EN
Alüminiumda testər dənəciklərinin (burrların) əmələ gəlmə mexanizmlərinin izahı
Alüminium ekstruziyalarında kəsmə lokalizasiyası və çıxış deformasiyası
Alüminiumu kəsərkən, materialın kəsimin sonunda həmişə düzgün şəkildə kəsilməməsi səbəbindən dənəciklər əmələ gəlir. Baş verən şey əslində çox maraqlıdır. Kəsici kənar iş parçasının kənarına yaxınlaşdıqca, dəstəklənməyən bir qismi material qalır. Bu material təmiz şəkildə qırılmır, əvəzində plastik deformasiyaya məruz qalır və biz rollover dənəcikləri adlandırdığımız bu narahat edici nazik metal qatlama əmələ gətirir. Problemin şiddəti belə bir hadisə – kəsmə lokalizasiyası – səbəbindən daha da artır. Alüminium istiliyi yaxşı keçirmir, buna görə də bütün istilik kəsici kənarda toplanır. Bu, metali yumşaldır və onu yırtılmaya daha meylli edir. Titreşimlər isə vəziyyəti daha da pisləşdirir. Bəzi tədqiqatlara görə, 2006-cı ildə Toropovun göstərdiyinə görə, titreşimlər 2 mikrometrdən artıq olduqda dənəciklərin hündürlüyü 40% qədər artır. Bu problemləri aradan qaldırmaq üçün maşinçılar çox vaxt materialı kəsiciyə doğru itələyən, yəni onu uzaqlaşdırmaq əvəzinə, qalxan kəsmə (climb milling) kimi üsullardan istifadə edirlər. Sivriləşdirilmiş çıxış kəsikləri də qalan dəstəklənməyən kənar hissəni azaltmaqla kömək edir. Kəsicilərin iti saxlanılması da digər vacib amildir, çünki körləşmiş kəsicilər iş zamanı daha çox istilik yaradır.
Leqirin Uzunluğu, Sərtliyi və Mikrostrukturu Çıxıntı Növü və Ölçüsünü Necə Təsirləyir
Alüminium əlavələrinin xassələri, qırxıntıların (burrların) yaranma qaydasını və ümumi ölçüsünü müəyyən etməkdə əsas rol oynayır. Məsələn, yüksək plastikliyə malik 6061-T6 kimi əlavələr kəsmə zamanı baş verən geniş miqyaslı plastik axın səbəbindən daha böyük dövrəvi qırxıntılar (rollover burrs) yaradır. Bu əlavənin yumşaldılmış (annealed) versiyaları ilə işlənərkən qırxıntıların qalınlığının təxminən 0,3 mm-ə çatdığını müşahidə etmişik. Digər tərəfdən, daha sərt əlavələr – məsələn, 7075-T651 – daha kiçik qırxıntılar yaradır, lakin materialın dənələr arasındakı qırılması (brittle fracture) xarakteri səbəbilə bu qırxıntılar tez-tez daha kəskin olur. Dənə strukturu da əhəmiyyətli rol oynayır. 50 mikrondan kiçik dənələrə malik materiallar, kəsmə prosesində sürtünmə qüvvəsinin səth üzrə daha bərabər şəkildə təsir göstərməsi səbəbilə, daha iri dənəli materiallara nisbətən təxminən %25 az qırxıntı hündürlüyü göstərir. Qeyd etməyə layiq başqa bir amil də 6061 kimi əlavələrdə rast gəlinən Mg2Si çöküntüləridir. Bu çöküntülər dispersiya möhkəmləndirməsi (dispersion strengthening) təsiri sayəsində deformasiyaya qarşı müqavimət göstərir. Alüminiumun testere ilə kəsilməsi zamanı qırxıntıların minimuma endirilməsi üçün istehsalçılar materialın funksional tələblərini və qırxıntı yaranmasına olan həssaslığını tarazlaşdırmalıdır. Ekstruziya emal proseslərində hamar kənarlar əldə etmək üçün ən yaxşı nəticələr silisium miqdarı diqqətlə nəzarət edilən daha az legirləşdirilmiş (leaner) əlavələrlə əldə olunur; bu da ilk növbədə qırxıntıların yaranmasını və sonradan onların aradan qaldırılması üçün sərf olunan vaxtı azaldır.
Alüminiumun testere ilə kəsilməsi zamanı çıxış burunlarının azaldılması üçün kəsilmə parametrlərinin optimallaşdırılması
Çıxış burunlarının artımını maneə törətmək üçün kəsilmə sürəti və verilmə sürətinin balanslaşdırılması
Çıxış burrlarını narahat edici dərəcədə idarə etmək üçün qidalanma sürəti və kəsilmə sürəti üçün doğru parametrlərin təyin edilməsi, istehsal prosesini çox yavaşlatmadan bu məsələni həll etmək baxımından çox vacibdir. Qidalanma sürətləri çox yüksəldikdə çıxış sahəsində plastik deformasiya artır və bu da hamı tərəfindən narahat edici hesab edilən böyük dövrəvi burrların yaranmasına səbəb olur. Əksinə, qidalanma sürətləri çox aşağı düşdükdə, kəsilmə zonasında bir nöqtədə çoxlu istilik yığılır və bıçaqlar normaldan tez aşınmağa başlayır. Keçən il aparılan bir tədqiqata görə, 6061-T6 alüminium üzərində frezləmə əməliyyatları zamanı diş başına qidalanma sürətini 0,2 mm-dən 0,1 mm-ə qədər iki dəfə azaltmaq burrların əmələ gəlməsini təxminən yarıya endirir. Daha yumşaq materiallar — məsələn, 6063 alüminium — üçün kəsilmə sürətlərini 1500–2500 SFM (fut/dəq) aralığında saxlamaq iş sərtləşməsi problemlərini qarşısını almağa və eyni zamanda çiplərin kəsilmə zonasından düzgün şəkildə çıxmasına imkan verir. Bu parametrlər arasındakı optimal balansı tapmaq çıxış burrlarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və istehsal sürətlərinə çox böyük təsir göstərmir; bu, aviasiya sənayesində komponent və detallar hazırlayan istehsalçılar üçün xüsusilə vacibdir.
Kəsici Həndəsi Formanın Nəzarəti: Kəsici Ucu Daxil Olma Bucağı, Kəsmə Dərinliyi və Qırxıntıların İstiqaməti
Kəsici ucun materiala necə daxil olması və nə qədər dərində kəsməsi, hansı növ qırxıntıların əmələ gəlməsində, onların hansı istiqamətə yönəldiyində və sonradan asanlıqla silinə biləcəyində böyük fərq yaradır. Kəsicinin 10–15 dərəcəlik müsbət qaldırma bucağı olduqda, adətən aşağıdan yuxarıya doğru qıvrılan və kəsmədən sonra təmizlənməsi çox çətin olmayan qırxıntılar əmələ gətirir. Lakin bucaq mənfi olduqda, detalların bir-birinə necə oturduğunu və düzgün işləməsini pozan aşağıya bakan qırxıntılar meydana gəlir. Kəsmə dərinliyi ilə bağlı olaraq, təcrübəli frezəçilər adətən kəsicinin diş aralığı (gullet) dərinliyinin 1,5 dəfəsindən artıq kəsməməyi tövsiyə edirlər. Bu həddi keçmək çiplərin orada sıxışmasına səbəb olur və montaj və ya bitirici emal proseslərində heç kimin qarşılaşmaq istəmədiyi əlavə qırxıntıların yaranmasına gətirib çıxarır.
| Parametr | Optimal Diapazon | Qırxıntıların Təsiri |
|---|---|---|
| Daxil Olma Bucağı | 5°–10° müsbət | Parça qırılması nəticəsində yaranan qırxıntıları 40% azaldır |
| Kəsmə derinliyi | ≤1,5 × diş aralığı (gullet) dərinliyi | İkinci dərəcəli qırxıntıların əmələ gəlməsini qarşısını alır |
| Diş Aralığı | Nazik (80+ TPI) | Səth bitirilməsini 30% yaxşılaşdırır |
Bunların birləşdirilməsi təmiz kəsilmə alüminium profili üsulları bu üsulların buxar əsaslı soyutma ilə birləşdirilməsi alüminiumun yumşamasına səbəb olan istiliyi dağıdaraq və beləliklə, qalıq kənarın əmələ gəlməsinə şərait yaradaraq yapışma qabarıqlarını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır.
Alüminiumun effektiv kəsilməsi zamanı qabarıqların azaldılması üçün testər pərlərinin seçilməsi və saxlanması
Yumşaq alüminium ərintiləri üçün diş həndəsəsi, qabağa doğru meyl bucağı və qarmaq bucağının optimallaşdırılması
Karbidlə örtülmüş və üçlü çoxbucaqlı dişlərə malik kəsici bıçaqlar yumşaq alüminium ərintilərini kəsməkdə çox yaxşı işləyir. Bu dişlərin növbələşməsi materialı səglənmədən və səthi çəkmədən hamar şəkildə kəsməyə kömək edir. Təqribən 10–15 dərəcəlik müsbət qaldırma bucağına malik bıçaqlar daha az qüvvə ilə kəsir və daha az istilik yaradır; bunun nəticəsində alətin izləri azalır və sonradan emal edilmiş detalları pozan təzə burunlar (burrs) əmələ gəlmir. 6063-T5 kimi yapışqan ərintilər üçün 10 dərəcədən yuxarı qarmaq bucaqları emal zamanı qırıntıların daha yaxşı çıxarılmasına kömək edir. Daha incə kəsici zolaqlı (kerf) bıçaqlar da fərqlənir, çünki onlar daha az sürtünmə yaradır və beləliklə, emal olunan hissənin deformasiya olma ehtimalı azalır. Kəsici vazelin kimi yağlayıcılar tətbiq etmək və ya yağ buxarı sistemlərindən istifadə etmək alüminiumun bıçaq dişlərinə yapışmasını mane edir; bu isə çıxış zonasında deformasiya və emaldan sonra hər kəsin narahat olduğu bu narahat edici burunların (burrs) əmələ gəlməsinə səbəb olur.
Kəsici kənarın itiliyi, örtük və soyuducu mayenin davamlı burr nəzarətində uyğunluğu
Dəqiq qırpıntı nəzarəti ən doğru kəsici kənarı seçməkdən deyil, əslində kəsici kənarların vaxt keçdikcə necə saxlanıldığından asılıdır. Kəsici kənarlar itiliyini itirdikdə, kəsmə prosesi effektivliyini itirir və sürtünmə artır, nəticədə qırpıntılar üç dəfə daha yüksək olur. Kəsici kənarların itiliyini tez-tez yoxlamaq əslində hər şeyi dəyişdirir. Çoxlu maşın zavodları alüminium profillərin təmiz və peşəkar görünməsi üçün təxminən 150 kəsdən sonra yoxlamaların aparılmasını optimal hesab edirlər. Titan diborid kimi xüsusi yapışmaz örtüklər alüminiumun kəsici səthə yapışmasını qarşısını alır və bu da çıxış qırpıntılarının (exit burrs) yaranmasını azaldır. Doğru soyuducu mayenin seçilməsi də vacibdir. Emulsiya olunan yağlar bir çox tətbiq sahəsində yaxşı işləyir, baxmayaraq ki, bəziləri sintetik püskürməni üstün tuturlar. Seçilən hər hansı bir variant bu xüsusi örtüklərə zərər verməməli və ya istənilməz kimyəvi reaksiyalara səbəb olmamalıdır; eyni zamanda düzgün qoruyucu təsir göstərməlidir. Düzgün soyuducu maye tətbiqi yalnız temperaturu aşağı saxlamaqla kifayət qədər deyil. O, materialların yumuşamasına səbəb olan istilik yığılmasının idarə edilməsinə kömək edir və məşhur «yığılmış kənar» (built-up edge) problemini qarşısını alır; nəticədə kəsmə əməliyyatları zamanı daha yaxşı kəsilmə performansını təmin edir.
Pıçırtı yaranmasına təsir edən maşın qurulması və mühit amilləri
Alüminiumun testere ilə kəsilməsi əməliyyatlarında bu qeyri-lazımi çıxıntıların (burrların) azaldılması üçün maşının düzgün qurulması çox vacibdir. Detallar düzgün sıxılmadıqda kəsmə zamanı titrəyirlər və bu da çıxış nöqtəsində problemləri daha da pisləşdirir. Nəticədə böyük, bərabərsiz burrlar daxil olmaqla müxtəlif problemlər yaranır. Sənaye tədqiqatları göstərir ki, belə titrəməyə bağlı problemlər, bütün detalların sabit qaldığı yaxşı qurulmuş sistemlərə nisbətən təkrar emal üçün sərf olunan vaxtı iki dəfə artırır. Kəsici diskin bucağı da əhəmiyyətlidir — onu təxminən dörddə bir dərəcə dəqiqliklə düz saxlamaq hər şeyi dəyişdirir. Alüminium profillərin kəsilməsi zamanı cüt dərəcəlik sapma belə materialın bərabər şəkildə kəsilməsini pozur və bu qeyri-lazımi rollover burrlarını yaradır. Mühit şəraiti də əhəmiyyətli rol oynayır. Əgər kəsmə zamanı temperatur beş dərəcə Selsiyusdan çox artırsa və ya azalsa, alüminiumun kəsilmə prosesində davranışı dəyişir. Hava rütubəti 60% -dən yuxarı qalxdıqda, örtüklü olmayan və ya yalnız yüngül yağlanmış kəsici dişlərdə sürətli çirk yığılması müşahidə olunur. Çoxsaylı ekstruziya məhsullarını maşınlarla işləyən istehsalat müəssisələri üçün kəsmə sahəsinin ətrafındakı mühit şəraitini nəzarətdə saxlamaq və titrəməni udan dayaq elementləri əlavə etmək hər dəfə minimal burrlarla sabit nəticə əldə etməyə çox kömək edir.
SSS
Alüminium kəsildikdə dənələrin yaranmasına səbəb nədir?
Dənələr, bıçaq alüminium emal parçasının kənarına yaxınlaşarkən düzgün olmayan kəsmə nəticəsində əmələ gəlir. Dəstəklənməyən material plastik şəkildə deformasiyaya uğrayır və istilik birikməsi ilə titrəmələr təsiri altında dənələr əmələ gətirir.
Ərintilərin xassələri dənə növünü və ölçüsünü necə təsirləyir?
Yüksək plastiklikli ərintilər plastik axın səbəbiylə daha böyük dənələr yarada bilər, oysa daha sərt ərintilər daha kiçik, lakin iti dənələr yarada bilər. Dənə əmələ gəlməsinə təsir edən digər amillər kristal quruluş və Mg2Si çöküntüləridir.
Dənə əmələ gəlməsini azaltmaq üçün əsas kəsmə parametrləri hansılardır?
Kəsmə sürəti ilə veriş sürəti arasındakı düzgün balans, həmçinin bıçağın giriş bucağı və kəsmə dərinliyinin nəzarət edilməsi dənə əmələ gəlməsini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.
Alüminiumun kəsilməsi üçün kəsici bıçaqlar necə optimallaşdırıla bilər?
Uyğun diş həndəsisi, ön bucağı və qarmaq bucağı olan bıçaqların istifadəsi, kəsici kənarların itiliyinin saxlanması və uyğun soyuducuların və ya örtüklərin tətbiqi dənələrin minimuma endirilməsinə kömək edə bilər.