ترکیب ریختهگری نزدیک به-شبکه-با ماشینکاری چند محوره CNC، ضایعات مواد خام را 40% تا 70% در مقایسه با آسیاب بیلت جامد کاهش میدهد، اما نیاز به کنترل دقیق عمق پوست ریختهگری (0.5 میلیمتر تا 1.0 میلیمتر)، سایندگی فاز سیلیکونی در فاز سیلیکونی زیر 9.5% (8.5) دارد. تخلخل این راهنمای فنی به تشریح پارامترهای دقیق برش، زیرلایههای ابزار، ذخایر ماشینکاری و قوانین طراحی فیکسچر برای دستیابی به تلورانسهای 0.010 میلیمتر و پرداختهای سطحی Ra 0.8 میکرومتر روی قطعات آلومینیومی ریختهگری میپردازد.
اصول ماشینکاری CNC آلومینیوم ریخته گری: نزدیک-شبکه-شکل با دقت برخورد می کند
ماشینکاری آلومینیوم ریخته گری نشان دهنده تقاطع-حجم بالا نزدیک به-شکل{2}}شکل فلزی و ساخت تفریقی دقیق است. مهندسان بهجای جمعآوری حجم عظیمی از مواد خام از ذخایر جامد فرفورژه، فرآیندهای ریختهگری را مشخص میکنند (مانند ریختهگری تحت فشار بالا، قالب دائمی گرانشی یا ریختهگری شنی) تا هندسه پایه را تشکیل دهند، و به دنبال آن ماشینکاری CNC آلومینیوم ریختهگری شده تا تکمیل ویژگیهای عملکردی حیاتی{{4} وجه های نصب و سوراخ های رزوه ای. برای یک نمای کلی از تنظیمات اساسی CNC در آلیاژهای مختلف آلومینیوم، به پایه ما مراجعه کنیدراهنمای ماشینکاری CNC آلومینیوم.

در تولید با حجم بالا در بخشهای خودرو، رباتیک و انرژی سیال، ترکیب ریختهگری با تکمیل CNC زمان چرخه دستگاه را تا 65 درصد کاهش میدهد و ضایعات مواد خام را در مقایسه با ماشینکاری کاملاً از بیلت کاهش میدهد. با این حال، پردازش آلومینیوم ریختهگری مانند آلیاژهای فرفورژه استاندارد (مانند Al6061-T6) در طول برنامهریزی CNC مستقیماً به سایش سریع کناره ابزار، شکستگی فاجعهبار شیر آب و شکست آببندی تحت آزمایش نشت هلیوم منجر میشود.
آلیاژهای ریخته گری حاوی درصد بالایی از سیلیکون و آهن برای بهبود سیالیت مذاب و کاهش انقباض قالب هستند، اما همین عناصر فازهای بین فلزی ساینده ایجاد می کنند. علاوه بر این، ریختهگریهای خام هندسه متغیر، زوایای کشش، خطوط جداسازی و تخلخل زیرسطحی را معرفی میکنند.
Xiamen Dazao Machinery (تاسیس شده در سال 2000، دارای گواهینامه ISO9001:2015 و IATF16949:2016) مراکز ماشینکاری 5 محوره و خطوط ریخته گری اختصاصی را اداره می کند. این راهنما دادههای تجربی را از طبقه ماشینفروشی ما به اشتراک میگذارد تا به مهندسان طراح، تیمهای تولید و مدیران منبع یابی کمک کند تا تسلط پیدا کنند.ماشینکاری قطعات آلومینیومی ریخته گریبا کنترل کیفیت صفر-.
مقایسه متالورژیکی: آلومینیوم ریخته گری در مقابل آلومینیوم بیلت در فرز دقیق CNC
انتخاب بینآلومینیوم ریخته گری در مقابل بیلت آلومینیومنه تنها هزینههای اولیه ابزارآلات و هزینههای قطعه{0}}بلکه مسیرهای ابزار، پارامترهای برش و طرحهای لوازم را نیز تعیین میکند.
واگرایی ریزساختاری و متالورژیکی
بیلت فرفورژه (مانند 6061-T6 اکسترود شده یا 7075-T6 آهنگری) در طول تولید دچار تغییر شکل پلاستیکی می شود و ساختار دانه ای متراکم، همگن و بدون حفره های داخلی ایجاد می کند. استحکام کششی یکنواخت، ازدیاد طول (12٪ تا 17٪) و تشکیل تراشه ثابت در طول آسیاب را نشان می دهد.
آلیاژهای آلومینیوم ریخته گری (مانند A356، A380، ADC12) در داخل یک حفره قالب جامد می شوند و یک ریزساختار دندریتی غیر جهت- را تشکیل می دهند. سیلیکون یوتکتیک در سراسر ماتریس آلومینیوم رسوب می کند. این ذرات سیلیکون (با سختی ویکرز بیش از 1000 HV) به عنوان ساینده های میکروسکوپی داخلی در برابر لبه برش عمل می کنند. شکل گیری تراشه از نوارهای پیوسته به قطعات ناپیوسته و شکننده تغییر می کند که به راحتی می شکنند اما تأثیرات ریز- روی نوک ابزار برش ایجاد می کنند.
تاثیرات پوست ریخته گری بر عمر ابزار برش
لایه بیرونی یک قسمت-ریخته گری (پوست ریخته گری) به شدت با مواد هسته متفاوت است:
· لایه خنک کننده:خنک شدن سریع در دیواره قالب، پوسته بیرونی بسیار متراکم و ریز- (ضخامت 0.3 میلی متر تا 0.8 میلی متر) با سختی بالاتر از هسته داخلی ایجاد می کند.
· آلودگی سطحی:پوست حاوی اکسیدهای آلومینیوم به دام افتاده (Al2O3)، عوامل رهاسازی قالب جاسازی شده (پلیمرهای مبتنی بر سیلیکون/موم-در ریخته گری قالب)، و ذرات سیلیس باقی مانده از قالب های ریخته گری شن و ماسه.
· قانون ماشینکاری:اگر عمق برش (الفp) نوک ابزار را مستقیماً در داخل این لایه پوستی ساینده قرار می دهد، صورت کناری با اکسیدها ساییده می شود و باعث تسریع ریز-خراش و سایش ساینده می شود. برنامه نویسان باید عمق زبری اولیه برش را حداقل 1.5 برابر ضخامت پوست تنظیم کنند.pبزرگتر یا مساوی 1.2 میلی متر برای ریخته گری شن و ماسه. الفpبزرگتر یا مساوی 0.8 میلیمتر برای ریختهگریهای قالبی) بنابراین لبه ابزار از زیر پوسته ساینده به فلز اصلی نرمتر بریده میشود.
توزیع تنش پسماند و اعوجاج قسمت
تنش های داخلی در قطعات ریخته گری از نرخ های خنک کننده تفاضلی بین دنده های نازک و باس های ساختاری ضخیم ناشی می شود. قالبهای ریختهگری فشار بالا، فشارهای سطحی فشاری و تنشهای هسته کششی بالایی دارند.
هنگامی که فرز صورت CNC پوست ریختهگری را از یک طرف یک قسمت{0}دیواره نازک جدا میکند، این تعادل تنش تغییر میکند و منجر به تاب برداشتن یا فنر شدن قطعه میشود. آلومینیوم بیلت حاوی تنش های اکستروژن قابل پیش بینی است که می تواند از طریق کشش T651 کاهش یابد. آلومینیوم ریختهگری به چرخههای تثبیت خاصی،-گیرهگیری چند مرحلهای، یا زبر کردن-تا{6}}استرس پایان-مکثهای تسکیندهنده نیاز دارد تا قابل اطمینان باشد.تحمل ماشینکاری CNC برای آلومینیوم.
مقایسه فنی: آلومینیوم ریخته گری در مقابل آلومینیوم بیلت
|
متریک دارایی / ماشینکاری |
شمش فرفورژه (Al6061-T6) |
Sand / Gravity Cast (A356-T6) |
ریخته گری فشار بالا{{0}(A380) |
|
محتوای سیلیکون (wt%) |
0.40 – 0.80% |
6.50 – 7.50% |
7.50 – 9.50% |
|
مقاومت کششی (MPa) |
310 مگاپاسکال |
260 مگاپاسکال |
320 مگاپاسکال |
|
کشیدگی در زمان شکست (%) |
12 – 17% |
3.5 – 6.0% |
2.0 – 3.5% |
|
سختی (HBW) |
95 HBW |
80 - 90 HBW |
80 - 95 HBW |
|
شاخص ماشینکاری (6061=100) |
100 (پایه) |
80 (تراشه های کوتاه، کم سوراخ) |
65 (سایش سریع ابزار ساینده) |
|
مورفولوژی تراشه |
پیوسته، پیچش دار |
قطعه بندی شده، ناپیوسته |
شکننده، دانه ای |
|
انتخاب مواد ابزار |
کاربید بدون پوشش / TiB2 |
کاربید میکروگرین / DLC |
PCD (الماس) / روکش الماس- |
|
خطر تخلخل داخلی |
صفر (100% متراکم) |
کم تا متوسط (انقباض) |
متوسط به زیاد (گاز و انقباض) |
|
ضایعات مواد خام (بیلت در مقابل ریخته گری) |
50٪ - 85٪ نسل swarf |
10٪ - 25٪ نسل swarf |
5٪ - 15٪ نسل swarf |
آلیاژ-قابلیت ماشینکاری CNC خاص: A356-T6 در مقابل A380 در مقابل ADC12 در مقابل AlSi10Mg
انتخاب آلیاژ ریخته گری صحیح سرعت برش را دیکته می کند (Vc، تغذیه در هر دندان (fz) و انتخاب بستر ابزار برش.

ماشینکاری CNC آلومینیوم A356 / A356-T6
A356 (7.0٪ Si، 0.35٪ Mg) آلیاژ اولیه برای ریخته گری شن و ماسه ساختاری، ریخته گری سرمایه گذاری، و ریخته گری قالب دائمی با فشار/گرانش کم است.
· خواص ماشینکاری:در حالت-ریخته گری (F)، A356 لثه ای است، مستعد ایجاد لبه بالا-(BUE) روی لبه های برش ابزار است. بعد ازماشینکاری A356-T6عملیات حرارتی محلول و پیری مصنوعی (بازده ~85 HBW)، ماتریس به طور قابل توجهی سخت می شود. سیلیکون یوتکتیک کروی می شود و شکستگی تراشه را بهبود می بخشد و فعال می کندآسیاب آلومینیوم ریخته گریبا سطح تمیز تا 0.4 میکرومتر Ra.
· برنامه های کاربردی معمول:بند بند تعلیق خودرو، قاب موتور EV، براکتهای هوافضا، و محفظههای مایع دریایی که در آنها مهار فشار و شکلپذیری ساختاری مورد نیاز است.
ماشینکاری ریخته گری A380
A380 (8.5٪ Si، 3.5٪ مس، 1.3٪ Fe max) گسترده ترین آلیاژ ریخته گری تحت فشار بالا در سطح جهانی است.
· خواص ماشینکاری:محتوای مس بالا (3.0٪ تا 4.0٪) سختی آلیاژ و استحکام برشی را افزایش می دهد، در حالی که سیلیکون در هنگام پر کردن قالب با سرعت بالا سیالیت را فراهم می کند. در طولماشینکاری آلومینیوم A380دانه های سیلیکون اولیه مانند مواد آسیاب ریز عمل می کنند. ابزارهای کاربید تنگستن بدون پوشش، سایش جانبی ساینده را در 200 تا 400 قسمت تسریع میکنند.
· راه حل ابزار:درجهای الماس پلی کریستالی (PCD) و آسیابهای انتهایی استاندارد برای-حجم بالا هستند.ماشینکاری ریخته گری A380، طول عمر ابزار را 15 برابر تا 30 برابر در کاربید جامد ضرب می کند.
· برنامه های کاربردی معمول:پوشش های گیربکس خودرو، محفظه ابزار برقی، سینک حرارتی الکترونیکی و بدنه پمپ. برای محفظه های با حجم بالا، یکپارچه سازی CNC چند محوره با Dazao'sقابلیتهای ریختهگری فشار بالا-آلومینیومحداکثر بهره وری هزینه واحد را ارائه می دهد.
آلیاژهای ریخته گری جایگزین: ADC12 و AlSi10Mg
· ADC12 (JIS H 5302):معادل A380 با ثبات ابعادی بیشتر و تغییرات مس کمی کمتر. به طور گسترده در تولید دقیق آسیایی استفاده می شود. الگوهای سایش ساینده یکسان را روی فرزها و شیرها نشان می دهد.
· AlSi10Mg:هم در ریختهگری با فشار کم و هم در تولید مواد افزودنی (DMLS/SLM) رایج است. ماشینکاری متعادل را با سایش متوسط ابزار ارائه می دهد. برای جلوگیری از لکه دار شدن در حین برش های تکمیلی تغذیه کم-به برش های فرز تیز و مثبت نیاز دارد.
سرعت های توصیه شده، فیدها و پارامترهای ابزار
|
آلیاژ |
عملیات CNC |
بستر ابزار / پوشش |
سرعت برش Vc(متر/دقیقه) |
تغذیه به ازای هر دندان fz(mm/z) |
عمق محوری ap(میلی متر) |
تحویل مایع خنک کننده |
|
A356-T6 |
فرز صورت |
کاربید میکروگرین (بدون پوشش / DLC) |
600 – 1200 |
0.10 – 0.20 |
1.0 – 2.5 |
سیل (امولسیون 6-8٪) |
|
A356-T6 |
فرز پایانی (کانتور) |
کاربید جامد (3-فلوت، مارپیچ 45 درجه) |
400 – 800 |
0.06 – 0.12 |
2.0 – 6.0 |
سیل / فشار{0} بالا |
|
A356-T6 |
حفاری (جامد) |
کاربید (نقطه 130 درجه، TiAlN/DLC) |
120 – 250 |
0.12 – 0.25 |
از طریق سوراخ |
خنک کننده داخلی (بیشتر یا مساوی 20 بار) |
|
A356-T6 |
ضربه زدن |
HSS-E-PM / فرم کاربید ضربه بزنید |
15 – 35 |
زمین (P) |
2.0×DMax |
روان کننده نیمه مصنوعی |
|
A380 / ADC12 |
فرز صورت |
PCD (الماس پلی کریستالی) |
1000 – 2500 |
0.12 – 0.25 |
0.5 – 1.5 |
Flood یا MQL |
|
A380 / ADC12 |
فرز پایانی (دیواری) |
PCD-نوک / الماس-کاربید پوشش داده شده |
600 – 1400 |
0.05 – 0.10 |
1.0 – 4.0 |
سیل / فشار{0} بالا |
|
A380 / ADC12 |
حفاری (جامد) |
کاربید جامد (پوشش الماس-) |
100 – 180 |
0.08 – 0.18 |
از طریق سوراخ |
خنک کننده داخلی (بیشتر یا مساوی 30 بار) |
|
A380 / ADC12 |
نخ زنی |
آسیاب رزوه کاربید جامد (PCD/DLC) |
80 – 180 |
0.04 – 0.08 |
نمایه کامل |
مه-فشار بالا/سیل |
Critical Shop-حالتهای خرابی کف و کاهش DFM در ماشینکاری قطعات Cast
شکست تولید درماشینکاری قطعات آلومینیومی ریخته گریبه ندرت از خطاهای برنامه نویسی فاحش ناشی می شود. در عوض، نرخ ضایعات به دلیل ناهنجاریهای ریزساختاری، تغییر دادهها، و پویایی سایش ابزار برش منحصر به فرد برای آلیاژهای ریختهگری افزایش مییابد. در زیر سه حالت مهم خرابی تولید وجود دارد که در تولید با حجم بالا- با آن مواجه میشویم و پروتکلهای مهندسی Dazao برای حذف آنها اعمال میشود.

حالت شکست 1: تخلخل زیرسطحی در معرض O-ریج های آب بندی حلقه
مشکل
قالبهای ریختهگری فشار بالا، پوست بیرونی متراکم و سردی دارند (ضخامت 0.3 تا 0.6 میلیمتر). هنگامی که یک فرز CNC یک شیار حلقهای O-یا کانال آببندی را به عمق 1.0 میلیمتر تا 1.5 میلیمتر میزند، مستقیماً از این مرز سرد شده به منطقه انقباض انجماد و گیر افتادن گاز میرود.
در حالی که ریختهگری خام بازرسی بصری خارجی را پشت سر میگذارد، سطح ماشینکاری شده حفرههای کوچک (قطر 0.05 تا 0.30 میلیمتر) را نشان میدهد. تحت آزمایش نشت طیفسنج جرمی هلیوم در 3.0 بار، این حفرههای در معرض مسیرهای نشتی فراتر از آستانه معمول خودرو 1×10 ایجاد میکنند.−6 mbar⋅L/s.
راه حل مهندسی
1. بهینه سازی ابزار و دروازه:در طراحی قالب ریخته گری، دازائو پین های فشار هیدرولیک را روی باس های آب بندی بحرانی قرار می دهد. فعال کردن پین فشاری در طول فاز انجماد، فشار موضعی (تا 120 مگاپاسکال) اعمال میکند و محفظههای گاز داخلی را قبل از انجماد کامل جمع میکند.
2. محدودیت سهام ماشینکاری:مقدار اسمی ماشینکاری آلومینیوم ریخته گری روی سطوح آب بندی را به حداکثر 0.40 میلی متر محدود کنید. این لایه سرد غیر متخلخل-را حفظ می کند.
3. اشباع خلاء بی هوازی:برای قطعات A356 ریخته گری شن و ماسه یا گرانش که ماشینکاری عمیق مورد نیاز است، قطعات تحت اشباع خلاء بر اساس ASTM C1580 / MIL-I-17563C با استفاده از رزین های پلیمری ترموست قبل از عبور نهایی CNC انجام می شوند.
حالت شکست 2: تغییر دریفت و ضخامت دیوار از زاویه پیش نویس و فلاش جدایی
مشکل
ریخته گری های خام دارای سطوح مربع و مسطح نیستند. آنها ویژگی 1 را دارند∘به 2∘زوایای کشش برای تسهیل بیرون راندن از قالب فولادی، در کنار تغییرات خط جداکننده تا 0.35 ± میلی متر به عنوان ابزار قالب. کاربرد مناسباصول طراحی ماشینکاری CNC آلومینیومدر طول مرحله مدل سازی CAD برای ایجاد داده های هدف کاربردی ضروری است.
هنگامی که یک گیره استاندارد CNC مستقیماً روی زوایای پیش نویس خام ریختهگری میشود، دو خطا رخ میدهد:
· این قطعه در حین فعال کردن گیره هیدرولیک یک بردار کج به سمت بالا را تجربه می کند.
· سیستم مختصات کار ایجاد شده (X0،Y0،Z0) نسبت به هستههای ریختهگری داخلی تغییر میکند و باعث میشود ضخامت دیوار پس از ماشینکاری به زیر حداقل محدودیتهای مهندسی (به عنوان مثال، نازک شدن از 3.0 میلیمتر به 1.2 میلیمتر، که منجر به شکست ساختاری تحت فشار ترکیدگی میشود) کاهش یابد.
راه حل مهندسی
1. Cast Datum Target Pads:بالشتکهای هدف مشخص و غیر کاربردی (به ازای ASME Y14.5-2018)-را در قالب ریختهگری طراحی کنید. این پدها دور از خط جداکننده و محل پین اجکتور قرار می گیرند.
2. معماری ماشینکاری دو مرحله ای:
· اپ 10:گیره روی سطوح غیر{0}}ریخته گری غیر بحرانی. برای تمیز کردن و واجد شرایط بودن سه پد اصلی از یک آسیاب صورت تکی-استفاده کنید.
اپ 20:با استفاده از پینهای مکانیابی سخت شده و فکهای جابجایی خود مرکز{0} برای همه برشهای حفره و کانتور، مؤلفه را مستقیماً روی پدهای مبدا ماشینکاری شده قرار دهید.
3. در-کاوشگر ماشینی:با دقت ماخدمات ماشینکاری CNC 5 محورهDazao کاوشگرهای نوری Renishaw را ادغام می کند تا موقعیت های ویژگی ریخته گری را به صورت پویا اندازه گیری کند، و قبل از درگیر شدن مسیرهای برش، تغییرات مختصات متغیر ماکرو- (G54.1 P1) را اجرا می کند.
حالت شکست 3: نهایی-عملیات شکستن ضربه از اجزای سیلیکون
مشکل
در حجم-بالاماشینکاری آلومینیوم A380شیرهای برش اغلب در حفره های کور در مرحله نهایی چرخه ماشینکاری شکسته می شوند. شیر شکسته M4 یا M5 که در داخل یک ریختهگری گرانقیمت تعبیه شده است، ریختهگری خام و کل زمان چرخه CNC انباشته را از بین میبرد.
علت متالورژیکی است: در طول جریان فلز مذاب، کریستال های سیلیکون اولیه و بین فلزات آهن ( -Al5سوزنهای FeSi) در مناطق هسته خنک{0} کندی که سوراخها حفر میشوند، جدا میشوند. همانطور که یک شیر برش استاندارد HSS رزوه های داخلی را قطع می کند، این آخال های سخت لبه های برش میکرو-شیر را تراشه می کنند و نوک های گشتاوری را ایجاد می کنند که از مقاومت برشی پیچشی ابزار بیشتر است.
راه حل مهندسی
1. فرز نخی با ضربه زدن:برای اندازه سوراخهای بزرگتر یا مساوی M4، شیرهای برش خورده را با آسیابهای نخی با روکش کاربید جامد یا الماس{1}} جایگزین کنید. اگر آسیاب نخ دچار ساییدگی شود، در سوراخ گیر نمی کند. به سادگی بدون شکستن جزء عقب می نشیند.
2. ضربه زدن به فرم (فرم دهی سرد):For ductile cast alloys (such as A356-T6 with elongation >5%)، از شیرهای رول-به جای ضربه های برش استفاده کنید. ضربه زدن به شکل فلز را به جای بریدن جابجا می کند، جریان دانه قوی تری در اطراف ریشه نخ ایجاد می کند و گیر کردن تخلیه تراشه در سوراخ های کور را از بین می برد.
استانداردهای مهندسی برای مجاز ماشینکاری آلومینیوم ریخته گری و تحمل CNC
تخصیص مناسبسهام ماشینکاری آلومینیوم ریخته گریعمر ابزار، زمان چرخه و یکپارچگی اجزا را متعادل می کند. ذخیره اضافی زمان برش را افزایش می دهد و تخلخل را در معرض دید قرار می دهد. انبار ناکافی منجر به تمیز نشدن سطوح ریخته گری سیاه می شود.

دستورالعمل های کمک هزینه ماشینکاری با روش ریخته گری
· ریخته گری فشار بالا-(HPDC):مقدار مجاز ماشینکاری باید بین 0.5 تا 1.0 میلی متر باشد. این محدوده لایه بیرونی{3}}سرد با چگالی بالا را حفظ میکند و در عین حال درگیری کافی را برای فرزکاری تک پاسی فراهم میکند.
· ریختهگری قالب دائمی با فشار و جاذبه کم:مقدار مجاز ماشینکاری بین 1.5 تا 2.5 میلی متر تنظیم شده است تا انبساط قالب حرارتی و جابجایی هسته را در نظر بگیرد.
· ریخته گری شن و ماسه:مقدار مجاز ماشینکاری به 3.0 میلی متر تا 5.0 میلی متر برای سازگاری با تغییرات انقباض شن و ماسه و پاک کردن اجزای اکسید سطح ناهموار نیاز دارد.
تحمل ماشینکاری قابل دستیابی
دستیابی بهتحمل ماشینکاری CNC آلومینیومی محکمنیاز به محاسبه مدول الاستیسیته (E≈71 GPa) و ضریب انبساط حرارتی (≈21 تا 24×10) دارد.−6/K) آلیاژهای آلومینیوم:
· قطر سوراخ:حفاری استاندارد ISO IT9 را به IT10 می دهد. افزودن یک گذرگاه حفاری کاربید یا دقت به طور مداوم ISO H7 (+0.012/-0.000 میلیمتر برای قطر کمتر یا برابر با 18 میلیمتر) را به دست میآورد.
· صافی صورت:برش-پرواز با سرعت بالا-با استفاده از درجهای برف پاک کن PCD به صافی 0.020 میلیمتر در دهانه 300 میلیمتری دست مییابد، مشروط بر اینکه گذرگاههای خشن و پایان برای مدیریت آرامش گیره تقسیم شوند.
· زبری سطح:با وسایل سفت و سخت و-خنک کننده فشار بالا،پرداخت سطح آلومینیوم ریخته گریمی رسدRa0.4 میکرومتر تا 0.8 میکرومترروی صورت های آسیاب شده وRa 0.2 میکرومتردر مجلات خوب-بی حوصله.
Machining Allowance and Tolerance Capability Matrix
|
روش ریخته گری |
میزان مجاز ماشینکاری استاندارد (میلی متر) |
حداقل ضخامت دیوار (پست-CNC) |
تحمل معمولی: خطی (میلی متر) |
تحمل حفره قابل دستیابی (خسته کننده) |
زبری سطح (Ra, μm) |
|
ریخته گری فشار بالا{{0}(A380) |
0.5 - 0.8 میلی متر |
1.5 میلی متر |
0.025 ± میلی متر |
ISO H7 (±0.010 میلی متر) |
0.4 – 0.8 |
|
قالب دائمی جاذبه (A356-T6) |
1.5 - 2.0 میلی متر |
2.5 میلی متر |
0.035 ± میلی متر |
ISO H7 (±0.010 میلی متر) |
0.4 – 0.8 |
|
ریخته گری شن و ماسه (A356) |
3.0 - 5.0 میلی متر |
4.0 میلی متر |
0.050 ± میلی متر |
ISO H8 (±0.018 میلی متر) |
0.8 – 1.6 |
|
ریخته گری سرمایه گذاری (آلیاژهای آلیاژی) |
0.8 - 1.2 میلی متر |
1.2 میلی متر |
0.020 ± میلی متر |
ISO H6/H7 (±0.008 میلی متر) |
0.2 – 0.6 |
انتخاب ابزار برش و پروتکل های تحویل خنک کننده برای ماشینکاری CNC آلومینیوم ریخته گری
کار در سرعت های برش بالا بدون اعوجاج حرارتی یا صمغ ابزار مستلزم انتخاب دقیق بستر ابزار و تحویل مایع است.
1. استراتژی مواد ابزار
· الماس پلی کریستالی (PCD):ابزارهای PCD برای صدای متوسط-تا-پیوسته اجباری هستندماشینکاری ریخته گری A380. سختی بالای الماس (5000-8000 HV) در برابر سایش ناشی از ماتریس سیلیکونی 9.5 درصد مقاومت می کند. آسیاب های صورت PCD می توانند با سرعت های برش کار کنند (Vc) تا 3000 متر در دقیقه با عمر لبه بیش از 50000 قطعه.
· الماس-کاربید پوشش داده شده مانند کربن (DLC):آسیابهای انتهایی کاربید ریزدانهای با پوشش DLC ضریب اصطکاک بسیار پایین (μ<0.1), preventing chip adhesion and edge buildup.
· کاربید میکروگرین بدون پوشش:مناسب برای نمونههای اولیه و آلیاژهای کم{0}}ریختهگری سیلیکونی هنگام آسیاب با صفحه چنگکی بسیار تیز و صیقلی (Rz<0.05 µm) and positive shear geometry (15∘تا 20∘چنگک شعاعی).
2. سینماتیک آسیاب
همیشه استخدام کنیدفرز صعودی (فرز پایین). فرز معمولی، لبه برش ابزار را مجبور میکند تا قبل از شروع برش، روی سطح ریختهگری-سختشده و اکسیدی-در ضخامت براده صفر، ساییده شود، که منجر به سایش سریع پهلو میشود. فرز صعودی با حداکثر ضخامت تراشه وارد برش می شود، به طور تمیز زیر سطح ریخته گری برش داده می شود و گرما را به جای قطعه به داخل تراشه هدایت می کند.

3. شیمی خنک کننده و پارامترهای فشار
· نوع امولسیون:از سیالات نیمه سنتزی یا کاملاً مصنوعی با افزودنی های روانکاری استر بالا که به طور خاص برای آلیاژهای غیرآهنی فرموله شده اند استفاده کنید.
· تمرکز:حفظ تمرکز به شدت بین8.0٪ و 10.0٪. غلظت کمتر از 6% منجر به جوشکاری تراشه، کیفیت پایین رزوه و شکستگی شیر می شود. غلظت بالای 12 درصد باعث ایجاد کف مایع و رنگآمیزی روی سطوح ریختهگری شده خام میشود.
· کنترل pH:PH مایع خنک کننده را در داخل خود حفظ کنید8.5 تا 9.2. pH بالای 9.4 باعث اکسیداسیون شیمیایی (لکه خاکستری تیره) روی سطوح آلومینیوم خام می شود.
· از طریق- خنک کننده اسپیندل (TSC):عملیات حفاری بر روی آلومینیوم ریختهگری نیازمند فشار-فشار بالا از طریق- خنککننده اسپیندل (بیشتر یا مساوی 20 تا 40 بار) است تا برادههای ناپیوسته را از حفرههای عمیق خارج کند و از بریدگی برادهها و انسداد موضعی ابزار جلوگیری کند.
هزینه-چارچوب تصمیم گیری حجم: چه زمانی از Billet CNC به Cast + CNC منتقل شود
تیمهای تدارکات باید ارزیابی کنند که نقطه تقاطع هزینه واحد در کجا قرار میگیرد، در هنگام مقایسه کامل CNC هوگ-از بیلت 6061-T6 در برابر باز کردن قالب ریختهگری و اجرای ثانویهتکمیل آلومینیوم ریخته گری CNC.
محرک های اقتصادی کلیدی
1. نرخ استفاده از مواد (نسبت خرید-به-پرواز):اگر یک قطعه تمام شده 1.2 کیلوگرم وزن داشته باشد اما برای ماشین کاری به شمش جامد 6.0 کیلوگرمی نیاز داشته باشد (80 درصد از دست دادن مواد به عنوان swarf)، ماشینکاری ریخته گری ثانویه مصرف مواد خام را به 1.5 کیلوگرم کاهش می دهد و باعث صرفه جویی فوری در انبار خام می شود.
2. زمان چرخه ماشینکاری:آسیاب کردن محفظه الکترونیکی محصور از شمش جامد ممکن است به 45 دقیقه در دستگاه 4 محوره نیاز داشته باشد. ماشینکاری فقط نقاط نصب عملکردی و سطوح آب بندی روی دایکاست 4.5 دقیقه طول می کشد که ده برابر ظرفیت دستگاه را آزاد می کند.
3. استهلاک ابزاری (NRE):قالب های دایکاست بسته به کاویتاسیون و پیچیدگی بین 8000 تا 45000 دلار قیمت دارند. قالب های دائمی 4000 تا 15000 دلار قیمت دارند.
مقایسه هزینه و زمان سرب در دوره های تولید
|
مقدار تولید |
مسیر تولید |
ابزار / هزینه NRE |
قطعه-هزینه واحد قطعه |
کل زمان تحویل (تحویل اول) |
بهترین برنامه کاربردی |
|
1 تا 50 قسمت |
100٪ بیلت CNC جامد (6061-T6) |
$0 |
$180 – $320 |
1-2 هفته |
نمونههای اولیه و سریهای پیش{0} عملکردی |
|
50 تا 300 قطعه |
Sand Cast (A356) + CNC ثانویه |
$2,500 – $5,000 |
$75 – $120 |
3-4 هفته |
ساختمانهای صنعتی و آزمایشی کم حجم- |
|
300 - 1000 قطعه |
قالب دائمی جاذبه + CNC |
$5,000 – $12,000 |
$40 – $65 |
4-6 هفته |
میانه-حجم سیالات / براکت ها |
|
1,000+ قطعات |
قالبگیری فشار قوی{{0} (A380) + CNC |
$12,000 – $35,000 |
$18 – $32 |
6-8 هفته |
تولید انبوه خودرو / الکترونیک |
مزیت منبع واحد دازائو-
هنگام تهیه ریختهگری از یک فروشنده و ماشینکاری CNC از فروشندهای دیگر، اختلافات کیفی بهطور اجتنابناپذیری به وجود میآیند: ماشینفروشیها تخلخل ریختهگری را عامل شکستگی و نشت ابزار میدانند، در حالی که ریختهگریها ماشینفروشی را به دلیل تغذیه تهاجمی و ناهماهنگی دادهها مقصر میدانند.
Xiamen Dazao Machinery هم کف ریخته گری و هم کارگاه ماشینکاری CNC دقیق را در زیر یک سقف کنترل می کند. طراحان قالب ما مستقیماً با تیمهای برنامهنویسی CNC ما کار میکنند تا خطوط جداکننده، ورودیهای دروازه، پدهای داده، و پینهای خنککننده را با مسیرهای ابزار 5{2}} محور پاییندستی هماهنگ کنند و انطباق کامل ابعاد و فشار را تضمین کنند.
چک لیست منابع و سوالات متداول مهندسی PAA
چک لیست مهندسی تدارکات و DFM
قبل از انتشار سفارشات خرید برای ماشینکاری قطعات آلومینیومی ریخته گری، این پارامترهای نقشه و مشخصات را بررسی کنید:
آلیاژ ریختهگری و تمپر تأیید شد:به صراحت به درجه آلیاژ (مانند A356-T6، A380، ADC12) و شرایط عملیات حرارتی روی چاپ توجه کنید.
داده های ریخته گری در مقابل ماشین کاری تعریف شده است:تأیید کنید که نقاط هدف مبنا (A,B,C) در همان سمت قالب جامد قرار دارند و از خط جدایی اجتناب کنید.
مرزهای سهام ماشینکاری مشخص شده:مقدار مجاز سهام ماشینکاری را روی 0.5-0.8 میلی متر برای HPDC یا 1.5-2.0 میلی متر برای قالب دائمی تنظیم کنید.
تست فشار و محدودیت های پذیرش تخلخل:معیارهای پذیرش را برای رادیوگرافی های مرجع ASTM E505 تعریف کنید. هلیوم یا هوا-زیر-فشار آزمایش آب (مثلاً 3.5 بار با نرخ نشتی کمتر یا مساوی 0.5 sccm) را مشخص کنید.
فراخوان های سطح پایان (Ra):مقادیر Ra را به طور جداگانه برای سطوح ریختهشده (معمولاً Ra 3.2-6.3 میکرومتر) و سطوح ماشینکاری شده CNC (Ra 0.4-1.6 میکرومتر) به طور جداگانه تعریف کنید.
پست{0}}ماشینکاری سطح تکمیل:الزامات آندایزینگ شفاف/سیاه (برای رنگ ثابت به آلیاژهای سیلیکونی کم-مثل A356 نیاز دارد)، تبدیل کرومات (MIL-DTL-5541) یا پوشش پودری.
سوالات متداول
01.چگونه از فرسودگی سریع ابزار کاربید هنگام آسیاب آلومینیوم ریخته گری A380 جلوگیری می کنید؟
02.چرا شیارهای حلقه O{0}}در قطعات دایکست در آزمایشهای نشت هلیوم شکست میخورند؟
03.چگونه می توان شکستگی شیر را در سوراخ های کوچک کور در ریخته گری A380 از بین برد؟
04.چه چیزی باعث میشود که محفظههای آلومینیومی دیوار نازک- پس از باز کردن گیره CNC تاب بخورند؟
05.چرا گذاشتن مقدار بیشتر ماشینکاری روی ریخته گری آلومینیوم باعث نقص قطعه می شود؟
06.چرا آنودایز کردن سطوح خاکستری تیره یا لکه دار را روی آلومینیوم ریخته گری ماشینکاری شده ایجاد می کند؟

