Резка алюминия — процесс, требующий внимания к особенностям материала и режимам обработки. Алюминий характеризуется низким удельным весом, высокой пластичностью и хорошей теплопроводностью, что по-разному влияет на выбор инструмента и режимов резания. Правильный подход позволяет получить чистые кромки, минимальные деформации и высокий выход годной продукции.
Главные особенности резки алюминия:
- Пластичность. Алюминий легко поддается пластическим деформациям, особенно при больших скоростях резания и давлении. Это может приводить к образованию заусенцев, волнистости кромок и термическому эффекту «мягкой» кромки.
- Теплопроводность. Быстрое рассеяние тепла требует эффективной системы охлаждения и выбора режимов резания, чтобы избежать перегрева и ухудшения механических свойств.
- Образование клея при обработке. Пудра алюминия может прилипать к инструменту, образуя слой материалов, который ухудшает качество реза. Поэтому часто применяют смазочно-охлаждающие жидкости и специальные покрытия инструментов.
- Инструментальная износостойкость. Во многом зависит от сплава алюминия: чистый алюминий (97% Al) и сплавы с добавками (магний, кремний, медь) требуют разных режимов и типов режущего инструмента.
Выбор инструмента:
- Сталь и твердосплавные резцы. Для чистых кромок и высокой точности применяют твердосплавные пластины с улучшающими геометрию лезвий углами и острыми кромками. Для больших сечений возможно применение многоканальных фрез и резцов с геометрией, минимизирующей вибрацию.
- Резцы с кромками, устойчивыми к прилипаниям. Покрытия, такие как нитрид титана-алюминия (TiAlN) или алмазно-подобные покрытия, снижают прилипание материала к инструменту и повышают ресурс.
- Шайбы и пластины. В случае токарной обработки часто используется инструмент с подачей, уменьшающей затяжку и сниженной силой резания.
Режимы резания и параметры:
- Скорость резания. Алюминий хорошо режется на высоких скоростях, но слишком высокая скорость может повысить тепловой эффект и привести к деградации кромки. Часто применяют скорости резания в диапазоне, зависящем от толщины и геометрии заготовки.
- Подача. Подача должна быть адаптирована к твердости сплава и желаемой геометрии кромок. Деревянная подача может вызвать смещение и заусенцы. Обычно применяется умеренная подача с контролем за деформацией.
- Глубина резания. Малые глубины резания позволяют снизить тепловой эффект и уменьшить риск деформаций. Для чистой резки применяют чередование проходов: частая мелкая резка и затем итоговый проход.
- Охлаждение и смазка. Без охлаждения резка алюминия может вызвать перегрев и оплавление кромки. Применяют охлаждение жидкостями на водной основе или спрей-охлаждение, иногда с добавлением присадок против прилипаний. В некоторых случаях целесообразно применять сухие режимы для минимизации загрязнения инструментов.
Термические аспекты:
- Эфекты перегрева. При резке алюминия выделяются тепловые эффекты, которые могут вызвать изменение механических свойств сплава и линейной усадки. Контроль температуры кромки и поверхности заготовки помогает сохранить точность.
- Режимы охлаждения. Эффективное охлаждение позволяет уменьшить тепловой удар и продлить срок службы инструмента. В некоторых случаях для тонких листов алюминия применяют тонкие охлаждающие пленки, чтобы не повредить поверхность.