铝是当前机械加工最常用的材料之一。事实上,铝材料的CNC加工工艺在使用频次上仅次于钢。
化学元素铝在高纯度形态下,质软、延展性好、没有磁性,外表为银白色。但是该元素并非仅以纯铝状态来使用。铝通常和各种元素铸为合金,比如锰、铜、镁,以形成各样的铝合金,具备各种显著改良的特性。最常见的加工铝合金及其不同标准下的牌号都可以在这里找到。
纯铝
数控加工零件使用铝材的优点虽然有着各种不同程度特性的铝合金数不胜数,但是也有一些基本适用于所有铝合金的基本特性。
可加工性铝在各种不同处理过程的作用下可以迅速成形、制造、加工。铝可快速轻易地由机床切割,因为其质地柔软、容易切削,价格也不贵、而且比加工钢时的所需力度要小。这些特征对机械师和订购零件的客户而言都是极大的优势。而且,铝优质的加工性能意味着其在加工过程中更不易变形。鉴于它能让数控机床实现更高的耐受度,其精确度会更高。
比强度铝的密度是钢的大约三分之一,质量就相对更轻。尽管重量轻,铝材的强度非常高。这种强度和重量的组合就称为材料的比强度。铝的高比强度使其适合做很多工业需要的零件,比如汽车和航天工业。
抗腐蚀铝在常规的海洋和大气环境中抗划耐腐。通过阳极氧化,还可以强化这一特性。需要注意的是不同级别的铝材的抗腐蚀能力也各不相同。最常规普通的数控加工级别反而具有最强的抵抗力。
低温性能大多数材料在零度以下会失去一些优质特性。例如,碳钢和橡胶在低温状态下会变得易碎。铝在极低温下反而可以保持其软度、延展性和强度。
导电性纯铝的导电性在室温状态下大约为万西门子/米。虽然铝合金比纯铝导电性能更低,但已经足够应用在电子元件中。另一方面,如果一个加工零件的理想特性不是导电性,铝也不会是适合它的材料。
可回收性由于数控加工过程是一个减材制造过程,会产生大量切屑,也就是废料。铝具有很强的可回收性,回收只需要相对很少的能量、精力和成本。这使其在那些想要收回开支或减少材料废弃的人中备受青睐。也让铝成为一种更加环境友好型的加工材料。
阳极氧化可能性阳极氧化,是一种表层加工流程,提高了材料的抗磨损、耐腐蚀能力,这对铝来说极易实现。这一过程也使加工铝制零件的上色更加容易。
数控加工中受欢迎的铝合金从我们在Xometry的经验来看,以下七种铝材等级是数控加工中最常用的。
ENAW-/./AlCuMgPb其他牌号:.;EN57-;AlCu4PbMgMn.
这类铝合金是铝铜合金,因为铜是其主要的合金元素(占4%-5%)。是一种短切合金,耐用、轻巧、功能性好,和AW一样具有很高的机械性能。适合攻丝、热处理和高速加工。ENAW的所有这些特性使其在生产机械零件、螺栓、铆螺母、螺丝钉、螺纹钢筋中得以广泛应用。但是,此类等级的铝材焊接性和抗腐蚀性能比较低,因此推荐在零件加工后施以阳极氧化,起到保护作用。ENAW-/./Al-Mg4,5Mn其他牌号:.;Alloy;EN57-;UNSA9;ASTMB;AlMg4.5Mn0.7
合金AW以其在极端环境下的优异性能而知名。它含有镁和少量的铬和锰。该级别铝材在化学和海洋环境下表现出非常高的抗腐蚀性。在所有不可热处理强化型铝合金中,AW0的强度最高,即使在焊接之后也能保持这一特性。尽管此种合金不宜在温度高于65摄氏度的情况下投入使用,但在低温情况下表现突出。鉴于它一系列的理想特性,AW0可在众多情况下应用,包括低温设备、海洋应用、承压设备、化学应用、焊接结构和车辆主体。
ENAW/.55/Al-Mg其他牌号:.55;Alloy;EN57-;U21NSA9;ASTMB;Al-Mg.
AW是铝占比最高的铝镁合金,可轧制、锻造、挤压。该合金也是不可热处理强化型铝合金,可通过冷加工来实现强化,但延展性较低。此外,这类合金抗腐蚀性极好,强度高。考虑到这些特性,AW是最受欢迎的数控加工铝材之一这一点也就很好理解了。它通常应用在焊接结构、地板装饰、渔具、车辆主体、食品加工和铆钉中。ENAW-/./Al-MgSi其他牌号:.;ISO;UNSA9;ASTMB;AlMgSi0,5
这是一种含有镁和硅而制成的铝合金。可热处理,强度中等,焊接性和成形性良好。也极耐腐蚀,通过阳极氧化可进一步改良这一特性。ENAW合金通常在建筑、食品加工、医疗设备和汽车工程中应用。ENAW-/./Al-Zn6MgCu其他牌号:.;UNSA;H0;Al-Zn6MgCu.
在此级别的铝材中,锌是主要的合金成分。虽然ENAW的加工性能一般、冷加工成形特性不佳、不适合进行熔接和焊合,但是它比强度高,在大气和海洋环境中耐受性极好,强度也比一些钢合金更好。此类合金在很大范围内应用,包括悬挂式滑翔机和自行车架、攀岩设备、武器和模具制造。ENAW-/./Al-Mg1SiCu其他牌号:.,UNSA9,A,Al-Mg1SiCu.
此类合金主要合金元素为镁和硅,并含有少量铜。是强度很高的合金,抗拉强度可达兆帕,非常适合高承重结构,比如脚手架、铁路车厢、机械和航空零件。ENAW-/./Al-Si1Mg其他牌号:.,UNSA,A-SGM0,7,Al-Si1Mg.
此类合金通常由轧制和挤压而成,强度中等、可焊接性和热导率极好。有很高的抵抗应力腐蚀开裂的能力。抗拉强度在-0兆帕之间。在海上施工建设和集装箱中大量使用。铝材的数控加工流程你可以通过现有的一些数控加工流程来加工铝材。其中一些流程如下。
数控车削在数控车削操作中,工件旋转的同时,单点切削刀具沿轴保持不动。不论是工件还是刀具都会依靠机床进行进给动作来互相对抗,以实现材料切除。
数控车削
数控铣削数控铣削是在加工铝制零件时最常用的工序。这些工序涵盖沿轴多点切割的旋转,与此同时工件沿轴静止不动。切割动作和随后的材料切除都由进给动作来实现,动作要么是工件的或者切割刀具的又或者两者相结合进行的。这一动作可以沿多轴进行。
数控铣削
凹槽加工也称为凹槽铣削,是一种数控铣削形式,用以在零件上加工出一个中空凹槽。
端面加工端面加工涉及利用端面车削或者端面铣削的方式,在工件表面制作一个平整的横截面。
端面车削