CNC frezavimo aliuminis: Visas aliuminio dalių apdirbimo vadovas

Aug 03, 2026

Palik žinutę

1. Medžiagos pasirinkimas: Never specify Al6061-T6 plate for high-volume pocketing (>40% metalo pašalinimas). Visada nurodykite, kad stresas-mažinamasAl6061-T651kad po{0}}apdirbimo būtų išvengta nusilenkimo ir iškraipymo.

 

2. Anodavimo augimo taisyklė:Anoduoto oksido sluoksniai auga 50% į vidų ir 50% į išorę. III tipo anoduotam kietam sluoksniui (bendras storis 40 μm), iš anksto -įrengiamas vidinės angos skersmuo0,040 mm didesnisnei galutinis{0}}anodavimo paskirties matmuo.

 

3. Deep Pocketing įrankių juosta:Pakeiskite įprastą griovelį dinaminiu trochoidiniu frezavimu (ae=10%−15%D, ap=2−3D). Sujunkite su 3-griūtomis poliruotomis galinėmis frezomis ir MQL/aukšto{5}}slėgio aušinimo skysčiu, kad išvengtumėte aliuminio mikrosuvirinimo (sukalimo) ir įrankių lūžimo.

 

4. Įrankio geometrija:Naudokite 2-griaustinius galinius frezus, kad grublėtumėte grublėtą plyšį, ir 3-griovinius, 45 laipsnių spiralinius galinius frezus su deimantų pavidalo anglies (DLC) danga, kad apdaila būtų greita. Venkite TiAlN dangų dėl cheminio titano ir aliuminio giminingumo.

 

5. Ekonominės leistinos nuokrypos:Standartinė komercinė CNC frezuotų aliuminio dalių tolerancija yraISO 2768 m (±0,05 mm). Priveržimo leistinieji nuokrypiai iki ±0,005 mm padidina apdirbimo ciklo sąnaudas 280 % dėl lėto apdailos eigos, terminio stabilizavimo ir 100 % CMM patikrinimo.

 

CNC frezavimo aliuminio inžinerijos vadovas tiksliai apdirbtoms detalėms

Aliuminio lydiniai sudaro daugiau nei 65 % visų lengvųjų -metalinių konstrukcijų komponentų, apdorojamų precizinės sutartinės gamybos metu. Automobilių jėgos pavaros korpusuose, robotizuotose konstrukcinėse rankose, medicininės diagnostikos važiuoklėje ir erdvėlaivių konstrukcijų briaunose aliuminis užtikrina išskirtinį stiprumo -svorio santykį (iki 130 kN·m/kg), o šilumos laidumas siekia 167 W/m·K.

 

Nepaisant plataus pramonės sutarimo, kad aliuminis yra lengvai apdirbamas metalas, didelės apimties{0}}gamyboje dažnai nukenčia nenumatyti gedimo režimai. Šiluminio plėtimosi koeficientai (23×10−6/K Al6061), žemos lydymosi temperatūros (~660C), medžiagos plastiškumas ir vidiniai liekamieji riedėjimo įtempiai sukuria didelių inžinerinių kliūčių. Dėl nekontroliuojamo apdirbimo susidaro iškreiptos dalys, pjovimo briaunų įbrėžimai, drožlių sandarumas ir-netinkamų{2}}matmenų po apdorojimo anodavimo. Norėdami gauti išsamią struktūrinių lydinių savybių apžvalgą, inžinieriai gali pasikonsultuoti su mūsųišsamus aliuminio CNC apdirbimo vadovas.

 

Įkurta 2000 m.Xiamen Dazao mašinoseksploatuoja ISO9001:2015 ir IATF16949:2016 sertifikuotus gamybos įrenginius, kuriuose įrengti 3 ašių, 4 ašių ir tuo pačiu metu 5 ašių CNC apdirbimo centrai. Apdorojęs per 4,2 mlncnc frezuotos aliuminio detalėsper du dešimtmečius mūsų inžinierių komanda parengė šį techninį vadovą. Šiame dokumente pateikiami empiriniai apdirbimo duomenys, matematiniai tolerancijos kompensavimo modeliai, įrankių pasirinkimo kriterijai, gedimų pagrindinės -priežasties analizės ir sąnaudų-mažinimo projektavimo taisyklės, skirtos viešiesiems pirkimams ir mechanikos inžinieriams.

 

ALUMINIO CNC FREZAVIMO DARBŲ EIGA IR DFM:

· Step 1: MATERIAL SELECTION ->Al6061-T651 (Sumažintas stresas), Al7075-T6, Al5052-H32

· Step 2: DFM ANALYSIS -> Wall Thickness >= 0.8mm, kišenės gylis<= 5x Radius (R >= 1.1r)

· Step 3: TOLERANCE PLAN ->ISO 2768-m standartas|Matematikos kompensacija prieš anodavimą

· Step 4: TOOLING & PATHS ->3-Flute 45 laipsnių Helix DLC padengtas|Dinaminis trochoidinis frezavimas

· Step 5: QUALITY VERIFICATION ->Optinė spektrometrija|CMM 3D apžiūra|ISO/IATF auditas

 

Aliuminio lydinio pasirinkimas ir metalurginis apdirbimas

Norint pasirinkti optimalią aliuminio rūšį, reikia subalansuoti mechaninį stiprumą, atsparumą korozijai, suvirinamumą, žaliavų kainą ir apdirbamumo indeksą. Žemiau pateikiama išsami pirminių kaltų aliuminio lydinių, naudojamų pramonėje, inžinerinė analizėtikslus aliuminio frezavimas.

 

Santykinio apdirbamumo indekso palyginimas (%):

· Al7075-T6: 100 %

· Al2024-T3: 95 proc.

· Al6061-T651: 85 proc.

· Al7050-T7451: 80 proc.

· Al5052-H32: 50 %

 

Al6061 T6 ir T651 temperatūros pasirinkimo taisyklės

Al6061 (Al-Mg-Si šeima) yra bendrosios inžinerijos darbo arkliukas. Jis pasižymi dideliu tvirtumu, dideliu atsparumu korozijai ir puikiu suvirinamumu.

· Pagrindinė cheminė sudėtis:Magnis (0,8–1,2%), silicis (0,4–0,8%), varis (0,15–0,40%), chromas (0,04–0,35%), geležis (mažesnė arba lygi 0,7%).

 

· Temperatūros būsenos skirtumai (T6 ir T651):

· T6 temperatūra:Tirpalas termiškai{0}}apdorotas ir dirbtinai sendintas. T6 medžiaga išlaiko didelius vidinius liekamuosius įtempius, sukeltus greito vandens gesinimo metu. Kai stiprus kišenės pašalina daug metalo iš vienos T6 plokštės pusės, šie vidiniai įtempiai išbalansuoja, todėl dalis smarkiai nusilenkia.

·T651 temperatura:Tirpalas apdorotas termiškai-, pašalintas stresas- kontroliuojamas tempimas (nuo 1,5 % iki 3 %) ir dirbtinai sendinamas.Mūsų mandates Al6061-T651 stock for all plate components requiring >30% medžiagos pašalinimas.

 

Al7075 didelio stiprumo aerokosminio frezavimo charakteristikos

Al7075 (Al-Zn-Mg-Cu šeima) yra ypač -didelio-stiprumo kosmoso klasė. Cinkas yra pagrindinis legiravimo elementas (5,1–6,1 %).

 

· Pagrindinė cheminė sudėtis:Cinkas (5,1–6,1%), magnis (2,1–2,9%), varis (1,2–2,0%), manganas (0,30%), silicis (0,40%).

· Apdirbimo našumas:Išeiga siekia 503 MPa (beveik dvigubai daugiau nei 6061-T6). Medžiaga pjauna trumpomis, trapiomis drožlėmis ir nėra lipni, todėl paviršius yra nelygesnis (Ra<0.4μm) during finishing.

· Apribojimai:Didelės žaliavos sąnaudos (~ 2,2 × 6061 kaina), sumažėjęs atsparumas korozijai ir prastas suvirinamumas.

 

Al5052 Al2024 ir Al7050 antrinio lydinio našumo palyginimas

· Al5052-H32:Ne{0}}termiškai{1}}apdorojamas lydinys, kuriame yra daug magnio (2,2–2,8 %). Labai plastiškas ir minkštas, todėl frezuojant gali susidaryti briaunos ir susidaryti ilgos, dygliuotos drožlės. Geriausiai tinka lakštinio metalo laikikliams, kuriuos vėliau reikia lenkti.

 

· Al2024-T3:Vario-lydinio aliuminis, užtikrinantis išskirtinį atsparumą nuovargiui. Plačiai naudojamas orlaivių kirpimo juostose ir įtempimo elementuose. Frezuojant reikia griežtai kontroliuoti temperatūrą dėl šiluminio plėtimosi.

 

· Al7050-T7451:Sukurta storo{0}}skerspjūvio aerokosminėms konstrukcijų dalims (daugiau nei 100 mm storio). Palyginti su 7075-T6, užtikrina didesnį atsparumą įtempiams-korozijai.

Raw 6061-T651 aluminum billet stock inspection at Dazao Machinery production facility

 

Išsami metalurginių savybių ir apdirbamumo matrica

Aliuminio klasė ir temperamentas

Tankis (g/cm3)

Tempiamasis stipris (MPa)

Išeigos stiprumas (MPa)

Brinelio kietumas (HB)

Šilumos laidumas (W/m⋅K)

Šiluminio plėtimosi koeficientas (

μm/m⋅∘C)

Apdirbamumo įvertinimas (%)

Pirminės pramonės taikymas

Al6061-T6

2.70

310

276

95

167

23.2

80%

Automobilių laikikliai, pramoniniai rėmai

Al6061-T651

2.70

310

276

95

167

23.2

85%

Tikslios konstrukcinės plokštės, puslaidininkinės kameros

Al7075-T6

2.81

572

503

150

130

23.6

100%

Orlaivių erdvės šonkauliai, didelio{0}}įtempimo robotų rankos

Al7075-T651

2.81

572

503

150

130

23.6

100%

Lėktuvų konstrukcinės dalys, gynybiniai laikikliai

Al2024-T3

2.78

483

345

120

121

22.8

95%

Aviacijos ir kosmoso plokštės, karinė įranga

Al5052-H32

2.68

230

193

60

138

23.8

50%

Jūriniai aptvarai, lakštų laikikliai

Al7050-T7451

2.83

524

462

140

157

23.5

80%

Heavy aerospace bulkheads (>80 mm storio)

 

CNC aliuminio frezavimo gedimai ir parduotuvės grindų sprendimai

Standartiniai apdirbimo vadovai dažnai pateikia idealius teorinius scenarijus. Parduotuvėje realios-pasaulio gamybos sąlygos nustato sudėtingus fizinius kintamuosius. Žemiau pateikiami trys išsamūs inžinerinių gedimų atvejai, užfiksuoti Dazao Machinery, kartu su techniniais protokolais, sukurtais jiems išspręsti.

 

DAZAO PARDUOTUVĖS GRINDŲ GEDIMŲ SANTRAUKA:

1. Residual Stress Warping -> Root Cause: Unbalanced quenched stress in Al6061-T6 plate ->Sprendimas: pereikite prie Al6061-T651 + Simetrinis grublėtas + atkaitinimas įtempiant.

 

2. Anodizing Bore Shrinkage -> Root Cause: 50% inward growth of Al2O3 layer during anodizing ->Sprendimas: naudojant Dazao kompensavimo formulę, iš anksto{0}}mašinos skersmuo padidinamas.

 

3. Chip Packing & Micro-Welding -> Root Cause: High RPM thermal softening with 4-flute end mill in deep slot ->Sprendimas: 3 Flute DLC galinis frezavimas + dinaminis trochoidinis įrankių kelias + 70-bar MQL.

 

Likutinės įtampos deformacijos ir dalinio nusilenkimo pašalinimas

Įvykio aprašymas

 

150 aviacijos ir erdvėlaivių korpuso plokščių (350 mm × 200 mm × 15 mm), išfrezuotų iš standartinių Al6061-T6 plokščių, užsakymas po apdirbimo parodė nepriimtinai didelę lanko paklaidą. Atleidus spaustukų žandikaulius, plokštės centras spyruokliškai nusilenkė aukštyn, sukurdamas plokštumo paklaidą0.82mm per 350 mm ilgį. Tai viršijo brėžinio leistiną nuokrypį – Mažesnį arba lygų 0,05 mm, todėl visos pradinės partijos kokybės kontrolė nepavyko.

 

Pagrindinės priežasties analizė

 

Standartinėje Al6061-T6 plokštėje yra dideli vidiniai liekamieji gniuždymo įtempiai prie išorinių paviršių, subalansuojantys vidinius tempimo įtempius dėl gesinimo vandeniu. 60% tūrio ertmės apdirbimas viršutinėje pusėje sunaikino šią pusiausvyrą. Likęs netrikdomas apatinis gniuždomasis sluoksnis išsiplėtė, palyginti su viršutine dalimi, deformuodamas komponentą.

 

Dazao inžinerinis protokolas

 

1. Medžiagos pakeitimas:Pakeista medžiagos specifikacija iš Al6061-T6 įAl6061-T651, naudojant tempimo{0}}plokštes.

2. Simetrinė grublėto darbo juosta:Įgyvendino subalansuotą metalo šalinimo programą. Apdorotas 50 % gylio A pusėje, apverstas ruošinys iki 100 % gylio B pusėje ir grąžintas į A pusę, kad būtų atliktas galutinis pravažiavimas.

3. Šiluminio streso mažinimo veiksmas:Po grubaus frezavimo prieš galutinį tikslią apdailą įvesta tarpinio įtempio{0}}atkaitinimo kepimas (175 ∘C 2 valandas, krosnis aušinama). Plokštumo klaida sumažėjo žemiau0,018 mm.

 

Tiksliųjų gręžinių anodavimo matmenų poslinkių skaičiavimas

Įvykio aprašymas

 

7075-T6 roboto jungčių korpusų partijoje buvo tiksli guolio anga, nurodyta

∅28 000 mmnews-95-41(tinka H7). Sekanttikslumo cnc frezavimo aliuminisoperacijos, CMM patikrinimas patikrino ∅28,012 mm angas. Dalys buvo išsiųstos III tipo anodavimui kietu sluoksniu (vardinis sluoksnio storis 40 μm). Patikrinimas po-anodavimo parodė, kad vidinis angos skersmuo sumažėjo iki ∅27,968 mm, todėl visa partija tapo netinkama guoliams montuoti.

 

Pagrindinės priežasties analizė

 

Anodavimas yra elektrocheminis konversijos procesas, kurio metu paviršinis pagrindo aliuminis paverčiamas aliuminio oksidu (Al2O3). Svarbiausia,anoduota danga įauga 50% į vidų į pagrindą ir 50% į išorę nuo pradinio paviršiaus.

 

Bendras 40 μm plėvelės storis susidaro į išorę 20 μm vienai sienai. Vidinės angos atveju šis išorinis augimas sumažina vidinį skersmenį 2 × 20 μm =40 μm (0,040 mm). Vertinanttikslaus anodavimo paviršiaus apdailos galimybės, prieš -apdirbimą turi būti griežtai taikomos matmenų nuolaidos.

 

Matematinė kompensavimo formulė ir protokolas

Norėdami pasiekti tikslinį posto{0}}anodavimo matmenį (Dgalutinis), iš anksto{0}}anoduoti apdorotą matmenį (Dišankstinis) turi būti apskaičiuojamas naudojant šias lygtis:

 

Išorinis augimas vienai sienai (δišeiti)=Tfilmas×0.50

 

Vidiniams gręžiniams: Dišankstinis=Dgalutinis+(2×δišeiti)

 

Išoriniams velenams: Dišankstinis=Dgalutinis−(2×δišeiti)

 

Kur Tfilmas reiškia bendrą anoduotos dangos storį.

 

„Dazao“ išankstinio apdirbimo{0}}apdirbimo angų diagrama (tikslas: H7 pritaikymas∅28.000mm)

Anodavimo tipas

Nurodytas plėvelės storis (

TfilmasTfilmas​)

Išorinis augimas / siena (

δ outδišeiti​)

Gręžimo apdirbimo taikinys (

DpreDišankstinis​)

Galutinis įrašas{0}}Anodavimo angos dydis (

GalutinisDgalutinis​)

Jokio anodavimo

0μm

0,000 mm

∅28,010 mm

∅28,010 mm

II tipas Skaidrus

12μm±2μm

0,003 mm

∅28,016 mm

∅28,010 mm

II tipas juodas

20μm±3μm

0,005 mm

∅28,020 mm

∅28,010 mm

III tipo kietas kailis

40μm±5μm

0,010 mm

∅28,030 mm

∅28,010 mm

III tipo kietas + PTFE

50μm±5μm

0,0125 mm

∅28,035 mm

∅28,010 mm

 

Užkirsti kelią mikrosuvirinimui ir gilių kišeninių drožlių susidarymui

Įvykio aprašymas

 

Dideliu{0}}greičiu frezuojant 45 mm gylio kišenę (L/D santykis=7.5:1) Al6061 naudojant 6 mm

standartinis 4 griovelių galinis frezas, veikiantis 12 000 aps./min., įrankis lūždavo kas 12–15 dalių. Ertmėse šoninėse sienelėse buvo matyti gilių įbrėžimų, stiprus slogavimas ir išsilydęs aliuminis, suvirintas į įrankių griovelius.

 

Pagrindinės priežasties analizė

 

1. Fleitos garsumo apribojimas:4-fleitos galinis malūnas turi siauras fleitos angas. Giliai kišenėje aliuminio drožlės negali išsisklaidyti, todėl drožlės nupjaunamos iš naujo.

2. Terminis minkštinimas:Trinties temperatūra greitai pakilo virš 250 laipsniųC. Kalus aliuminis išsilydo ir privirinamas ant volframo karbido įrankių griovelių, sudarydamasBuilt{0}}Up Edge (BUE)kad sugriebė ir nulaužė pjaustytuvą.

 

Dazao inžinerinis protokolas

 

1. Įrankių pertvarkymas:Standartizuotas ant 3-fleitos, 45 laipsnių spiralės galinės frezos su veidrodinėmis-poliruotomis rievelėmis ir deimantą primenančia anglies (DLC) danga (trinties koeficientas μ<0.1).

2. Dinaminis trochoidinis įrankių takas:Atsisakyta viso{0}}pločio plyšio. Taikomi dinaminio frezavimo įrankių takai, išlaikantys radialinį sukibimą (ae) 12 % įrankio skersmens (0,72 mm) ir viso ašinio gylio (ap) iš 2,0 × D (12,0 mm).

3. Aukšto{1}}slėgio aušinimo skysčio tiekimas:Įdiegtas 70 -bar perteklinis minimalaus kiekio tepimas (MQL) su augalinio aliejaus dulksna, kad drožlės būtų išpūstos aukštyn ir iš gilių ertmių. Įrankio tarnavimo laikas pailgėjo850%be mikro{0}}suvirinimo gedimų.

Comparison of tool galling on 4-flute cutter versus clean 3-flute DLC end mill for CNC milling aluminum

 

Elastinės deformacijos įveikimas prispaudus tvirtinimo detales

Įvykio aprašymas

 

Plonasienių -žiedų komponentų (120 mm OD × 114 mm ID × 30 mm aukštis, sienelės storis 3,0 mm), išfrezuotų standartinio hidraulinio spaustuko viduje, apvalumo patikrinimas buvo atliktas, kai buvo užspaustas (mažesnis arba lygus 0,010 mm). Atlaisvinus-žiedus, jie elastingai išsiplėtė į ovalo formą, o tai rodo apvalumo paklaidą0,14 mm.

 

Sprendimas

Pakeisti 2 taškų mechaniniai spaustukai supilno-kontūro 360 laipsnių pyrago-formos minkšti žandikauliaiapdirbtas taip, kad atitiktų ruošinio išorinį profilį. Sumažintas hidraulinio suspaudimo sukimo momentas nuo 45N⋅m iki 12N⋅m, kartu su vakuumine tvirtinimo plokšte, skirta galutiniam apdengimui. Apvalumo paklaida sumažinta iki 0,008 mm.

 

Pjovimo įrankių pasirinkimas ir greičio bei tiekimo optimizavimas

Optimizavimascnc frezavimo aliuminio greičiai ir pastūmosreikia suprasti, kaip sąveikauja įrankio geometrija, karbido pagrindo pasirinkimas, dangos ir pjovimo dinamika.

 

Galinio frezavimo fleitos geometrijos ir DLC dangos reikalavimai

Fleitų skaičiaus pasirinkimas

 

· 2 fleitos galinės frezos:Turi didžiausią fleitos stemplės tūrį. Idealiai tinka sunkiems įgilinamiesiems frezavimo, įpjovimo ir grubumo darbams su minkštomis rūšimis (Al5052, Al6061), kai drožlių tūris yra didelis.

 

· 3 fleitų galinės frezos:Atstovauja optimaliam aliuminio dalių frezavimo balansui. Užtikrina 50 % didesnį šerdies stiprumą nei 2-griovelių konstrukcijos, išlaikant pakankamai drožlių tarpo, kad būtų galima atlikti greitą dinaminį frezavimą.

 

· 4 fleitos galinės frezos:Apribota itin{0}}lengvomis apdailos operacijomis (aeMažesnis arba lygus 2 %D) didelio -silicio arba didelio -kietumo lydiniuose (Al7075). Venkite bendro grubumo dėl mažos drožlių erdvės.

 

Sraigtinės kampo dinamika

 

· Standartinė 30 laipsnių spiralė:Sukuria didesnes radialines jėgas, skatinančias plepėjimą plonasienėse{0}}sienose.

· Aukšta 45 laipsnių / 55 laipsnių spiralė:Paverčia radialines pjovimo jėgas į ašines jėgas, sklandžiai pakeldamas drožles į viršų ir pagerindamas šoninių sienelių apdailą.

· Kintamoji spiralė (pvz., 38 laipsnis / 41 laipsnis / 45 laipsnis):Pjovimo metu suardo harmoninio rezonanso dažnį, pašalina pleškėjimo žymes ant ilgų iškyšų.

 

Dengimo technologijos

 

· Nepadengtas poliruotas karbidas:Mikrogrūdėlis volframo karbidas, poliruotas iki veidrodinio paviršiaus (Ra<0.05μm) prevents aluminum adhesion.

· Diamond{0}}Like Carbon (DLC): Amorphous carbon coating providing extreme hardness (Vickers>5000HV) ir mažą trinties koeficientą (~0,05). Puikiai tinka sausam arba MQL apdirbimui.

· Cirkonio nitridas (ZrN):Užtikrina aukštą šiluminį stabilumą ir apsaugo nuo kraštų susidarymo.

· Dengimo draudimas: Niekada nenaudokite TiAlN arba AlTiN dengtų įrankių aliuminiui. Aliuminio kiekis dangoje turi bendrą cheminį ryšį su aliuminio ruošiniu, pagreitindamas mikro-suvirinimą ir įrankių sunaikinimą.

 

Matematinės tiekimo ir medžiagų pašalinimo greičio formulės

1. Pjovimo greitis (Vc, metrai per minutę):

 

Vc=(π⋅D⋅n)/1000


Kur D yra įrankio skersmuo mm, o n yra suklio greitis RPM.

 

2. Suklio greitis (n, RPM):

 

n=(Vc⋅1000)/(π⋅D)

 

3. Tiekimo greitis (Vf, mm per minutę):

 

Vf=n⋅z⋅fz


Kur z yra fleitų skaičius, o fzyra pastūma vienam dantukui (mm/dantis).

 

4. Medžiagos pašalinimo greitis (MRR, cm3/min):

 

MRR=(ap⋅ae⋅Vf)/1000


Kur apyra ašinis pjovimo gylis (mm), ir aeyra radialinis pjūvio plotis (mm).

 

Greičių ir tiekimo operatyvinių parametrų matrica

Ši etaloninė matrica taikoma mikrogranulinio karbido įrankių apdirbimuiAl6061-T651irAl7075-T6aušinimo skysčio arba MQL sąlygomis.

Operacija

Įrankio skersmuo (D, mm)

Fleitų skaičius

Dengimas

Vc

(m/min.)

Suklio greitis (n

, RPM)

Pašaras / dantis (

fz, mm)

Radialinis pjūvis (ae​)

Ašinis pjovimas (ap)

Tikslinis MRR (cm3/minc)

Sunkus šiurkštus įpjovimas

12.0

2

Nepadengtas poliruotas

450

12,000

0.08

1.00×D

(12 mm)

0.50×D

(6 mm)

518

Dinaminis frezavimas

10.0

3

Padengtas DLC

750

23,800

0.12

0.15×D

(1,5 mm)

2.00×D

(20 mm)

257

Didelės spartos{0}}sienos apdaila

10.0

3

Padengtas DLC

900

28,600

0.05

0.02×D

(0,2 mm)

1.50×D

(15 mm)

12.8

Veido frezavimas (muselinis pjaustytuvas)

50.0

4

PCD įdėklai

1,200

7,600

0.15

0.75×D

(37,5 mm)

0,80 mm

182

„Deep Micro Pocketing“{0}}

3.0

2

Padengtas DLC

300

31,800

0.02

0.20×D

(0,6 mm)

0.30×D

(0,9 mm)

0.68

High Speed CNC Milling Aluminum Chip Evacuation

 

Trijų ašių ir penkių ašių aliuminio frezavimo sprendimo modelis

Pasirinkimas tarp 3 ašių ir vienalaikio5 ašių aliuminio frezavimasdiktuoja armatūros kainą, sąrankos skaičių, geometrinį tikslumą ir galutinę dalies kainą.

 

Kinematikos skirtumai ir įrankio iškyšos vibracijos fizika

 

· 3 ašių frezavimas:Pjovimo įrankis juda išilgai tiesinių ašių (X,Y,Z). Labai efektyvus plokščioms plokštėms,{1}}vienpusėms ertmėms ir prizminėms geometrijoms.

Apribojimas: reikia kelių sąrankų ir minkštų žandikaulių, kad būtų galima apdoroti sudėtingas daugiašales dalis, todėl atsiranda atskaitos taško padėties klaidų (nuo ± 0,02 mm iki ± 0,05 mm per apvertimą).

 

· 3+2 ašies indeksavimas:Sukamosios ašys (A/B/C) nustato ruošinį fiksuotais pasvirimo kampais, leidžiančius standartinius 3 ašių pjovimo judesius. Žymiai sutrumpina sąrankos laiką.

 

· Vienalaikis 5 ašių frezavimas:Visos penkios ašys juda vienu metu, valdant CNC. Svarbus aviacijos ir kosmoso sparnuotėms, organinėms kreivėms, gilioms kampinėms ertmėms ir siauroms kelių paviršių tikrosios padėties tolerancijoms. Sudėtingoms prizminėms dalims, svertas5 ašių CNC frezavimo paslaugos pagal užsakymąpašalina kumuliacines armatūros sujungimo klaidas.

 

Trijų ašių ir penkių ašių inžinerijos mainų matrica

Atrankos kriterijai

3 ašių CNC frezavimas

3+2 Ašies indekso frezavimas

Vienalaikis 5 ašių CNC frezavimas

Sąrankos skaičius (6 pusių dėžutė)

6 nustatymai (6 tvirtinimai / apvertimai)

2 Nustatymai

1 sąranka („Atlikta viename“)

Tikras padėties tikslumas

±0,050 mm

±0,015 mm

±0,005 mm

Tool Stick{0}}out Leng

Long (L/D>6:1 būtina)

Vidutinė (L/D∼4:1)

Trumpas (L/D Mažiau arba lygus 3:1 pakreipus)

Vibracija ir pokalbiai

Didelė rizika giliose kišenėse

Vidutinė rizika

Minimalus (standarti trumpi įrankiai)

Pradinė įrengimo kaina

Maža vienai armatūrai; Didelė bendra suma

Vidutinis

Žemas (universalus posūkis / nulis{0}}taškas)

Valandinis mašinos tarifas

35–55 USD per valandą

60–85 USD per valandą

95–150 USD per valandą

Geriausiai tinkama geometrija

Plokščios plokštės, paprasti laikikliai

Daugiapusiai prizminiai blokai

Sparnuotės, aviacijos šonkauliai, medicininiai implantai

 

Kryžminio gamybos apimties ekonomika

Mažos apimties (nuo 1 iki 50 vienetų) sudėtingų daugiapusių aliuminio komponentų gamybai-5 ašių aliuminio frezavimaspaprastai yra pigesnis nei 3 ašių frezavimas.

 

While the hourly rate for a 5-axis machine is higher, eliminating 4 to 5 custom milling fixtures and cutting setup times from 12 hours to 1.5 hours offsets the higher machine rate. Conversely, for high-volume orders (>2 000 vienetų), kuriant automatizuotus kelių -ertmių 3 ašių antkapius dažnai gaunama mažiausia vieneto kaina.

 

Gamybos taisyklių ir tolerancijos kontrolės projektavimas

Gamybos galimybių optimizavimas sumažina apdirbimo laiką, pašalina pasirinktinius įrankius ir sumažina defektų skaičiųaliuminio frezavimas pagal užsakymąprojektus.

 

Vidinio kampo spinduliai ir gylio iki spindulio apribojimai

 

· Aštraus kampo klaida:Vidinių vertikalių 90 laipsnių kvadratinių kampų neįmanoma pagaminti naudojant įprastą frezavimą. Projektuotojai turi nurodyti vidinį filė spindulį.

 

· Vienodo{0}}spindulio klaida:Nustačius vidinį kampo spindulį (R), tiksliai lygų pjovimo įrankio spinduliui (r), pjaustytuvas priverčia sustabdyti judesį, akimirksniu pakeisti kryptį ir įjungti pjoviklio lanką 180 laipsnių kampu. Tai sukelia stiprias pleškėjimo žymes ir įrankio vibraciją.

 

· 1,1x spindulio taisyklė:Visada nurodykite vidinio kampo spindulįbent 10 proc. didesnisnei vardinis pjovimo spindulys (R Didesnis arba lygus 1,1 × r). 10 mm skersmens įrankio (r=5mm) vidinio kampo spindulį suprojektuokite kaip R Didesnis arba lygus 5,5 mm. Tai leidžia įrankio kelią nušluoti nenutrūkstamai be pauzės.

 

· Gylio{0}}ir{1}}spindulio santykis:Laikykite kišenės gylį H Mažesnį arba lygų 5 × R. Jei kišenės yra gilesnės nei 50 mm, padidinkite kampų spindulį iki R Didesnis nei 8 mm arba lygus 8 mm, kad tilptų standžios, didelio{4}}skersmens galinės frezos.

 

Plonų sienelių komponentų minimalaus sienelės storio gairės

Nors aliuminis pasižymi dideliu stiprumo{0}}svorio ir -svorio santykiu, plonos neparemtos sienelės lankstosi veikiant pjovimo įrankio radialinei jėgai (Fr), sukelia smailėjimo klaidas ir harmoninius šniokštimus.

 

· Nepalaikomos vertikalios sienos:Išlaikykite minimalų sienelės storį, didesnį arba lygų 0,8 mm, kai aukštis iki 20 mm.

· Aukštos gilios sienos:Jei sienos aukštis viršija 50 mm, išlaikykite sienelės storį, didesnį nei 1,5 % × aukštis.

· Pagrindo grindų storis:Išlaikykite grindų storį, didesnį arba lygų 1,0 mm skersai gilių kišenių, kad išvengtumėte vibracijos -sukelto grindų šniokštimo važiuojant priešais.

 

Paviršiaus šiurkštumo galimybė ir tolesnio apdorojimo standartai

Paviršiaus šiurkštumas (Ra)

Apdirbimo procesas

Techninis pritaikymas

Sąnaudų daugiklis

Ra3,2 μm (125 μin)

Didelės{0}}greičio dinaminis šiurkštumas

Ne{0}}sutampantys vidiniai paviršiai, tarpinės kišenės

1,0 × (pradinė)

Ra1,6 μm (63 μin)

Standartinė komercinė apdaila

Bendrieji konstrukciniai montavimo paviršiai, matomi dangčiai

1.2×

Ra0,8 μm (32 μin)

Tikslus finišo praėjimas (fzMažesnis arba lygus 0,03 mm)

Hidrauliniai sandarinimo paviršiai, O-žiedo grioveliai, guolių lizdai

1.6×

Ra0,4 μm (16 μin)

PCD Diamond Fly-Pjovimas / mikro{1}}poliravimas

Optiniai veidrodžiai, didelio{0}}vakuuminio sandarinimo flanšai

2.5×

CMM inspection of precision CNC milled 7075 aluminum component at Dazao Machinery laboratory

 

Gamybos sąnaudų suskirstymas ir tiekėjų kokybės auditas

Sąnaudų veiksnių supratimascnc apdirbti aliuminio komponentaileidžia pirkimų vadovams optimizuoti gamybos biudžetus neprarandant kokybės.

 

Pagrindiniai CNC apdirbtų aliuminio komponentų išlaidų veiksniai

 

1. Pirkimo-ir-skridimo santykis (medžiagos panaudojimas):

 

Pirkimo ir

 

Jei detalei reikalingas 10 kg sveriantis blokas, kad gautų 1 kg gatavą detalę (santykis 10:1), 90% įsigytos medžiagos tampa drožlėmis. Nors aliuminio laužas gali būti perdirbamas maždaug 15 % žaliavos vertės, didelis medžiagų pašalinimo santykis padidina pradines medžiagų sąnaudas ir apdirbimo ciklo laiką.

 

2. Staklių valandinis įkainis:

· Standartinis 3 ašių vertikalus apdirbimo centras (VMC): 35–55 USD per valandą.

· Didelės spartos-4 ašių horizontalus apdirbimo centras (HMC): 65–90 USD/val.

· Aukščiausios kokybės vienalaikis 5 ašių apdirbimo centras (pvz., Hermle / DMG MORI): 95–150 USD per valandą.

 

3. Tolerancijos išlaidų daugiklis:
Sugriežtinus leistinus nuokrypius nuo komercinio ISO 2768-m (± 0,05 mm) iki tikslumo leistinų nuokrypių (± 0,005 mm), sąnaudos didėja eksponentiškai.

 

Tiekėjo kokybės tikrinimo kontrolinis sąrašas ir CMM patikra

Vertinant analiuminio frezavimo paslaugatiekėjo, pirkimų komandos turėtų tikrinti tiekėjus pagal šias kokybės ir įrangos galimybes:

 

DAZAO MAŠINŲ KOKYBĖS AUDITO KONTROLINIS SĄRAŠAS:

· MATERIAL INTEGRITY ->Tiesioginės optinės emisijos spektrometrijos (OES) patikra

· EQUIPMENT FLEET ->Didelio greičio{0}}sukliai (20 000–30 000 RPM) su TSC

· METROLOGY LAB ->Temperatūra{0}}valdoma CMM patalpa (20 laipsnių ± 0,5 laipsnio)

· PROCESS CONTROL ->Išankstinio apdirbimo-anodavimo kompensavimo matematiniai algoritmai

· QUALITY CERT ->ISO9001:2015 ir IATF16949:2016 sertifikatas

 

1. Medžiagos tikrinimo galimybės

Ar objekte yra{0}}optinės emisijos spektrometrija (OES), kad būtų galima patikrinti žaliavos cheminę sudėtį ir prieš pjaustant aptikti padirbtus ar neatitinkančius -netinkamų{2}} aliuminio lydinių?

 

2. Suklio greičio ir aušinimo skysčio infrastruktūra

Ar gamykloje naudojami didelio greičio{0}}greičiai (20 000–30 000 aps./min.) su aukšto-slėgio-slėgio aušinimo skysčiu (TSC, didesnis arba lygus 70 bar) ir MQL aprasojimo sistemomis, reikalingomis didelio-efektyvumo aliuminio lustų pašalinimui?

 

3. Metrologijos įranga

Ar metrologijos laboratorija yra termiškai kontroliuojama (20C±0.5C)? Ar tiekėjas naudoja 3D koordinačių matavimo mašinas (CMM) su nuskaitymo zondais, galinčiais patikrinti tikrąją padėtį, bendrą profilio išbėgimą ir paviršiaus šiurkštumą iki mažesnės -mikronų skiriamosios gebos?

 

Išvada ir inžinerinių veiksmų planas

Tikslumasaliuminio cnc frezavimaspriklauso nuo kruopštaus šiluminių, cheminių ir mechaninių kintamųjų valdymo. Suderinus aliuminio atsparumą (pvz., nurodant 6061-T651 atsparumui įtempiams), anodavimo plėvelės augimą atsižvelgus anksti skaičiuojant projektuojant, pritaikant 3- griovelių DLC dengtus įrankius ir laikantis griežtų DFM kampų ir sienelių storio gairių, inžinierių komandos gali gaminti aukštos kokybės dalis mažesnėmis vieneto sąnaudomis.

 

IŠ-GAMYBOS INŽINERIJOS KONTROLINIS SĄRAŠAS:

· Pasirinktas medžiagos temperaturas (T651, skirtas sunkioms kišeninėms plokštėms).

· Internal vertical corner radii sized to R >= 1.1x pjovimo spindulys.

· Tikslios kiaurymės, pritaikytos anodavimo augimui (taikoma 50/50 taisyklė).

· Wall thickness verified (>=0.8mm for short walls, >=1.5% aukščio aukštoms sienoms).

· Pasirinkti 3 griovelių DLC padengti įrankiai ir dinaminio frezavimo įrankių takai.

· Nurodytos komercinės tolerancijos (ISO 2768-m), kai nereikia tvirtų prigludimų.

 

Norėdami įvertinti savo inžinerinius projektus prieš įsipareigodami naudoti gamybos įrankius, galiteįkelkite savo CAD modelį automatinei DFM peržiūraitiesiogiai mūsų techninei komandai.

upload your CAD model for an automated DFM review

 

Dažnai užduodami klausimai apie aliuminio CNC frezavimą

 

 

01.Koks yra optimalus suklio greitis frezuojant Al6061 aliuminį?

Optimalus suklio greitis priklauso nuo įrankio skersmens ir veikimo tipo. 10 mm karbido galiniam frezavimui, pjovimo greičiai (Vc) diapazonas nuo 600 iki 900 m/min. Tai reiškiaNuo 19 000 iki 28 500 RPM. Didelės spartos{1}}apdirbimas naudojant mažesnius įrankius dažnai veikia maksimaliu veleno pajėgumu (iki 30 000 aps./min.).

02.Kodėl CNC frezavimui turėčiau rinktis Al6061-T651, o ne Al6061-T6?

Po gesinimo tirpalu Al6061-T651 yra mechaninis tempimas (1,5–3%), o tai sumažina vidinius liekamuosius įtempius. Standartinis Al6061-T6 išlaiko didelį vidinį gesinimo įtempį. Stipriai frezuota T6 medžiaga išbalansuoja šiuos įtempius, todėl atsirandastiprus dalies nusilenkimas ir metmenų iškraipymas.

03.Kaip anodavimas pakeičia kritinius CNC frezuotų aliuminio dalių matmenis?

Anoduoti oksidines dangas (Al2O3) augti50% į vidų į pagrindą ir 50% į išorę nuo pradinio paviršiaus. 40 μm III tipo kietos dangos anodavimas į išorę patenka 20 μm vienai paviršiaus sienelei, sumažindamas vidinį angos skersmenį 0,040 mm ir padidindamas išorinį veleno skersmenį 0,040 mm.

04.Kodėl aliuminio frezavimo 3 griovelių galinės frezos yra pranašesnės už 4 griovelių galinius frezus?

Aliuminiui reikia didelių griovelių, kad būtų galima greitai pašalinti drožles. A3 griovelių galinis frezas siūlo 50 % didesnes drožlių išpjovasnei 4-griovelių įrankis, išlaikant didesnį šerdies tvirtumą nei 2 griovelių įrankis. 4-aliuminis dažnai sugenda dėl drožlių sandarinimo ir mikrosuvirinimo.

05. Koks minimalus sienelės storis tikslioms CNC frezuotoms aliuminio detalėms?

Standartinis minimalus aliuminio sienelės storis be atramų yra0,8 mm for wall heights under 20 mm. For tall structural walls (>50 mm aukščio), išlaikyti sienelės storį, didesnį nei 1,5 % sienos aukščio arba jam lygų. Naudojant specializuotus vakuuminius šviestuvus ir lengvą apdailą, galima minimaliai nuleisti sienas0,5 mm.

06. Kodėl frezuojant aliuminio komponentus reikia vengti TiAlN dangų?

Titano aliuminio nitrido (TiAlN) dangose ​​yra aliuminio. Pjovimo dideliu greičiu{1}}dėl trinties šilumos ruošinyje esantis aliuminis chemiškai susijungia su dangoje esančiu aliuminiu. Šis cheminis giminingumas sukelia greitąpastatytas-kraštas (BUE), įrankio nulaužimas ir įrankių sunaikinimas. Vietoj to naudokite DLC arba nepadengtus įrankius.
Siųsti užklausą