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本(běn)文將探討鋁(lǚ)CNC 加工所涉及的工藝、工具、參數(shù)和挑戰。還討論了鋁(CNC 加工中最常用的合金)的特性,以及鋁在各(gè)個行業中的應用。
導航
*將鋁用於 CNC 加工零件的好處
*CNC加工的流行(háng)鋁合金
*鋁CNC加工工藝
*鋁加工(gōng)工具(jù)
*切割液
*後加工工序
*CNC加工鋁件在工業中的應用
鋁是當今加工最多的材料(liào)之一。事實上(shàng),鋁CNC加工工藝在執行頻率方(fāng)麵僅次於鋼。這主要是由於其出色的機械加工性。
最純淨(jìng)的化學元素鋁是柔軟的、有延展性(xìng)的、無磁性的,外觀呈銀白色。但是,該(gāi)元素不僅(jǐn)以純形式使用(yòng)。鋁通常與(yǔ)錳、銅和鎂等各種元素(sù)形成合金,形(xíng)成數百種性能得到顯著改善的鋁合金。
純鋁
將鋁用於 CNC 加工零件的好處
盡(jìn)管有許多(duō)鋁合金具有不同程度的性能,但有一些基本性能幾乎適用於所有鋁合金。
可加工性
鋁(lǚ)很容易使用各種工藝成型、加(jiā)工和機(jī)加工。由於它柔(róu)軟且易(yì)碎屑,因此可(kě)以通過機床快速輕鬆地切割。它也比鋼更便宜,加工所需的(de)動力也更少。這些特性對機械師和訂購零件的客戶都有巨大的好處。此外,鋁的良(liáng)好可加(jiā)工性意味著它在加工過程中變形較小(xiǎo)。這導致更高的精度,因為它允許 CNC 機器實現更高的公差。
強度重量(liàng)比
鋁的密度約為鋼的三分之一。這使它相對較輕。盡管鋁很輕,但它的強度非常高。這種強度和重量輕的(de)組合被描述為材料的強度重量比。鋁的高強度重量比使其有利於汽車和航空(kōng)航天等多個行業所(suǒ)需的零件。
耐腐蝕性能(néng)
鋁在常見的海洋和大(dà)氣條件(jiàn)下具有抗刮擦和抗腐(fǔ)蝕能(néng)力。您可以通過陽極氧化增強這些特性。需要注意的是,不同等級的鋁材的耐腐蝕性能有所不同。然而,最常規(guī)的 CNC 加工等級具有最大(dà)的阻力。
低溫性(xìng)能
大多數材料在(zài)低於零的溫度(dù)下往往會失(shī)去一些(xiē)理想的特性。例如(rú),碳鋼和橡膠在低(dī)溫(wēn)下都會變脆。反(fǎn)過來,鋁在(zài)極(jí)低(dī)的溫度(dù)下仍能保持其(qí)柔軟性、延展性和強度。
電導率
純鋁的電導(dǎo)率在室溫下約為每米 3770 萬西門子。盡管鋁合金的導電性可能比(bǐ)純鋁(lǚ)低,但它們的導電性足以使其零件在電氣元件中(zhōng)找到用途(tú)。另一方麵,如果導電性不是(shì)機加工零件的理想特性,鋁將是(shì)不合適的(de)材料。
可回收性
由於是減材製造(zào)工藝,CNC加工過程會產生大量切屑,這些切屑屬於廢料(liào)。鋁是高度可回收的,這意味著它需要相對較(jiào)低的能量(liàng)、精力(lì)和成本來回收。這(zhè)使得它更適合那些想要收回支出或減少材料浪費的人。它還使鋁成為一(yī)種更環(huán)保的(de)加工材料。
陽極氧化電位
陽極氧化是一(yī)種表麵處理工藝(yì),可提高材料的(de)耐磨性和(hé)耐腐蝕性,在鋁材中很(hěn)容易(yì)實現。此(cǐ)過程還使為機加工鋁部(bù)件添加顏色變得更加容易。
鋁CNC加(jiā)工(gōng)工藝
您可以(yǐ)通過當今可用的多種 CNC 加工工藝來加工鋁(lǚ)。其中一些過程(chéng)如下。
CNC車削(xuē)
在CNC車削操作中,工件旋轉,而單點切削(xuē)刀具沿其軸線保持靜止。根據機器的不同,工件或切削刀具中的一個執行相對於另一個(gè)的(de)進給運動,以實現材料去除。
數控車削
CNC銑削
CNN銑削操作是鋁製零件加(jiā)工中最常用的操作。這些操作涉及(jí)沿其軸(zhóu)線(xiàn)旋轉多(duō)點切削,而工件沿其自身軸線(xiàn)保持(chí)靜止。切削作用和(hé)隨後(hòu)的材料去(qù)除是通過工件、切削(xuē)工(gōng)具或兩者結合的進給(gěi)運動來實現的。該運動可以沿多(duō)個軸進(jìn)行。
數控銑
CNC鑽孔
CNC鑽孔(kǒng)是在(zài)工件上(shàng)鑽孔的過程。在該操作中,特定尺寸(cùn)的(de)多點旋轉切削刀具沿垂直於待鑽孔表麵的直線移動,從而有效(xiào)地形成孔。
鋁(lǚ)加工工具
有幾個因素(sù)會影響鋁數控加工刀具的選擇。
工具設計
刀(dāo)具幾何形狀的不同方(fāng)麵有助於提高其加工鋁的效率。其中之一是它的長笛數量(liàng)。為了防止在高速(sù)下排屑(xiè)困難,鋁CNC加工的刀具應該有2-3個刃。更多的凹槽會導致更小的切屑穀。這會導致鋁合金產生的大切屑卡(kǎ)住。當切削力較(jiào)低且(qiě)切(qiē)屑間隙對工藝至關重要時,您應該使用 2 個刃口。為獲得排屑間隙和刀具強度的完美平衡,請使(shǐ)用(yòng) 3 個(gè)刃口。
螺旋(xuán)角 刀(dāo)槽
螺旋角(jiǎo)是刀(dāo)具中心線與沿切削刃相切的直線之間的夾角。它是切削工具的一個重要特征。雖然較高的螺旋角可以更快(kuài)地從零件中去除切屑,但它會增加切削過程中的摩擦和熱量。這可(kě)能會導致在高速鋁數控加工過程中切屑(xiè)焊接到工具(jù)表麵(miàn)。另一方麵(miàn),較低的螺旋角產生的熱量較(jiào)少,但可能無法有效去除(chú)切屑。對於鋁的加(jiā)工,35° 或 40° 的螺旋角適合粗加工應用,而 45°的螺旋角最適合精加工。
螺旋角
後角
後角是工具正常(cháng)運行的另(lìng)一個重要因素。過大的角度會導致工具鑽入工件並(bìng)顫動。另一方麵,太小的(de)角度會導致工具(jù)和工件之間產生摩擦。6° 和(hé) 10° 之間的後角最適合鋁 CNC 加工。
切割液
盡管具有可加工性,但切(qiē)勿(wù)將鋁切幹,因為這會促進積屑瘤的形成(chéng)。適用於鋁 CNC加工的切削液是可溶性油(yóu)乳液和礦物油。避免使用含有氯或活(huó)性(xìng)硫的(de)切(qiē)削液,因為這些元素會汙染(rǎn)鋁。
後加工工序
加工鋁製零件後(hòu),您(nín)可以執行某些工藝來增強零件的物理、機械和美學特征。最普(pǔ)遍的過程如(rú)下。
噴砂(shā)和噴砂
噴(pēn)砂是出於美學(xué)目的的精加工過程。在此過程中,使用高壓氣槍對加(jiā)工部件(jiàn)噴上微小的玻璃珠,有效去除材料並確保表麵光滑。它使鋁具有緞麵或啞(yǎ)光效果(guǒ)。噴砂的主要工藝參數是玻璃珠的大小和使用的氣壓量。僅當零件的尺寸(cùn)公差不重要(yào)時才使(shǐ)用此過程。
其(qí)他精加工工藝包括拋光和塗漆(qī)。
除了噴砂,還有噴砂,它使用高壓砂流(liú)去除材料。
塗層
這涉及(jí)用(yòng)另一種材料(例如鋅、鎳和鉻)塗覆鋁部件。這樣(yàng)做是為了改進零件工藝並且可以通(tōng)過電化學工藝來實現。
陽極氧化
陽極氧化是一種電化學過程,其中將鋁部件浸入稀硫酸溶液中,並(bìng)在陰極和陽極(jí)之(zhī)間施加電壓。該過程有效地將零件(jiàn)的暴露表麵轉化為堅硬的、非電反應性氧化鋁塗層。創建的塗層的密度(dù)和厚(hòu)度取決於溶液的稠度、陽極(jí)氧化時間和電流。您也可以(yǐ)進行陽極氧化為零件著色。
粉末塗料
粉末噴塗工藝包括使(shǐ)用靜電噴槍在零件上塗上彩色聚合(hé)物(wù)粉末。然後讓零件(jiàn)在 200°C 的溫度下固化。粉末塗層提高了強度和耐磨性、耐腐蝕性和抗衝擊性。
熱處理
由可熱處理鋁(lǚ)合金製成(chéng)的零件可以進行熱(rè)處理以提高其(qí)機械性能。
CNC加工鋁件在工業(yè)中的應用
如(rú)前所述,鋁合金具有許(xǔ)多理想的性能。因此,CNC 加工鋁件在多個行業中必不可(kě)少,包(bāo)括:
· 航空航天:由(yóu)於其高強(qiáng)度重量比,一些(xiē)飛機配件由機加工鋁製成;
· 汽車:與航空航天(tiān)工業類似,汽車工業中的幾個(gè)零(líng)件,例如軸和其他部(bù)件是由鋁製成的;
· 電氣(qì):具有高導電性,CNC加工(gōng)的(de)鋁件常作(zuò)為電器(qì)中的電子元件;
· 食品/醫藥:由於不與大多數有機物質發生反應,鋁部件在食品和醫藥行業中發揮著重要作用;
· 運動:鋁常用於(yú)製作棒球棒、運動口哨等運動器(qì)材(cái);
· 低溫:鋁在零下溫度(dù)下保(bǎo)持(chí)其機械性能的能力使鋁部件成為低溫應用的理想選(xuǎn)擇。
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