Preferovaná slitina hliníku pro CNC frézování?

Hliníkové díly selhávají při špatném frézování. Třísky se přilepí, nástroje se rychle opotřebovávají a tolerance se snižuje. Tento problém znamená ztrátu času a peněz. Často je způsobuje volba nesprávné slitiny pro vytlačování.

Pro CNC frézování se upřednostňují slitiny hliníku jako 6061 a 6063, protože vyvažují pevnost, obrobitelnost a kvalitu povrchu. Správná slitina snižuje opotřebení nástroje, udržuje těsnou toleranci a snižuje celkové náklady na obrábění.

Mnoho kupujících se zaměřuje pouze na cenu nebo sílu. To ale nestačí. Frézování závisí na chemickém složení slitiny, temperaci a kvalitě vytlačování. Pochopení těchto faktorů pomáhá kupujícím vyhnout se skrytým rizikům a nestabilní výrobě.

Které slitiny jsou nejlépe obrobitelné pro CNC operace?

Obrábění vypadá jednoduše, dokud se nezačne vyrábět. Špatná obrobitelnost způsobuje chvění, tvorbu hran a špatnou povrchovou úpravu. Existuje mnoho extruzních slitin, ale jen některé z nich se dobře hodí pro CNC frézování.

Nejlepší hliníkové slitiny pro CNC obrábění jsou 6061, 6063 a 6082, protože řežou čistě, tvoří stabilní třísky a podporují těsnou toleranci při vysoké rychlosti.

Obrobitelnost hliníku závisí na obsahu křemíku, hořčíku a železa. Tyto prvky řídí lámání třísek a tření nástroje. Příliš málo křemíku způsobuje gumovité třísky. Příliš mnoho křemíku způsobuje křehkost slitiny.

Proč je při CNC frézování důležitá obrobitelnost

Obrobitelnost ovlivňuje každou fázi práce na CNC. Mění dobu cyklu, životnost nástroje a zmetkovitost. Špatná obrobitelnost se nemusí vždy projevit u malých sérií. Projevuje se při dlouhých výrobních sériích.

Mezi hlavní účinky patří:

• Stabilita řezné síly
• Tvorba tepla na okraji nástroje
• Evakuace čipů
• Životnost povlaku nástroje

Obrobitelná slitina udržuje síly předvídatelné. To umožňuje vyšší rychlosti posuvu bez vibrací.

Běžné vytlačovací slitiny a srovnání obrobitelnosti

6061 je často nejbezpečnější volbou. Funguje dobře na mnoha CNC strojích. 6063 je měkčí, takže se snadno řeže, ale může se deformovat, pokud je upevnění slabé.

Kvalita vytlačování ovlivňuje také obrobitelnost

Dvě tyče ze stejné slitiny se mohou obrábět velmi odlišně. Rychlost vytlačování, konstrukce matrice a chlazení ovlivňují strukturu zrna. Špatné vytlačování vede k vnitřnímu pnutí.

Mezi příznaky nízké kvality vytlačování patří:

• Deformace po frézování
• Rozměrový posun při řezání
• Nekonzistentní tvar čipu

Dobří dodavatelé kontrolují teplotu vytlačování a rovnání. Tím se dosáhne rovnoměrného toku zrn, což zlepšuje stabilitu CNC.

Kdy mohou fungovat jiné slitiny

Někteří kupující používají výlisky 3003 nebo 5052. Tyto slitiny se dobře tvarují, ale špatně obrábějí. Při frézování se rozmazávají a vytvářejí otřepy.

Tyto slitiny mohou fungovat, pokud:

• Hloubka frézování je malá
• Požadavky na povrchovou úpravu jsou nízké
• Ruční odstraňování otřepů je přijatelné

Pro přesné CNC díly jsou riskantní volbou.

Jak ovlivňují různé temperace přesnost frézování?

Mnoho kupujících se zaměřuje na slitinu, ale ignoruje temperament. To je chyba. Tvrdost, úroveň napětí a rozměrovou stabilitu při frézování řídí temperace.

Pro CNC frézování se upřednostňují temperace T6 a T5, protože poskytují stabilní tvrdost a snižují deformaci při řezání.

Temperace popisuje tepelné zpracování po vytlačování. Mění reakci kovu na řeznou sílu. Špatné popouštění způsobuje pohyb dílu uprostřed procesu.

Porozumění běžným vytlačovacím temperacím

T6 je nejběžnější pro CNC díly. Vyvažuje tvrdost a kontrolu rozměrů. T5 je měkčí a snadněji se řeže, ale při velkém zatížení se může ohýbat.

Jak temperament ovlivňuje přesnost

Přesné CNC frézování vyžaduje předvídatelné chování materiálu. To je ovlivněno třemi způsoby:

1. Obnova pružnosti po řezání
2. Uvolňování napětí při obrábění
3. Zachování ostrosti hran

Měkké temperamenty se vracejí zpět. To způsobuje poddimenzované rysy. Tvrdé tempery odolávají deformaci, ale zvyšují řeznou sílu.

T5 vs. T6 v reálné výrobě

Při velkých objemech dávek poskytuje T6 často lepší konzistenci. Posuny nástrojů zůstávají stabilní. Počet zmetků zůstává nízký.

T5 může poskytovat lepší povrchovou úpravu při nízkých rychlostech. Při agresivním frézování se však mohou díly po odlepení pohybovat.

Odlehčení od napětí a riziko deformace

Nesprávná kontrola temperace vede ke zbytkovému napětí. Při frézování se napětí uvolňuje nerovnoměrně. To způsobuje prohnutí nebo zkroucení.

Mezi osvědčené postupy patří:

• Nejprve hrubé obrábění
• Doba odpočinku mezi operacemi
• Závěrečný průchod při nízkém zatížení

Výběr správného temperamentu snižuje tato rizika již od počátku.

Je pro CNC zpracování lepší 6061 nebo 6063?

Tato otázka se objevuje téměř u každého projektu. Obě slitiny jsou běžné. Obě jsou vhodné pro vytlačování. Chování CNC se však liší.

6061 je vhodnější pro konstrukční CNC díly, zatímco 6063 je vhodnější pro dekorativní nebo tenkostěnné díly s vysokými nároky na povrchovou úpravu.

Výběr mezi nimi závisí na funkci dílu, nejen na ceně.

Mechanické a obráběcí rozdíly

6061 dobře zvládá těžké řezy. Při zatížení si zachovává tvar. 6063 řeže hladce a dobře se leští.

Případy použití CNC frézování pro 6061

6061 funguje nejlépe, když:

• Je vyžadována přísná tolerance
• Součástky mají hluboko do kapsy
• Důležitá je pevnost konstrukce
• Existuje více kroků obrábění

Je šetrný k různým strojům a obsluze.

Případy použití CNC frézování pro 6063

6063 funguje nejlépe, když:

• Díly jsou tenkostěnné
• Na vzhledu záleží
• Je vyžadováno dodatečné eloxování
• Řezné síly jsou malé

Běžně se vyskytuje v rámech, krytech a viditelných součástech.

Náklady nejsou jediným faktorem

Náklady na vytlačování 6063 jsou často nižší. Náklady na obrábění se však mohou zvýšit kvůli riziku deformace. Cena 6061 může být vyšší na kg, ale šetří čas potřebný k obrábění.

Celkové náklady by měly zahrnovat:

• Životnost nástroje
• Míra zmetkovitosti
• Doba cyklu
• Riziko přepracování

Kupující, kteří porovnávají pouze cenu surovin, často později litují.

Může se kvalita povrchu po CNC frézování zlepšit?

Mnozí se domnívají, že kvalita vytlačovaného povrchu určuje konečný vzhled. To je pravda jen zčásti. CNC frézování může zlepšit nebo zničit kvalitu povrchu.

Povrchová úprava po CNC frézování se může zlepšit, pokud jsou slitina, nástroj a řezné parametry správně sladěny.

Frézování odstraňuje vytlačovací čáry a stopy po lisování. Špatné nastavení však zanechává stopy po nástroji nebo chvění.

Faktory, které zlepšují kvalitu povrchu

Několik prvků funguje společně:

• Volba slitiny
• Geometrie nástroje
• Otáčky vřetena
• Rychlost podávání
• Chladicí kapalina nebo vzduch

6063 i 6061 dobře reagují na správné dokončovací procesy.

Strategie hrubování vs. dokončování

Povrchová úprava by neměla záviset na jednom průchodu. Lepší je dvoufázový přístup.

• Hrubování rychle odstraňuje sypký materiál
• Při dokončování se používají lehké řezy a vysoká rychlost

Tím se snižují vibrace a teplo.

Na výběru nástrojů záleží

Ostré nástroje s vhodným povlakem snižují tření. Tupé nástroje rozmazávají hliník a způsobují vznik nánosů na hranách.

Mezi běžná doporučení patří:

• Leštěné flétnové nástroje
• Vysoké úhly šroubovice
• Ostrý poloměr rohu

Ty pomáhají čistému odvádění třísek.

Možnosti povrchu po frézování

Po CNC frézování mohou být povrchy:

• Eloxované
• Práškové lakování
• Kartáčovaný
• Leštěný

Dobře vyfrézovaný povrch zlepšuje přilnavost a vzhled nátěru.

Když CNC frézování zhoršuje povrchovou úpravu

Kvalita povrchu se zhoršuje, když:

• Rychlost posuvu je příliš vysoká
• Nástroj je opotřebovaný
• Slitina je příliš měkká
• Díl je špatně upevněn

Tyto problémy způsobují vibrace a trhání.

Závěr

Výběr správné slitiny a temperace hliníkového výlisku přímo ovlivňuje náklady na CNC frézování, přesnost a kvalitu povrchu. Slitiny jako 6061 a 6063 se dobře osvědčují, pokud jsou přizpůsobeny správné aplikaci a strategii obrábění.