Công nghiệp hiện đại theo đuổi xử lý các bộ phận hiệu quả và ổn định để đáp ứng nhu cầu kép của khách hàng để giao hàng nhanh và chất lượng ổn định. Trong bối cảnh này, nhôm, như một hợp kim nhẹ, mạnh, bền và chống ăn mòn, đã trở thành một vật liệu lý tưởng cho ứng dụng rộng rãi. Điều này cũng đã dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của một công nghệ nhôm phay mới - gia công tốc độ cao (HSM).
So với các phương pháp phay truyền thống, gia công tốc độ cao nổi bật với tốc độ cắt cực kỳ cao. Các nhà khai thác có thể tận dụng tối đa lợi thế này bằng cách tăng nguồn cấp dữ liệu cắt. Do đó, trong quá trình xử lý nhôm, việc sử dụng chiến lược HSM có thể mang lại nhiều lợi ích bất ngờ so với phay truyền thống. Sau đây là những lợi ích của việc chọn chiến lược HSM nhôm thay vì phay truyền thống.
1 Hiệu quả cao hơn
Bằng cách tăng tốc độ cắt lên ba lần so với phay nhôm truyền thống, chúng ta có thể tăng tốc độ thức ăn lên hai lần (đặc biệt là đối với hợp kim nhôm mềm hơn). Điều đáng chú ý là tốc độ thức ăn gia công là một yếu tố chính trong việc đo lường năng suất của toàn bộ quá trình phay. Mặc dù vậy, gia công tốc độ cao vẫn có thể cạnh tranh với phay truyền thống về hiệu quả. Khả năng điện số cao của nhôm cho phép tốc độ trục chính dễ dàng vượt quá 18, 000 RPM hoặc thậm chí cao hơn, đạt được tốc độ loại bỏ vật liệu tuyệt vời.
Tỷ lệ loại bỏ vật liệu như vậy làm cho các dịch vụ gia công bằng nhôm sử dụng các chiến lược HSM rất hấp dẫn trong các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ. Trong lĩnh vực sản xuất ô tô, các nguyên mẫu đòi hỏi rất nhiều loại bỏ vật liệu, vì vậy việc giảm cài đặt phay là đặc biệt quan trọng. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nhiều bộ phận dài và lớn có các hốc sâu và các cấu trúc vách mỏng (những bộ phận này thường được gia công thành một tập hợp các xương sườn để giảm trọng lượng), và 80% máy bay và tên lửa được làm bằng hợp kim nhôm. Do đó, việc áp dụng các chiến lược HSM trong các lĩnh vực này đặc biệt có lãi.
2 Nhiệt độ cắt
Mối quan hệ giữa nhiệt độ cắt và tốc độ cắt cho thấy một mô hình thay đổi thú vị. Lúc đầu, khi tốc độ cắt tăng, nhiệt độ cũng tăng theo. Tuy nhiên, khi tốc độ cắt đạt đến một mức cao hơn nhất định, nhiệt độ bắt đầu giảm mạnh cho đến khi nó giảm xuống mức không còn tác động đáng kể đến quá trình gia công. Tại thời điểm này, ngay cả khi tốc độ cắt được tăng thêm, việc giảm nhiệt độ trở nên không đáng kể. Điểm bước nhiệt độ này là một tính năng quan trọng của công nghệ HSM.
Lấy nhôm làm ví dụ, khi tốc độ cắt là 300-500 m/phút, nhiệt độ của vùng cắt có thể cao như 600-800 độ C. Tuy nhiên, một khi tốc độ cắt được tăng lên 1200 m/phút, nhiệt độ sẽ giảm nhanh xuống dưới 200 độ C. Và khi tốc độ cắt đạt 1800 m/phút, nhiệt độ thấp như chỉ 150 độ C. Từ tốc độ này, ảnh hưởng của việc tăng tốc độ cắt trong việc giảm nhiệt độ không còn rõ ràng.
Điều đáng chú ý là trong phạm vi nhiệt độ thấp của 150-200 độ C, các tính chất vật liệu của vùng cắt vẫn không thay đổi, các hạt kim loại sẽ không tăng do nhiệt độ cao và nhu cầu làm mát giảm đi rất nhiều. Đây chắc chắn là một lợi thế rất lớn.
3 tuổi thọ công cụ dài hơn
Điều này nghe có vẻ phản trực giác, bởi vì tốc độ cắt nhanh hơn trực quan sẽ dẫn đến hao mòn công cụ lớn hơn. Tuy nhiên, khi chúng tôi so sánh lượng vật liệu cắt trên mỗi đơn vị thời gian bằng các công cụ cắt nhôm trong HSM (gia công tốc độ cao) và phay thông thường, thay vì chỉ đơn giản là tuổi thọ của công cụ trong vài phút, sự khác biệt trở nên rõ ràng và HSM cho thấy một lợi thế rõ ràng trong xử lý nhôm. Vậy điều gì dẫn đến cuộc sống công cụ dài hơn?
Lý do đầu tiên là giảm nhiệt độ cắt, cho phép duy trì sức mạnh của vật liệu công cụ. Thứ hai, trong quy trình HSM, vì công cụ xoay rất nhanh, ngay cả khi tốc độ thức ăn được tăng lên, các chip mỏng hơn có thể được cắt, do đó làm giảm chiều rộng của chip.
Ngoài ra, một vấn đề phổ biến khi gia công nhôm là nhôm quá mềm và có xu hướng tuân thủ cạnh cắt của công cụ trong quá trình gia công. Điều này không chỉ làm giảm độ sắc nét của công cụ, mà còn làm tăng lực cắt, giúp rút ngắn tuổi thọ của công cụ. Nhưng trong HSM, tình huống này hiếm khi xảy ra vì nhôm sẽ nhanh chóng rơi ra khỏi công cụ.
4 Xử lý hợp kim nhôm tốc độ cao
Người ta thường tin rằng sự gia tăng tốc độ thức ăn thường đi kèm với việc giảm hoàn thiện bề mặt của nhôm, bởi vì công cụ cắt cạnh phải di chuyển một khoảng cách dài hơn, đòi hỏi nhiều lực hơn và chip rộng hơn khi cắt nhôm, do đó ảnh hưởng đến độ mịn của bề mặt.
Tuy nhiên, trong HSM (gia công tốc độ cao), tình hình là khác nhau. Mặc dù tốc độ thức ăn cao trong HSM, các chip thực sự bị cắt mỏng hơn do tốc độ quay cực kỳ cao của công cụ và chiều rộng chip giảm đáng kể so với phay truyền thống. Đồng thời, do các lực cắt tương đối thấp, độ rung trong quá trình cũng giảm. Hai yếu tố này hợp tác với nhau để cho phép HSM duy trì hoàn thiện bề mặt tốt trên nhôm trong khi vẫn duy trì tỷ lệ thức ăn cao.
5 góc tương tác công cụ liên tục
Trong quá trình phay các hốc một phần với các nhà máy cuối, một thách thức cốt lõi là tạo ra góc rãnh. Cụ thể, khi nhà máy cuối cần xoay 90 độ để tạo thành một rãnh, lượng vật liệu cần phải cắt sẽ tăng gấp đôi vì cần phải cắt từ cả hai bên của rãnh cùng một lúc. Sự thay đổi này sẽ gây ra sự gia tăng cục bộ trong các lực cắt, sẽ có ảnh hưởng xấu đến tuổi thọ của công cụ và độ chính xác gia công của bộ phận.
Tuy nhiên, công nghệ phay nhôm HSM (gia công tốc độ cao) cung cấp cho chúng tôi một loạt các chiến lược tạo đường dẫn công cụ đặt trước, bao gồm chiến lược góc tham gia công cụ liên tục. Chiến lược này đảm bảo rằng công cụ có thể dần dần tiếp cận góc mục tiêu trong khi gia công vật liệu xung quanh dọc theo một quỹ đạo tròn. Theo cách này, lực cắt có thể được giữ liên tục, độ chính xác gia công có thể được đảm bảo và tuổi thọ của công cụ sẽ được mở rộng tương ứng.
6 Sử dụng chất làm mát
Một số chiến lược HSM (gia công tốc độ cao) để xử lý nhôm không yêu cầu chất làm mát trong hoạt động thực tế. Khi nhiệt độ xử lý chỉ đạt 200 độ, vật liệu và công cụ hầu như không cần làm mát bổ sung. Tất nhiên, một số khách hàng yêu cầu rõ ràng việc sử dụng chất làm mát trên các bản vẽ để cải thiện chất lượng của các bộ phận, nhưng ngay cả như vậy, lượng chất làm mát cần thiết thấp hơn nhiều so với các phương pháp xử lý truyền thống. Một số quy trình phay tốc độ cao bằng nhôm sử dụng công nghệ được gọi là "bôi trơn tối thiểu", nghĩa là lượng chất làm mát được áp dụng vừa đủ để tạo thành một màng mỏng trên bề mặt tiếp xúc để giảm ma sát và cung cấp hiệu ứng làm mát cần thiết.
Tóm lại, phay nhôm tốc độ cao chắc chắn là một phương pháp sản xuất sáng tạo và hiệu quả phù hợp để sản xuất các bộ phận tùy chỉnh, nguyên mẫu, bộ dụng cụ hợp kim nhôm hàng loạt và các sản phẩm khác. Bằng cách áp dụng công nghệ gia công tốc độ cao, bạn không chỉ có thể tận hưởng giá thuận lợi hơn mà còn rút ngắn đáng kể thời gian hoàn thành đơn hàng.(来源: ug 学习堂小胥收徒)
