O alumínio 7075 é uma liga de alta-resistência amplamente utilizada nas indústrias aeroespacial, de defesa e automotiva de alto-desempenho devido à sua excelente relação resistência-por{4}}peso, comparável a muitos aços. A fresagem CNC é o principal processo de fabricação para a criação de componentes complexos e precisos a partir deste material. Este guia fornece uma visão geral abrangente dos procedimentos padrão, parâmetros e considerações para a usinagem bem-sucedida do alumínio 7075, garantindo a qualidade das peças, a precisão dimensional e a eficiência do processo para engenheiros profissionais e especialistas em compras.
Características do material e preparação da peça
O alumínio 7075 (normalmente em conformidade com padrões como ASTM B209/AMS 4117) é uma liga à base de-zinco da série 7xxx. Geralmente é fornecido em têmpera T6 (solução-tratada termicamente e envelhecida artificialmente) para atingir sua resistência máxima. As principais propriedades incluem alta resistência à tração (até 570 MPa ou 83 ksi) e boa resistência à fadiga. No entanto, tem menor resistência à corrosão em comparação com outras ligas como 6061, o que pode necessitar de anodização subsequente ou outros tratamentos de superfície.
Antes da usinagem, a preparação adequada da peça é fundamental. A matéria-prima deve ser fixada com segurança para minimizar vibrações, que podem causar vibrações e imprecisões dimensionais. Para geometrias complexas, são recomendados gabaritos ou tornos personalizados. Estabelecer um dado confiável (ponto de referência) na peça de trabalho é essencial para que o programa CNC defina com precisão o sistema de coordenadas.
Seleção de ferramentas e geometria
A seleção das ferramentas de corte é fundamental para um fresamento eficiente.
- Material da ferramenta:As fresas de topo inteiriças de metal duro são a escolha padrão. Eles oferecem dureza, rigidez e resistência ao calor superiores em comparação ao aço rápido-(HSS). Para prolongar a vida útil da ferramenta e aumentar a produtividade, ferramentas com pontas de metal duro-revestidas de diamante ou de diamante policristalino (PCD) são empregadas na produção-de alto volume.
- Geometria da ferramenta:Um ângulo de saída positivo é geralmente preferido, pois reduz as forças de corte e produz cavacos mais finos, levando a um acabamento superficial mais liso. Um ângulo de hélice alto (cerca de 38 graus -45 graus) auxilia no escoamento eficiente dos cavacos. As fresas de topo de três{5}}canais geralmente fornecem um equilíbrio ideal entre folga de cavacos e resistência para operações de semiacabamento e acabamento em alumínio.
- Revestimentos:Revestimentos anti-aderentes, como nitreto de alumínio e titânio (AlTiN) ou variantes semelhantes, podem ajudar a evitar a adesão do alumínio às arestas de corte, reduzindo-as arestas postiças (BUE) e melhorando a vida útil da ferramenta.
Parâmetros e estratégias de usinagem
A otimização dos parâmetros de corte é crucial para alcançar o equilíbrio desejado entre taxa de remoção de metal, vida útil da ferramenta e acabamento superficial.
- Velocidade de corte (Vc):O alumínio 7075 pode ser usinado em altas velocidades de superfície. Para fresas de topo de metal duro, as velocidades normalmente variam de 200 a 400 metros por minuto (m/min) ou 650 a 1.300 pés superficiais por minuto (SFM) para desbaste e podem ser aumentadas para acabamento.
- Taxa de alimentação (fz):O avanço por dente é fundamental para a formação de cavacos. Um avanço muito baixo pode causar atrito e endurecimento, enquanto um avanço muito alto aumenta a pressão da ferramenta. Uma faixa de 0,05 a 0,15 mm por dente é comum. A espessura do cavaco deve ser mantida para garantir a remoção eficiente do calor com o cavaco.
- Profundidade de Corte (Ap) e Largura de Corte (Ae):Para desbaste, uma profundidade de corte axial elevada (até 1x o diâmetro da ferramenta) com um passo lateral radial moderado (30-50% do diâmetro da ferramenta) é eficaz. Para acabamento, uma profundidade de corte axial leve (0,1-0,5 mm) e um passo radial de 5-10% do diâmetro da ferramenta são usados para obter acabamentos superficiais finos.
- Evacuação de refrigerante e cavacos:É altamente recomendável usar refrigerante de alta-pressão. Ele desempenha três funções principais: dissipar calor, lubrificar o corte e, o mais importante, evacuar cavacos da zona de corte. A remoção eficaz de cavacos é vital para evitar o-recorte de cavacos, que pode danificar a superfície da peça e levar à falha prematura da ferramenta.
Operações específicas de fresagem
- Desbaste:O objetivo é a remoção máxima de material. Use ferramentas robustas com um núcleo forte e empregue estratégias de compensação trocoidal ou adaptativa no software CAM. Essas estratégias mantêm uma carga e um engate constantes da ferramenta, reduzindo choques e geração de calor.
- Acabamento:O objetivo é precisão dimensional e acabamento superficial superior. Use fresas de acabamento afiadas e dedicadas. O fresamento concordante (fresamento descendente-) deve ser usado sempre que possível, pois proporciona um corte mais limpo, melhor acabamento superficial e maior vida útil da ferramenta em comparação ao fresamento convencional.
Garantia de qualidade e pós{0}}processamento
A inspeção pós{0}}usinagem é obrigatória. As dimensões críticas devem ser verificadas usando equipamentos calibrados, como máquinas de medição por coordenadas (CMM), comparadores ópticos ou paquímetros e micrômetros de precisão. A rugosidade da superfície deve ser medida com um perfilômetro para garantir que atenda aos requisitos especificados (por exemplo, Ra < 1,6 µm). Para muitas aplicações, a parceria com empresas experientesserviços de fresagem de alumíniogarante acesso a equipamentos CNC avançados, estratégias de usinagem comprovadas e rigorosos protocolos de controle de qualidade, garantindo que as peças finais estejam em conformidade com todas as especificações técnicas. Por fim, rebarbar e limpar são etapas essenciais de pós{1}}processamento para remover arestas vivas e resíduos de usinagem antes que as peças sejam liberadas para uso ou tratamento de superfície adicional.
O fresamento CNC bem-sucedido do alumínio 7075 requer uma abordagem sistemática que abrange a seleção correta da ferramenta, parâmetros de usinagem otimizados, resfriamento eficaz e controle de qualidade rigoroso. A adesão a essas práticas industriais estabelecidas garante a produção de componentes de alta-integridade que aproveitam todo o potencial dessa liga de alto-desempenho, tornando-a um processo confiável para aplicações de engenharia exigentes.