхността не трябва да зависи от едно преминаване. По-добре е да се използват два етапа.

• Грубото обработване отстранява бързо насипния материал
• За финишна обработка се използват леки разрези и висока скорост

Това намалява вибрациите и топлината.

Изборът на инструменти е от значение

Острите инструменти с подходящо покритие намаляват триенето. Тъпите инструменти размазват алуминия и водят до натрупване на ръб.

Общите препоръки включват:

• Полирани инструменти за флейта
• Високи ъгли на спиралата
• Радиус на острия ъгъл

Те помагат за чистото евакуиране на чиповете.

Възможности за избор на повърхност след фрезоване

След CNC фрезоване повърхностите могат да бъдат:

• Анодизиран
• Прахово покритие
• Матиран
• Полиран

Добре фрезованата повърхност подобрява сцеплението и външния вид на покритието.

Когато фрезоването с ЦПУ влошава качеството на обработката

Качеството на повърхността се влошава, когато:

• Скоростта на подаване е твърде висока
• Инструментът е износен
• Сплавта е твърде мека
• Частта е лошо фиксирана

Тези проблеми водят до следи от вибрации и разкъсвания.

Заключение

Изборът на правилната алуминиева сплав за екструдиране и темперамент влияе пряко върху разходите за CNC фрезоване, точността и качеството на повърхността. Сплави като 6061 и 6063 се представят добре, когато се съчетаят с правилното приложение и стратегия за обработка.