Mecanizado CNC de produtos de aluminio

A selección do modelo de aluminio require considerar: 1) Requirimentos de resistencia: para compoñentes de alta tensión escolla a serie 7 (7075) ou serie 2 (2024); 2) Resistencia á corrosión: para ambientes húmidos escolla a serie 5 (5052, 5083); 3) Rendemento de mecanizado: para formas complexas escolla a serie 6 (6061, 6063); 4) Necessidades de soldadura: priorice a serie 5 ou 6; 5) Tratamento superficial: para anodizado escolla a serie 6; 6) Factores de custo: para usos xerais pode escoller aluminio puro da serie 1. Por exemplo, aeroespacial adoita usar 7075, compoñentes automotrices usan principalmente 6061, ambientes mariños usan 5083, elementos decorativos poden escoller 6063.

Problemas comúns no mecanizado de aluminio e solucións: 1) Adherencia de viruta/formación de becho: use ferramentas afiadas, aumente a velocidade de corte, refortece o arrefriamento; 2) Mala rugosidade superficial: optimice os parámetros de corte, use alta velocidade de xiro e baixa avance, asegure que as ferramentas estean afiadas; 3) Deformación: adopte mecanizado en bruto e acabado por separado, programe a secuencia de corte axeitadamente, use dispositivos de suxeición especializados; 4) Rebarbas: optimice o ángulo da ferramenta (aumente o ángulo de incidencia), reduza a taxa de avance, engada un proceso de eliminación de rebarbas; 5) Inestabilidade da precisión dimensional: controle a temperatura de mecanizado, use un taller con temperatura constante, escolla un estado de material estable (como estado T6).

O impacto do tratamento térmico do aluminio no mecanizado: 1) Cambios nas propiedades mecánicas: o estado T6 mellora significativamente a dureza (a dureza do 6061-T6 é duns 95HB), aumenta a dificultade de corte; 2) Eficiencia do mecanizado: a eficiencia do mecanizado en estado recocido (estado O) é un 30-50% maior que en estado temperado; 3) Orde do mecanizado: normalmente adopta o fluxo "mecanizado en bruto - tratamento térmico - mecanizado de acabamento" para evitar que a deformación por tratamento térmico afecte a precisión final; 4) Estabilidade dimensional: despois do tratamento térmico, a liberación de tensións do material é máis completa, a estabilidade dimensional é mellor; 5) Tratamento superficial: o estado do tratamento térmico afecta o efecto do anodizado, debe escollerse o estado axeitado segundo os requisitos do tratamento superficial. Para pezas de alta precisión, recoméndase un tratamento de estabilización despois do tratamento térmico para reducir deformacións posteriores.

Tratamentos superficiais comúns do aluminio e as súas características: 1) Anodizado: forma unha película de óxido porosa, pode tinguirse, mellora a resistencia á corrosión e ao desgaste, espesor da película 5-25μm; 2) Anodizado duro: espesor da película 25-150μm, alta dureza (≥300HV), excelente rendemento anti-desgaste, axeitado para compoñentes en movemento; 3) Galvanizado: o cromado aumenta a dureza e resistencia ao desgaste, o niquelado mellora a resistencia á corrosión, o dourado/plateado úsase para decoración condutora; 4) Conversión química: o tratamento con cromato mellora a resistencia á corrosión e a adhesión do revestimento, o pasivado sen cromo é máis ecolóxico; 5) Pintura/Revestimento en po: boa decoración, variedade de cores, bo rendemento de protección; 6) Pulido electrolítico: mellora a lisura superficial e a resistencia á corrosión, axeitado para equipos médicos e alimentarios. A selección debe determinarse segundo o ambiente de uso e os requisitos de rendemento.

Precisión do mecanizado de aluminio: o mecanizado normal pode acadar o grao IT7-IT8 (±0.015-0.03mm), o mecanizado de precisión pode acadar o grao IT5-IT6 (±0.002-0.008mm), o mecanizado ultra-preciso pode acadar ±0.001mm. Medidas para garantir a precisión: 1) Equipamento: use máquinas CNC de alta precisión (precisión de posicionamento ≤0.003mm); 2) Ferramentas: ferramentas de diamante ou carburo de grano ultrafino; 3) Dispositivos de suxeición: dispositivos de suxeición de alta precisión, reduzan o erro de suxeición; 4) Ambiente: taller con temperatura constante (fluctuación de temperatura ≤±1℃); 5) Medición: máquina de medición por coordenadas (precisión ≤0.001mm); 6) Proceso: adopte mecanizado en bruto e acabado separados, múltiples tratamentos de temperado, tratamento de estabilización; 7) Persoal: programadores e operarios con experiencia. Mediante o control de todo o proceso, pódese garantir de forma estable os altos requisitos de precisión.

Comparación de custos de mecanizado do aluminio con outros metais: 1) Custo do material: o prezo do aluminio é aproximadamente 2-3 veces o do aceiro común, inferior ao das aliaxes de cobre e titanio; 2) Eficiencia do mecanizado: a velocidade de mecanizado do aluminio é 3-5 veces a do aceiro, 8-10 veces a do titanio, o tempo de mecanizado é curto; 3) Consumo de ferramentas: a vida útil das ferramentas especializadas para aluminio é longa, o custo é aproximadamente 1/2 do do mecanizado do aceiro; 4) Custos enerxéticos: o consumo enerxético do mecanizado é só 1/3 do do aceiro; 5) Custos de posprocesamento: o custo do tratamento superficial do aluminio (como anodizado) é inferior ao do galvanizado do aceiro; 6) Custo total: aínda que o custo do material é maior, a alta eficiencia do mecanizado e o baixo consumo enerxético fan que o custo total sexa normalmente un 10-20% inferior ao do aceiro inoxidable, e máis do 50% inferior ao do titanio, tendo unha vantaxe de custo significativa.