CNC обробка алюмінієвих продуктів

Вибір моделі алюмінієвого сплаву потребує врахування: 1) вимог до міцності: для високонавантажених компонентів вибирайте серію 7 (7075) або серію 2 (2024); 2) корозійної стійкості: для вологих середовищ вибирайте серію 5 (5052, 5083); 3) оброблюваності: для складних форм вибирайте серію 6 (6061, 6063); 4) потреб зварювання: віддавайте перевагу серії 5 або серії 6; 5) обробки поверхні: для анодування вибирайте серію 6; 6) факторів вартості: для загального використання можна вибрати чистий алюміній серії 1. Наприклад, в аерокосмічній галузі часто використовують 7075, автомобільні компоненти часто виготовляють з 6061, для морського середовища підходить 5083, декоративні елементи можна вибрати 6063.

Поширені проблеми обробки алюмінію та їх вирішення: 1) Налипання/нарощування стружки: використовуйте гострі інструменти, збільште швидкість різання, посильте охолодження; 2) Погана шорсткість поверхні: оптимізуйте параметри різання, використовуйте високу швидкість обертання та низьку подачу, переконайтеся, що інструмент гострий; 3) Деформація: використовуйте роздільну чорнову та чистову обробку, правильно плануйте послідовність різання, використовуйте спеціальні пристосування; 4) Задирки: оптимізуйте кут інструменту (збільште передній кут), зменште подачу, додайте операцію видалення задирок; 5) Нестабільність розмірів: контролюйте температуру обробки, використовуйте цех з постійною температурою, вибирайте стабільний стан матеріалу (наприклад, стан T6).

Вплив термічної обробки алюмінієвих сплавів на обробку: 1) Зміна механічних властивостей: стан T6 значно підвищує твердість (твердість 6061-T6 становить близько 95 HB), збільшує складність різання; 2) Ефективність обробки: ефективність обробки у відпаленому стані (стан O) на 30-50% вища, ніж у старілому стані; 3) Послідовність обробки: зазвичай використовують процес "чорнова обробка - термічна обробка - чистова обробка", щоб уникнути впливу деформації термічної обробки на кінцеву точність; 4) Стабільність розмірів: після термічної обробки матеріал більш повно знімає напруження, краща стабільність розмірів; 5) Обробка поверхні: стан термічної обробки впливає на ефект анодування, необхідно вибирати відповідний стан залежно від вимог до обробки поверхні. Для високоточних деталей рекомендується провести стабілізаційну обробку після термічної обробки, щоб зменшити подальшу деформацію.

Поширені види обробки поверхні алюмінієвих сплавів та їх особливості: 1) Анодування: утворює пористу оксидну плівку, можна фарбувати, підвищує корозійну стійкість та зносостійкість, товщина плівки 5-25 мкм; 2) Тверде анодування: товщина плівки 25-150 мкм, висока твердість (≥300 HV), відмінні зносостійкі властивості, підходить для рухомих компонентів; 3) Гальванічне покриття: хромування підвищує твердість та зносостійкість, нікелювання покращує корозійну стійкість, золото/срібло використовують для електропровідного декору; 4) Хімічне перетворення: хроматування підвищує корозійну стійкість та адгезію покриття, безхромове пасивування є більш екологічним; 5) Фарбування/напилення: декоративність, різноманітність кольорів, хороші захисні властивості; 6) Електролітичне полірування: підвищує чистоту поверхні та корозійну стійкість, підходить для медичного та харчового обладнання. Вибір необхідно визначати залежно від умов експлуатації та вимог до продуктивності.

Точність обробки алюмінієвих сплавів: звичайна обробка може досягати класу IT7-IT8 (±0.015-0.03 мм), прецизійна обробка може досягати класу IT5-IT6 (±0.002-0.008 мм), надпрецизійна обробка може досягати ±0.001 мм. Заходи щодо забезпечення точності: 1) Обладнання: використання високоточних верстатів CNC (точність позиціювання ≤0.003 мм); 2) Інструменти: алмазні або твердосплавні інструменти з надтонким зерном; 3) Пристосування: високоточні пристосування, зменшення похибки кріплення; 4) Середовище: цех з постійною температурою (коливання температури ≤±1°C); 5) Вимірювання: координатно-вимірювальні машини (точність ≤0.001 мм); 6) Технологія: використання роздільної чорнової та чистової обробки, багаторазове старіння, стабілізаційна обробка; 7) Персонал: досвідчені програмісти та оператори. Шляхом контролю всього процесу можна стабільно забезпечувати високі вимоги до точності.

Порівняння собівартості обробки алюмінієвих сплавів з іншими металами: 1) Вартість матеріалу: ціна алюмінієвих сплавів приблизно в 2-3 рази вища за ціну звичайної сталі, нижча за ціну мідних сплавів та титанових сплавів; 2) Ефективність обробки: швидкість обробки алюмінієвих сплавів в 3-5 разів вища, ніж у сталі, в 8-10 разів вища, ніж у титанових сплавів, коротший час обробки; 3) Витрати на інструменти: спеціальні інструменти для алюмінієвих сплавів мають довгий термін служби, вартість становить приблизно 1/2 від обробки сталі; 4) Витрати на енергію: енерговитрати на обробку становлять лише 1/3 від сталі; 5) Витрати на післяобробку: вартість обробки поверхні алюмінієвих сплавів (наприклад, анодування) нижча за вартість гальванічної обробки сталі; 6) Загальна собівартість: хоча вартість матеріалу вища, але висока ефективність обробки та низькі енерговитрати, загальна собівартість зазвичай на 10-20% нижча, ніж у нержавіючої сталі, на понад 50% нижча, ніж у титанових сплавів, має значні переваги у собівартості.