Алюминий 7075 — это высоко-прочный сплав, широко используемый в аэрокосмической, оборонной и-автомобильной промышленности благодаря превосходному соотношению прочности-к-весу, сравнимому со многими сталями. Фрезерование с ЧПУ — это основной производственный процесс создания сложных и точных компонентов из этого материала. В этом руководстве представлен всесторонний обзор стандартных процедур, параметров и рекомендаций по успешной обработке алюминия 7075, обеспечивающей качество деталей, размерную точность и эффективность процесса для профессиональных инженеров и специалистов по закупкам.
Характеристики материала и подготовка заготовки
Алюминий 7075 (обычно соответствующий таким стандартам, как ASTM B209/AMS 4117) — это сплав на основе цинка-серии 7xxx. Он часто поставляется в закалке Т6 (обработанный термическим раствором-и искусственно состаренный) для достижения максимальной прочности. Ключевые свойства включают высокую прочность на разрыв (до 570 МПа или 83 фунта на квадратный дюйм) и хорошую усталостную прочность. Однако он имеет более низкую коррозионную стойкость по сравнению с другими сплавами, такими как 6061, что может потребовать последующего анодирования или другой обработки поверхности.
Перед обработкой очень важно правильно подготовить заготовку. Сырьевой материал должен быть надежно закреплен, чтобы свести к минимуму вибрации, которые могут вызвать вибрацию и неточности размеров. Для изделий сложной геометрии рекомендуется использовать специальные приспособления или тиски. Установление надежной точки отсчета (опорной точки) на заготовке необходимо для того, чтобы программа ЧПУ могла точно определить систему координат.
Выбор инструмента и геометрия
Выбор режущего инструмента имеет первостепенное значение для эффективного фрезерования.
- Материал инструмента:Цельные твердосплавные концевые фрезы являются стандартным выбором. Они обладают превосходной твердостью, жесткостью и термостойкостью по сравнению с быстрорежущей-сталью (HSS). Для увеличения срока службы инструмента и повышения производительности в больших-серийных производствах используются инструменты с твердосплавными-покрытыми наконечниками или наконечниками из поликристаллического алмаза (PCD).
- Геометрия инструмента:Положительный передний угол обычно предпочтителен, поскольку он снижает силы резания и дает более тонкую стружку, что приводит к более гладкой поверхности. Большой угол спирали (около 38 градусов -45 градусов) способствует эффективной эвакуации стружки. Трех-концевые фрезы часто обеспечивают оптимальный баланс между удалением стружки и прочностью при получистовой и чистовой обработке алюминия.
- Покрытия:Антипригарные покрытия, такие как нитрид титана и алюминия (AlTiN) или аналогичные варианты, могут помочь предотвратить прилипание алюминия к режущим кромкам, уменьшить-нарост на кромке (BUE) и увеличить срок службы инструмента.
Параметры обработки и стратегии
Оптимизация параметров резания имеет решающее значение для достижения желаемого баланса между скоростью съема металла, стойкостью инструмента и качеством поверхности.
- Скорость резания (Vc):Алюминий 7075 можно обрабатывать на высоких скоростях резания. Для твердосплавных концевых фрез скорость обычно составляет от 200 до 400 метров в минуту (м/мин) или от 650 до 1300 футов поверхности в минуту (SFM) для черновой обработки и может быть увеличена для чистовой обработки.
- Скорость подачи (fz):Подача на зуб имеет решающее значение для образования стружки. Слишком низкая подача может вызвать трение и нагартование, а слишком высокая подача увеличивает давление инструмента. Обычно варьируется от 0,05 до 0,15 мм на зуб. Толщина стружки должна поддерживаться для обеспечения эффективного отвода тепла с помощью стружки.
- Глубина резания (Ap) и ширина резания (Ae):Для черновой обработки эффективна большая осевая глубина резания (до 1 диаметра инструмента) с умеренным радиальным шагом (30-50% диаметра инструмента). При чистовой обработке применяют небольшую осевую глубину резания (0,1-0,5 мм) и радиальный шаг 5-10% диаметра инструмента для получения чистой поверхности.
- Удаление охлаждающей жидкости и стружки:Настоятельно рекомендуется использовать охлаждающую жидкость-под высоким давлением. Он выполняет три основные функции: рассеивание тепла, смазывание реза и, самое главное, удаление стружки из зоны резания. Эффективное удаление стружки жизненно важно для предотвращения повторного-срезания стружки, которая может повредить поверхность заготовки и привести к преждевременному выходу инструмента из строя.
Специальные фрезерные операции
- Черновая обработка:Целью является максимальное удаление материала. Используйте надежные инструменты с прочным ядром и применяйте трохоидальные или адаптивные стратегии очистки в программном обеспечении CAM. Эти стратегии поддерживают постоянную нагрузку и зацепление инструмента, уменьшая удары и выделение тепла.
- Отделка:Целью является точность размеров и превосходное качество поверхности. Используйте острые, специальные концевые фрезы для чистовой обработки. Попутное фрезерование (попутное фрезерование-) следует использовать везде, где это возможно, поскольку оно обеспечивает более чистый срез, лучшее качество поверхности и более длительный срок службы инструмента по сравнению с обычным фрезерованием.
Обеспечение качества и пост-обработка
Проверка после-обработки обязательна. Критические размеры должны быть проверены с использованием калиброванного оборудования, такого как координатно-измерительные машины (КИМ), оптические компараторы или прецизионные штангенциркули и микрометры. Шероховатость поверхности следует измерять профилометром, чтобы убедиться, что она соответствует указанным требованиям (например, Ra < 1,6 мкм). Для многих приложений сотрудничество с опытнымиуслуги фрезерования алюминияобеспечивает доступ к современному оборудованию с ЧПУ, проверенным стратегиям обработки и строгим протоколам контроля качества, гарантируя, что конечные детали соответствуют всем техническим спецификациям. Наконец, удаление заусенцев и очистка являются важными этапами после-обработки, позволяющими удалить острые кромки и остатки обработки перед тем, как детали будут готовы к использованию или дальнейшей обработке поверхности.
Успешное фрезерование алюминия 7075 с ЧПУ требует систематического подхода, включающего правильный выбор инструмента, оптимизированные параметры обработки, эффективное охлаждение и строгий контроль качества. Соблюдение этих устоявшихся производственных практик гарантирует производство компонентов с высокой-целостностью, которые максимально используют весь потенциал этого высокоэффективного-сплава, что делает его надежным процессом для требовательных инженерных приложений.