Екструзія алюмінію - найкращий сплав для фрезерування з ЧПК?
Алюмінієві деталі виходять з ладу, коли фрезерування йде не так. Стружка прилипає, інструменти швидко зношуються, а допуски зміщуються. Ця проблема витрачає час і гроші. Часто причиною є неправильний вибір екструзійного сплаву.
Алюмінієві екструзійні сплави, такі як 6061 і 6063, найкраще підходять для фрезерування з ЧПК, оскільки вони збалансовано поєднують міцність, оброблюваність і якість поверхні. Правильно підібраний сплав зменшує знос інструменту, забезпечує жорсткі допуски та знижує загальну вартість обробки.
Багато покупців зосереджуються лише на ціні або міцності. Цього недостатньо. Поведінка при фрезеруванні залежить від хімічного складу сплаву, відпуску та якості екструзії. Розуміння цих факторів допомагає покупцям уникнути прихованих ризиків і нестабільного виробництва.
Які сплави мають найкращу оброблюваність для операцій з ЧПК?
Механічна обробка виглядає простою, поки не почнеться виробництво. Погана оброблюваність призводить до утворення тріщин, нарощених країв та поганої якості обробки. Існує багато екструзійних сплавів, але лише деякі з них добре підходять для фрезерування з ЧПК.
Найкращими алюмінієвими екструзійними сплавами для обробки з ЧПК є 6061, 6063 і 6082, оскільки вони ріжуть чисто, утворюють стабільну стружку і підтримують жорсткі допуски на високій швидкості.
Оброблюваність алюмінію залежить від вмісту кремнію, магнію та заліза. Ці елементи контролюють руйнування стружки та тертя інструменту. Занадто мало кремнію призводить до утворення клейкої стружки. Надлишок робить сплав крихким.
Чому оброблюваність має значення у фрезеруванні з ЧПК
Оброблюваність впливає на кожен етап роботи з ЧПК. Вона змінює час циклу, термін служби інструменту та рівень браку. Погана оброблюваність не завжди проявляється в малих партіях. Вона проявляється під час великих виробничих циклів.
Основні ефекти включають:
- Стабільність сили різання
- Виділення тепла на кромці інструмента
- Видалення стружки
- Термін служби інструментального покриття
Оброблюваний сплав забезпечує передбачуваність зусиль. Це дає змогу підвищити швидкість подачі без вібрації.
Поширені екструзійні сплави та порівняння оброблюваності
| Сплав | Оцінка оброблюваності | Типова поведінка ЧПК | Рівень ризику |
|---|---|---|---|
| 6061 | Високий | Чиста стружка, стабільний зріз | Низький |
| 6063 | Від середнього до високого | Гладке покриття, м'якший зріз | Низький |
| 6082 | Середній | Сильніше, трохи твердіше | Середній |
| 6005A | Середній | Прийнятно, але менш стабільно | Середній |
| 7075 | Низький для екструзії | Твердість, знос інструменту | Високий |
6061 часто є найбезпечнішим вибором. Він добре працює на багатьох верстатах з ЧПК. 6063 м'якша, тому легко ріжеться, але може деформуватися, якщо кріплення слабке.
Якість екструзії також впливає на оброблюваність
Два прутки з одного й того ж сплаву можуть оброблятися дуже по-різному. Швидкість екструзії, конструкція матриці та охолодження контролюють структуру зерна. Погана екструзія призводить до внутрішнього напруження.
Ознаки низької якості екструзії включають
- Викривлення після фрезерування
- Зсув розмірів під час різання
- Невідповідна форма стружки
Хороші постачальники контролюють температуру екструзії та рихтування. Це забезпечує рівномірний потік зерна, що покращує стабільність ЧПК.
Коли можуть спрацювати інші сплави
Деякі покупці використовують екструзії 3003 або 5052. Ці сплави добре формуються, але погано обробляються. Під час фрезерування вони розмазуються і утворюють задирки.
Ці сплави можуть працювати, якщо:
- Глибина фрезерування невелика
- Вимоги до якості поверхні низькі
- Допускається ручне видалення задирок
Для прецизійних деталей з ЧПК це ризикований вибір.
Екструзія алюмінію 6061 забезпечує стабільно високу оброблюваність при фрезеруванні на різних верстатах з ЧПК.Правда.
6061 має збалансований вміст кремнію і магнію, що забезпечує стабільне стружкоутворення і низький знос інструменту під час операцій з ЧПК.
Всі алюмінієві екструзійні сплави обробляються однаково в процесах з ЧПУ.Неправда.
Різні хімічні склади сплавів та якості екструзії спричиняють значні відмінності в поведінці стружки, зносі інструменту та якості поверхні.
Як різні температури впливають на точність фрезерування?
Багато покупців зосереджуються на сплаві, але не звертають уваги на твердість. Це помилка. Температура контролює твердість, рівень напруги та стабільність розмірів під час фрезерування.
Для фрезерування з ЧПК перевага надається сплавам T6 і T5, оскільки вони забезпечують стабільну твердість і зменшують деформацію під час різання.
Температура описує термічну обробку після екструзії. Він змінює реакцію металу на силу різання. Неправильно підібрана температура спричиняє рух деталі під час процесу.
Розуміння поширених температур екструзії
| Темпер. | Опис | Вплив фрезерування |
|---|---|---|
| T5 | Охолоджені від екструзії, витримані | М'який, плавний зріз |
| T6 | Розчин термічно оброблений, витриманий | Твердіше, стабільніше |
| T4 | Природно витримані | Нестабільний для ЧПК |
| F | Як сфабриковано | Висока внутрішня напруга |
T6 є найбільш поширеним для деталей з ЧПК. Він балансує між твердістю та контролем розмірів. T5 м'якший і легше ріжеться, але може прогинатися під великими навантаженнями.
Як темперамент впливає на точність
Точне фрезерування з ЧПК потребує передбачуваної поведінки матеріалу. Температура впливає на це трьома способами:
- Відновлення еластичності після різання
- Зняття напруги під час обробки
- Збереження гостроти країв
М'який темперамент більше пружинить. Це призводить до занижених характеристик. Тверді пластини протистоять деформації, але збільшують силу різання.
T5 vs T6 в реальному виробництві
У великих тиражах T6 часто дає кращу консистенцію. Зміщення інструменту залишається стабільним. Рівень браку залишається низьким.
T5 може дати кращу якість поверхні на низьких швидкостях. Але при агресивному фрезеруванні деталі можуть зміщуватися після розтискання.
Зняття стресу та ризик деформації
Неправильний контроль відпуску призводить до залишкових напружень. Під час фрезерування напруження знімається нерівномірно. Це призводить до вигину або скручування.
Найкращі практики включають:
- Спочатку чорнова обробка
- Період відпочинку між операціями
- Остаточний фінішний прохід з низьким навантаженням
Правильний вибір темпераменту знижує ці ризики з самого початку.
Екструзія алюмінію з відпустки T6 забезпечує кращу стабільність розмірів при фрезеруванні з ЧПК, ніж з відпустки T4.Правда.
Загартована сталь Т6 проходить повну термічну обробку, що зменшує внутрішню напругу та покращує стабільність під час обробки.
М'якіші температури завжди підвищують точність фрезерування з ЧПК.Неправда.
Більш м'яка сталь може деформуватися під дією сили різання, що призводить до зміни розмірів і поганої повторюваності.
Що краще 6061 або 6063 для обробки з ЧПК?
Це питання виникає майже в кожному проекті. Обидва сплави поширені. Обидва добре піддаються екструзії. Але поведінка ЧПК відрізняється.
6061 краще підходить для конструкційних деталей з ЧПК, а 6063 - для декоративних або тонкостінних деталей з високими вимогами до якості поверхні.
Вибір між ними залежить від функції деталі, а не тільки від вартості.
Механічні та технологічні відмінності
| Власність | 6061 | 6063 |
|---|---|---|
| Сила | Вище. | Нижній |
| Твердість | Вище. | Нижній |
| Оброблюваність | Дуже добре. | Добре. |
| Обробка поверхні | Добре. | Чудово. |
| Стабільність розмірів | Високий | Середній |
6061 добре справляється з важкими прорізами. Зберігає форму під навантаженням. 6063 плавно ріже і добре полірує.
Варіанти використання фрезерування з ЧПК для 6061
6061 найкраще працює, коли:
- Потрібен жорсткий допуск
- Деталі мають глибокі кишені
- Міцність конструкції має значення
- Існує кілька етапів обробки
Він пробачливий до різних машин і операторів.
Варіанти використання фрезерування з ЧПК для 6063
6063 найкраще працює, коли:
- Деталі тонкостінні
- Зовнішній вигляд має значення
- Потрібне пост-анодування
- Зусилля різання невеликі
Він часто зустрічається в рамах, корпусах і видимих компонентах.
Вартість - не єдиний фактор
6063 вартість екструзії часто нижча. Але вартість механічної обробки може зрости через ризик деформації. 6061 може коштувати дорожче за кг, але економить час обробки.
Загальна вартість повинна включати:
- Термін служби інструменту
- Коефіцієнт брухту
- Тривалість циклу
- Ризик переробки
Покупці, які порівнюють лише ціну сировини, часто шкодують про це пізніше.
Екструзія алюмінію 6061, як правило, більше підходить для високоточного фрезерування з ЧПУ, ніж 6063.Правда.
6061 має вищу міцність і стабільність розмірів, що забезпечує більш жорсткі допуски під час агресивної обробки.
Алюміній 6063 не можна використовувати для фрезерування з ЧПУ.Неправда.
6063 можна ефективно фрезерувати з ЧПК, особливо для тонкостінних деталей або деталей, орієнтованих на зовнішній вигляд, якщо контролювати навантаження при різанні.
Чи може якість поверхні покращитися після фрезерування з ЧПК?
Багато хто вважає, що якість екструзійної поверхні визначає кінцевий вигляд виробу. Це лише частково вірно. Фрезерування з ЧПУ може покращити або знищити якість поверхні.
Якість поверхні може покращитися після фрезерування з ЧПК, якщо правильно підібрати сплав, інструмент і параметри різання.
Фрезерування видаляє лінії екструзії та сліди від штампів. Але погане налаштування залишає сліди від інструменту або брязкіт.
Фактори, що покращують якість поверхні
Кілька елементів працюють разом:
- Вибір сплаву
- Геометрія інструменту
- Швидкість обертання шпинделя
- Швидкість подачі
- Охолоджуюча рідина або повітря
6063 і 6061 добре реагують на правильні фінішні паси.
Стратегія чорнової чи чистової обробки
Обробка поверхні не повинна покладатися на один прохід. Двоетапний підхід працює краще.
- Чорнова обробка швидко видаляє сипучий матеріал
- Фінішна обробка використовує легке різання та високу швидкість
Це зменшує вібрацію та нагрівання.
Вибір інструменту має значення
Гострі інструменти з належним покриттям зменшують тертя. Тупі інструменти змащують алюміній і спричиняють утворення задирок.
Загальні рекомендації включають
- Поліровані флейтові інструменти
- Високі кути спіралі
- Радіус гострого кута
Вони допомагають чистій евакуації стружки.
Варіанти поверхні після фрезерування
Після фрезерування з ЧПУ поверхні можуть бути:
- Анодований
- Порошкове покриття
- Почистив.
- Полірований
Хороша фрезерована поверхня покращує адгезію та зовнішній вигляд покриття.
Коли фрезерування з ЧПК погіршує якість обробки
Якість поверхні страждає, коли:
- Швидкість подачі занадто висока
- Інструмент зношений
- Сплав занадто м'який
- Деталь погано закріплена
Ці проблеми призводять до появи слідів вібрації та розривів.
Правильні параметри фрезерування з ЧПК можуть покращити якість поверхні алюмінієвої екструзії порівняно з екструдованим станом.Правда.
Чистові проходи видаляють лінії штампування та вирівнюють поверхню, якщо оптимізовані інструменти та швидкості.
Якість поверхні після фрезерування з ЧПК залежить тільки від швидкості обертання шпинделя.Неправда.
Якість поверхні також залежить від сплаву, геометрії інструменту, швидкості подачі та стабільності кріплення.
Висновок
Вибір правильного алюмінієвого екструзійного сплаву та відпуску безпосередньо впливає на вартість фрезерування з ЧПК, точність і якість поверхні. Такі сплави, як 6061 і 6063, демонструють хороші результати при правильному підборі застосування та стратегії обробки.
