การกลึงอะลูมิเนียม CNC เป็นหนึ่งในบริการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายทั่วโลกในอุตสาหกรรมการผลิต เนื่องจากมีความยืดหยุ่นและบริการที่รวดเร็ว การเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมจะให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อดำเนินการตัดเฉือน
บทความนี้จะกล่าวถึงพื้นฐานของวิธีการตัดเฉือนอะลูมิเนียม การเลือกวัสดุ และการปรับปรุงประสิทธิภาพของ CNC ของคุณ ความรู้ในด้านต่างๆ เหล่านี้สามารถส่งผลเชิงบวกต่อความทนทานของเครื่องมือ ผิวสำเร็จ และประสิทธิภาพการผลิตได้
อลูมิเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่หลากหลาย เนื่องจากมีคุณสมบัติเช่น น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อนสูง และสารละลายอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง อย่างไรก็ตาม การตัดเฉือนอะลูมิเนียมไม่ใช่เรื่องง่าย คุณลักษณะเดียวกันที่ทำให้อะลูมิเนียมมีประโยชน์ใช้สอยยังทำให้เกิดความท้าทายในการตัดเฉือนที่มีความจำเพาะสูง เช่น ความร้อนและเศษตัด
คู่มือนี้จะช่วยคุณด้วยเครื่องมือที่ดีที่สุดเพื่อรับมือกับความท้าทายทั้งหมดที่เกิดขึ้นในการตัดเฉือนอะลูมิเนียม
การเลือกอะลูมิเนียมอัลลอยด์ที่เหมาะสมเป็นรากฐานของความสำเร็จในการตัดเฉือน CNC โลหะผสมแต่ละชนิดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไปซึ่งอาจส่งผลต่อกระบวนการตัดเฉือนอย่างมีนัยสำคัญ
อลูมิเนียมอัลลอยด์ที่ใช้กันมากที่สุดใน เครื่องจักรกลซีเอ็นซี อลูมิเนียม ได้แก่ :
• อะลูมิเนียม 6061: มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีและเชื่อมได้ง่าย และเนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง จึงเหมาะสำหรับงานโครงสร้าง และทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี
• อลูมิเนียม 7075: วัสดุเฉพาะนี้เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง ซึ่งพบการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง แต่สามารถเชื่อมได้น้อยกว่า 6061 เล็กน้อย
• อะลูมิเนียมปี 2024: โลหะผสมนี้ได้รับความนิยมในด้านความแข็งแรงเมื่อยล้าและความแข็งแรงสูง อยู่ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเพื่อการผลิต แต่สามารถทำได้โดยใช้วิธีการตัดเฉือนที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำทุกครั้ง
กล่าวคือ โลหะผสมแต่ละชนิดมีคุณสมบัติเฉพาะบางประการสำหรับการตัดเฉือน ตัวอย่างเช่น แม้ว่า 6061 จะป้องกันความละเอียดและรูปทรงได้ง่ายกว่า แต่ 7075 จำเป็นต้องให้ความสนใจอย่างมากกับพารามิเตอร์อื่นๆ เช่น อัตราป้อน ความเร็วตัด เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไป และการสึกหรอของเครื่องมือ
ความรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะของอะลูมิเนียมอัลลอยด์ชนิดต่างๆ จะแนะนำคุณเกี่ยวกับเครื่องมืออะลูมิเนียม CNC ที่เหมาะสมในการใช้งานและพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการตั้งค่าเครื่องจักรของคุณ ตัวอย่างเช่น การตัดเฉือนอะลูมิเนียม 6061 ได้ง่ายกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับอะลูมิเนียม 7075 ซึ่งทำให้เกิดความร้อนมากกว่า ดังนั้นจึงได้ประโยชน์จากความเร็วตัดและอัตราป้อนที่ต่ำกว่า คุณสมบัติเหล่านี้จะกำหนดกลยุทธ์ในการตัดเฉือนของคุณ และการเลือกโลหะผสมต้องขึ้นอยู่กับข้อกำหนดในการใช้งาน
การตัดเฉือน CNC ขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ ซึ่งเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพของกระบวนการตัดเฉือนและคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ที่ผลิต ได้แก่ความเร็วตัด ความเร็วสปินเดิล อัตราป้อน ความลึกของการตัด อัตราการแทง โหลดเศษ และอื่นๆ ความรู้เกี่ยวกับพารามิเตอร์เหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญในการได้รับผลลัพธ์ที่ถูกต้องตามแผนที่วางไว้
ความเร็วตัดหมายถึงความเร็วที่เครื่องมือตัดถูกป้อนผ่านวัสดุ ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นฟุตต่อนาทีหรือเมตรต่อนาที พารามิเตอร์นี้ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการขจัดวัสดุและลักษณะผิวสำเร็จของชิ้นงาน
ความเร็วตัดที่เหมาะสมจะช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือและประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องอัดและเครื่องมือให้เหมาะสม ความเร็วสูงอาจทำให้เกิดความร้อนซึ่งส่งผลเสียต่อเครื่องมือตัด และความสามารถในการขึ้นรูปและผิวสำเร็จต่ำสำหรับความเร็วต่ำ สูตรคำนวณความเร็วตัด (Cs) คือ:
Cs = π x ลึก x n
ที่ไหน:
พาย = 3.14
d = เส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นงาน
n = ความเร็วสปินเดิล มีหน่วยเป็น RPM
อัตราการป้อนหมายถึงระยะทางที่เครื่องมือตัดเจาะเข้าไปในชิ้นงานต่อการหมุนรอบสปินเดิลหนึ่งครั้ง ซึ่งส่งผลต่อพื้นผิวในขั้นสุดท้าย ความทนทานของเครื่องมือ และอัตราการตัดเฉือน โดยปกติจะกำหนดเป็นนิ้วต่อนาที (IPM) หรือมิลลิเมตรต่อนาที (MM/min)
รักษาอัตราการป้อน อัตราการขจัดเศษดีบุกและออก และอัตราการเสื่อมสภาพของเครื่องมือ สภาวะเหล่านี้ทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วมากเมื่ออัตราการป้อนถูกแม่แรงขึ้น ขณะเดียวกันก็ใช้เวลานานมากเมื่ออัตราการป้อนลดลง
สูตรสำหรับอัตราการป้อน (F) คือ:
ฉ=ฉ×น
ที่ไหน:
f = การเปลี่ยนเครื่องมือต่อรอบ (วัดเป็น มม./รอบ)
n = ความเร็วสปินเดิล (วัดเป็น RPM)
การกำหนดอัตราการป้อนที่เหมาะสม
ในความเป็นจริง อัตราป้อนมีค่าตามที่ให้ ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ สภาพของเครื่องมือ กำลังม้าที่มีอยู่ของเครื่องจักร คุณภาพของผิวสำเร็จ และอายุการใช้งานของเครื่องมือ
ตามกฎแล้ว การทำงานกับวัสดุที่มีลักษณะอ่อนกว่าจะทำให้สามารถใช้อัตราการป้อนที่สูงขึ้นได้ ในขณะที่วัสดุ เช่น อลูมิเนียมและทองแดงซึ่งมีความแข็งสูงกว่า ควรใช้ในอัตราป้อนที่ต่ำกว่า เพื่อป้องกันการสึกหรอของเครื่องมือมากขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพเอาไว้ ขึ้น.
ความลึกของการตัดบ่งบอกถึงความหนาของวัสดุที่ดึงออกในการกลึงครั้งเดียว โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 0.5 ถึง 2 มิลลิเมตร ขึ้นอยู่กับประเภทวัสดุและความสามารถของเครื่องจักร ความลึกจำเพาะไม่ได้มาตรฐาน แต่ควรเลือกตามคุณสมบัติของวัสดุและความสามารถของเครื่องมือ
คำแนะนำสำหรับความลึกของการตัด
• วัสดุเนื้ออ่อน (เช่น อะลูมิเนียม): ความลึกอาจสูงกว่านี้ได้ (1-2 มม.)
• วัสดุแข็ง (เช่น เหล็ก): ความลึกควรต่ำกว่า (0.5-1 มม.)
ความเร็วของสปินเดิลคือความเร็วการหมุนของเครื่องมือตัดหรือชิ้นงาน ซึ่งวัดเป็นรอบต่อนาที (RPM) มีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพการตัด อายุการใช้งานของเครื่องมือ และคุณภาพผิวสำเร็จ ควรปรับความเร็วของแกนหมุนตามวัสดุที่กำลังกลึง
การคำนวณความเร็วแกนหมุน
สูตรสำหรับความเร็วของสปินเดิล (n) คือ:
n=Cs×1,000 / π×d
ที่ไหน:
• Cs= ความเร็วตัด (ม./นาที)
• d= เส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นงาน (มม.)
ฟุตพื้นผิวต่อนาที (SFM) วัดความเร็วตัดที่พื้นผิวของชิ้นงาน และมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการตัดและคุณภาพพื้นผิว สูตรสำหรับ SFM คือ:
SFM= π× ล × รอบต่อนาที / 12
ที่ไหน:
D = เส้นผ่านศูนย์กลางชิ้นงาน (นิ้ว)
RPM= ความเร็วสปินเดิล (รอบต่อนาที)
อัตราการแทงคือความเร็วที่เครื่องมือตัดเคลื่อนในแนวตั้งเข้าไปในวัสดุ โดยทั่วไปจะวัดเป็นนิ้วต่อนาที (IPM) หรือมิลลิเมตรต่อนาที (MM/นาที) อัตราการแทงที่ได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสมจะช่วยลดการสึกหรอของเครื่องมือตัดและเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือน สูตรอัตราการกระโดดคือ:
อัตราการแทง = อัตราป้อนต่อฟัน จำนวนความเร็วแกนหมุนของฟัน
โหลดชิปหมายถึงวัสดุที่ถูกดึงออกโดยคมตัดแต่ละอันระหว่างการผ่าน การรักษาปริมาณเศษให้เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสุขภาพเครื่องมือ คุณภาพผิวสำเร็จ และประสิทธิภาพการตัดเฉือน โหลดชิปที่เหมาะสมจะสร้างสมดุลให้กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงประเภทวัสดุ สภาพของเครื่องมือตัด และความสามารถของเครื่องจักร
ปรับสมดุลโหลดชิป
• ประเภทวัสดุ: วัสดุที่นิ่มกว่ามักจะทำให้มีการโหลดเศษสูงขึ้น
• เครื่องมือตัด: เครื่องมือคุณภาพสูงสามารถรองรับปริมาณเศษที่มากขึ้นได้
• กำลังของเครื่องจักร: เครื่องจักรที่ทรงพลังมากขึ้นสามารถรองรับการโหลดเศษที่สูงขึ้นได้โดยไม่กระทบต่อความแม่นยำ
อลูมิเนียมเป็นหนึ่งในวัสดุที่ใช้มากที่สุดในการตัดเฉือน CNC เนื่องจากมีน้ำหนักเบา แข็งแรง และตัดเฉือนง่าย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด เครื่องมือตัดจะต้องคมเพื่อลดปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นขณะตัดเฉือน อัตราการทำความเย็นและการหล่อลื่นยังมีบทบาทอย่างมากต่ออายุการใช้งานของเครื่องมือตัดตลอดจนคุณภาพผิวสำเร็จ
• ความเร็วแกนหมุน: 3000-6000 รอบต่อนาที
• ความเร็วในการตัด: 600-1,000 ฟุตต่อนาที (ฟุต/นาที)
• อัตราการป้อน: 0.002-0.005 นิ้วต่อฟัน (IPT)
• ระยะกินลึก : 0.04-0.10 นิ้ว
• การตกแต่งพื้นผิว: ความเร็วแกนหมุนสูงรวมกับอัตราการป้อนต่ำช่วยให้ได้ผิวสำเร็จที่เรียบเนียน
การเลือกเครื่องมือที่เหมาะสมเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญในกระบวนการกัดอะลูมิเนียมด้วย CNC การเลือกเครื่องมือส่งผลต่อกระบวนการตัดเฉือนหรือการผลิตทั้งหมด และคุณภาพโดยรวมของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป
เมื่อพูดถึงการตัดเฉือนอะลูมิเนียม ประเภทของวัสดุที่ใช้กับเครื่องมือมีอิทธิพลอย่างมาก วัสดุทั่วไป ได้แก่ :
• เครื่องมือคาร์ไบด์: เครื่องมือคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้ในการตัดเฉือนอลูมิเนียมเนื่องจากมีความแข็งหรือทนทานต่อการสึกหรอ เนื่องจากต้องใช้แรงน้อยกว่า จึงสามารถรองรับความเร็วของสปินเดิลที่สูงขึ้นได้ และยังให้พื้นผิวที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นกว่าเครื่องมือ HSS
• เครื่องมือ HSS: HSS ราคาถูกกว่าคาร์ไบด์ แม้ว่าประสิทธิภาพอาจไม่เร็วเท่าและอาจมีช่วงไม่นานเท่ากับเครื่องมือคาร์ไบด์ก็ตาม แต่อาจเหมาะสมกับงานปริมาณการผลิตน้อยหรือการใช้งานที่มีความเข้มข้นน้อยก็ได้
การเคลือบเครื่องมือ เช่น TiN (ไทเทเนียมไนไตรด์) หรือ TiAlN (ไทเทเนียมอลูมิเนียมไนไตรด์) สามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างมากโดยการลดแรงเสียดทานและปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ นอกจากนี้ การเลือกรูปทรงเครื่องมือที่เหมาะสมยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้:
• มุมเกลียวสูง: เครื่องมือที่มีมุมเกลียวสูงสามารถปรับปรุงการคายเศษ และลดโอกาสที่เครื่องมือจะติดกัน ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญในการตัดเฉือนอะลูมิเนียม
• ขลุ่ยขัดเงา: การออกแบบขลุ่ยขัดเงาช่วยในการกำจัดเศษที่มีประสิทธิภาพและป้องกันการห่อตัวของเศษ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวม
การใช้แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดในการตัดเฉือน CNC ถือเป็นสิ่งสำคัญหากต้องการให้ได้ประสิทธิภาพการผลิตสูงสุด ความทนทานของเครื่องมือ และได้ชิ้นส่วนที่มีคุณภาพ ต่อไปนี้เป็นกลยุทธ์บางประการที่ควรพิจารณา:
กลยุทธ์พารามิเตอร์การตัดแบบปรับเปลี่ยนได้ช่วยให้ผู้ใช้ปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ของสายการผลิตหนึ่งหรือหลายรายการในระหว่างขั้นตอนการตัดเฉือน ขึ้นอยู่กับสภาวะปัจจุบัน นอกจากนี้ ยังเพิ่มประสิทธิภาพและลดโอกาสที่เครื่องมือจะแตกหัก ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความทนทานของเครื่องมือ
การใช้งานดังกล่าวสามารถบูรณาการเพื่อตรวจสอบพื้นที่ที่ต้องการและทำการแก้ไขพารามิเตอร์การตัดที่จำเป็นตามเงื่อนไขที่อนุญาต ความร้อนสูงเกินไปของเครื่องมือสามารถกำจัดได้ด้วยการควบคุมอุณหภูมิ ดังที่เห็นได้จากการตรวจสอบประสิทธิภาพ เช่น เวลาที่ใช้งานก่อนที่จะต้องเปลี่ยน
เครื่องจักร CNC ในปัจจุบันทุกเครื่องมีโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่สามารถปรับการตั้งค่าพื้นฐานโดยอัตโนมัติตามการใช้งาน การใช้คุณสมบัติเหล่านี้อาจส่งผลให้มีการปรับปรุงการทดสอบและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย และปรับปรุงการตัดเฉือนชิ้นงาน
การควบคุมความร้อนมีความสำคัญมากในการตัดเฉือนอลูมิเนียม CNC การเลือกความเร็วตัด อัตราป้อน และแนวทางที่เหมาะสมในการใช้สารหล่อเย็น ช่วยลดการสะสมความร้อน และลดแนวโน้มการสึกหรอด้านข้างของเครื่องมือและผิวสำเร็จของ Globe
มีรูปทรงเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุดที่จะใช้ เพื่อให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและผลลัพธ์ได้ โดยขึ้นอยู่กับงานที่จะทำการตัดเฉือน โดยพื้นฐานแล้ว เครื่องมือที่ใช้ในการตัดเฉือนอะลูมิเนียมควรให้ความสำคัญกับปัญหาการถอดเศษและการกระจายความร้อนเป็นพิเศษ
การใช้สารหล่อเย็นและการหล่อลื่นอย่างเหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญในการตัดเฉือน CNC เพื่อจัดการความร้อนและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องมือ
• ความสำคัญของสารหล่อเย็นสำหรับการจัดการความร้อน: สารหล่อเย็นช่วยลดการสะสมความร้อนระหว่างการตัดเฉือน ป้องกันการสึกหรอของเครื่องมือ และรับประกันผิวสำเร็จที่ดีขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถช่วยชะล้างชิปออก ปรับปรุงการจัดการชิปอีกด้วย
• แนวทางปฏิบัติด้านน้ำหล่อเย็นที่ดีที่สุด: สารหล่อเย็นที่ละลายน้ำได้มักจะใช้ได้ผลดีกับการตัดเฉือนอะลูมิเนียม สิ่งสำคัญคือต้องเลือกสารหล่อเย็นที่เข้ากันได้กับอะลูมิเนียม เพื่อป้องกันปฏิกิริยาทางเคมีที่อาจทำให้วัสดุหรือเครื่องมือเสื่อมคุณภาพ
น่าแปลกที่แม้แต่ช่างเครื่องที่เชี่ยวชาญก็อาจพบว่าตัวเองติดอยู่กับสิ่งที่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการตัดเฉือน ต่อไปนี้เป็นข้อผิดพลาดทั่วไปที่ควรระวัง:
เมื่อหมุนสปินเดิลด้วยความเร็วที่ไม่ถูกต้อง เครื่องมือมักจะถูกไฟไหม้และทำให้เกิดสัญญาณบ่งชี้ความล้มเหลวอื่นๆ ในระยะเริ่มแรก โปรดจำไว้ว่าความเร็วของสปินเดิลของคุณควรปรับให้เหมาะกับอะลูมิเนียมอัลลอยด์บางประเภทที่คุณจะใช้งานเสมอ
การใช้อัตราป้อนที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้เครื่องมือสึกหรอหรือคุณภาพผิวสำเร็จต่ำ อัตราการป้อนจะต้องเท่ากับอัตราการตัดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม
การคายเศษที่ไม่ดีหรือไม่เพียงพอยังก่อให้เกิดปัญหา เช่น การห่อตัวของเศษ ส่งผลให้ได้ผิวสำเร็จที่ไม่ดีและมีการสึกหรอของเครื่องมือสูง ด้วยเหตุนี้ กลยุทธ์การตัดเฉือนของคุณจึงต้องมีแผนการจัดการเศษที่เหมาะสมอยู่เสมอ
การใช้สารหล่อเย็นที่ไม่เหมาะสมจะทำให้สารหล่อเย็นเกิดความร้อนสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้อายุการเก็บของเครื่องมือลดลง ปรับเปลี่ยนเทคนิคการระบายความร้อนที่เหมาะสมกับสภาพการตัดเฉือนของโครงการของคุณ
เมื่อไม่ได้วางแผนเส้นทางที่ถูกต้องของเครื่องมือ จะใช้เวลาในการตัดเฉือนนานขึ้นและการสึกหรอของเครื่องมือจะเพิ่มขึ้น ขอแนะนำให้ใช้เวลามากขึ้นในการพัฒนาเส้นทางเครื่องมือที่ถูกต้องเพื่อคำนึงถึงอินสแตนซ์ทั้งหมดที่สามารถเข้าถึงได้ในกระบวนการ
การเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมของการตัดเฉือนอะลูมิเนียม CNC ไม่เพียงแต่ต้องคำนึงถึงขั้นตอนเฉพาะบางขั้นตอนเท่านั้น แต่ยังคำนึงถึงปัจจัยหลายประการด้วย การเลือกโลหะผสมและประเภทของเครื่องมือ ความเร็วตัด และอัตราการป้อน ล้วนเป็นการวัดผลเล็กๆ น้อยๆ ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพโดยรวมของกระบวนการตัดเฉือนของคุณ เมื่อเข้าใจถึงลักษณะเฉพาะทั้งหมดของการตัดเฉือนอะลูมิเนียมและการใช้ Chevron aluminium CNC อย่างถ่องแท้แล้ว เราก็สามารถได้รับผลตอบแทนที่ดีที่สุดโดยใช้ความพยายามและค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อยตามที่จำเป็น
ข้อมูลในที่นี้จะเป็นแรงบันดาลใจให้คุณค้นคว้าเทคโนโลยีและวิธีการใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องเพื่อเป็นผู้ควบคุมเครื่องจักรหลักในทุกที่ที่คุณได้รับมอบหมาย เนื่องจากการนำวัฒนธรรมการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในขั้นตอนการทำงานไม่เพียงแต่จะปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่ยังรวมถึงความยั่งยืนของการดำเนินงาน CNC ของคุณด้วย