什么是铝加工？- 工具和操作

什么是铝加工？

加工是一种减材制造工艺，这意味着它从工件上去除材料以制造所需的零件或产品。它用途广泛，适用于各种金属和非金属基材。机加工中最常用的材料之一是铝。

由于其更轻的材料重量、更低的材料硬度和更高的成型性，铝非常适合用于机械加工和其他制造操作。下面我们重点介绍使用铝进行加工应用的其他一些优势，讨论铝在各种加工过程中的用途，并概述一些由铝制成的典型机加工零件。

铝加工工艺概述

“机加工”是一个总称，包括一系列减材制造工艺，例如铣削、车削、钻孔。还有几种类型的加工技术和工艺，例如 CNC 加工、瑞士螺纹加工、立式和卧式铣削以及电火花加工 (EDM)。下面我们将概述在每种加工方法中如何处理铝。

计算机数控 (CNC) 加工： CNC 加工过程使用计算机软件和与 CNC 兼容的设备来引导机床在工件表面上的运动和运动。它可以生产高精度和精确的铝制 CNC 零件和产品。
瑞士螺丝加工 ：瑞士螺丝加工非常适合生产小型但高精度的铝制圆柱形部件，例如电子或医疗部件。
立式/卧式铣削： 铣削是一种利用旋转刀具从工件上去除多余材料的加工过程。铣削设备可以具有垂直或水平配置；垂直单元适用于少量简单的铝制零件，而水平式单元更适合大量复杂的铝制零件。
电火花加工 (EDM)： EDM 利用两个电极之间产生的放电来去除工件上的材料。虽然它通常用于加工更硬和更难加工的材料，但它也可用于任何导电材料，包括铝。

为什么铝具有挑战性？

如果您正在为 Farmer Joe 制作支架，那么您移除材料的效率实际上并不重要。但是，如果您每周为 Hustler Joe 制作 10,000 个支架，您需要做一份适当的工作。

有效加工铝材的主要挑战是如何在不爆裂的情况下获得最大的材料去除率。

如果热量过多，铝会熔化并熔合到工具上。因此，即使它像黄油一样切割，如果铝粘在工具上并且您最终进行摩擦搅拌焊接而不是机械加工，它也不会持续很长时间。

除了将摩擦降至最低之外，当您推动机器时，喋喋不休可能是一种野兽。当您尝试加工看起来干净的口袋时，这尤其成问题。好吧，抱怨够了。让我们来看看如何在地板上杀死它。

铝切割工具

在任何情况下，您都不应该使用通用刀具来加工铝。从技术上讲，它会起作用，但铝与钢完全不同。

以下是工具选择的几个方面，可帮助您充分利用机器。

刀具材料

硬质合金： 希望这对你来说是一个明智的选择。即使在非性能应用中，硬质合金在刀具使用寿命和表面光洁度方面的成本也将超过高速钢。

即便如此，关于硬质合金仍有一些好东西需要了解，它们可以帮助您找到适合这项工作的完美工具。本质上，我们只需要了解我们想要从工具中得到什么。铝是软切削的，这意味着刀具在切削时不会受到强烈的冲击力。

关键是保持锋利的边缘。出于这个原因，对于材料特性，我们会选择硬度而不是韧性。影响该性能的主要因素有两点：碳化物粒度和结合剂比。

对于晶粒尺寸，较大的晶粒会产生更硬的材料，而较小的晶粒会产生更耐冲击、更坚韧的材料。对于铝，我们希望保持边缘锋利度，因此我们需要较小的晶粒尺寸以最大程度地保持边缘。

另一个因素是粘合剂比率。对于硬质合金刀具，粘合剂是钴。这可能具有 2%-20% 的钴含量。由于钴比硬质合金颗粒更软，因此更多的钴意味着一个坚硬的工具，更少的钴意味着一个更硬的工具。所以，我们基本上只是在寻找一种粒度大、钴含量低的硬质合金刀具。

进给和速度

很多人只是用 1000 SFM 来计算他们的 RPM。如果你这样做，你真的不会比其他人更快。

老实说，这通常是推荐给大多数刀具的。 1000-1500 SFM 是运行主轴的完全正常速度。但是，通过谐波测试，您可以达到这个速度的 3 倍。稍后会详细介绍。

进给率是很多人退缩的地方。如果您以每齿仅 0.003 英寸的速度进给 1/2 英寸的立铣刀，那您只是在浪费时间。对于生产，您希望将其至少推入每齿刀具直径的 1%。这意味着 1/2" 立铣刀每齿至少需要进给 0.005"。使用稳定的设置和简短的工具，您甚至可以将其翻倍。

唯一的例外是当您使用小型工具时，例如 1/8 英寸或更小。切屑间隙可能会成为一个问题，这意味着您需要放慢速度以获得更薄的切屑。

加工铝材的常用操作

下面列出了您将要使用铝做的常见事情，以及一些可以帮助您的提示。

1。面对

如果您要使用壳铣刀，一定要使用超强前角和抛光刀片。你的完成将是惊人的，你将能够真正推动 RPM。

2。装袋

这是很多人做不好的事情。如果你跨过刀具直径的一半并向下踩一半，你会犯错误，原因有两个：

刀具可以处理更多。几乎全宽。我的首选是 95% 的刀具平面。这样做的原因是无论如何刀具都会被埋在角落里。这意味着您必须减慢进给速度，以免工具在角落爆炸。如果你走满 100%，你可能会因为刀具和材料偏斜而在刀具路径之间得到纸质晶圆。

当您以可观的速度进行粗加工时，50% 的步距对于谐波来说是可怕的。刀具进入工件的冲击力是最坏的，每颗牙齿都打在里面。即使将刀具的步距增加到 65% 也会显着减少颤振。

另一个技巧是使用比凹槽内半径略小的刀具直径。如果您使用 1/2" 立铣刀切削 1/4" rad 凹槽，当刀具改变方向时，您将倾向于用颤振刨削拐角。在高速下，刀具不会立即改变方向，这意味着刀具会卸载切削压力。这就是发出唧唧声的原因。

我通常会问我是否可以将这些 rads 调整为 0.265 英寸以获得干净的角落。这减少了工具与零件几何形状的接触。该机器还能够以更高的速度处理圆形转弯。想想赛道上的汽车。如果是急转弯，汽车就会减速。如果半径较大，机器不需要减速。

这将很好地消除角落里让你的零件变得丑陋的啁啾声。

3。开槽

对于极深的槽，有两种选择对我来说效果很好：使用摆线铣削来减少刀具偏斜和颤振，或者使用短槽立铣刀。

就个人而言，我更喜欢短笛，因为该工具明显更坚固，并且当工具来回拉动时，您不会浪费任何动作。深槽加工是通常值得使用专用工具的应用之一。

对于浅槽（4xD 及以下），无需特别考虑。只是给予者。

4。钻孔

利用。锋利的。演习。硬质合金钻头并不总是答案。如果您没有主轴转速或产量来证明它的合理性，那么运行昂贵的硬质合金钻头就没有任何意义。

一般来说，只要使用135度分点钻就可以了。如果钻头的尖端有网，您会在切口中放置大量不必要的热量。

5。敲击

通用水龙头在技术上是可行的，但专门用于铝的水龙头要可靠得多。它们具有更激进的前角，这意味着更干净的切割和更少的热量。

另外，不要对 RPM 束手无策。如果您的机器转速从不超过 200 RPM，那您就是在浪费时间。当然，有些机器只是又旧又累，而且反弹太大，无法更快地切割。但是，实际上，无论如何，您在这些机器上都不会具有竞争力。重点是，攻铝很容易，不要在上面浪费时间。

如何在铝上获得出色的表面光洁度

高转速。这不是什么秘密。摇动它。

使用锋利的、高螺旋度和非常激进的前角的精加工工具也将帮助您获得超级闪亮的表面光洁度。

不过值得一提的是，您不想浪费时间使零件变得比需要的更漂亮。有时您只想让客户满意并给他们留下深刻印象，但请记住，闪亮和高 Ra 之间是有区别的。

进行表面光洁度计算真的很值得，这样您就可以确定精加工的最大进给率。我通常会做数学计算，然后将其减少大约 10% 以确保安全。如果你跨过那条边，你就有一半是错的。

在加工操作中使用铝的优势

除了出色的机械加工性外，铝还表现出许多使其适用于机械加工操作的特性，例如：

高强度重量比： 铝既坚固又轻便，这些品质对于用于高性能应用（例如航空航天和汽车行业）的机加工零件至关重要。
耐腐蚀性： 铝有几个等级，它们表现出的耐腐蚀性程度各不相同。在机加工操作中，最常用的材质之一 - 6061 - 具有出色的耐腐蚀性。
电导率： 铝的电导率（室温下约为 3770 万西门子/米）比其他常用机加工金属（例如碳钢（700 万西门子/米）和不锈钢（150 万西门子/米））更高。这种品质使机加工的铝制零件适合用作电气和电子元件。
表面处理和阳极氧化潜力： 铝很容易适应各种表面处理和精加工工艺，例如喷漆、着色和阳极氧化。这种质量使制造商能够提高机加工铝部件或产品的功能和美学特性。
可回收性： 铝具有高度可回收性，使制造商能够重复使用在机械加工过程中产生的废料和在使用寿命结束时丢弃的成品中的建筑材料。
负担能力： 与其他加工材料（例如黄铜、钛和 PEEK）相比，铝更便宜，但性能却没有显着牺牲。此外，其可加工性可降低生产成本，而重量较轻则可降低运输成本。

如上所述，加工过程适用于各种材料，从金属和塑料到纸张和木材。除铝外，机械加工中经常使用的一些材料还包括其他金属（例如钢和不锈钢）和热塑性塑料。与这些材料相比，铝具有许多优势：

与钢和不锈钢相比，铝具有更轻的材料重量和更好的机械加工性。