Kľúčové body procesu pre CNC sústruženie hliníka

Pri sústružení hliníka na CNC sústruhu je potrebné starostlivo riadiť niekoľko kritických bodov procesu, aby sa zabezpečila kvalita obrábania, efektívnosť a bezpečnosť obsluhy. Relatívna mäkkosť a ťažnosť hliníka umožňujú rýchle a zhovievavé rezanie v porovnaní s oceľou alebo titánom, no tá istá mäkkosť prináša svoje vlastné problémy -, najmä dlhé, súvislé pásiky-, ako sú triesky, ktoré sa môžu omotať okolo nástroja, obrobku alebo dokonca vretena, ak sa o to nestará. Nasledujúcich päť oblastí - výber nástroja, optimalizácia rezných parametrov, aplikácia chladiacej kvapaliny, kontrola triesok a prevádzková bezpečnosť - tvoria integrovaný systém. Pomýliť sa v niektorom z nich má tendenciu vytvárať problémy v ostatných, takže by sa mali považovať za jedinú koordinovanú stratégiu a nie za päť nezávislých kontrolných zoznamov.

Pretože hliník má nízku tvrdosť, deformuje sa skôr plasticky, než by sa čisto lámal, čo znamená, že má tendenciu vytvárať súvislé, vláknité triesky počas sústruženia. Z tohto dôvodu by mali byť uprednostňované špeciálne hliníkové-rezné doštičky (zvyčajne s cenou okolo 10 ¥ za doštičku). Tieto doštičky sú zvyčajne navrhnuté špeciálne pre neželezné-materiály: vyznačujú sa ostrejšou geometriou reznej hrany, vysoko lešteným čelom čela a často kladným uhlom čela, ktorý znižuje rezný odpor a šmykovú deformáciu triesky. Hladšie čelo je obzvlášť dôležité, pretože hliník má silnú tendenciu priľnúť k povrchom nástrojov - drsné alebo opotrebované čelo zväčšuje kontaktnú plochu a trenie, čím podporuje tvorbu-vytvorenej hrany (BUE), čo následne zhoršuje kvalitu povrchu a urýchľuje opotrebovanie nástroja.

Požiadavky na kvalitu hrán sú rovnako dôležité ako samotný typ doštičky. Rezná hrana musí zostať vždy ostrá a hladká; otupená alebo odštiepená hrana spôsobuje, že trieska je stláčaná a ťahaná namiesto čistého odstrihnutia, čo zvyšuje trenie medzi trieskou a povrchom obrobku a zvyšuje riziko poškriabania povrchu, mechanického spevnenia hliníkovej povrchovej vrstvy a dokonca odštiepenia hrany pri zaťažení. Operátori by mali zaviesť rutinu vizuálnej kontroly hrán vložiek - pri zväčšení, ak je to možné -, a proaktívnej výmeny vložiek namiesto čakania, kým sa na dieloch objavia viditeľné povrchové chyby. Nepovlakované, leštené karbidové alebo PCD (polykryštalické diamantové) doštičky sú bežne uprednostňované najmä pre hliník, pretože minimalizujú priľnavosť a trenie, ktoré môžu spôsobiť doštičky s potiahnutou oceľou-.

Ovládanie rýchlosti rezania (otáčky vretena):Odporúčaná rýchlosť rezania je väčšia alebo rovná 500 metrom za minútu (praktická konverzia pre priemer obrobku 100 mm by mala byť rýchlosť vretena väčšia alebo rovná 1500 ot./min). Základným princípom je, že vyššie rezné rýchlosti nielen zlepšujú efektívnosť odstraňovania materiálu, ale podporujú aj lámanie triesky prostredníctvom-strihu pri vysokej rýchlosti - trieska je odstrihnutá dostatočne rýchlo na to, aby sa zlomila, a nie skrútila sa do dlhého súvislého pásu. Naopak, ak sú otáčky vretena príliš nízke, strihanie bude pomalé, triesky sa predĺžia a riziko zapletenia triesok prudko stúpa. Stojí za zmienku, že skutočná optimálna rýchlosť sa bude do istej miery líšiť v závislosti od konkrétnej hliníkovej zliatiny (napr. 6061 vs

Výber hĺbky rezu (jedno{0}}prechodové zapojenie X-osi):Odporúčaná hĺbka rezu je 3–5 mm na stranu, pričom praktické minimum nie je menšie ako 2 mm. Pritom sa vychádza z toho, že dostatočne veľká hĺbka rezu zvyšuje reznú silu pôsobiacu na koreň triesky, čo podporuje čistejšie lámanie triesky. Príliš malá hĺbka rezu vytvára tenké, tenké triesky, ktoré nemajú tuhosť, aby sa samy zlomili - tieto jemné triesky sú v skutočnosti náchylnejšie na omotávanie a zamotávanie ako hrubšie a masívnejšie triesky. Rýchlosť posuvu by sa mala optimalizovať v súlade s hĺbkou rezu, pretože tieto dva parametre spoločne určujú hrúbku triesky a tvar prierezu, pričom obidva tieto parametre výrazne ovplyvňujú, či sa trieska krúti, láme alebo stuhuje.

Umiestnenie spreja:Chladiaca kvapalina musí byť nasmerovaná presne na špičku nástroja, aby sa zabezpečilo, že oblasť rezu bude dôkladne a nepretržite zaplavená, a nie iba striekaná do okolia.

Funkcia chladiacej kvapaliny:

Chladenie:Zabraňuje zmäknutiu hrotu nástroja vplyvom trecieho tepla, čo znižuje tendenciu materiálu rozmazávať sa alebo privarovať na reznú hranu.

mazanie:Znižuje trenie medzi trieskou a hrotom nástroja, čím sa znižuje riziko vylamovania ostria spôsobeného tlakom triesky na ostrie.

Evakuácia čipov:Prúd chladiacej kvapaliny fyzicky odplavuje triesky z reznej zóny, čím zabraňuje hromadeniu na obrobku alebo nástroji, ktoré by inak mohlo prekážať pri následných prechodoch.

Riziko nedostatočného chladenia:Nedostatočné pokrytie chladiacej kvapaliny vedie k prilepeniu materiálu a upchávaniu na hrote nástroja a v závažnejších prípadoch môže spôsobiť zlomenie hrotu nástroja. Okrem okamžitého poškodenia nástroja môže nekonzistentné chladenie spôsobiť aj lokalizovanú tepelnú rozťažnosť obrobku počas obrábania, čo jemne ovplyvňuje rozmerovú presnosť na tesných-tolerančných prvkoch -, čo je faktor, ktorý stojí za zváženie pri výrobe presných hliníkových komponentov. Koncentrácia chladiacej kvapaliny a prietok by sa tiež mali pravidelne kontrolovať a upravovať, pretože obrábanie hliníka často využíva chladivá špeciálne formulované (alebo aditované), aby odolávali prirodzenému sklonu kovu k zadretiu a priľnavosti.

Hlavná príčina problému:Keďže hliník má nízku tvrdosť, pri sústružení-sa ľahko vytvárajú súvislé pásové triesky, čo vedie k niekoľkým následným problémom:

Poškriabanie obrobku:Triesky ovíjajúce sa okolo povrchu obrobku môžu poškriabať hotový obrobený povrch.

Poškodenie nástroja:Stlačenie triesky proti reznej hrane urýchľuje opotrebovanie alebo spôsobuje vylamovanie/lom.

Bezpečnostné riziká:Dlhé triesky môžu zamotať končatiny operátora alebo zachytiť pohyblivé súčasti stroja -, čo je skutočne vážne nebezpečenstvo vzhľadom na to, ako rýchlo sa môžu vytvárať dlhé hliníkové pásky.

Riešenia:

Dizajn nástroja:Vyberte si doštičky s drážkami-pre unášač triesok alebo so špecializovanými geometriami hrán, ktoré sú navrhnuté tak, aby podporovali lámanie triesky, keď sa materiál zvlní od čela čela.

Úprava parametrov:Kombinujte vyššie rezné rýchlosti a väčšie hĺbky rezu s nárazom chladiacej kvapaliny, aby ste dosiahli spoľahlivé lámanie triesok.

Riadenie evakuácie čipov:Zaistite, aby kanály na odvádzanie triesok zostali čisté a bez prekážok, aby sa zabránilo usadzovaniu triesok, ktoré by sa mohli znova dostať do kontaktu s nástrojom alebo obrobkom. Pravidelné prestávky na vyčistenie misky na triesky alebo dopravníka - namiesto toho, aby sa triesky hromadili, kým nezasahujú do pohybu -, pomáha udržiavať konzistentný tok triesok a znižuje možnosť opätovného odrezania{4}}už{5}}vytvorených triesok, ktoré môžu poškodiť povrchovú úpravu.

Ochrana zariadenia:Nainštalujte zariadenia na ochranu/zadržiavanie triesok, aby ste zabránili vymršteniu triesok smerom von počas-rezania vysokou rýchlosťou.

Osobná ochrana:Operátori musia nosiť ochranné okuliare a rukavice, aby sa zabránilo kontaktu čipov s pokožkou alebo očami; V blízkosti rotujúceho vretena by ste sa mali vyhnúť dlhému alebo voľnému oblečeniu.

Núdzová reakcia:Ak dôjde k zamotaniu triesok, stroj sa musí okamžite zastaviť a na odstránenie zapletenia by sa mali použiť špeciálne nástroje - nikdy sa nepokúšajte odstraňovať triesky ručne, kým je vreteno v pohybe alebo holými rukami, pretože hliníkové triesky môžu byť prekvapivo ostré aj napriek mäkkosti materiálu.

Pri sústružení hliníka na CNC sústruhu závisí kvalita, efektivita a bezpečnosť od koordinovanej optimalizácie štyroch vzájomne prepojených oblastí: výber nástroja, rezné parametre, aplikácia chladiacej kvapaliny a kontrola tvaru triesky. Hlavným cieľom je dosiahnuť spoľahlivé lámanie triesky bez zapletenia. Výberom špeciálnych hliníkových-rezných doštičiek s ostrými, hladkými, dobre{3}}udržiavanými hranami, zvyšovaním reznej rýchlosti a hĺbky rezu na podporu čistého lámania triesky a presným nasmerovaním chladiacej kvapaliny v reznej zóne môžu strojári výrazne zlepšiť efektivitu obrábania a kvalitu povrchu a zároveň zaistiť bezpečnosť operátora. Pretože tieto premenné interagujú -, zmena hĺbky rezu ovplyvňuje hrúbku triesky, ktorá ovplyvňuje, ako efektívne sa môže chladiaca kvapalina dostať k hrotu nástroja, čo ovplyvňuje opotrebovanie nástroja a tým aj ostrosť ostria -, preto je najlepšie považovať ladenie parametrov za iteračný proces: vykonajte jednu úpravu naraz, sledujte tvar triesky a povrchovú úpravu a namiesto zmeny viacerých premenných súčasne ich upravujte podľa toho.