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如何锯切铝材


根据合金含量的不同,铝的切削加工系数为普通碳钢的4倍左右,铝材相对于钢材来讲,强度低一些(to 600N/mm2)。然而,对于一些汽车制造商,泵以及阀门等制造商而言,很多锯切加工厂要学会如何最大化锯切效率,降低锯切成本。双金属和硬质合金带锯条可以高效锯切软的材料,但对于锯切具有研磨性的铝合金或铝而言锯条寿命可能缩短,增加更换锯条的时间,降低切削效率。正确的选用锯条和试用锯条可以有效提高效率。

    即便是最容易切的铝,最便宜的锯条并不总是最有效的。 有个客户在切铸铝时,通过将双金属带锯条换成了硬质合金带锯条有效实现了成本的降低。在锯切普通的铸铝牌号为ZL319的案例中, 使用硬质合金带锯条锯切面积为普通碳钢锯条的10倍, 而其成本仅仅是它的6倍左右。由于硬质合金带锯条节省了大量的停车时间,且效率是普通锯条的3~4倍,工作效率也大大相对提高了。


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锯切成本的准确计算方式:

    任何锯切应用中, 精确的计算锯条的性价比远远不止是锯条价格与切削面积之间的关系,精明的用户会将每片锯切所需的人工成本和锯床的能耗和消耗一并考虑进去。具体的锯条性价比的核算如下式所列:

    每片锯切成本=锯条价格/锯切总件数+平均每片锯切时间(停车时间平均进每片锯切时间)*单位时间人工成本+锯床单片锯切能耗+设备单片折旧+其他损耗


尽管铝非常软,然而其粘性和高研磨性对带锯条齿尖来说仍是一个挑战。高速锯切时,锯条会集中产生大量的热,造成齿尖硬度下降。非常粘的铝屑经常粘在齿尖而造成积屑瘤而导致齿尖磨损。此外,铝的研磨性加速了锯条齿尖的磨损从而缩短了锯条的寿命,加快了锯条的更换频率。 锯切铝时主要要考虑其高研磨性。99%的纯铝(如1系铝)尽管比用于飞机制造的6051的铝合金要软一些,然而其研磨性却比后者要高一些,因而锯切难度会更高一些。 在一般的铸件中,Si的含量在6~20%左右;结构更复杂的铸件,如薄的散热翅片,为了提高铸造时的流速,Si的含量会更高一些。 硅含量越高, 其硬点也就越多,对锯条寿命影响也就越大。氧化铝也同样会产生硬点,降低锯条的齿部寿命。

  与普通的碳钢带锯条比较, 双金属带锯条和硬质合金带锯条锯切铝时效率明显提高。到底是用双金属还是用硬质合金,需要考虑锯床,工件以及工作的形式等种种因素。比如,锯切一种铝铸件,需要10根碳钢带锯条每月, 而双金属带锯条可能大概用到2.5根每月,而硬质合金带锯条用量可能不到0.5根。


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锯切速度的设定:

    软的铝合金是如此的容易被齿尖切入,导致其经常“过进给”从而造成齿尖负荷过高。 高速度能有效降低齿尖负荷,同时也可更好的排屑以防止切斜和打齿。双金属带锯条锯切铝的速度应该在150m/min ~300m/min左右(卧式锯床)。锯切铸铝的浇口和冒口的硬质合金带锯条其速度可调到900m~ 1200m/min。高的线速度可以匹配更高的下压速度。为了优化切铝时的锯条的齿尖负荷, 锯切效率应该设定到1000cm2左右。 下压力要比普碳要低一些, 参数应根据切屑形状精密调整。 锯条的张力调整到190~220Mpa,张力应稍微调小一些,可以适当延长背部疲劳寿命。


硬质合金锯条还是双金属锯条?

    虽然硬质合金带锯条在锯切铝时有非常好的耐磨性,但并不是所有的锯床都会用起来非常经济。 在低速150~300m/min锯切时,背部可能先于齿部失效,如果要更好的用好锯条,应该将锯条的速度,进给, 张力调到一个合适的参数,以同时适应背部和齿部寿命。

   使用硬质合金带锯条的带锯床刚性要相对比较好,速度,进给都能够无极调速。很多通用的锯床,最高速度也不过150m/min,这种锯床的带速太低会造成控制不良和切斜。在这种锯床条件下,双金属带锯条会是一个更好的选择。

   铝和其他的软金属, 切削力比较小而切屑量很大。最适合的锯条是那种齿沟比较大的齿形,利于排屑,而且可以增加工件的表面的光洁度。选择齿形要根据材料的尺寸来选择。然而,不同的材质选择的齿形各不一样。在高速锯切时, 正前角的齿更容易带走切屑,并且切削时发热量更少一些。

   左右交替的分齿方式提升了切削液的冷却流量,加快了切屑的排出。 齿沟也提供了充分的容屑空间以在锯铝时的锯条寿命。 硬质合金用于铸铝的锯切时, 有一个未分齿的,两面倒角的高直齿,然后是比这个直齿低一些的齿。这种齿形将切屑明显分成三部分或者几个部分,也优化了排屑。


锯床维护:

维护良好的锯床有利于提升锯条寿命。请经常检查以下几点:从动轮,主动轮,导向块,锯条运行轨迹,钢丝刷, 冷却系统, 钳口,下压系统, 驱动等等,经常检查这些点将有助于更好的使用锯条。 正常锯切的时候,锯床是不应该产生振动的,切铝时如果参数调整不正确,就容易产生振动,此时就要注意将锯条速度,下压力等调到合适的值。

切削液:

锯切铝时,采用的切削液为水基或油基的切削液,浓度采用10%。 可采用专用的切铝的切削液, 这种切削液可以有效防止防止积削瘤,减少锯切时的氧化,延长锯条寿命。由于氧化铝颗粒有研磨性,因此为了延长锯条寿命,切削液应该比锯切其他金属更频繁的更换。将切削液浇到正确的位置也很重要。将切削液浇满锯条起不到什么冷却作用,正确的方法是将其浇到锯切部位,冲洗切屑和润滑冷却正在工作的齿尖。高速锯切采用油雾润滑。



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