Phay CNC: Hướng dẫn đầy đủ về gia công các bộ phận nhôm

Aug 03, 2026

Để lại lời nhắn

1. Lựa chọn vật liệu: Never specify Al6061-T6 plate for high-volume pocketing (>loại bỏ kim loại 40%). Luôn chỉ định mức độ căng thẳng-đã được giảm bớtAl6061-T651để tránh hiện tượng cong và biến dạng khi gia công sau{0}}.

 

2. Quy tắc tăng trưởng anodizing:Các lớp oxit anodize tăng 50% vào trong và 50% ra ngoài. Đối với Anodize lớp phủ cứng loại III (tổng độ dày 40 μm), đường kính lỗ khoan bên trong trước{4}}của máyLớn hơn 0,040 mmhơn thứ nguyên mục tiêu-anodize sau cuối cùng.

 

3. Đường chạy dao Deep Pocketing:Thay thế phay rãnh thông thường bằng Phay Trochoidal động (mộte=10%−15%D, ap=2−3D). Kết hợp với 3-máy phay ngón được đánh bóng dạng rãnh và chất làm mát áp suất cao/-MQL để loại bỏ mối hàn vi mô (tròn) và gãy dụng cụ bằng nhôm.

 

4. Hình học công cụ:Sử dụng 2- dao phay cuối dạng rãnh để giải phóng rãnh gia công thô nặng và 3- dao phay đầu dạng xoắn 45 độ có rãnh với lớp phủ Carbon giống kim cương (DLC) để gia công tinh tốc độ cao. Tránh phủ TiAlN do ái lực hóa học giữa titan và nhôm.

 

5. Dung sai kinh tế:Dung sai thương mại tiêu chuẩn cho các bộ phận nhôm được phay CNC làISO 2768-m (±0,05 mm). Việc siết chặt dung sai đến ±0,005 mm làm tăng chi phí chu trình gia công lên 280% do đường hoàn thiện chậm, ổn định nhiệt và kiểm tra 100% CMM.

 

Hướng dẫn kỹ thuật phay CNC cho các bộ phận gia công chính xác

Hợp kim nhôm chiếm hơn 65% tổng số-thành phần kết cấu kim loại nhẹ được xử lý trong quy trình sản xuất theo hợp đồng chính xác. Trong các vỏ hệ thống truyền động ô tô, cánh tay kết cấu rô-bốt, khung gầm chẩn đoán y tế và sườn cấu trúc hàng không vũ trụ, nhôm mang lại tỷ lệ cường độ-trên-trọng lượng đặc biệt (lên tới 130 kN·m/kg) kết hợp với độ dẫn nhiệt đạt 167 W/m·K.

 

Mặc dù có sự đồng thuận rộng rãi trong ngành cho rằng nhôm là kim loại dễ gia công,-việc sản xuất khối lượng lớn thường xuyên gặp phải các dạng hư hỏng không thể đoán trước. Hệ số giãn nở nhiệt (23×10−6/K đối với Al6061), điểm nóng chảy thấp (~660C), độ dẻo của vật liệu và ứng suất lăn dư bên trong tạo ra những trở ngại kỹ thuật đáng kể. Gia công không được kiểm soát sẽ tạo ra các bộ phận bị cong vênh, mòn ở các cạnh cắt, đóng chip và kích thước-không-thông số kỹ thuật sau quá trình anod hóa sau-xử lý. Để có cái nhìn tổng quan về đặc tính kết cấu của hợp kim, các kỹ sư có thể tham khảo ý kiến ​​của chúng tôihướng dẫn gia công nhôm CNC toàn diện.

 

Được thành lập vào năm 2000,Hạ Môn Dazao Máy mócvận hành các cơ sở sản xuất được chứng nhận ISO9001:2015 và IATF16949:2016 được trang bị các trung tâm gia công CNC 3 trục, 4 trục và 5 trục đồng thời. Đã xử lý trên 4,2 triệubộ phận nhôm phay cnctrong hơn hai thập kỷ, nhóm kỹ thuật của chúng tôi đã biên soạn hướng dẫn kỹ thuật này. Tài liệu này cung cấp dữ liệu gia công theo kinh nghiệm, mô hình bù dung sai toán học, tiêu chí lựa chọn công cụ, phân tích-nguyên nhân gốc rễ của lỗi và quy tắc thiết kế giảm-chi phí cho trưởng nhóm mua sắm và kỹ sư cơ khí.

 

QUY TRÌNH PHAY NHÔM CNC & DFM:

· Step 1: MATERIAL SELECTION ->Al6061-T651 (Giảm căng thẳng), Al7075-T6, Al5052-H32

· Step 2: DFM ANALYSIS -> Wall Thickness >= 0.8mm, Độ sâu túi<= 5x Radius (R >= 1.1r)

· Step 3: TOLERANCE PLAN ->Tiêu chuẩn ISO 2768-m|Bồi thường toán học trước Anodize

· Step 4: TOOLING & PATHS ->3-sáo 45 độ Helix DLC tráng|Phay Trochoidal động

· Step 5: QUALITY VERIFICATION ->Quang phổ kế|Kiểm tra 3D CMM|Kiểm toán ISO/IATF

 

Lựa chọn hợp kim nhôm và khả năng gia công luyện kim

Việc lựa chọn loại nhôm tối ưu đòi hỏi phải cân bằng độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn, khả năng hàn, chi phí nguyên liệu thô và chỉ số khả năng gia công. Dưới đây là phân tích kỹ thuật chi tiết về các hợp kim nhôm rèn chính được sử dụng trongphay nhôm chính xác.

 

So sánh chỉ số khả năng gia công tương đối (%):

· Al7075-T6: 100%

· Al2024-T3: 95%

· Al6061-T651: 85%

· Al7050-T7451: 80%

· Al5052-H32: 50%

 

Quy tắc lựa chọn nhiệt độ Al6061 T6 so với T651

Al6061 (Họ Al-Mg-Si) là đặc trưng của kỹ thuật tổng hợp. Nó có độ dẻo dai cao, khả năng chống ăn mòn tốt và khả năng hàn tuyệt vời.

· Cơ sở thành phần hóa học:Magiê (0,8%–1,2%), Silicon (0,4%–0,8%), Đồng (0,15%–0,40%), Crom (0,04%–0,35%), Sắt ( Nhỏ hơn hoặc bằng 0,7%).

 

· Sự khác biệt về trạng thái nhiệt độ (T6 so với T651):

· Nhiệt độ T6:Dung dịch-được xử lý nhiệt và lão hóa nhân tạo. Vật liệu T6 giữ lại ứng suất dư bên trong cao gây ra trong quá trình làm nguội nước nhanh. Khi hốc nặng loại bỏ lượng kim loại đáng kể khỏi một mặt của tấm T6, các ứng suất bên trong này sẽ mất cân bằng, dẫn đến phần bị cong nghiêm trọng.

·Nhiệt độ T651:Giải pháp-được xử lý bằng nhiệt, giảm bớt căng thẳng-bằng cách kéo giãn có kiểm soát (bộ cố định 1,5% đến 3%) và sau đó được lão hóa nhân tạo.Của chúng tôi mandates Al6061-T651 stock for all plate components requiring >Loại bỏ vật liệu 30%.

 

Đặc tính phay hàng không vũ trụ cường độ cao Al7075

Al7075 (Al-Zn-Mg-Cu) là loại hàng không vũ trụ có độ bền cực-cao-. Kẽm là nguyên tố hợp kim chính (5,1%–6,1%).

 

· Cơ sở thành phần hóa học:Kẽm (5,1%–6,1%), Magiê (2,1%–2,9%), Đồng (1,2%–2,0%), Mangan (0,30%), Silicon (0,40%).

· Hiệu suất gia công:Cường độ năng suất đạt 503 MPa (gần gấp đôi so với 6061-T6). Vật liệu cắt bằng các phoi ngắn, giòn và không có hiện tượng dính keo, mang lại độ nhám bề mặt vượt trội (Ra<0.4μm) during finishing.

· Hạn chế:Chi phí nguyên liệu thô cao (~ 2,2 lần giá của 6061), khả năng chống ăn mòn giảm và khả năng hàn kém.

 

So sánh hiệu suất hợp kim thứ cấp cho Al5052 Al2024 và Al7050

· Al5052-H32:Hợp kim không-có thể xử lý nhiệt{1}}có hàm lượng magie cao (2,2%–2,8%). Có độ dẻo và mềm cao, khiến nó dễ bị hình thành các cạnh và phoi dài, dạng sợi trong quá trình xay xát. Phù hợp nhất cho các khung kim loại tấm cần uốn tiếp theo.

 

· Al2024-T3:Nhôm hợp kim đồng-có khả năng chống mỏi vượt trội. Được sử dụng rộng rãi trong các mạng cắt máy bay và các thành viên căng thẳng. Yêu cầu kiểm soát nhiệt độ chặt chẽ trong quá trình xay xát do giãn nở nhiệt.

 

· Al7050-T7451:Được phát triển cho các bộ phận kết cấu hàng không vũ trụ có phần dày (dày hơn 100 mm). Mang lại khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất-cao hơn so với 7075-T6.

Raw 6061-T651 aluminum billet stock inspection at Dazao Machinery production facility

 

Ma trận tính chất luyện kim và khả năng gia công chi tiết

Lớp nhôm & Nhiệt độ

Mật độ (g/cm3)

Độ bền kéo (MPa)

Sức mạnh năng suất (MPa)

Độ cứng Brinell (HB)

Độ dẫn nhiệt (W/m⋅K)

Hệ số giãn nở nhiệt (

μm/m⋅∘C)

Xếp hạng khả năng gia công (%)

Ứng dụng công nghiệp chính

Al6061-T6

2.70

310

276

95

167

23.2

80%

Giá đỡ ô tô, khung công nghiệp

Al6061-T651

2.70

310

276

95

167

23.2

85%

Tấm kết cấu chính xác, buồng bán dẫn

Al7075-T6

2.81

572

503

150

130

23.6

100%

Xương sườn hàng không vũ trụ,-cánh tay robot chịu áp lực cao

Al7075-T651

2.81

572

503

150

130

23.6

100%

Các thành phần kết cấu máy bay, giá treo phòng thủ

Al2024-T3

2.78

483

345

120

121

22.8

95%

Tấm da hàng không vũ trụ, phần cứng quân sự

Al5052-H32

2.68

230

193

60

138

23.8

50%

Vỏ bọc biển, giá đỡ tấm

Al7050-T7451

2.83

524

462

140

157

23.5

80%

Heavy aerospace bulkheads (>độ dày 80mm)

 

Lỗi phay nhôm CNC và giải pháp sàn nhà xưởng

Hướng dẫn gia công tiêu chuẩn thường trình bày các kịch bản lý thuyết lý tưởng. Tại xưởng sản xuất,-điều kiện sản xuất trong thế giới thực tạo ra các biến số vật lý phức tạp. Dưới đây là ba trường hợp lỗi kỹ thuật chi tiết được ghi lại tại Dazao Machinery, cùng với các quy trình kỹ thuật được phát triển để giải quyết chúng.

 

TÓM TẮT LỖI SÀN CỬA HÀNG DAZAO:

1. Residual Stress Warping -> Root Cause: Unbalanced quenched stress in Al6061-T6 plate ->Giải pháp: Chuyển sang Al6061-T651 + Gia công thô đối xứng + Ủ ứng suất.

 

2. Anodizing Bore Shrinkage -> Root Cause: 50% inward growth of Al2O3 layer during anodizing ->Giải pháp: Lỗ-trước của máy lớn hơn bằng cách sử dụng công thức bù Dazao.

 

3. Chip Packing & Micro-Welding -> Root Cause: High RPM thermal softening with 4-flute end mill in deep slot ->Giải pháp: Dao phay cuối DLC 3 me + thanh MQL đường chạy dao Trochoidal động + 70-.

 

Loại bỏ ứng suất dư cong vênh và cong vênh một phần

Mô tả sự cố

 

Một đơn đặt hàng gồm 150 tấm vỏ máy bay (350mm×200mm×15mm) được gia công từ tấm Al6061-T6 tiêu chuẩn có lỗi cung cao không thể chấp nhận được sau khi gia công. Khi nhả ngàm kẹp, tâm của tấm lò xo cong lên trên, tạo ra sai số độ phẳng là0.82mm trên chiều dài 350 mm. Điều này vượt quá dung sai bản vẽ Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05mm, khiến toàn bộ lô ban đầu không thể kiểm soát chất lượng.

 

Phân tích nguyên nhân gốc rễ

 

Tấm Al6061-T6 tiêu chuẩn chứa ứng suất nén dư bên trong cao ở các bề mặt bên ngoài cân bằng ứng suất kéo bên trong do làm nguội bằng nước. Việc gia công khoang thể tích 60% vào mặt trên đã phá hủy trạng thái cân bằng này. Lớp nén phía dưới không bị xáo trộn còn lại giãn nở so với phía trên, làm cong bộ phận.

 

Giao thức kỹ thuật Dazao

 

1. Thay thế vật liệu:Đã thay đổi thông số vật liệu từ Al6061-T6 thànhAl6061-T651, sử dụng tấm lót-kéo dài.

2. Đường chạy dao gia công thô đối xứng:Thực hiện chương trình loại bỏ kim loại cân bằng. Gia công độ sâu 50% ở Mặt A, lật phôi sang gia công độ sâu 100% ở Mặt B, sau đó quay trở lại Mặt A để thực hiện bước cuối cùng.

3. Bước giảm căng thẳng nhiệt:Đã giới thiệu phương pháp nung ủ giảm căng thẳng-trung gian (175∘C trong 2 giờ, làm nguội bằng lò) sau quá trình nghiền thô trước khi hoàn thiện độ chính xác cuối cùng. Lỗi độ phẳng giảm xuống dưới0,008mm.

 

Tính toán sự thay đổi kích thước Anodizing cho lỗ khoan chính xác

Mô tả sự cố

 

Một lô vỏ khớp robot 7075-T6 có lỗ ổ trục chính xác được chỉ định tại

∅28.000mmnews-95-41(H7 phù hợp). Tiếp theophay nhôm cnc chính xáchoạt động, kiểm tra CMM đã xác minh các lỗ khoan ở ∅28,012mm. Các bộ phận được gửi đi Anodizing lớp phủ cứng loại III (độ dày lớp danh nghĩa 40μm). Quá trình kiểm tra sau{4}}anod hóa cho thấy đường kính lỗ khoan bên trong giảm xuống ∅27,968mm, khiến toàn bộ lô không thể sử dụng được để lắp ráp vòng bi.

 

Phân tích nguyên nhân gốc rễ

 

Anodizing là một quá trình chuyển đổi điện hóa chuyển đổi nhôm nền bề mặt thành oxit nhôm (Al2O3). Điều quan trọng là,lớp phủ anodized tăng 50% vào trong bề mặt và 50% ra ngoài so với bề mặt ban đầu.

 

Tổng độ dày màng 40μm được xây dựng ra bên ngoài 20μm trên mỗi bức tường. Đối với lỗ khoan bên trong, sự phát triển ra bên ngoài này làm giảm đường kính bên trong đi 2×20μm=40μm(0,040mm). Khi đánh giátùy chọn hoàn thiện bề mặt anodizing chính xác,-các kích thước cho phép trước khi gia công phải được áp dụng một cách nghiêm ngặt.

 

Công thức & Giao thức bồi thường toán học

Để đạt được mục tiêu-kích thước anodize (Dcuối cùng), kích thước được gia công bằng anodize trước (Dtrước) phải được tính bằng các phương trình sau:

 

Tăng trưởng bên ngoài trên mỗi bức tường (δngoài)=Tphim ảnh×0.50

 

Đối với lỗ khoan bên trong :Dtrước=Dcuối cùng+(2×δngoài)

 

Đối với trục ngoài: Dtrước=Dcuối cùng−(2×δngoài)

 

Ở đâu Tphim ảnh đại diện cho tổng độ dày lớp phủ anodize.

 

Dazao Pre-Biểu đồ cho phép lỗ khoan gia công (Mục tiêu: H7 Fit∅28.000mm)

Loại Anodizing

Độ dày màng được chỉ định (

PhimTphim ảnh​)

Tăng trưởng bên ngoài / Bức tường (

δ raδngoài​)

Mục tiêu gia công lỗ khoan (

DpreDtrước​)

Bài đăng cuối cùng-Anodize Kích thước lỗ khoan (

Dcuối cùngDcuối cùng​)

Không Anodize

0μm

0,000mm

∅28.010mm

∅28.010mm

Loại II Xóa

12μm±2μm

0,003mm

∅28,016mm

∅28.010mm

Loại II Đen

20μm±3μm

0,005mm

∅28.020mm

∅28.010mm

Áo khoác cứng loại III

40μm±5μm

0,010mm

∅28.030mm

∅28.010mm

Loại III cứng + PTFE

50μm±5μm

0,0125mm

∅28,035mm

∅28.010mm

 

Ngăn ngừa hiện tượng hàn vi mô và đóng gói chip sâu

Mô tả sự cố

 

Trong quá trình phay-tốc độ cao của hốc sâu 45 mm (tỷ lệ L/D=7.5:1) trong Al6061 bằng cách sử dụng 6 mm

dao phay ngón 4 me tiêu chuẩn chạy ở tốc độ 12.000RPM, cứ 12 đến 15 chi tiết lại xảy ra hiện tượng gãy dao. Các thành bên của khoang có vết xước sâu, vết lõm nghiêm trọng và nhôm nóng chảy được hàn vào các rãnh dụng cụ.

 

Phân tích nguyên nhân gốc rễ

 

1. Giới hạn âm lượng sáo:Máy nghiền 4-sáo có rãnh rãnh hẹp. Nằm sâu trong túi, phoi nhôm không thể thoát ra ngoài gây ra hiện tượng cắt lại phoi.

2. Làm mềm nhiệt:Ma sát nhanh chóng tăng nhiệt độ lên trên 250C. Nhôm dẻo nóng chảy và hàn vào các rãnh công cụ bằng cacbua vonfram, tạo thành mộtĐã xây dựng-Cạnh nâng cao (BUE)đã nắm giữ và làm gãy chiếc máy cắt.

 

Giao thức kỹ thuật Dazao

 

1. Thiết kế lại công cụ:Được tiêu chuẩn hóa trên dao phay đầu xoắn 45 độ 3-có me được đánh bóng như gương- và lớp phủ Carbon giống kim cương (DLC) (hệ số ma sát μ<0.1).

2. Đường chạy dao Trochoidal động:Đã bỏ-khe có chiều rộng đầy đủ. Các đường chạy dao Phay động được áp dụng duy trì sự tương tác xuyên tâm (mộte) bằng 12% đường kính dụng cụ (0,72mm) và độ sâu trục đầy đủ (ap) là 2,0×D(12,0mm).

3. Cung cấp chất làm mát áp suất cao-:Đã lắp đặt 70-thanh Bôi trơn số lượng tối thiểu (MQL) cho dụng cụ thông qua sương mù dầu thực vật để đẩy phoi lên trên và ra khỏi các khoang sâu. Tuổi thọ dụng cụ tăng thêm850%không có lỗi hàn vi mô nào.

Comparison of tool galling on 4-flute cutter versus clean 3-flute DLC end mill for CNC milling aluminum

 

Khắc phục biến dạng đàn hồi khi kẹp vật cố định

Mô tả sự cố

 

Các bộ phận vòng có thành mỏng-(120 mm OD×114 mm ID×30 mm Chiều cao, độ dày thành 3,0 mm) được xay bên trong một tấm kẹp thủy lực tiêu chuẩn đã vượt qua các cuộc kiểm tra độ tròn khi được kẹp ( Nhỏ hơn hoặc bằng 0,010 mm). Sau khi-được kẹp, các vòng sẽ co giãn đàn hồi thành hình bầu dục, hiển thị sai số về độ tròn là0,14 mm.

 

Giải pháp

Đã thay thế kẹp cơ khí 2 điểm bằnghàm mềm có hình dạng đầy đủ-đường viền 360 độ-được gia công để phù hợp với biên dạng bên ngoài của phôi. Giảm mô-men xoắn kẹp thủy lực từ 45N⋅m xuống 12N⋅m, kết hợp với tấm cố định chân không cho các đường chuyền cuối cùng. Lỗi độ tròn đã giảm xuống 0,008mm.

 

Lựa chọn công cụ cắt, tối ưu hóa tốc độ và bước tiến

Tối ưu hóatốc độ và cấp liệu phay nhôm cncđòi hỏi phải hiểu cách hình học công cụ, lựa chọn chất nền cacbua, lớp phủ và động lực cắt tương tác với nhau.

 

Yêu cầu về hình học sáo End Mill và lớp phủ DLC

Lựa chọn số lượng sáo

 

· Máy phay 2 đầu sáo:Tính năng khối lượng sáo sáo lớn nhất. Lý tưởng cho các nguyên công phay nhấn, xẻ rãnh và gia công thô nặng ở các cấp độ mềm (Al5052, Al6061) nơi khối lượng phoi lớn.

 

· Máy phay 3 đầu sáo:Thể hiện sự cân bằng tối ưu cho việc phay các bộ phận bằng nhôm. Cung cấp độ bền lõi cao hơn 50% so với thiết kế 2 me trong khi vẫn duy trì đủ khoảng hở chip cho phay động tốc độ cao.

 

· Máy phay 4 đầu me:Bị hạn chế ở các thao tác hoàn thiện siêu nhẹ (aeNhỏ hơn hoặc bằng 2%D) trong hợp kim có độ cứng-silic cao hoặc{2}}có độ cứng cao (Al7075). Tránh gia công thô thông thường do khoảng hở của chip nhỏ.

 

Động lực học góc xoắn

 

· Xoắn 30 độ tiêu chuẩn:Tạo ra lực hướng tâm cao hơn, khuyến khích tiếng ồn ở những phần có-có tường mỏng.

· Đường xoắn ốc cao 45 độ / 55 độ:Chuyển đổi lực cắt hướng tâm thành lực dọc trục, nâng phoi lên các me một cách trơn tru và cải thiện độ hoàn thiện của thành bên.

· Chuỗi xoắn thay đổi (ví dụ: 38 độ /41 độ /45 độ ):Phá vỡ tần số cộng hưởng hài hòa trong quá trình cắt, loại bỏ các vết kêu trên phần nhô ra dài.

 

Công nghệ sơn phủ

 

· Cacbua đánh bóng không tráng phủ:Cacbua vonfram hạt nhỏ được đánh bóng thành bề mặt gương (Ra<0.05μm) prevents aluminum adhesion.

· Kim cương-Giống như Carbon (DLC): Amorphous carbon coating providing extreme hardness (Vickers>5000HV) và hệ số ma sát thấp (~ 0,05). Tuyệt vời cho gia công khô hoặc MQL.

· Zirconi Nitrat (ZrN):Cung cấp độ ổn định nhiệt cao và ngăn ngừa sự tích tụ cạnh.

· Cấm phủ: Không bao giờ sử dụng các dụng cụ được phủ TiAlN hoặc AlTiN trên nhôm. Hàm lượng nhôm trong lớp phủ có ái lực hóa học với phôi nhôm, đẩy nhanh quá trình hàn vi mô và phá hủy dụng cụ.

 

Công thức toán học về tốc độ cấp liệu và loại bỏ vật liệu

1. Tốc độ cắt (Vc, Mét trên phút):

 

Vc=(π⋅D⋅n)/1000


Trong đó D là đường kính dao tính bằng mm và n là tốc độ trục chính tính bằng RPM.

 

2. Tốc độ trục chính (n, vòng/phút):

 

n=(Vc⋅1000)/(π⋅D)

 

3. Tốc độ nạp (Vf, mm mỗi phút):

 

Vf=n⋅z⋅fz


Trong đó z là số lượng sáo và fzlà lượng ăn mỗi răng (mm/răng).

 

4. Tỷ lệ loại bỏ vật liệu (MRR, cmt3/ phút):

 

MRR=(ap⋅ae⋅Vf)/1000


Ở đâu mộtplà chiều sâu cắt dọc trục (mm) và aelà chiều rộng cắt xuyên tâm (mm).

 

Ma trận tham số vận hành tốc độ và nguồn cấp dữ liệu

Ma trận tham chiếu sau đây áp dụng cho gia công dụng cụ cacbua hạt nhỏAl6061-T651Al7075-T6trong điều kiện làm mát bằng lũ lụt hoặc MQL.

Hoạt động

Đường kính dao (D, mm)

Số lượng sáo

Lớp phủ

Vc

(m/phút)

Tốc độ trục chính (n

, vòng/phút)

Thức ăn / Răng (

fz​,mm)

Cắt xuyên tâm (ae​)

Cắt theo trục (ap)

MRR mục tiêu (cm3/minc)

Rãnh thô nặng

12.0

2

đánh bóng không tráng

450

12,000

0.08

1.00×D

(12 mm)

0.50×D

(6 mm)

518

Phay động

10.0

3

DLC tráng

750

23,800

0.12

0.15×D

(1,5mm)

2.00×D

(20mm)

257

Hoàn thiện tường-tốc độ cao

10.0

3

DLC tráng

900

28,600

0.05

0.02×D

(0,2mm)

1.50×D

(15mm)

12.8

Phay mặt (Máy cắt bay)

50.0

4

Mảnh dao PCD

1,200

7,600

0.15

0.75×D

(37,5mm)

0,80mm

182

Deep Micro-Bỏ túi

3.0

2

DLC tráng

300

31,800

0.02

0.20×D

(0,6mm)

0.30×D

(0,9mm)

0.68

High Speed CNC Milling Aluminum Chip Evacuation

 

Mô hình quyết định phay nhôm ba trục so với năm trục

Lựa chọn giữa 3 trục và đồng thờiphay nhôm 5 trụcquyết định chi phí cố định, số lượng thiết lập, độ chính xác hình học và giá thành phần cuối cùng.

 

Sự khác biệt động học và Vật lý rung động nhô ra của dụng cụ

 

· Phay 3 trục:Dụng cụ cắt di chuyển dọc theo các trục tuyến tính (X,Y,Z). Hiệu quả cao đối với các tấm phẳng, các hốc một mặt và hình học lăng trụ.

Hạn chế: Yêu cầu nhiều thiết lập và hàm mềm để gia công các tính năng phức tạp trên các bộ phận nhiều{0}}nhiều mặt, gây ra lỗi định vị chuẩn (±0,02mm đến ±0,05mm mỗi lần lật).

 

· Lập chỉ mục trục 3+2:Trục quay (A/B/C) định vị phôi ở các góc nghiêng cố định, cho phép di chuyển cắt 3 trục tiêu chuẩn. Giảm đáng kể thời gian thiết lập.

 

· Phay 5 trục đồng thời:Tất cả năm trục chuyển động đồng thời dưới sự điều khiển của CNC. Rất quan trọng đối với các cánh quạt hàng không vũ trụ, các đường cong hữu cơ, các khoang có góc sâu và dung sai vị trí thực chặt chẽ trên nhiều bề mặt. Đối với các bộ phận lăng trụ phức tạp, tận dụngdịch vụ phay CNC 5 trục tùy chỉnhloại bỏ các lỗi xếp chồng vật cố tích lũy.

 

Ma trận đánh đổi kỹ thuật ba trục và năm trục

Tiêu chí lựa chọn

Phay CNC 3 trục

3+2 Phay chỉ số trục

Phay CNC 5 trục đồng thời

Số lượng thiết lập (Hộp 6 mặt)

6 cài đặt (6 Fixtures/Flips)

2 cài đặt

1 Thiết lập ("Hoàn thành trong một")

Độ chính xác của vị trí thực

± 0,050mm

± 0,015mm

± 0,005mm

Chiều dài-của công cụ

Long (L/D>6:1bắt buộc)

Trung bình (L/D∼4:1)

Ngắn (L/D Nhỏ hơn hoặc bằng 3:1 khi nghiêng)

Rung và trò chuyện

Rủi ro cao trong túi sâu

Rủi ro vừa phải

Tối thiểu (Công cụ ngắn cứng nhắc)

Chi phí cố định ban đầu

Thấp trên mỗi trận đấu; Tổng số cao

Vừa phải

Thấp (Điểm chung/điểm 0{0}})

Giá máy hàng giờ

$35−$55/giờ

$60−$85/giờ

$95−$150/giờ

Hình học phù hợp nhất

Tấm phẳng, giá đỡ đơn giản

Khối lăng trụ-có nhiều mặt

Cánh quạt, sườn hàng không vũ trụ, cấy ghép y tế

 

Khối lượng sản xuất Kinh tế chéo

Để sản xuất số lượng-nhỏ (1 đến 50 chiếc) các bộ phận nhôm-phức tạp bằng nhôm,phay nhôm 5 trụcthường rẻ hơn phay 3 trục.

 

While the hourly rate for a 5-axis machine is higher, eliminating 4 to 5 custom milling fixtures and cutting setup times from 12 hours to 1.5 hours offsets the higher machine rate. Conversely, for high-volume orders (>2.000 chiếc), việc phát triển bia mộ 3 trục nhiều{2}}khoang tự động thường mang lại đơn giá thấp nhất.

 

Thiết kế cho các quy tắc sản xuất và kiểm soát dung sai

Tối ưu hóa thiết kế để có thể sản xuất giúp giảm thời gian gia công, loại bỏ công cụ tùy chỉnh và giảm tỷ lệ lỗi chophay nhôm tùy chỉnhdự án.

 

Bán kính góc bên trong và các ràng buộc về độ sâu đến bán kính

 

· Lỗi góc nhọn:Không thể tạo ra các góc vuông 90 độ dọc bên trong bằng phương pháp phay thông thường. Người thiết kế phải chỉ định bán kính phi lê bên trong.

 

· Lỗi bán kính-bằng nhau:Đặt bán kính góc trong (R) chính xác bằng bán kính dụng cụ cắt (r) buộc dao cắt phải dừng động lượng, thay đổi hướng ngay lập tức và gắn vòm dao 180 độ. Điều này gây ra các vết va chạm nghiêm trọng và rung động dụng cụ.

 

· Quy tắc bán kính 1,1x:Luôn chỉ định bán kính góc trongít nhất 10% lớn hơnhơn bán kính dao cắt danh nghĩa (R Lớn hơn hoặc bằng 1,1×r). Đối với dụng cụ có đường kính 10mm (r=5mm), hãy thiết kế bán kính góc trong thành R Lớn hơn hoặc bằng 5,5mm. Điều này cho phép đường chạy dao quét liên tục mà không cần tạm dừng.

 

· Tỷ lệ chiều sâu-đến-bán kính:Giữ độ sâu túi H Nhỏ hơn hoặc bằng 5×R. Đối với các hốc sâu hơn 50 mm, hãy tăng bán kính góc lên R Lớn hơn hoặc bằng 8 mm để phù hợp với các dao phay ngón có đường kính -lớn, cứng.

 

Hướng dẫn về độ dày tường tối thiểu cho các thành phần tường mỏng

Mặc dù nhôm mang lại tỷ lệ độ bền-trên-trọng lượng cao nhưng các bức tường mỏng không được đỡ sẽ uốn cong dưới lực hướng tâm của dụng cụ cắt (Fr), gây ra lỗi côn và hiện tượng rung hài hòa.

 

· Tường thẳng đứng không được chống đỡ:Duy trì độ dày thành tối thiểu Lớn hơn hoặc bằng 0,8 mm đối với chiều cao lên tới 20 mm.

· Tường sâu cao:Đối với chiều cao tường vượt quá 50mm, hãy duy trì độ dày tường Lớn hơn hoặc bằng 1,5%×Height.

· Độ dày sàn đáy:Duy trì độ dày sàn Lớn hơn hoặc bằng 1,0mm trên các hốc sâu để tránh rung-gây ra tiếng kêu của sàn khi đi qua mặt.

 

Khả năng độ nhám bề mặt và tiêu chuẩn xử lý sau

Độ nhám bề mặt (Ra)

Quá trình gia công

Ứng dụng kỹ thuật

Hệ số chi phí

Ra3,2μm(125μin)

Gia công thô động tốc độ cao-

Bề mặt bên trong không ăn khớp, các túi hở

1.0×(Đường cơ sở)

Ra1,6μm(63μin)

Hoàn thiện thương mại tiêu chuẩn

Bề mặt gắn kết cấu chung, vỏ có thể nhìn thấy

1.2×

Ra0,8μm(32μin)

Đạt độ hoàn thiện chính xác (fzNhỏ hơn hoặc bằng 0,03mm)

Mặt bịt kín thủy lực, rãnh vòng chữ O{0}}, ổ trục

1.6×

Ra0,4μm(16μin)

PCD Diamond Fly-Cắt / Đánh bóng vi mô-

Gương quang học, mặt bích kín chân không-cao

2.5×

CMM inspection of precision CNC milled 7075 aluminum component at Dazao Machinery laboratory

 

Phân tích chi phí sản xuất và kiểm tra chất lượng nhà cung cấp

Hiểu các trình điều khiển chi phí đằng saulinh kiện nhôm gia công cnccho phép các nhà quản lý thu mua tối ưu hóa ngân sách sản xuất mà không làm giảm chất lượng.

 

Trình điều khiển chi phí chính cho các thành phần nhôm gia công CNC

 

1. Tỷ lệ mua-để{2}}bay (Sử dụng vật liệu):

 

Tỷ lệ mua-đến-bay=(Khối lượng phôi thô)/(Khối lượng phần hoàn thiện)

 

Nếu một bộ phận yêu cầu khối 10kg để tạo ra bộ phận hoàn thiện 1kg (tỷ lệ 10:1), thì 90% nguyên liệu được mua sẽ trở thành chip. Trong khi nhôm phế liệu có thể được tái chế ở mức khoảng 15% giá trị nguyên liệu thô, tỷ lệ loại bỏ vật liệu cao sẽ làm tăng chi phí vật liệu ban đầu và thời gian chu kỳ gia công.

 

2. Mức lương theo giờ của máy công cụ:

· Trung tâm gia công đứng 3 trục tiêu chuẩn (VMC): $35−$55/giờ.

· Trung tâm gia công ngang 4 trục (HMC) tốc độ cao-: $65−$90/giờ.

· Trung tâm gia công 5 trục đồng thời cao cấp (ví dụ: Hermle / DMG MORI): $95−$150/giờ.

 

3. Hệ số chi phí dung sai:
Việc thắt chặt dung sai từ ISO 2768-m thương mại (±0,05mm) xuống dung sai chính xác (±0,005mm) sẽ khiến chi phí tăng theo cấp số nhân.

 

Danh sách kiểm tra xác minh chất lượng nhà cung cấp và kiểm tra CMM

Khi đánh giá mộtdịch vụ phay nhômnhà cung cấp, nhóm mua sắm nên kiểm tra các nhà cung cấp về chất lượng và năng lực thiết bị sau:

 

DANH SÁCH KIỂM TRA KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MÁY DAZAO:

· MATERIAL INTEGRITY ->Xác minh bằng phương pháp quang phổ phát xạ trực tiếp (OES)

· EQUIPMENT FLEET ->Trục xoay tốc độ cao-(20.000-30.000 vòng/phút) với TSC

· METROLOGY LAB ->Phòng CMM được kiểm soát nhiệt độ- (20 độ ± 0,5 độ )

· PROCESS CONTROL ->-Gia công trước các thuật toán bù anodize

· QUALITY CERT ->Được chứng nhận ISO9001:2015 & IATF16949:2016

 

1. Khả năng xác minh vật liệu

Cơ sở này có-Máy đo quang phổ phát xạ quang học (OES) tại chỗ để xác minh thành phần hóa học của nguyên liệu thô và phát hiện hợp kim nhôm giả hoặc không đạt-thông số kỹ thuật trước khi cắt không?

 

2. Tốc độ trục chính và cơ sở hạ tầng làm mát

Nhà máy có sử dụng-trục xoay tốc độ cao (20.000−30.000RPM) được trang bị Chất làm mát trục chính-áp suất cao-(TSC Lớn hơn hoặc bằng 70bar) và hệ thống phun sương MQL cần thiết để-rút phoi nhôm hiệu quả cao không?

 

3. Thiết bị đo lường

Phòng thí nghiệm đo lường có được kiểm soát nhiệt không (20C±0.5C)? Nhà cung cấp có vận hành Máy đo tọa độ 3D (CMM) với đầu dò quét có khả năng xác minh vị trí thực, độ lệch toàn bộ biên dạng và độ nhám bề mặt đến độ phân giải dưới{1} micron không?

 

Kết luận và Kế hoạch hành động kỹ thuật

Độ chính xácphay nhôm cncdựa vào việc quản lý cẩn thận các biến số nhiệt, hóa học và cơ học. Bằng cách điều chỉnh nhiệt độ nhôm (chẳng hạn như chỉ định 6061-T651 để có độ ổn định ứng suất), tính đến sự tăng trưởng màng anodizing sớm trong tính toán thiết kế, áp dụng công cụ được phủ 3-sáo DLC và tuân thủ các nguyên tắc nghiêm ngặt về độ dày thành và góc của DFM, nhóm kỹ thuật có thể sản xuất các bộ phận hiệu suất cao với chi phí đơn vị thấp hơn.

 

DANH SÁCH KIỂM TRA KỸ THUẬT SẢN XUẤT TRƯỚC-:

· Chất liệu được chọn lọc (T651 được chỉ định cho các tấm hốc nặng).

· Internal vertical corner radii sized to R >= 1.1x bán kính dao cắt.

· Các lỗ khoan chính xác được điều chỉnh để tăng trưởng anodizing (áp dụng quy tắc 50/50).

· Wall thickness verified (>=0.8mm for short walls, >=1.5% chiều cao đối với tường cao).

· Công cụ được phủ DLC 3 me và đường chạy dao phay động được chọn.

· Dung sai thương mại được chỉ định (ISO 2768-m) khi không cần lắp chặt.

 

Để đánh giá các thiết kế kỹ thuật của bạn trước khi quyết định sử dụng công cụ sản xuất, bạn có thểtải lên mô hình CAD của bạn để đánh giá DFM tự độngtrực tiếp đến đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi.

upload your CAD model for an automated DFM review

 

Câu hỏi thường gặp về phay nhôm CNC

 

 

01.Tốc độ trục chính tối ưu để phay nhôm Al6061 là bao nhiêu?

Tốc độ trục chính tối ưu phụ thuộc vào đường kính dụng cụ và loại hoạt động. Đối với máy nghiền cacbua 10mm, tốc độ cắt (Vc) dao động từ 600 đến 900 m/phút. Điều này dịch sang19.000 đến 28.500 vòng/phút. Tốc độ hoàn thiện cao{1}}với các dụng cụ nhỏ hơn thường chạy ở công suất trục chính tối đa (lên tới 30.000 vòng/phút).

02.Tại sao tôi nên chọn Al6061-T651 thay vì Al6061-T6 để phay CNC?

Al6061-T651 trải qua quá trình kéo dài cơ học (1,5%–3%) sau khi làm nguội dung dịch, giúp làm giảm ứng suất dư bên trong. Tiêu chuẩn Al6061-T6 duy trì ứng suất dập tắt bên trong cao. Khi được xay xát nhiều, vật liệu T6 làm mất cân bằng các ứng suất này, dẫn đếnphần cong vênh và biến dạng nghiêm trọng.

03. Quá trình anod hóa làm thay đổi các kích thước quan trọng của các bộ phận bằng nhôm được phay CNC như thế nào?

Lớp phủ oxit anodize (Al2O3) phát triển50% hướng vào trong bề mặt và 50% hướng ra ngoài so với bề mặt ban đầu. Anodize lớp phủ cứng loại III 40μm xây dựng ra bên ngoài thêm 20μm trên mỗi bức tường bề mặt, thu nhỏ đường kính lỗ khoan bên trong xuống 0,040mm và tăng đường kính trục bên ngoài thêm 0,040mm.

04.Tại sao dao phay ngón 3 me lại vượt trội hơn so với dao phay ngón 4 me trong phay nhôm?

Nhôm cần có rãnh thoát phoi lớn để thoát phoi nhanh chóng. MỘTDao phay ngón 3 me cung cấp rãnh thoát phoi lớn hơn 50%hơn công cụ 4 me-trong khi vẫn duy trì độ cứng lõi cao hơn công cụ 2 me. 4-các công cụ me thường bị hỏng bằng nhôm do đóng chip và hàn vi mô.

05. Độ dày thành tối thiểu cho các bộ phận nhôm được phay CNC chính xác là bao nhiêu?

Độ dày tường không được hỗ trợ tối thiểu tiêu chuẩn cho nhôm là0,8 mm for wall heights under 20 mm. For tall structural walls (>Chiều cao 50mm), duy trì độ dày của tường Lớn hơn hoặc bằng 1,5% chiều cao của tường. Việc sử dụng các thiết bị hút chân không chuyên dụng và đường hoàn thiện bằng ánh sáng cho phép giảm tối thiểu các bức tường0,5 mm.

06.Tại sao phải tránh phủ TiAlN khi phay các linh kiện nhôm?

Lớp phủ Titanium Aluminium Nitride (TiAlN) có chứa nhôm. Trong quá trình cắt-tốc độ cao, nhiệt ma sát làm cho nhôm trong phôi liên kết hóa học với nhôm trong lớp phủ. Ái lực hóa học này gây ra nhanh chóng-cạnh được xây dựng (BUE), cắt công cụ và phá hủy công cụ. Thay vào đó hãy sử dụng DLC ​​hoặc các công cụ không tráng phủ.
Gửi yêu cầu