Ինչպես նվազեցնել մետաղական ծայրային եզրերը (բուրրերը) ալյումինե պրոֆիլների կտրման մեքենաներում սղոցման գործողությունների ժամանակ:

Ալյումինե սղոցման ժամանակ բուրրերի առաջացման մեխանիզմների հասկացում

Ալյումինե էքստրուդներում շերտավորման տեղայնացում և ելքի դեֆորմացիա

Ալյումինի մշակման ժամանակ սովորաբար առաջանում են ծայրային մասեր (բյուրեղային աճեր), քանի որ նյութը հաճախ չի կտրվում ճիշտ կտրման վերջում: Իրականում տեղի ունեցող երևույթը բավականին հետաքրքիր է: Երբ սայրը մոտենում է մշակվող մասի եզրին, մնում է մի փոքր չաջակցված նյութ: Այդ նյութը մաքրորեն չի կոտրվում, այլ պլաստիկ ձևով դեֆորմացվում է՝ առաջացնելով այն անհաճելի բարակ մետաղային ծալքերը, որոնք անվանում ենք «գլորվող» բյուրեղային աճեր: Խնդիրը վատթարվում է մի երևույթի պատճառով, որը կոչվում է «կտրման տեղայնացում»: Ալյումինը վատ է հաղորդում ջերմությունը, ուստի բոլոր ջերմությունը կուտակվում է կտրման եզրի մոտ: Սա նյութը փափկացնում է և ավելի հեշտ կոտրվելու հակվածություն է տալիս: Վաղվա տատանումները նույնպես ավելի մեծ խառնաշփոթ են առաջացնում: Որոշ հետազոտություններ ցույց են տվել, որ եթե տատանումները գերազանցում են 2 մկմ-ը, ապա բյուրեղային աճերի բարձրությունը կարող է մինչև 40 % աճել (Տորոպով, 2006 թ.): Այս խնդիրները լուծելու համար մեքենայավարները հաճախ օգտագործում են այնպիսի մեթոդներ, ինչպես օրինակ՝ «բարձրացնող մշակումը» (climb milling), որտեղ նյութը մղվում է դեպի սայրը, այլ ոչ թե հեռացվում դրանից: Կտրման վերջի մեջ սայրի ծայրի թեքումը նույնպես օգտակար է, քանի որ նվազեցնում է չաջակցված եզրի երկարությունը: Սայրերի սրությունը պահպանելը նույնպես կարևոր գործոն է, քանի որ կոտրված սայրերը շահագործման ընթացքում ավելի շատ ջերմություն են առաջացնում:

Ինչպես են համաձուլվածքի դեֆորմացվելու ունակությունը, կարծրությունը և միկրոկառուցվածքը ազդում բուրի տեսակի և չափսի վրա

Ալյումինե համաձուլվածքների հատկությունները կարևոր դեր են խաղում մատիտների առաջացման և դրանց ընդհանուր չափսերի որոշման գործում: Վերցնենք, օրինակ, բարձր պլաստիկությամբ համաձուլվածքները, ինչպես 6061-T6-ը. դրանք սովորաբար առաջացնում են մեծ թավշային մատիտներ՝ կտրման ժամանակ տեղի ունեցող մեծ քանակությամբ պլաստիկ արտահոսքի պատճառով: Մենք տեսել ենք, որ այս համաձուլվածքի անջատված տարբերակների հետ աշխատելիս մատիտների հաստությունը կարող է հասնել մոտավորապես 0,3 մմ-ի: Իսկ հակառակ դեպքում՝ ավելի կոշտ համաձուլվածքները, ինչպես 7075-T651-ը, առաջացնում են փոքր մատիտներ, սակայն դրանք հաճախ ավելի սուր են, քանի որ նյութը մանրաթելային կերպով ճեղքվում է հատիկների միջև: Կարևոր է նաև հատիկների կառուցվածքը: 50 մկմ-ից փոքր հատիկներ ունեցող նյութերը սովորաբար ունեն մատիտների բարձրության մոտավորապես 25 %-ով պակաս արժեք, քանի որ շերտավորման գործընթացը ավելի համասեռ է ընթանում մակերևույթի վրա: Դեռ մեկ գործոն, որի մասին արժե նշել, 6061 համաձուլվածքներում հանդիպող Mg2Si նստվածքներն են: Դրանք իրականում դիմացում են դեֆորմացիայի՝ տարածման ամրապնդման ազդեցության շնորհիվ: Երբ ալյումինի սղոցման գործողությունների ընթացքում մատիտների նվազեցման եղանակները են դիտարկվում, արտադրողները ստիպված են հավասարակշռել նյութի ֆունկցիոնալ պահանջները և դրա մատիտների առաջացման նկատմամբ զգայունությունը: Այն համաձուլվածքները, որոնց սիլիցիումի պարունակությունը հսկվում է ճշգրիտ կերպով (այսպես կոչված «թեթև» համաձուլվածքները), ամենալավն են արտամղման մեքենայացման գործընթացներում հարթ եզրեր ստանալու համար, ինչը նվազեցնում է ինչպես սկզբնական մատիտների առաջացումը, այնպես էլ դրանց հետագա վերացման վրա ծախսվող ժամանակը:

Ալյումինի կտրման ժամանակ մետաղական ծայրային մասերի նվազեցման համար կտրման պարամետրերի օպտիմալացում

Կտրման արագության և մեքենայի մեջ մտնելու արագության հավասարակշռում՝ ելքային մետաղական ծայրային մասերի աճը ճնշելու համար

Ճանապարհավորման և կտրման արագության ճիշտ պարամետրերի ընտրությունը շատ կարևոր է՝ այսպես կոչված «ելքային բյուրեղների» (exit burrs) վերահսկումը ապահովելու համար՝ առանց գործընթացը չափից շատ դանդաղեցնելու: Երբ ճանապարհավորման արագությունը չափից շատ բարձրանում է, ելքային տեղամասում ավելի շատ պլաստիկ դեֆորմացիա է տեղի ունենում, ինչը հանգեցնում է այն մեծ գլորվող բյուրեղների առաջացմանը, որոնցից բոլորը խուսափում են: Իսկ հակառակ դեպքում՝ եթե ճանապարհավորման արագությունը չափից շատ ցածրանա, ապա մեկ տեղում շատ մեծ ջերմություն է կուտակվում, և սայրերը ավելի արագ են մաշվում, քան պետք է: Մի շարք փորձեր ցույց են տվել, որ 6061-T6 ալյումինի վրա միլլինգի գործողությունների ժամանակ ճանապարհավորման արագությունը 0,2 մմ/ատամից նվազեցնելով մինչև 0,1 մմ/ատամ (այսինքն՝ կեսի չափով), բյուրեղների առաջացման մակարդակը նվազել է մոտավորապես կեսով՝ անցյալ տարվա մեկ հետազոտության համաձայն: Կարծրությամբ ցածր ալյումինի սպասարկման համար, օրինակ՝ 6063 ալյումինի, կտրման արագությունը պահելը մոտավորապես 1500–2500 SFM-ի սահմաններում կանխում է աշխատանքային կարծրացման խնդիրները՝ միաժամանակ ապահովելով կտրվածքի գոտուց խեցերի ճիշտ հեռացումը: Այս պարամետրերի միջև օպտիմալ հավասարակշռության գտնումը զգալիորեն նվազեցնում է ելքային բյուրեղների առաջացումը՝ առանց արտադրական ցուցանիշների չափից շատ վատացման, ինչը անհրաժեշտ է արտադրողների համար՝ արդյունաբերական բաղադրիչներ կամ օդանավերի մասեր պատրաստելիս:

Սաղավարտի երկրաչափական ձևի կառավարում. սաղավարտի մուտքը մատերիալի մեջ, կտրման խո глուբությունը և բուրրերի ուղղվածությունը

Սաղավարտի մուտքը մատերիալի մեջ և կտրման խորությունը մեծ ազդեցություն են ունենում առաջացող բուրրերի տեսակի, դրանց ուղղվածության և հետագայում դրանք հեշտությամբ վերացնելու հնարավորության վրա: Երբ սաղավարտները ունեն դրական ճկվածության անկյուններ՝ մոտավորապես 10–15 աստիճան, դրանք սովորաբար առաջացնում են վերև պտտվող բուրրեր, որոնք համեմատաբար հեշտ է մաքրել կտրման հետո: Սակայն եթե անկյունը բացասական է, ապա առաջանում են այս խնդրահրա вызող ներքև ուղղված բուրրեր, որոնք լուրջ խանգարում են մասերի ճիշտ միացմանը և աշխատանքին: Իսկ կտրման խորության վերաբերյալ՝ փորձառու մեքենայավարները սովորաբար խորհուրդ են տալիս չգերազանցել սաղավարտի գուլետի խորության 1,5 անգամը: Այս սահմանից ավելի խոր կտրելը հանգեցնում է մետաղական կտրվածքների կուտակմանը և ավելցուկային բուրրերի առաջացմանը, որոնք որևէ մեկին չի ցանկանում հանդիպել հավաքածուի կամ վերջնական մշակման գործընթացների ժամանակ:

Դրանց ինտեգրումը մաքուր կտրված ալյումինե պրոֆիլների տեխնիկայի հետ միստ-հիմնված սառեցման հետ միասին զգալիորեն նվազեցնում է կպչող բուրգերի առաջացումը՝ ջերմության рассеяն այն դեպքում, երբ ջերմությունը այլապես փափկեցնում է ալյումինը և նպաստում է կառուցված եզրի առաջացմանը:

Ալյումինի արդյունավետ կտրման ժամանակ բուրգերի նվազեցման համար սղոցի սաղավարտների ընտրությունը և պահպանումը

Սղոցի ատամների երկրաչափության, ճակատային անկյան և հուկի անկյան օպտիմալացումը փափուկ ալյումինե համաձուլվածքների համար

Կարբիդով ծածկված եւ եռակի սղոցատանումներ ունեցող սղոցները հիասքանչ են աշխատում մեղմ ալյումինե համաձուլվածքների մեջ կտրելիս: Այս սղոցատանումների հերթափոխման եղանակը նպաստում է նյութի հարթ կտրումը՝ առանց կտրող մասի կարգավորվելու կամ մակերեսից քաշվելու: Մոտավորապես 10–15 աստիճանի դրական սղոցման անկյուն ունեցող սղոցները իրականացնում են կտրում փոքր ուժով եւ ավելի քիչ ջերմություն առաջացնելով, ինչը նշանակում է ավելի քիչ գործիքային հետքեր եւ այն անհաճելի կտրվածքի եզրային բուրգերը, որոնք վնասում են վերջնական մշակված մասերը: 6063-T5 նման կպչուն համաձուլվածքների համար 10 աստիճանից բարձր հուկի անկյունները օգնում են լավ հեռացնել կտրվածքի մնացորդները մշակման ընթացքում: Նույնիսկ ավելի բարակ կտրվածքի լայնություն ունեցող սղոցները նույնպես կարևոր են, քանի որ նրանք ստեղծում են ավելի քիչ շփման ուժ, հետեւաբար՝ ավելի քիչ հավանականություն կա մշակվող մասի ձեւափոխման: Կտրման մեղրի կամ յուղի միստի համակարգերի կիրառումը կարող է կանխել ալյումինի կտրող սղոցատանումներին կպչելը, ինչը հանգեցնում է ելքային ձեւափոխման խնդիրների եւ այն անհաճելի բուրգերի առաջացման, որոնց հետ բոլորը այնքան չեն սիրում աշխատել մշակումից հետո:

Շերտի սուրություն, պատվաստում և սառեցնողի համատեղելիություն շարունակական բուրրի վերահսկման համար

Համասեռ մանր եզրերի վերահսկումը չի կախվում նրանից, թե արդյոք առաջին հայացքից ճիշտ սրվածքը եք ընտրել։ Իրականում դա կախված է սրվածքների ժամանակի ընթացքում ինչպես են պահպանվում դրանք։ Երբ սրվածքները կորցնում են սրությունը, դրանք իրականում կարող են ստեղծել երեք անգամ բարձր մանր եզրեր, քանի որ կտրման գործողությունը դառնում է անարդյունավետ և առաջացնում է ավելի շատ շփում։ Սրվածքների սրության ստուգումը կանոնավոր հաճախականությամբ բոլորովին այլ արդյունք է տալիս։ Շատ արտադրամասեր հայտնաբերել են, որ մոտավորապես 150 կտրումից հետո ստուգելը թույլ է տալիս ալյումինե պրոֆիլները մաքուր և պրոֆեսիոնալ տեսք ունենալ։ Տիտանի դիբորիդի նման հատուկ ոչ կպչուն ծածկույթները օգնում են կանխել ալյումինի սրվածքի մակերեսին կպչելը, ինչը նվազեցնում է այդ նեղացնող ելքային մանր եզրերը։ Ճիշտ սառեցնող հեղուկի ընտրությունն էլ կարևոր է։ Էմուլսիայի կարողանալու յուղերը շատ կիրառումների համար լավ են աշխատում, թեև որոշ մասնագետներ նախընտրում են սինթետիկ մառախուղները։ Ընտրված ցանկացած տարբերակ պետք է ապահովի ճիշտ քսանյութային ազդեցություն՝ առանց վնասելու այդ հատուկ ծածկույթները կամ առաջացնելու անցանկալի քիմիական փոխազդեցություններ։ Ճիշտ սառեցնող հեղուկի կիրառումը ավելի շատ է անում, քան պարզապես սառեցնելը։ Այն օգնում է կառավարել ջերմության կուտակումը, որը փափկեցնում է նյութերը, և կանխում է այն վախեցնող «կառուցված եզր» խնդիրը, ինչը վերջնականապես աջակցում է լավացված շերտավորման կատարումը կտրման գործողությունների ընթացքում։

Սարքի կարգավորում և շրջակա միջավայրի գործոններ, որոնք ազդում են բուրրի առաջացման վրա

Մեքենայի ճիշտ կարգավորումը շատ կարևոր է ալյումինի սղոցման գործողություններում այդ խնդրահրազան բուրրերի նվազեցման համար: Երբ մասերը ճիշտ չեն ամրացված, դրանք սովորաբար տատանվում են կտրման ընթացքում, ինչը վատացնում է դրանց վիճակը ելքի կետում: Սա հանգեցնում է տարբեր խնդիրների՝ ներառյալ մեծ և անհավասարաչափ բուրրերի առաջացմանը: Արդյունաբերական ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ այդ տատանումներին առնչվող խնդիրները կարող են երկու անգամ մեծացնել վերամշակման վրա ծախսվող ժամանակը՝ համեմատած լավ կարգավորված սեղանների հետ, որտեղ ամեն ինչ ամրապնդված է: Կտրիչի անկյունը նույնպես կարևոր է. այն պետք է պահվի ուղղաձիգ՝ մոտավորապես 0,25 աստիճանի սխալով, և դա ամեն ինչ փոխում է: Նույնիսկ կտրման ընթացքում 0,5 աստիճանի շեղումը ալյումինե պրոֆիլների մշակման ժամանակ խաթարում է նյութի հավասարաչափ կտրվելու գործընթացը և առաջացնում է այդ անհաճելի պտտվող բուրրերը: Շրջակա միջավայրի գործոնները նույնպես կարևոր են: Եթե կտրման ընթացքում ջերմաստիճանը տատանվում է 5 °C-ից ավելի, դա փոխում է ալյումինի վարքը կտրման ընթացքում: Եվ երբ խոնավությունը գերազանցում է 60%-ը, սկսում ենք տեսնել ավելի արագ կտրիչի ատամների վրա աղտոտման կուտակում, հատկապես երբ դրանք չեն պատված կամ միայն թեթև յուղավորված: Այն արտադրամասերի համար, որոնք իրենց մեքենաներով մշակում են մեծ քանակությամբ էքստրուդերային մասեր, կտրման գոտու շրջակա միջավայրի վերահսկումը և տատանումների մեղմացման մոնտաժների ավելացումը շատ են օգնում ստանալ համասեռ արդյունքներ՝ նվազագույն բուրրերով յուրաքանչյուր անգամ:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Ինչն է պատճառում մետաղական ծայրային առաջացումը (բյուրր) ալյումինի սղոցման ժամանակ?

Բյուրրերը առաջանում են սղոցի սրագագույն մասի ալյումինե մշակվող մասի եզրին մոտենալիս անճիշտ կտրման պատճառով: Անհենցակայացված նյութը պլաստիկորեն ձևափոխվում է, ինչը բյուրրերի առաջացմանը ազդում է ջերմության կուտակման և տատանումների միջոցով:

Ինչպե՞ս են համաձուլվածքի հատկությունները ազդում բյուրրի տեսակի և չափսի վրա:

Բարձր պլաստիկություն ունեցող համաձուլվածքները կարող են առաջացնել մեծածավալ բյուրրեր՝ պլաստիկ հոսքի պատճառով, մինչդեռ ավելի կոշտ համաձուլվածքները կարող են առաջացնել փոքր, սուր բյուրրեր: Բյուրրերի առաջացման վրա ազդում են նաև համաձուլվածքի հատիկային կառուցվածքը և Mg2Si նստվածքները:

Ինչ են բյուրրերի առաջացման նվազեցման հիմնական կտրման պարամետրերը:

Կտրման արագության և մեկ պտույտում տեղաշարժի միջև ճիշտ հավասարակշռությունը, ինչպես նաև սղոցի մտնելու անկյան և կտրման խո глубինայի վերահսկումը կարող են կտրուկ նվազեցնել բյուրրերի առաջացումը:

Ինչպե՞ս կարելի է օպտիմալացնել սղոցի սայրերը ալյումինի կտրման համար:

Համապատասխան ատամների երկրաչափությամբ, առաջնային անկյամբ (rake angle) և հուկի անկյամբ (hook angle) սղոցի սայրերի օգտագործումը, սայրերի սրության պահպանումը, ինչպես նաև համապատասխան սառեցնող հեղուկների կամ պաշտպանիչ ծածկույթների կիրառումը կարող են նվազեցնել բյուրրերի առաջացումը: