Kết hợp đúc hình dạng gần{0}}lưới{1}}với gia công CNC nhiều{2}}trục giúp giảm lãng phí nguyên liệu thô từ 40% đến 70% so với phay phôi rắn nhưng yêu cầu kiểm soát chặt chẽ độ sâu của lớp vỏ đúc (0,5 mm đến 1,0 mm), độ mài mòn pha silicon (8,5% đến 9,5% Si trong A380) và độ xốp của khí dưới bề mặt. Hướng dẫn kỹ thuật này nêu ra các thông số cắt chính xác, bề mặt dụng cụ, lượng phôi gia công cho phép và các quy tắc thiết kế đồ gá để đạt được dung sai ±0,010 mm và độ hoàn thiện bề mặt Ra 0,8 µm trên các bộ phận bằng nhôm đúc.
Nguyên tắc cơ bản về gia công CNC nhôm đúc: Hình dạng gần{0}}lưới{1}} đáp ứng độ chính xác
Gia công nhôm đúc thể hiện sự giao thoa giữa quá trình hình thành kim loại hình dạng gần{1}}hình lưới{2}}có khối lượng lớn và quá trình sản xuất trừ chính xác. Thay vì lấy ra khối lượng lớn nguyên liệu thô từ phôi rèn nguyên khối, các kỹ sư chỉ định các quy trình đúc (chẳng hạn như đúc khuôn áp suất-cao, khuôn cố định bằng trọng lực hoặc đúc cát) để tạo thành hình dạng cơ bản, sau đó là gia công CNC bằng nhôm đúc để hoàn thiện các tính năng chức năng quan trọng: lỗ ổ trục, rãnh bịt kín vòng chữ O, mặt lắp và lỗ ren. Để có cái nhìn tổng quan toàn diện về các thiết lập CNC cơ bản trên các hợp kim nhôm khác nhau, hãy tham khảo tài liệu cơ bản của chúng tôihướng dẫn gia công nhôm CNC.

Trong-sản xuất khối lượng lớn trong các lĩnh vực ô tô, robot và năng lượng chất lỏng, việc kết hợp đúc với hoàn thiện CNC sẽ cắt giảm thời gian chu kỳ máy tới 65% và giảm phế liệu thô so với gia công hoàn toàn từ phôi thép. Tuy nhiên, việc xử lý nhôm đúc giống như hợp kim rèn tiêu chuẩn (chẳng hạn như Al6061-T6) trong quá trình lập trình CNC sẽ trực tiếp dẫn đến tình trạng mòn sườn dụng cụ nhanh chóng, vỡ taro ren nghiêm trọng và lỗi bịt kín khi thử nghiệm rò rỉ khí heli.
Hợp kim đúc chứa tỷ lệ silicon và sắt cao để cải thiện tính lưu động nóng chảy và giảm độ co ngót của khuôn, nhưng chính những nguyên tố này tạo ra các pha liên kim loại bị mài mòn. Hơn nữa, vật đúc thô có hình dạng bộ phận thay đổi, góc nghiêng, đường phân khuôn và độ xốp dưới bề mặt.
Xiamen Dazao Machinery (thành lập năm 2000, được chứng nhận theo ISO9001:2015 và IATF16949:2016) vận hành các trung tâm gia công 5 trục và dây chuyền đúc chuyên dụng. Hướng dẫn này chia sẻ dữ liệu thực nghiệm từ xưởng máy của chúng tôi để giúp các kỹ sư thiết kế, nhóm sản xuất và người quản lý tìm nguồn cung ứng nắm vữnggia công các bộ phận nhôm đúckhông có-kiểm soát chất lượng lỗi.
So sánh luyện kim: Nhôm đúc và Nhôm phôi trong phay CNC chính xác
Lựa chọn giữanhôm đúc vs nhôm phôikhông chỉ quyết định chi phí gia công ban đầu và chi phí từng bộ phận mà còn cả đường dẫn dao, thông số cắt và thiết kế đồ gá.
Sự phân kỳ vi cấu trúc và luyện kim
Phôi rèn (như 6061-T6 ép đùn hoặc 7075-T6 rèn) trải qua biến dạng dẻo trong quá trình sản xuất, tạo ra cấu trúc hạt dày đặc, đồng nhất, định hướng không có lỗ rỗng bên trong. Nó thể hiện độ bền kéo đồng đều, độ giãn dài cao (12% đến 17%) và hình thành phoi ổn định trong quá trình xay xát.
Hợp kim nhôm đúc (chẳng hạn như A356, A380, ADC12) đông đặc bên trong khoang khuôn, tạo thành cấu trúc vi mô đuôi gai, không định hướng. Silic eutectic kết tủa khắp nền nhôm. Những hạt silicon này (có độ cứng Vickers trên 1000 HV) hoạt động như chất mài mòn cực nhỏ bên trong chống lại lưỡi cắt. Quá trình hình thành chip chuyển từ các dải ruy băng liên tục sang các mảnh giòn, không liên tục, dễ gãy nhưng tạo ra các tác động-vi mô lên đầu dụng cụ cắt.
Đúc tác dụng của da lên tuổi thọ dụng cụ cắt
Lớp bên ngoài của bộ phận đúc sẵn (lớp vỏ đúc) khác hẳn với vật liệu lõi:
· Lớp làm lạnh:Làm mát nhanh chóng thành khuôn sẽ tạo ra lớp vỏ ngoài có hạt cực-đặc,{1}}sịn (dày 0,3 mm đến 0,8 mm) với độ cứng cao hơn lõi bên trong.
· Ô nhiễm bề mặt:Da có chứa các oxit nhôm (Al2O3), chất tách khuôn nhúng (polyme gốc silicone/sáp-trong khuôn đúc) và các hạt silica còn sót lại từ khuôn đúc cát.
· Quy tắc gia công:Nếu chiều sâu cắt (ap) đặt đầu dụng cụ trực tiếp vào bên trong lớp da mài mòn này, mặt sườn sẽ cọ xát với các ôxit, làm tăng tốc độ mài mòn và sứt mẻ vi mô. Người lập trình phải đặt độ sâu cắt thô ban đầu ít nhất bằng 1,5 lần độ dày da (apLớn hơn hoặc bằng 1,2 mm đối với vật đúc bằng cát; MộtpLớn hơn hoặc bằng 0,8 mm đối với vật đúc khuôn) nên cạnh dụng cụ sẽ cắt bên dưới lớp da mài mòn thành kim loại gốc mềm hơn.
Phân bố ứng suất dư và biến dạng bộ phận
Ứng suất bên trong trong các bộ phận đúc bắt nguồn từ tốc độ nguội khác nhau giữa các gân mỏng và các phần kết cấu dày. Vật đúc áp suất cao-có ứng suất nén bề mặt cao và ứng suất kéo ở lõi.
Khi phay mặt CNC loại bỏ lớp vỏ đúc khỏi một mặt của bộ phận có thành-mỏng, sự cân bằng ứng suất này sẽ bị thay đổi, dẫn đến hiện tượng cong vênh hoặc đàn hồi-của bộ phận. Nhôm phôi chứa các ứng suất ép đùn có thể dự đoán được và có thể được giảm bớt bằng cách kéo giãn T651; nhôm đúc yêu cầu các chu trình ổn định cụ thể, kẹp nhiều-giai đoạn hoặc tạm dừng ứng suất-để{6}}hoàn thiện-gia công thô để giữ được độ tin cậyDung sai gia công CNC cho nhôm.
So sánh kỹ thuật: Nhôm đúc và Nhôm phôi
|
Số liệu thuộc tính / gia công |
Phôi rèn (Al6061-T6) |
Cát / Đúc trọng lực (A356-T6) |
Đúc khuôn áp suất cao-(A380) |
|
Hàm lượng silicon (% trọng lượng) |
0.40 – 0.80% |
6.50 – 7.50% |
7.50 – 9.50% |
|
Độ bền kéo (MPa) |
310 MPa |
260 MPa |
320 MPa |
|
Độ giãn dài khi đứt (%) |
12 – 17% |
3.5 – 6.0% |
2.0 – 3.5% |
|
Độ cứng (HBW) |
95 HBW |
80 – 90 HBW |
80 – 95 HBW |
|
Chỉ số khả năng gia công (6061=100) |
100 (Cơ sở) |
80 (chip ngắn, gờ thấp) |
65 (Mòn, dụng cụ mài mòn nhanh) |
|
Hình thái chip |
Liên tục, uốn |
Phân đoạn, không liên tục |
Giòn, dạng hạt |
|
Lựa chọn vật liệu công cụ |
Cacbua không tráng / TiB2 |
Cacbua hạt nhỏ / DLC |
PCD (Kim cương) / Kim cương-được phủ |
|
Rủi ro độ xốp bên trong |
Không (Dày đặc 100%) |
Thấp đến trung bình (Co rút) |
Trung bình đến cao (Khí & Co ngót) |
|
Chất thải nguyên liệu thô (Phôi và đúc) |
Tạo phoi 50% – 85% |
Tạo phoi 10% – 25% |
Tạo phoi 5% – 15% |
Hợp kim-Khả năng gia công CNC cụ thể: A356-T6 so với A380 so với ADC12 so với AlSi10Mg
Việc chọn đúng hợp kim đúc sẽ quyết định tốc độ cắt (Vc), thức ăn mỗi răng (fz) và lựa chọn bề mặt dụng cụ cắt.

Gia công nhôm CNC A356 / A356-T6
A356 (7,0% Si, 0,35% Mg) là hợp kim chính để đúc cát kết cấu, đúc mẫu chảy và đúc khuôn cố định áp suất/trọng lực thấp-.
· Tính chất gia công:Trong điều kiện-đúc (F), A356 dẻo, dễ có-cạnh tích tụ (BUE) trên môi cắt của dụng cụ. Sau đóGia công A356-T6xử lý nhiệt dung dịch và lão hóa nhân tạo (sản lượng ~85 HBW), nền cứng lại đáng kể. Silicon eutectic hình cầu, cải thiện khả năng phá vỡ chip và cho phépphay nhôm đúcvới bề mặt sạch sẽ có độ hoàn thiện xuống tới Ra 0,4 µm.
· Ứng dụng điển hình:Các khớp nối của hệ thống treo ô tô, khung động cơ EV, giá đỡ hàng không vũ trụ và vỏ chất lỏng hàng hải nơi cần có khả năng ngăn chặn áp suất và độ dẻo của kết cấu.
Gia công khuôn đúc A380
A380 (8,5% Si, 3,5% Cu, tối đa 1,3% Fe) là hợp kim đúc áp suất cao -được chỉ định rộng rãi nhất trên toàn cầu.
· Tính chất gia công:Hàm lượng đồng tăng cao (3,0% đến 4,0%) làm tăng độ cứng và độ bền cắt của hợp kim, trong khi silicon mang lại tính lưu động trong quá trình đổ khuôn-với vận tốc cao. Trong lúcGia công nhôm A380, các hạt silicon sơ cấp hoạt động giống như vật liệu nghiền mịn. Dụng cụ cacbua vonfram không tráng phủ có khả năng mài mòn mặt sườn nhanh hơn trong khoảng 200 đến 400 chi tiết.
· Giải pháp dụng cụ:Mảnh dao phay và hạt dao kim cương đa tinh thể (PCD) là tiêu chuẩn cho khối lượng-caoGia công khuôn đúc A380, tăng tuổi thọ dụng cụ lên gấp 15 lần đến 30 lần so với cacbua rắn.
· Ứng dụng điển hình:Vỏ hộp số ô tô, vỏ dụng cụ điện, tản nhiệt điện tử và thân máy bơm. Đối với các thùng loa có khối lượng-cao, việc tích hợp hoàn thiện CNC nhiều-trục với Dazaokhả năng đúc khuôn nhôm áp suất cao-mang lại hiệu quả chi phí đơn vị tối đa.
Hợp kim đúc thay thế: ADC12 và AlSi10Mg
· ADC12 (JIS H 5302):Tương đương với A380 với độ ổn định kích thước chặt chẽ hơn và độ biến thiên đồng thấp hơn một chút. Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chính xác ở Châu Á. Hiển thị các kiểu mài mòn giống hệt nhau trên dao phay và vòi.
· AlSi10Mg:Phổ biến trong cả-đúc áp suất thấp và sản xuất bồi đắp (DMLS/SLM). Cung cấp khả năng gia công cân bằng với độ mòn dụng cụ vừa phải; yêu cầu dao phay cào dương- sắc bén để tránh bị nhòe trong quá trình cắt hoàn thiện bước tiến thấp-.
Các thông số tốc độ, nguồn cấp dữ liệu và công cụ được đề xuất
|
hợp kim |
Vận hành CNC |
Chất nền / Lớp phủ dụng cụ |
Tốc độ cắt Vc(m/phút) |
Thức ăn mỗi răng fz(mm/z) |
Độ sâu trục ap(mm) |
Cung cấp nước làm mát |
|
A356-T6 |
Phay mặt |
Cacbua Micrograin (Không tráng phủ / DLC) |
600 – 1200 |
0.10 – 0.20 |
1.0 – 2.5 |
Lũ lụt (6–8% nhũ tương) |
|
A356-T6 |
Phay cuối (Đường viền) |
Cacbua rắn (3 me, xoắn 45 độ) |
400 – 800 |
0.06 – 0.12 |
2.0 – 6.0 |
Lũ lụt/Áp suất cao{0}} |
|
A356-T6 |
Khoan (Rắn) |
Cacbua (Điểm 130 độ, TiAlN/DLC) |
120 – 250 |
0.12 – 0.25 |
xuyên qua lỗ |
Chất làm mát bên trong (Lớn hơn hoặc bằng 20 Bar) |
|
A356-T6 |
Khai thác |
HSS-E-PM / Dạng cacbua |
15 – 35 |
Cao độ (P) |
2.0×DMax |
Dầu bôi trơn bán tổng hợp |
|
A380 / ADC12 |
Phay mặt |
PCD (Kim cương đa tinh thể) |
1000 – 2500 |
0.12 – 0.25 |
0.5 – 1.5 |
Lũ lụt hoặc MQL |
|
A380 / ADC12 |
Phay cuối (Tường) |
PCD-Tiền/Kim cương-Cacbit phủ |
600 – 1400 |
0.05 – 0.10 |
1.0 – 4.0 |
Lũ lụt/Áp suất cao{0}} |
|
A380 / ADC12 |
Khoan (Rắn) |
Cacbua rắn (Kim cương-được phủ) |
100 – 180 |
0.08 – 0.18 |
xuyên qua lỗ |
Chất làm mát bên trong (Lớn hơn hoặc bằng 30 Bar) |
|
A380 / ADC12 |
Luồng |
Máy nghiền ren cacbua rắn (PCD/DLC) |
80 – 180 |
0.04 – 0.08 |
Hồ sơ đầy đủ |
Áp suất cao-Sương mù/Lũ lụt |
Phân xưởng quan trọng-Các chế độ hư hỏng sàn và giảm thiểu DFM trong gia công bộ phận đúc
Thất bại trong sản xuấtgia công các bộ phận nhôm đúchiếm khi bắt nguồn từ lỗi lập trình thô. Thay vào đó, tỷ lệ phế liệu tăng đột biến do các dị thường về cấu trúc vi mô, các mốc đo dịch chuyển và động lực mài mòn của dụng cụ cắt chỉ có ở hợp kim đúc. Dưới đây là ba dạng lỗi sản xuất nghiêm trọng gặp phải trong quá trình sản xuất-số lượng lớn và các quy trình kỹ thuật mà Dazao áp dụng để loại bỏ chúng.

Chế độ hư hỏng 1: Độ xốp dưới bề mặt lộ ra ở các đường gờ kín vòng O-
vấn đề
Vật đúc bằng áp suất cao-có lớp vỏ ngoài dày đặc và lạnh (dày 0,3 mm đến 0,6 mm). Khi máy phay CNC gia công rãnh vòng chữ O hoặc kênh bịt kín mặt- đến độ sâu từ 1,0 mm đến 1,5 mm, nó sẽ cắt trực tiếp qua ranh giới nguội này vào vùng co ngót hóa rắn và bẫy khí.
Trong khi vật đúc thô vượt qua quá trình kiểm tra trực quan bên ngoài, bề mặt được gia công để lộ các khoảng trống siêu nhỏ (đường kính 0,05 mm đến 0,30 mm). Trong quá trình kiểm tra rò rỉ bằng máy quang phổ khối helium ở áp suất 3,0 bar, những khoảng trống lộ ra này tạo ra các đường rò rỉ vượt quá ngưỡng thông thường của ô tô là 1×10−6 mbar⋅L/s.
Giải pháp kỹ thuật
1. Tối ưu hóa công cụ và cổng:Trong thiết kế khuôn đúc, Dazao đặt các chốt ép thủy lực lên trên các trùm bịt kín quan trọng. Kích hoạt chốt ép trong giai đoạn hóa rắn sẽ tạo ra áp suất cục bộ (lên tới 120 MPa), làm xẹp các túi khí bên trong trước khi đóng băng hoàn toàn.
2. Giới hạn kho gia công:Giới hạn mức cho phép gia công nhôm đúc danh nghĩa trên các mặt bịt kín ở mức tối đa là 0,40 mm. Điều này bảo tồn lớp lạnh-không xốp.
3. Tẩm chân không kỵ khí:Đối với các bộ phận A356 đúc bằng cát hoặc trọng lực cần phải gia công sâu, các bộ phận sẽ trải qua quá trình ngâm tẩm chân không theo tiêu chuẩn ASTM C1580 / MIL-I-17563C bằng cách sử dụng nhựa polyme nhiệt rắn trước khi hoàn thiện CNC lần cuối.
Kiểu lỗi 2: Độ trôi chuẩn và sự thay đổi độ dày của tường từ các góc nghiêng và tia chớp chia tay
vấn đề
Vật đúc thô không có bề mặt vuông, phẳng. Chúng có đặc điểm 1∘đến 2∘góc dự thảo để tạo điều kiện đẩy ra khỏi khuôn thép, bên cạnh các biến thể của đường phân khuôn lên tới ± 0,35 mm khi dụng cụ khuôn bị mòn. Ứng dụng hợp lý củanguyên tắc thiết kế gia công nhôm CNCtrong giai đoạn lập mô hình CAD là cần thiết để thiết lập các mốc mục tiêu chức năng.
Khi một bàn kẹp CNC tiêu chuẩn kẹp trực tiếp vào các góc nghiêng đúc thô, sẽ xảy ra hai lỗi:
· Bộ phận này chịu vectơ nghiêng hướng lên trong quá trình truyền động kẹp thủy lực.
· Hệ tọa độ công việc đã thiết lập (X0,Y0,Z0) dịch chuyển so với lõi đúc bên trong, khiến độ dày thành sau khi gia công giảm xuống dưới giới hạn kỹ thuật tối thiểu (ví dụ: mỏng từ 3,0 mm xuống 1,2 mm, dẫn đến hỏng cấu trúc dưới áp suất nổ).
Giải pháp kỹ thuật
1. Truyền miếng đệm mục tiêu dữ liệu:Thiết kế các miếng đệm mục tiêu dữ liệu cụ thể, không{0}}có chức năng (theo ASME Y14.5-2018) vào khuôn đúc. Các miếng đệm này được đặt cách xa đường phân khuôn và vị trí chốt đẩy.
2. Kiến trúc gia công hai giai đoạn-:
· Câu 10:Kẹp trên các bề mặt đúc không-quan trọng; sử dụng một-máy phay mặt một điểm để làm sạch và định chuẩn ba mặt chuẩn chính.
· Câu 20:Định vị thành phần trực tiếp trên các đệm chuẩn được gia công bằng cách sử dụng các chốt định vị cứng và-má kẹp tự định tâm cho tất cả các đường cắt đường viền và lỗ khoan quan trọng.
3. Trên-Thăm dò máy:Trên toàn bộ độ chính xác của chúng tôiDịch vụ gia công CNC 5 trụcDazao tích hợp các đầu dò quang học Renishaw để đo lường các vị trí đối tượng truyền một cách linh hoạt, thực hiện các dịch chuyển tọa độ biến-macro (G54.1 P1) trước khi tham gia cắt các đường dẫn.
Chế độ lỗi 3: Cuối cùng-Thao tác làm vỡ vòi do tạp chất silicon
vấn đề
Ở mức âm lượng-caoGia công nhôm A380, mũi cắt thường xuyên bị gãy ở các lỗ mù trong giai đoạn cuối của chu trình gia công. Một mũi taro M4 hoặc M5 bị hỏng nằm bên trong một vật đúc đắt tiền sẽ loại bỏ vật đúc thô cộng với toàn bộ thời gian chu trình CNC tích lũy.
Nguyên nhân là do luyện kim: trong quá trình chảy kim loại nóng chảy, các tinh thể silicon sơ cấp và các kim loại liên kim sắt ( -Al5kim FeSi) phân tách ở các vùng lõi làm mát chậm-nơi các lỗ được khoan. Vì mũi cắt HSS tiêu chuẩn cắt ren bên trong nên các phần cứng này làm sứt mẻ-các cạnh cắt vi mô của mũi taro, tạo ra các xung mô-men xoắn vượt quá cường độ cắt xoắn của dụng cụ.
Giải pháp kỹ thuật
1. Phay ren trên taro:Đối với kích thước lỗ Lớn hơn hoặc bằng M4, hãy thay mũi taro đã cắt bằng dao phay ren cacbua rắn hoặc được phủ kim cương{1}}. Nếu máy nghiền ren bị mòn, nó sẽ không bị kẹt trong lỗ; nó chỉ đơn giản là rút đi mà không phá vỡ thành phần.
2. Khai thác khuôn (Cold Forming):For ductile cast alloys (such as A356-T6 with elongation >5%), sử dụng vòi dạng cuộn-thay vì cắt vòi. Việc khai thác khuôn sẽ dịch chuyển kim loại thay vì cắt nó, tạo ra dòng hạt mạnh hơn xung quanh rễ ren và loại bỏ hiện tượng kẹt phoi thoát ra trong các lỗ mù.
Tiêu chuẩn kỹ thuật về dung sai gia công nhôm đúc và dung sai CNC
Phân bổ hợp lýphôi gia công nhôm đúccân bằng tuổi thọ dụng cụ, thời gian chu kỳ và tính toàn vẹn của thành phần. Lượng nguyên liệu dư thừa làm tăng thời gian cắt và làm lộ ra độ xốp; không đủ nguyên liệu dẫn đến bề mặt đúc đen không sạch.

Hướng dẫn cho phép gia công theo phương pháp đúc
· Đúc khuôn áp suất cao- (HPDC):Dung sai gia công phải được giữ ở mức 0,5 mm đến 1,0 mm. Phạm vi này bảo tồn lớp làm lạnh có mật độ-cao bên ngoài đồng thời cung cấp đủ độ tương tác cho quá trình phay tinh-một lần.
· Đúc khuôn cố định áp suất và trọng lực thấp-:Dung sai gia công được đặt ở mức 1,5 mm đến 2,5 mm để tính đến sự giãn nở của khuôn nhiệt và dịch chuyển lõi.
· Đúc cát:Dung sai gia công yêu cầu từ 3,0 mm đến 5,0 mm để điều chỉnh sự thay đổi độ co ngót của cát và làm sạch các tạp chất oxit trên bề mặt thô.
Dung sai gia công có thể đạt được
Đạt đượcdung sai gia công nhôm CNC chặt chẽyêu cầu tính toán mô đun đàn hồi (E≈71 GPa) và hệ số giãn nở nhiệt ( ≈21 đến 24×10−6/K) của hợp kim nhôm:
· Đường kính lỗ:Khoan tiêu chuẩn mang lại ISO IT9 đến IT10. Việc thêm doa cacbit hoặc doa lỗ chính xác sẽ luôn đạt được ISO H7 (+0.012/−0,000 mm đối với đường kính Nhỏ hơn hoặc bằng 18 mm).
· Độ phẳng mặt:Việc cắt-tốc độ cao-cao bằng cách sử dụng hạt dao gạt nước PCD đạt được độ phẳng 0,020 mm trên nhịp 300 mm, miễn là các đường gia công thô và hoàn thiện được tách ra để quản lý độ giãn kẹp.
· Độ nhám bề mặt:Với các thiết bị cố định cứng và chất làm mát áp suất cao,hoàn thiện bề mặt nhôm đúcđạt tớiRa0,4 µm đến 0,8 µmtrên khuôn mặt xay vàRa 0,2 µmtrên những tạp chí mang tính nhàm chán-.
Ma trận khả năng cho phép và dung sai gia công
|
Phương pháp đúc |
Phụ cấp gia công tiêu chuẩn (mm) |
Độ dày thành tối thiểu (Sau{0}}CNC) |
Dung sai điển hình: Tuyến tính (mm) |
Dung sai lỗ khoan có thể đạt được (Nhàm chán) |
Độ nhám bề mặt (Ra, μm) |
|
Đúc khuôn áp suất cao-(A380) |
0,5 – 0,8 mm |
1,5 mm |
±0,025 mm |
ISO H7 (±0,010mm) |
0.4 – 0.8 |
|
Khuôn vĩnh cửu trọng lực (A356-T6) |
1,5 – 2,0 mm |
2,5 mm |
±0,035 mm |
ISO H7 (±0,010mm) |
0.4 – 0.8 |
|
Đúc cát (A356) |
3,0 – 5,0mm |
4,0 mm |
±0,050mm |
ISO H8 (±0,008mm) |
0.8 – 1.6 |
|
Đúc mẫu chảy (Hợp kim Al) |
0,8 – 1,2 mm |
1,2 mm |
±0,020 mm |
ISO H6/H7 (±0,008 mm) |
0.2 – 0.6 |
Lựa chọn dụng cụ cắt và giao thức phân phối chất làm mát cho gia công CNC bằng nhôm đúc
Hoạt động ở tốc độ cắt cao mà không bị biến dạng nhiệt hoặc dính dụng cụ đòi hỏi phải lựa chọn chất nền dụng cụ chính xác và phân phối chất lỏng.
1. Chiến lược vật liệu công cụ
· Kim cương đa tinh thể (PCD):Công cụ PCD là bắt buộc đối với âm lượng trung bình-đến-cao liên tụcGia công khuôn đúc A380. Độ cứng cao của kim cương (5000–8000 HV) chống lại sự mài mòn từ ma trận silicon 9,5%. Dao phay mặt PCD có thể hoạt động ở tốc độ cắt (Vc) lên tới 3000 m/phút với tuổi thọ lưỡi vượt quá 50.000 chi tiết.
· Cacbua phủ kim cương-giống như carbon (DLC):Đối với các bước chạy ngắn và đường viền 3D 5-trục của A356-T6 trong đó hình dạng PCD bị hạn chế, dao phay ngón cacbua hạt siêu nhỏ được phủ DLC cung cấp hệ số ma sát cực thấp (μ<0.1), preventing chip adhesion and edge buildup.
· Cacbua hạt siêu nhỏ không tráng phủ:Thích hợp cho các nguyên mẫu và hợp kim đúc silic thấp-khi nghiền bằng mặt cào đánh bóng,-siêu sắc nét (Rz<0.05 µm) and positive shear geometry (15∘đến 20∘cào xuyên tâm).
2. Động học phay
Luôn tuyển dụngphay leo (phay xuống). Phay thông thường buộc lưỡi cắt của dụng cụ phải cọ xát qua bề mặt đúc-đã cứng, giàu oxit{2}}ở độ dày phoi bằng 0 trước khi bắt đầu cắt, dẫn đến mài mòn mặt sườn nhanh chóng. Phay leo tiến vào vết cắt ở độ dày phoi tối đa, cắt sạch dưới bề mặt đúc và truyền nhiệt vào phoi chứ không phải vào bộ phận.

3. Thông số hóa học và áp suất chất làm mát
· Loại nhũ tương:Sử dụng chất lỏng bán tổng hợp hoặc tổng hợp hoàn toàn có chất phụ gia bôi trơn có tính este cao được pha chế dành riêng cho hợp kim kim loại màu.
· Sự tập trung:Duy trì sự tập trung nghiêm ngặt giữa8,0% và 10,0%. Nồng độ dưới 6% dẫn đến hàn phoi, chất lượng ren kém và gãy taro; nồng độ trên 12% gây ra hiện tượng tạo bọt và ố chất lỏng trên bề mặt đúc thô.
· Kiểm soát pH:Duy trì độ pH của chất làm mát trong vòng8,5 đến 9,2. Độ pH trên 9,4 gây ra quá trình oxy hóa hóa học (nhuộm màu xám đen) trên bề mặt nhôm thô.
· Thông qua-Chất làm mát trục chính (TSC):Hoạt động khoan trên nhôm đúc yêu cầu-áp suất cao thông qua-chất làm mát trục chính ( Lớn hơn hoặc bằng 20 đến 40 bar) để đẩy phoi không liên tục ra khỏi các hốc sâu, ngăn chặn việc cắt phoi và thu giữ dụng cụ cục bộ.
Chi phí-Khung quyết định khối lượng: Thời điểm chuyển từ phôi CNC sang đúc + CNC
Nhóm mua sắm phải đánh giá điểm giao nhau của chi phí đơn vị nằm ở đâu khi so sánh toàn bộ sản phẩm CNC-từ phôi 6061-T6 với việc mở khuôn đúc và thực hiện thứ cấphoàn thiện nhôm đúc CNC.
Trình điều khiển kinh tế chính
1. Tỷ lệ sử dụng vật liệu (Tỷ lệ mua-để{2}}bay):Nếu một thành phần hoàn thiện nặng 1,2 kg nhưng cần phôi rắn nặng 6,0 kg để gia công (tổn thất 80% nguyên liệu dưới dạng phoi), gia công đúc thứ cấp sẽ giảm mức sử dụng nguyên liệu thô xuống còn 1,5 kg, giúp tiết kiệm nguyên liệu thô ngay lập tức.
2. Thời gian chu trình gia công:Phay vỏ điện tử kèm theo từ phôi rắn có thể cần 45 phút trên máy 4 trục. Chỉ gia công các điểm lắp chức năng và các mặt bịt kín trên vật đúc khuôn mất 4,5 phút, giải phóng công suất máy gấp 10 lần.
3. Khấu hao dụng cụ (NRE):Khuôn đúc có giá từ 8.000 đến 45.000 USD tùy thuộc vào độ xâm thực và độ phức tạp. Khuôn vĩnh viễn có giá từ 4.000 đến 15.000 USD.
So sánh chi phí và thời gian sản xuất giữa các lần sản xuất
|
Số lượng sản xuất |
Tuyến đường sản xuất |
Chi phí dụng cụ / NRE |
Chiếc-Chi phí đơn vị bộ phận |
Tổng thời gian giao hàng (Giao hàng lần đầu) |
Ứng dụng phù hợp nhất |
|
1 – 50 bộ phận |
100% phôi CNC nguyên khối (6061-T6) |
$0 |
$180 – $320 |
1 – 2 tuần |
Nguyên mẫu chức năng và chuỗi-tiền |
|
50 – 300 bộ phận |
Đúc cát (A356) + CNC thứ cấp |
$2,500 – $5,000 |
$75 – $120 |
3 – 4 tuần |
Bản dựng công nghiệp và thử nghiệm có-khối lượng thấp |
|
300 – 1.000 bộ phận |
Khuôn vĩnh cửu trọng lực + CNC |
$5,000 – $12,000 |
$40 – $65 |
4 – 6 tuần |
Mức trung bình-Xử lý chất lỏng / Giá đỡ |
|
1,000+ Bộ phận |
Đúc khuôn áp suất cao-(A380) + CNC |
$12,000 – $35,000 |
$18 – $32 |
6 – 8 tuần |
Sản xuất hàng loạt Ô tô / Điện tử |
Lợi thế nguồn đơn lẻ Dazao{0}}
Khi tìm nguồn vật đúc từ một nhà cung cấp này và gia công CNC từ một nhà cung cấp khác, chắc chắn sẽ nảy sinh tranh chấp về chất lượng: các xưởng máy đổ lỗi cho độ xốp của vật đúc là nguyên nhân làm vỡ và rò rỉ dụng cụ, trong khi các xưởng đúc đổ lỗi cho xưởng máy về việc cấp liệu quá mạnh và sai lệch chuẩn.
Máy móc Hạ Môn Dazao kiểm soát cả sàn đúc và xưởng gia công CNC chính xác dưới một mái nhà. Các nhà thiết kế khuôn của chúng tôi làm việc trực tiếp với nhóm lập trình CNC để căn chỉnh các đường phân khuôn, mục cổng, miếng chuẩn và chốt làm lạnh với đường chạy dao 5 trục xuôi dòng, đảm bảo tuân thủ đầy đủ chiều và kín áp suất.
Danh sách kiểm tra tìm nguồn cung ứng và Câu hỏi thường gặp về kỹ thuật PAA
Danh sách kiểm tra kỹ thuật mua sắm & DFM
Trước khi đưa ra đơn đặt hàng để gia công các bộ phận bằng nhôm đúc, hãy xác minh các thông số bản vẽ và thông số kỹ thuật sau:
Hợp kim đúc & nhiệt độ đã được xác nhận:Lưu ý rõ ràng loại hợp kim (ví dụ: A356-T6, A380, ADC12) và tình trạng xử lý nhiệt trên bản in.
Dữ liệu đúc và gia công được xác định:Xác nhận rằng các điểm mục tiêu chuẩn (A,B,C) nằm trên cùng một mặt của khuôn rắn, tránh đường phân khuôn.
Ranh giới cổ phiếu gia công được chỉ định:Đặt lượng dư thừa gia công thành 0,5–0,8 mm đối với HPDC hoặc 1,5–2,0 mm đối với khuôn cố định.
Giới hạn chấp nhận kiểm tra áp suất và độ xốp:Xác định tiêu chí chấp nhận trên mỗi ảnh chụp X quang tham chiếu ASTM E505; chỉ định khí heli hoặc không khí-dưới-áp suất kiểm tra nước (ví dụ: 3,5 bar với tốc độ rò rỉ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5 sccm).
Chú thích bề mặt hoàn thiện (Ra):Xác định riêng các giá trị Ra cho-các bề mặt đúc (thường là Ra 3,2–6,3 µm) và các bề mặt được gia công CNC (Ra 0,4–1,6 µm).
Đăng-Gia công hoàn thiện bề mặt:Xác định các yêu cầu về anodizing trong suốt/đen (yêu cầu hợp kim silicon-thấp như A356 để có màu nhất quán), chuyển đổi cromat (MIL-DTL-5541) hoặc sơn tĩnh điện.
Câu hỏi thường gặp
01.Làm thế nào để bạn ngăn các dụng cụ cacbua khỏi bị mòn nhanh khi phay nhôm đúc A380?
02.Tại sao các rãnh vòng chữ O{0}}được gia công trong các bộ phận đúc khuôn lại không vượt qua được các cuộc kiểm tra rò rỉ khí heli?
03.Làm thế nào có thể loại bỏ hiện tượng gãy taro trong các lỗ mù nhỏ trên vật đúc A380?
04.Điều gì khiến vỏ nhôm đúc tường mỏng bị cong vênh sau khi tháo kẹp CNC?
05.Tại sao việc để lại dung sai gia công lớn hơn trên vật đúc bằng nhôm lại gây ra lỗi bộ phận?
06.Tại sao quá trình anodizing tạo ra bề mặt màu xám đen hoặc có vết đốm trên nhôm đúc được gia công?

