CNC обработка на алуминиеви изделия

Изборът на модел алуминиева сплав трябва да вземе предвид: 1) Изисквания за якост: за части с високо напрежение изберете серия 7 (7075) или серия 2 (2024); 2) Корозионна устойчивост: за влажна среда изберете серия 5 (5052, 5083); 3) Обработимост: за сложни форми изберете серия 6 (6061, 6063); 4) Изисквания за заваряване: предпочитайте серия 5 или серия 6; 5) Повърхностна обработка: за необходимост от анодно оксидиране изберете серия 6; 6) Ценови фактори: за обща употреба може да се избере чист алуминий от серия 1. Например, в аерокосмическата индустрия често се използва 7075, в автомобилните части - 6061, за морска среда е подходяща 5083, за декоративни елементи може да се избере 6063.

Често срещани проблеми при обработка на алуминиеви сплави и техните решения: 1) Залепване на ножа/нарастване на стружката: Използвайте остри режещи инструменти, увеличете скоростта на рязане, подобрете охлаждането; 2) Лоша повърхностна грапавост: Оптимизирайте параметрите на рязане, използвайте висока скорост на въртене и ниска подаваща скорост, гарантирайте остротата на инструмента; 3) Деформация: Използвайте разделяне на груба и фина обработка, подредете合理地 последователността на рязане, използвайте специализирани приспособления; 4) Гребени: Оптимизирайте ъгъла на инструмента (увеличете предния ъгъл), намалете подаващата скорост, добавете операция за отстраняване на гребени; 5) Нестабилност на точността на размерите: Контролирайте температурата на обработка, използвайте цех с постоянна температура, изберете състояние на материала с добра стабилност (например състояние T6).

Влияние на топлинната обработка на алуминиеви сплави върху обработката: 1) Промяна в механичните свойства: Състоянието T6 значително повишава твърдостта (твърдостта на 6061-T6 е около 95 HB), което увеличава трудността на рязане; 2) Ефективност на обработка: Ефективността на обработка в отгрято състояние (състояние O) е с 30-50% по-висока от тази в застаряло състояние; 3) Последователност на обработка: Обикновено се използва процес "груба обработка - топлинна обработка - фина обработка", за да се избегне влиянието на деформацията от топлинната обработка върху крайната точност; 4) Стабилност на размерите: След топлинна обработка напрежението в материала се освобождава по-пълно, което подобрява стабилността на размерите; 5) Повърхностна обработка: Състоянието на топлинна обработка влияе на ефекта от анодното оксидиране, необходимо е да се избере подходящо състояние според изискванията за повърхностна обработка. За части с висока точност се препоръчва стабилизираща обработка след топлинната обработка, за да се намали последващата деформация.

Често срещани повърхностни обработки за алуминиеви сплави и техните характеристики: 1) Анодно оксидиране: Формира пореста оксидна покритие, може да се оцветява, повишава корозионната устойчивост и износоустойчивост, дебелина на покритието 5-25μm; 2) Твърдо анодно оксидиране: Дебелина на покритието 25-150μm, висока твърдост (≥300 HV), отлична износоустойчивост, подходяща за движещи се части; 3) Галванизация: Хромиране повишава твърдостта и износоустойчивостта, никелиране подобрява корозионната устойчивост, позлатяване/сребърене се използва за електропроводна декорация; 4) Химично преобразуване: Хроматно преобразуване повишава корозионната устойчивост и адхезията на покритието, безхромово пасивиране е по-екологично; 5) Боядисване/напръскване на прах: Добра декоративност, разнообразие от цветове, отлични защитни свойства; 6) Електрополиране: Повишава повърхностната завършеност и корозионната устойчивост, подходяща за медицинско и хранително оборудване. Изборът трябва да се определя според условията на употреба и изискванията за производителност.

Точност на обработка на алуминиеви сплави: Обикновената обработка може да достигне клас IT7-IT8 (±0.015-0.03mm), прецизната обработка може да достигне клас IT5-IT6 (±0.002-0.008mm), свръхпрецизната обработка може да достигне ±0.001mm. Мерки за гарантиране на точността: 1) Оборудване: Използване на високо прецизни CNC машини (позиционна точност ≤0.003mm); 2) Режещи инструменти: Диамантени или твърдо сплавени инструменти с ултра малки зърна; 3) Приспособления: Високо прецизни приспособления, намаляващи грешките от закрепване; 4) Среда: Цех с постоянна температура (температурни колебания ≤±1℃); 5) Измерване: Координатни измервателни машини (точност ≤0.001mm); 6) Процес: Използване на разделяне на груба и фина обработка, многократно застаряване, стабилизираща обработка; 7) Персонал: Опитни програмисти и оператори. Чрез цялостен контрол на процеса може да се гарантира стабилно високите изисквания за точност.

Сравнение на разходите за обработка на алуминиеви сплави с други метали: 1) Цена на материала: Цената на алуминиевите сплави е около 2-3 пъти по-висока от тази на обикновената стомана, по-ниска от тази на медните сплави и титановите сплави; 2) Ефективност на обработка: Скоростта на обработка на алуминиеви сплави е 3-5 пъти по-висока от тази на стоманата, 8-10 пъти по-висока от тази на титановите сплави, времето за обработка е по-кратко; 3) Разходи за инструменти: Срокът на експлоатация на специализираните инструменти за алуминиеви сплави е дълъг, разходите са около 1/2 от тези за обработка на стомана; 4) Разходи за енергия: Разходите за енергия за обработка са само 1/3 от тези за стомана; 5) Разходи за последваща обработка: Разходите за повърхностна обработка на алуминиеви сплави (като анодно оксидиране) са по-ниски от разходите за галванизация на стомана; 6) Общи разходи: Въпреки по-високата цена на материала, високата ефективност на обработка и ниските разходи за енергия, общите разходи обикновено са с 10-20% по-ниски от тези за неръждаема стомана и с над 50% по-ниски от тези за титанови сплави, което представлява значително предимство в разходите.