EN
Алюминийді кесудегі қыртыстардың пайда болу механизмдерін түсіну
Алюминий экструзиясындағы ығысу деформациясы мен шығу деформациясы
Алюминийді кескенде материал әдетте кесудің аяғында таза қиылмайды, сондықтан кейде қыртыс пайда болады. Бұл құбылыс шынымен қызықты. Пышақ өңделетін бұйымның шетіне жақындай келе, қолдаусыз қалған материал бөлігі пайда болады. Ол таза сынбай, пластикалық деформацияға ұшырайды да, біз «айналу қыртысы» деп атайтын осы қалың емес металдық қатпарларды тудырады. Мәселенің ауырлауы «қию локализациясы» деп аталатын құбылысқа байланысты. Алюминий жылу өткізгіштігі төмен болғандықтан, барлық жылу кесу жиегінің маңында жиналады. Бұл металлды жұмсартып, жыртылуға ұшырауына себепші болады. Сонымен қатар, тербелістер жағдайды тағы да нашарлатады. 2006 жылы Торопов жүргізген зерттеулерге сәйкес, егер тербелістер 2 микрометрден асса, қыртыстар биіктігі 40%-ға дейін артуы мүмкін. Бұл мәселелерді шешу үшін станокшылар көбінесе материалды пышаққа қарай итеретін, ал қарама-қарсы бағытта тартпайтын «көтерілетін фрезерлеу» әдісін қолданады. Шығу кесімдерін тегістеу де пайдалы, себебі бұл қолдаусыз қалатын шеттің ұзындығын азайтады. Тағы бір маңызды фактор — пышақтардың өткірлігін сақтау, өйткені туппаған пышақтар жұмыс істеген кезде көбірек жылу шығарады.
Қоспалардың деформацияланғыштығы, қаттылығы және микрοқұрылымының қиықтардың түрі мен өлшеміне әсері
Алюминий қорытпаларының қасиеттері кесу кезінде қыртыстардың пайда болуы мен олардың жалпы өлшемін анықтауда негізгі рөл атқарады. Мысалы, 6061-T6 сияқты жоғары пластикалық қорытпалар кесу кезінде көп мөлшерде пластикті деформацияға ұшырайтындықтан, үлкен дөңестелген қыртыстар тудырады. Біз бұл қорытпаның жұмсартылған (анеалданған) түрімен жұмыс істеген кезде қыртыстың қалыңдығы шамамен 0,3 мм-ге жеткенін бақылағанбыз. Ал 7075-T651 сияқты қаттырақ қорытпалар керісінше, кішірек қыртыстар тудырады, бірақ олар жиі өткір болады, себебі материал әдетте сынықтық тәсілмен зернелер арасында сынады. Зерне құрылымы да маңызды. 50 микроннан кіші зернелі материалдар қыртыстың биіктігін шамамен 25% азайтады, себебі кесу әсері бет бойынша біркелкірек жүреді. Тағы бір маңызды фактор — 6061 қорытпасындағы Mg₂Si тұнбалары. Олар дисперсиялық беріктендіру әсері арқылы деформацияға қарсы тұрады. Алюминийді кесу операциялары кезінде қыртыстарды азайту жолдарын қарастырғанда өндірушілер материалдың функционалдық талаптарын қыртыстардың пайда болуына қандай сезімталдығымен теңестіруі қажет. Экструзиялық өңдеу процестерінде гладкий жиектер алу үшін ең жақсы нәтиже кремний мазмұны дәл реттелетін жеңіл қорытпаларда алынады; бұл бастапқы қыртыстардың пайда болуын да, кейіннен оларды жоюға кететін уақытты да азайтады.
Алюминийді кесудегі оқшаулану бұрғысын азайту үшін кесу параметрлерін оптималдау
Шығу бұрғысының өсуін басу үшін кесу жылдамдығы мен подача жылдамдығын теңестіру
Таңғыш бұрғылау кезінде шығу орындарындағы қажетсіз түйіршіктерді бақылау үшін беріліс жылдамдығы мен кесу жылдамдығына дәл реттеулер орнату өте маңызды, бірақ бұл процестің жалпы қарқынын көп төмендетпеуі керек. Егер беріліс жылдамдығы тым жоғары болса, шығу аймағында пластикті деформация көбейеді, сондықтан барлығына ұнамайтын ірі «айналып кеткен» түйіршіктер пайда болады. Керісінше, егер беріліс жылдамдығы тым төмен болса, жеке аймақта жылу көп мөлшерде жиналады да, пышақтар қажылуы тездейді. Сондай-ақ, бір зерттеуде (өткен жылы жасалған) 6061-T6 алюминийді фрезерлеу кезінде беріліс жылдамдығын тіс басына шаққанда 0,2 мм-ден 0,1 мм-ге дейін екі есе төмендету түйіршік түзілуін шамамен екі есе азайтқаны анықталды. 6063 алюминий сияқты жұмсақ материалдар үшін кесу жылдамдығын 1500–2500 SFM (фут/минут) аралығында ұстау өңделетін беттің қатайуын алдын алуға көмектеседі және сонымен қатар кесу аймағынан стружкалардың дұрыс шығуын қамтамасыз етеді. Бұл параметрлер арасындағы «тәтті нүктені» табу шығу орындарындағы түйіршіктерді өндіріс қарқынына көп зиян келтірмей-ақ айтарлықтай азайтады — бұл әртүрлі детальдар мен әуе кемелерінің компоненттерін жасайтын өндірушілер үшін өте маңызды.
Қиылу геометриясын реттеу: пышақтың материалға ену бұрышы, қиылу тереңдігі және қыртыс бағыты
Пышақтың материалға қалай енетіндігі мен оның қаншалықты терең қиятындығы — қандай түрдегі қыртыстар пайда болатынын, олар қай бағытта орналасатынын және кейін оларды оңай алып тастауға болатынын айтарлықтай әсер етеді. Егер пышақтың алдыңғы бұрышы оң, шамамен 10–15 градус болса, ол әдетте жоғары қарай иілген қыртыстарды тудырады, оларды кесуден кейін тазарту қиын емес. Ал егер бұрыш теріс болса, төмен қарай бағытталған қыртыстар пайда болады, олар бөлшектердің бір-біріне дәл келуі мен дұрыс жұмыс істеуін әлдеқайда нашарлатады. Қиылу тереңдігі туралы айтсақ, тәжірибелі станокшылар көбінесе пышақтың тістер арасындағы тереңдігінің 1,5 есесінен аспау керек деп кеңестіреді. Бұл шектен асып кету қиындықтардың қалыптасуына әкеледі және жиналыс немесе жабдықтау процестері кезінде ешкімге керегі жоқ қосымша қыртыстардың пайда болуына себепші болады.
| Параметр | Оңтайлы қашықтық | Қыртыстың әсері |
|---|---|---|
| Ену бұрышы | 5°–10° оң | Жыртылу қыртыстарын 40%-ға азайтады |
| Кесу тереңдігі | ≤1,5– тістер арасындағы тереңдік | Екінші деңгейлі қыртыстың пайда болуын болдырмау |
| Зуб интервалы | Ұсақ (80+ TPI) | Беттік жағын 30%-ға жақсартады |
Осының барлығын біріктіру таза кесілетін алюминий профилі техникалары бұларды бу тәрізді салқындатумен біріктіру алюминийді жұмсартатын жылулықты шашыратып, құрылған қыр пайда болуын ынталандыратын, сондықтан алюминийге түйісу қиындығын әлдеқайда азайтады.
Алюминийді тиімді кесуге арналған кескіш пышақтарды таңдау мен қолдану арқылы қиындықты азайту
Жұмсақ алюминий қорытпалары үшін тіс геометриясы, алға қарай иілу бұрышы және ілгек бұрышын оптимизациялау
Карбидті ұштары бар және үш тісті қиық дизайнымен жасалған пышақтар жұмсақ алюминий қорытпаларын кескенде өте жақсы жұмыс істейді. Бұл тістердің ауысу реті олардың материалды салыстырмалы түрде тегіс кесуіне, қатты қабатқа қатып қалуына немесе бетін тартуына кедергі келтіреді. Шамамен 10–15 градус оң қиғаш бұрышы бар пышақтар кесудің күшін азайтып, жылу шығаруды төмендетеді, нәтижесінде құралдың іздері азаяды және соңғы бөлшектердің сапасын бұзып жіберетін қатты жыртылулық кемкерлері пайда болмайды. 6063-T5 сияқты «жапсырғыш» қорытпалар үшін 10 градустан жоғары қосымша бұрыштар механикалық өңдеу кезінде стружкаларды тазартуды жақсартады. Жұқа кесік жасайтын пышақтар да маңызды, себебі олар үйкелісті азайтады, сондықтан өңделетін бөлшектің деформациялану ықтималдығы төмендейді. Кесу балшығы сияқты майлар немесе май бұрқылдағы жүйелерін қолдану алюминийдің пышақ тістеріне жабысуын болдырмауға көмектеседі; бұл шығу кезіндегі деформация мен механикалық өңдеуден кейін барлық мамандардың ұнатпаған қатты кемкерлердің пайда болуына себепші болады.
Пышақтың сүйірлігі, қаптауы және суытқыштың ұзақ мерзімді кесік қалдыруын бақылауға сәйкестігі
Тұрақты кесік орындарын бақылау — бірінші көзбен қажетті пышақты таңдауға байланысты емес. Бұл негізінен пышақтарды уақыт өте келе қаншалықты жақсы ұстап тұратынына байланысты. Пышақтар түссізденген кезде олардың кесу әрекеті тиімсіз болып, үйкеліс көбейіп, салыстырмалы түрде биіктігі үш есе артық кесік орындарын тудыруы мүмкін. Пышақтардың сүйірлігін реде кезекте тексеру — барлығын өзгертеді. Көптеген цехтар пышақтарды шамамен 150 рет кескеннен кейін тексерген кезде алюминий профилдерінің таза және кәсіби түрде болатынын байқайды. Титан добориді сияқты арнайы антиадгезиялық қабықшалар алюминийдің пышақ бетіне жабысуын болдырмауға көмектеседі, бұл қажетсіз шығу кесік орындарын азайтады. Дұрыс суытқышты таңдау да маңызды. Эмульгирленетін майлар көптеген қолданыстар үшін жақсы жұмыс істейді, алайда кейбір адамдар орнына синтетикалық бұрқылдақтарды қолдануды ұнатады. Таңдалған нұсқа пышақтардың арнайы қабықшаларын зақымдамайтын және химиялық әрекеттердің пайда болуын болдырмайтын, дұрыс майлау қызметін атқаруы керек. Дұрыс суытқыш қолданылуы тек қана жылулықты төмендетуге ғана емес, сонымен қатар материалдардың жұмсаруына әкелетін жылу жиналуын реттеуге, сондай-ақ қорғалған қыр пайда болуын болдырмайтын, нәтижесінде кесу операциялары кезінде жақсы қиылу қабілетін қамтамасыз ететін маңызды рөл атқарады.
Бурь пайда болуына әсер ететін машина орнатылуы мен жағдайлар
Алюминийді кесу операцияларында қиындық туғызатын осы қабыршақтарды азайту үшін машина орнатуын дұрыс жасау өте маңызды. Бөлшектер дұрыс бекітілмеген кезде, кесу кезінде олар тербеліске ұшырайды, бұл шығу нүктесіндегі жағдайды тағы да нашарлатады. Нәтижесінде үлкен, біркелкі емес қабыршақтар сияқты әртүрлі проблемалар пайда болады. Салалық зерттеулер көрсеткендей, осы тербелісқа байланысты мәселелер жақсы орнатылған жағдайларға қарағанда қайта өңдеуге кететін уақытты екі есе арттыруы мүмкін, яғни барлығы қозғалмай тұрады. Пышақ бұрышы да маңызды — оны шамамен ширек градусқа дейін түзі ұстау барлығын өзгертеді. Ал алюминий профилдерін кескен кезде бұрыш жарты градусқа ғана ауытқыса, материалдың біркелкі кесілуі бұзылады және осы қажетсіз «айналып кететін» қабыршақтар пайда болады. Жағдай факторлары да маңызды. Егер кесу кезінде температура бес градус Цельсийге дейін жоғарылаған немесе төмендеген кезде, алюминийдің кесу процесінің ортасында өзгерістері басталады. Ал ылғалдылық 60%-дан асқан кезде біршама жағылмаған немесе тек аздап майланған пышақ тістерінде тез қабатталу басталады. Көптеген экструзиялық бұйымдарды өз машиналары арқылы өңдейтін цехтар үшін кесу аймағындағы жағдайды бақылау және тербеліс сіңіретін тірек орнату әрқашан аз қабыршақтармен тұрақты нәтижелерге қол жеткізуге көп көмек береді.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Алюминийді кескенде тістің пайда болуының себептері қандай?
Тістер алюминийдің өңделетін бетінің шетіне жақындап келген кезде дұрыс емес кесу нәтижесінде пайда болады. Қолдаусыз материал пластикті түрде деформацияланады, бұл жылу жиналуы мен тербелістер әсерінен тістердің пайда болуына әкеледі.
Қорытпалардың қасиеттері тістердің түрі мен өлшеміне қалай әсер етеді?
Жоғары созылғыштыққа ие қорытпалар пластикті ағу нәтижесінде ірі тістердің пайда болуына әкелуі мүмкін, ал қаттырақ қорытпалар кішірек, өткір тістерді тудыруы мүмкін. Дән құрылымы мен Mg2Si тұнбалары да тістердің пайда болуына әсер етеді.
Тістердің пайда болуын азайту үшін негізгі кесу параметрлері қандай?
Кесу жылдамдығы мен берілу жылдамдығы арасында дұрыс тепе-теңдік орнату, сонымен қатар пышақтың ену бұрышы мен кесу тереңдігін бақылау тістердің пайда болуын қатты азайта алады.
Алюминийді кесуге арналған пышақтарды қалай оптимизациялауға болады?
Сәйкес тіс геометриясы, қиғаш бұрышы (rake angle) және иілу бұрышы (hook angle) бар пышақтарды қолдану, олардың өткірлігін сақтау, сондай-ақ тиімді салқындатқыштар немесе қаптамалар қолдану тістердің пайда болуын азайтуға көмектеседі.