Nhôm có cơ tính như thế nào
Nhôm là một vật liệu có các đặc tính cơ tính quan trọng sau:
Độ bền và độ cứng thấp: Nhôm có độ bền và độ cứng thấp hơn so với nhiều kim loại khác như thép và titan. Điều này làm cho nó dễ dàng gia công và thích hợp cho các ứng dụng cần tính linh hoạt.
Dẫn nhiệt tốt: Nhôm là một tốt dẫn nhiệt, cho phép nhiệt độ dễ dàng truyền qua vật liệu này. Điều này làm cho nhôm được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng liên quan đến truyền nhiệt, như làm tản nhiệt trong điện tử hoặc sản xuất đồ gắn nhiệt.
Dẫn điện tốt: Tương tự như dẫn nhiệt, nhôm cũng là một tốt dẫn điện. Điều này khiến nó thích hợp cho các ứng dụng điện tử và điện lạnh.
Khả năng chống ăn mòn: Nhôm có khả năng tự bảo vệ bề mặt thông qua việc tạo một lớp oxide bề mặt mỏng, gọi là oxit nhôm. Lớp này giúp ngăn chặn sự ăn mòn và gỉ sét.
Nhẹ và có trọng lượng thấp: Nhôm có mật độ thấp, làm cho nó trở thành một trong những kim loại nhẹ nhất, thích hợp cho các ứng dụng cần giảm trọng lượng, như trong công nghiệp hàng không và ô tô.
Dễ dàng tái chế: Nhôm là một vật liệu có khả năng tái chế cao, giúp giảm lượng chất thải và tài nguyên cần thiết trong sản xuất và tái sử dụng.
Tùy thuộc vào quá trình chế tạo và hợp kim, các đặc tính cơ tính cụ thể của nhôm có thể thay đổi, cho phép nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau trong công nghiệp và cuộc sống hàng ngày.
Đặc điểm khi gia công hợp kim nhôm
Đặc điểm của gia công phay nhôm
Mô đun đàn hồi nhỏ, chỉ đạt khoảng 1/3 so với thép số 45. Bề mặt của phôi gia công có độ phục hồi cao và tạo ra ma sát lớn với lưỡi cắt của công cụ, có tác động tiêu cực lên độ bền của công cụ.
Nhiệt độ nóng chảy thấp, dẫn đến việc dễ dàng bám vào lưỡi cắt trong quá trình cắt phôi, tạo ra các gờ nổi, đây là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt gia công.
Hệ số giãn nở nhiệt lớn làm cho nhiệt độ tăng lên nhanh chóng, và các bộ phận có thể mở rộng khi nhiệt độ cao và co lại khi nguội, tạo ra khó khăn trong việc kiểm soát độ chính xác của kích thước.
Bề mặt gia công nhanh chóng bị oxi hóa trong không khí, tạo thành màng cứng Al2O3 với độ cứng tại nhiệt độ phòng lên đến HV2500 ~ 3000. Sự mài mòn của bề mặt lưỡi cắt ảnh hưởng đến độ bền của công cụ.
Đặc điểm của gia công tốc độ cao
Trong quá trình gia công tốc độ cao, phoi không kịp biến dạng và bám vào dụng cụ cắt. Thay vào đó, chúng thoát ra theo rãnh xoắn của dụng cụ cắt, và một phần nhiệt lượng sinh ra trong quá trình này được truyền vào môi trường. Kết quả là độ chính xác của quá trình gia công dễ dàng được đảm bảo.
Tốc độ ma sát giữa dụng cụ cắt và phôi trở nên nhanh, dẫn đến tăng nhiệt độ cục bộ. Vì vậy, yếu tố quan trọng trong việc thiết kế dao cắt cho quá trình gia công tốc độ cao là hiệu quả giảm thiểu nhiệt độ sinh ra do ma sát.
Những sự cố thường gặp khi phay nhôm
Sự cố với dụng cụ cắt: Ở tốc độ cao, khi bắt đầu quá trình cắt, có thể xảy ra tình huống dụng cụ cắt bị gãy hoặc bị mất kẹp đột ngột. Kết quả của sự cố này không chỉ dẫn đến hỏng phôi, mà còn có thể gây ra các sự cố liên quan đến an toàn.
Rung động trong quá trình gia công: Rung động trong trục dao trên bề mặt gia công có thể xảy ra và ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhám của bề mặt gia công.
Mài mòn và hao mòn quá mức: Khi dao cắt hoạt động ở tốc độ cao, tạo ra ma sát lớn giữa lưỡi cắt và bề mặt phôi, điều này có thể gây ra sự mài mòn và hao mòn quá mức trên dao cắt, dẫn đến hỏng dao cắt sớm hơn.
Lỗi phoi bám vào lưỡi cắt: Một trong những lỗi phổ biến và thường xuyên xảy ra là phoi bám vào lưỡi cắt. Khi xảy ra lỗi này, chất lượng bề mặt gia công sẽ giảm đi ngay lập tức và tải trọng trên trục chính tăng lên đáng kể. Trong trường hợp phôi đang được phay rãnh, có thể xảy ra tình trạng gãy dao ngay sau đó.
Hiện tượng lẹo dao
Cách chọn dao phay gia công nhôm phù hợp
Chọn vật liệu làm dao
Để ngăn ngừa sự cố xảy ra với dao cắt hoạt động ở tốc độ cao, vật liệu làm dao cắt cần có khả năng chống va đập tốt, chống mài mòn và chịu được các điều kiện mỏi nhiệt của các hạt siêu mịn. Hơn nữa, nó nên được bao phủ bởi một lớp vật liệu chống mài mòn chất lượng cao.
Hiện nay, có hai loại dao phay phổ biến được sử dụng để gia công nhôm:
Loại không có lớp phủ, được làm từ vật liệu carbide.
Loại còn lại được tráng lớp phủ DLC (Diamond-Like Carbon): Lớp phủ này giúp tăng độ bền của dao phay và cho kết quả bề mặt sản phẩm sau gia công đẹp hơn. Điều quan trọng là, không sử dụng lớp phủ TiAlN cho dao phay khi làm việc với nhôm, vì nó có thể dễ dàng tạo ra các phản ứng hóa học không mong muốn.
Dao phay Nhôm phủ DLC
Chọn đúng kích thước dao phay
Khi lựa chọn lưỡi dao phay, một yếu tố quan trọng cần quan tâm là chiều sâu của rãnh cắt chính. Rãnh cắt phải được điều chỉnh sao cho phù hợp với đặc điểm của công việc cần thực hiện. Khi mũi dao ngắn hơn, lưỡi dao thường được thiết kế với đường kính lớn hơn. Điều này giúp giảm thiểu rung động và đảm bảo độ cứng của công cụ.
Kích thước của lưỡi dao phay nên được chọn dựa trên nhu cầu cụ thể của quá trình gia công.
Chọn số ME cắt
Nên sử dụng dao phay nhôm tốc độ cao với loại hai me, vì sử dụng quá nhiều lưỡi có thể làm giảm không gian để phôi thoát ra và dễ dẫn đến tình trạng dính phôi vào dao cắt. Để tránh hiện tượng cộng hưởng, có thể cân nhắc sử dụng dao phay ba lưỡi để tăng tần số va đập.
Để đảm bảo bề mặt hoàn thiện của me cắt, nó cần được gia công một cách trơn tru và mịn màng để ngăn chặn sự bám dính của phôi trong quá trình gia công.
Rãnh thoát phoi và góc xoắn
Rãnh thoát phoi và góc xoắn
Đối với dao phay nhôm, góc xoắn và rãnh thoát luôn được thiết kế lớn hơn so với dao phay thông thường. Thông thường, góc xoắn có thể có các giá trị như 45°, 50°, 55°. Thiết kế góc xoắn và rãnh thoát lớn như vậy có mục tiêu quan trọng là đảm bảo khả năng thoát phoi khi thực hiện quá trình gia công, ngăn ngừa tình trạng phoi không thoát kịp khỏi lưỡi cắt, đây là tình huống có thể gây hỏng dao.
Góc xoắn này giúp phoi được nâng lên và rút khỏi vùng cắt một cách hiệu quả và cũng tạo ra bề mặt hoàn thiện xuất sắc. Góc xoắn còn giúp làm dịu tác động ban đầu của lưỡi cắt vào vật liệu, điều này dẫn đến việc cắt có đường viền mịn màng hơn và sự cắt bớt mạnh mẽ hơn, tạo ra bề mặt sản phẩm với độ chính xác và độ hoàn thiện cao.
Sử dụng dung dịch làm mát
Sự quan trọng của dung dịch làm mát trong quá trình gia công không thể phủ nhận, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ phôi và duy trì hiệu suất tối ưu của dụng cụ làm việc. Có một số lựa chọn phổ biến cho dung dịch làm mát, bao gồm việc sử dụng đầu phun phun sương hoặc sử dụng phương pháp làm mát ngập.
Lựa chọn sử dụng dung dịch làm mát ngập, với áp suất đủ cao để đẩy phoi ra khỏi vùng làm việc, thường được ưa chuộng. Điều này đặc biệt quan trọng khi sử dụng dụng cụ không được tráng phủ chống ăn mòn. Trong trường hợp sử dụng dụng cụ đã tráng phủ, việc sử dụng đầu phun phun sương là tối ưu hơn.
Tầm quan trọng của việc chọn đúng dao phay nhôm
Việc chọn đúng dao phay cho gia công nhôm là vô cùng quan trọng và có tầm ảnh hưởng lớn đến kết quả gia công và hiệu suất công việc. Dưới đây là những lý do vì sao việc chọn đúng dao phay nhôm quan trọng:
Chất lượng bề mặt: Dao phay nhôm phù hợp sẽ giúp tạo ra bề mặt gia công nhôm mịn màng và đẹp, giảm thiểu sự xuất hiện của vết nứt, vết nát hoặc các dấu vết không mong muốn trên sản phẩm cuối cùng.
Tuổi thọ của dụng cụ: Sử dụng dao phay phù hợp với nhôm sẽ kéo dài tuổi thọ của dao và giúp tránh việc thay dao thường xuyên, giảm bớt chi phí thay thế.
Năng suất gia công: Đúng dao phay có khả năng gia công nhôm nhanh hơn và hiệu quả hơn, giúp tăng năng suất sản xuất và tiết kiệm thời gian.
Tiết kiệm năng lượng: Dao phay nhôm phù hợp giúp giảm tiêu thụ năng lượng và kéo giảm cường độ cắt, làm giảm áp lực làm việc trên máy móc.
An toàn làm việc: Dao phay sai loại có thể gây ra hiện tượng rung, gây nguy cơ tai nạn lao động. Sử dụng dao phay nhôm đúng loại và đúng cách sẽ làm giảm nguy cơ này.
Như vậy, việc chọn đúng dao phay nhôm không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng và hiệu suất gia công mà còn có tác động lớn đến các khía cạnh về năng suất, an toàn lao động và tiết kiệm chi phí tổng cộng trong quá trình sản xuất.