อลูมิเนียม 7075 เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การป้องกัน และ-อุตสาหกรรมยานยนต์ที่มีสมรรถนะสูง เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักที่ยอดเยี่ยม เทียบได้กับเหล็กหลายชนิด การกัดซีเอ็นซีเป็นกระบวนการผลิตหลักสำหรับการสร้างส่วนประกอบที่ซับซ้อนและแม่นยำจากวัสดุนี้ คู่มือนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของขั้นตอนมาตรฐาน พารามิเตอร์ และข้อควรพิจารณาสำหรับการตัดเฉือนอะลูมิเนียม 7075 ให้ประสบความสำเร็จ ช่วยให้มั่นใจในคุณภาพของชิ้นส่วน ความแม่นยำของขนาด และประสิทธิภาพของกระบวนการสำหรับวิศวกรมืออาชีพและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ
ลักษณะของวัสดุและการเตรียมชิ้นงาน
อะลูมิเนียม 7075 (โดยทั่วไปเป็นไปตามมาตรฐาน เช่น ASTM B209/AMS 4117) เป็นโลหะผสมสังกะสี-ในซีรีส์ 7xxx มักจะจำหน่ายในอุณหภูมิ T6 (สารละลายความร้อน-ได้รับการบำบัดและบ่มแบบเทียม) เพื่อให้ได้ความแข็งแกร่งสูงสุด คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ ความต้านทานแรงดึงสูง (สูงถึง 570 MPa หรือ 83 ksi) และความต้านทานความล้าที่ดี อย่างไรก็ตาม มีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมอื่นๆ เช่น 6061 ซึ่งอาจจำเป็นต้องมีการชุบอโนไดซ์หรือการปรับสภาพพื้นผิวอื่นๆ ในภายหลัง
ก่อนการตัดเฉือน การเตรียมชิ้นงานอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ วัตถุดิบควรได้รับการติดตั้งอย่างแน่นหนาเพื่อลดการสั่นสะเทือน ซึ่งอาจทำให้เกิดการสะท้านและความไม่ถูกต้องของมิติได้ สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน แนะนำให้ใช้จิ๊กหรือคีมจับแบบกำหนดเอง การสร้างจุดอ้างอิงที่เชื่อถือได้บนชิ้นงานถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับโปรแกรม CNC ในการกำหนดระบบพิกัดได้อย่างแม่นยำ
การเลือกเครื่องมือและเรขาคณิต
การเลือกเครื่องมือตัดเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับการกัดที่มีประสิทธิภาพ
- วัสดุเครื่องมือ:ดอกกัดโซลิดคาร์ไบด์คือตัวเลือกมาตรฐาน มีความแข็ง ความแข็งแกร่ง และทนความร้อนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าความเร็วสูง- (HSS) เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือและความสามารถในการผลิตที่สูงขึ้น เครื่องมือที่มีทิปคาร์ไบด์เคลือบเพชร-หรือเพชรโพลีคริสตัลไลน์ (PCD) ถูกนำมาใช้ในการผลิตที่มีปริมาณสูง-
- เรขาคณิตของเครื่องมือ:โดยทั่วไปนิยมใช้มุมคายบวกเนื่องจากจะช่วยลดแรงตัดและสร้างเศษที่บางลง ส่งผลให้ได้ผิวสำเร็จที่เรียบเนียนยิ่งขึ้น มุมเกลียวสูง (ประมาณ 38 องศา -45 องศา ) ช่วยในการคายเศษอย่างมีประสิทธิภาพ ดอกเอ็นมิลล์แบบสาม-มักให้ความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างระยะหลบเศษและความแข็งแรงสำหรับการเก็บผิวกึ่งละเอียดและการเก็บผิวละเอียดในอะลูมิเนียม
- สารเคลือบ:การเคลือบกันติด- เช่น ไทเทเนียม อลูมิเนียมไนไตรด์ (AlTiN) หรือรูปแบบที่คล้ายกันสามารถช่วยป้องกันการเกาะติดของอะลูมิเนียมกับคมตัด ลด-การสะสมของคมตัด (BUE) และปรับปรุงอายุการใช้งานของเครื่องมือ
พารามิเตอร์และกลยุทธ์การตัดเฉือน
การปรับพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บรรลุความสมดุลที่ต้องการระหว่างอัตราการขจัดเนื้อโลหะ อายุการใช้งานเครื่องมือ และผิวสำเร็จ
- ความเร็วตัด (Vc):สามารถตัดเฉือนอะลูมิเนียม 7075 ได้ที่ความเร็วพื้นผิวสูง สำหรับดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ โดยทั่วไปความเร็วจะอยู่ในช่วง 200 ถึง 400 เมตรต่อนาที (ม./นาที) หรือ 650 ถึง 1300 ฟุตพื้นผิวต่อนาที (SFM) สำหรับการกัดหยาบ และสามารถเพิ่มได้สำหรับการเก็บผิวละเอียด
- อัตราการป้อน (fz):อัตราป้อนต่อฟันมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเกิดเศษ อัตราป้อนต่ำเกินไปอาจทำให้เกิดการเสียดสีและงานแข็งตัว ในขณะที่อัตราป้อนสูงเกินไปจะเพิ่มแรงดันเครื่องมือ โดยทั่วไปจะมีช่วง 0.05 ถึง 0.15 มม. ต่อฟัน ควรรักษาความหนาของชิปไว้เพื่อให้แน่ใจว่าชิปจะระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- ความลึกของการตัด (Ap) และความกว้างของการตัด (Ae):สำหรับการกัดหยาบ การใช้ระยะกินลึกในแนวแกนสูง (สูงสุด 1x เส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ) โดยมีสเต็ปโอเวอร์ในแนวรัศมีปานกลาง (30-50% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือ) จะมีประสิทธิภาพ สำหรับการเก็บผิวละเอียด จะใช้ระยะกินลึกในแนวแกนเบา (0.1-0.5 มม.) และสเต็ปโอเวอร์ในแนวรัศมี 5-10% ของเส้นผ่านศูนย์กลางเครื่องมือเพื่อให้ได้ผิวสำเร็จที่ละเอียด
- การอพยพของน้ำหล่อเย็นและชิป:ขอแนะนำให้ใช้น้ำหล่อเย็นน้ำท่วมสูง- โดยทำหน้าที่หลักสามประการ ได้แก่ กระจายความร้อน หล่อลื่นการตัด และที่สำคัญที่สุด คือการอพยพเศษออกจากบริเวณการตัด การขจัดเศษที่มีประสิทธิภาพถือเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกัน-การตัดเศษซ้ำ ซึ่งอาจทำให้พื้นผิวชิ้นงานเสียหายและทำให้เครื่องมือเสียหายก่อนเวลาอันควร
การดำเนินการกัดเฉพาะ
- การหยาบ:เป้าหมายคือการกำจัดวัสดุสูงสุด ใช้เครื่องมือที่แข็งแกร่งซึ่งมีแกนหลักที่แข็งแกร่ง และใช้กลยุทธ์การหักล้างแบบโทรคอยด์หรือแบบปรับได้ในซอฟต์แวร์ CAM กลยุทธ์เหล่านี้ช่วยรักษาภาระงานและการมีส่วนร่วมของเครื่องมือให้คงที่ ลดแรงกระแทกและการเกิดความร้อน
- จบ:เป้าหมายคือความแม่นยำของมิติและการตกแต่งพื้นผิวที่เหนือกว่า ใช้ดอกเอ็นมิลล์เก็บผิวละเอียดที่คมโดยเฉพาะ การกัดแบบปีน (การกัดแบบลง-) ควรใช้ทุกครั้งที่เป็นไปได้ เนื่องจากมีการตัดที่สะอาดขึ้น ผิวสำเร็จที่ดีขึ้น และอายุการใช้งานเครื่องมือยาวนานกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการกัดแบบทั่วไป
การประกันคุณภาพและ-การประมวลผลภายหลัง
จำเป็นต้องมีการตรวจสอบหลังการตัดเฉือน- ขนาดที่สำคัญต้องได้รับการตรวจสอบโดยใช้อุปกรณ์สอบเทียบ เช่น เครื่องวัดพิกัด (CMM) เครื่องมือเปรียบเทียบเชิงแสง หรือคาลิเปอร์และไมโครมิเตอร์ที่มีความแม่นยำ ควรวัดความหยาบของพื้นผิวด้วยโพรฟิโลมิเตอร์เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุ (เช่น Ra < 1.6 µm) สำหรับการใช้งานมากมายโดยร่วมมือกับผู้มีประสบการณ์บริการงานกัดอะลูมิเนียมช่วยให้สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ CNC ขั้นสูง กลยุทธ์การตัดเฉือนที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และโปรโตคอลการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด รับประกันว่าชิ้นส่วนสุดท้ายจะเป็นไปตามข้อกำหนดทางเทคนิคทั้งหมด สุดท้ายนี้ การขัดและการทำความสะอาดเป็นขั้นตอนสำคัญหลังการประมวลผล-เพื่อขจัดขอบคมและสิ่งตกค้างจากการตัดเฉือน ก่อนที่ชิ้นส่วนจะถูกปล่อยเพื่อการใช้งานหรือการรักษาพื้นผิวเพิ่มเติม
การกัดอะลูมิเนียม 7075 ด้วย CNC ที่ประสบความสำเร็จต้องใช้วิธีการที่เป็นระบบซึ่งครอบคลุมการเลือกเครื่องมือที่ถูกต้อง พารามิเตอร์การตัดเฉือนที่เหมาะสม การระบายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ และการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด การยึดมั่นในหลักปฏิบัติทางอุตสาหกรรมที่กำหนดไว้เหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตส่วนประกอบที่มีความสมบูรณ์สูง- ซึ่งใช้ประโยชน์จากโลหะผสมประสิทธิภาพสูง-ได้อย่างเต็มศักยภาพ ทำให้เป็นกระบวนการที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมที่มีความต้องการสูง