ノートブックコンピュータシェルへのマグネシウム合金CNC機械加工技術の応用

公開時間： 05 / 11 2021 著者：サイト編集者訪問：13491

現在、3C製品は急速に発展しており、競争は熾烈です。消費者団体は、3C製品の「軽くて薄い」特性に対する特に強い需要を持っています。これにより、3C製品の機械加工および製造技術は、材料およびCNC機械加工技術の飛躍的進歩を模索するようになりました。その中で、マグネシウム合金材料は、3C製品の加工および製造における原材料の新しいお気に入りになっています。

まず第一に、マグネシウム合金は実用的な金属の中で最も軽い金属です。その比重はアルミニウムの約2/3、鋼の1/4です。 3C製品に対応しています。顧客グループは「軽くて薄い」特性を要求します。また、マグネシウム合金は比強度が高く、弾性率が高く、衝撃吸収性に優れているという特徴があり、3C電子製品の構造部品として非常に適しています。データによると、3C製品のシェルのABSプラスチックの代わりにマグネシウム合金を使用すると、材料の重量を36％、厚さを64％削減できます。
第二に、マグネシウム合金は優れた熱放散を持っています。マグネシウム合金の熱伝導率はABSプラスチックの350〜400倍です。内部が高温になる電子製品の場合、ケーシングや放熱部品にマグネシウム合金を使用すれば、ほとんどの場合、放熱ファンや放熱穴は不要です。
最後に、マグネシウム合金は優れた電磁シールド特性を備えています。マグネシウム合金は、アルミニウム合金よりも優れた電磁シールド性能、優れた電磁波遮断機能を備えており、外界からの干渉を受けやすい精密電子製品の製造に適しています。また、コンピュータや携帯電話などの電磁波を発生させる電子製品のケーシングとしても使用でき、電磁波による人体への放射線害を軽減します。

3C製品におけるマグネシウム合金CNC機械加工技術の利点

マグネシウム合金材料は、機械加工で可燃性および腐食性があるという特徴があります。鉄やアルミニウムなどの従来の金属材料と比較して、それらは切断には適していません。したがって、マグネシウム合金材料の適用の初期段階では、ダイカスト、ダイカストおよび他のプロセス方法が成形のためにより広く使用されている。しかし、3C製品技術の発展に伴い、このような成形方法は需要に応えることが困難になっています。まず、3C製品の小型化と統合が進むにつれ、3C製品のシェル構造はますます複雑になり、ダイカストやダイカストなどのプロセス方法を正確に形成することは困難になっています。第二に、3C製品の開発と製造サイクルはますます短くなっています。ダイカストとダイカストの型開きサイクルは、その製造サイクルを厳しく制限します。

最後に、製品の外観の欠陥に対する消費者グループのゼロトレランスと、ほぼ避けられない鋳造の欠陥との間には深刻な矛盾があります。そのため、マグネシウム合金のCNC機械加工技術にますます注目が集まっています。

マグネシウムCNC機械加工ノートブックコンピュータシェルの分析。

プロセス分析：マグネシウム合金ME20で作られたノートブックコンピュータシェル。部品は複雑な構造と高い寸法精度が要求されるため、マグネシウム合金シート全体をフライス加工して成形されています。マグネシウム加工工具の選択、切削パラメータの選択、切削計画の選択、切削液の選択と防食対策、および切りくず処理の点で、従来のアルミニウム合金加工とは大きく異なります。
工具選択：マグネシウム合金は、熱伝導率が高く、材質が柔らかく、切削抵抗が小さいため、加工時の熱放散速度が非常に速く、固着量が少ないため、工具寿命が非常に長くなります。ただし、刃先が大きい工具は切削時の摩擦が大きくなり、切削温度が大幅に上昇し、マグネシウムチップがフラッシュしたり、燃焼さえし、切断プロセスの危険な要因が増加します。したがって、マグネシウム合金の機械加工では、通常、新しい超硬工具を選択する必要があり、他の材料で加工された古い工具を混合することはできません。鋼とアルミニウムを機械加工するための一般的な工具設計の原則は、マグネシウム合金を機械加工するための工具にも適用できます。マグネシウム合金の切削抵抗が低く、熱容量も非常に小さいため、マグネシウム合金の加工に使用されるフライスの歯数は他の金属よりも多くなっています。歯数を減らすと、切りくずスペースと送り量が増え、摩擦加熱と切りくずクリアランスが増え、切りくずの歪みが減り、消費電力と発熱が減ります。著者の会社は、マグネシウム合金を機械加工するとき、一般的に三刃の超硬エンドミルを好みます。 XNUMX枚刃工具の刃長が足りない、直径仕様が不適切などの特殊な状況では、XNUMX枚刃の超硬エンドミルも使用できます。
切削液の選択：マグネシウム合金材料は柔らかく、切断が簡単です。切削液の有無にかかわらず、高速または低速のどちらを使用しても、非常に滑らかな表面を実現できます。切削液を使用しない乾式加工により、加工コストを削減でき、廃チップの収集、保管、輸送が容易になります。そのため、多くの参考文献で乾式加工が推奨されていますが、乾式加工が高速で微細な切りくずを形成する場合、火災の危険性があります。これには、CNCオペレーターがいつでも加工条件を観察する必要があり、火災が発生した場合はすぐに消火することができますが、この方法には依然として計り知れないリスクがあります。これにより、オペレーターが20人のマルチマシン作業モードを実現できないことが制限されます。これは、全体的な処理コストと効率の点で費用効果が高くありません。さらに、マグネシウム合金は加熱すると膨張する傾向があります。データによると、200℃〜26.6℃の温度範囲でのマグネシウム合金の線膨張係数は27.4〜200μm /（m・℃）（合金組成に関連）です。長さ10mmを例にとると、加工中に温度が0.0532℃上昇すると加工誤差は0.0548〜XNUMXmmになります。乾式切削を使用した場合、切削液の落下がないことがわかります。温度が急激に上昇するため、マグネシウム合金部品の温度が膨張し、加工精度に影響します。ノートブックのケーシングには寸法精度に対する高い要件があり、そのような温度の影響は無視できません。上記のXNUMXつの考慮事項に基づいて、このマグネシウム合金のCNC加工は、切削液を使用した「湿式」加工を採用しています。そのため、カストロールMGタイプのマグネシウム合金切削液を特別に導入しました。
切削パラメータの選択：CNCミリングの切削パラメータには、スピンドル速度、送り速度、工具の切り込み深さ、工具の切り込み幅が含まれます。マグネシウム合金加工には国産の工作機械を選びました。工作機械の理論上の高速は8000r / minに達し、最大送り速度は15m / min、加工精度は0.01mmです。この工作機械を使用して最高速度を長時間維持することは、工作機械にとって有害です。単一ピースの小ロット生産の場合、送り速度が速すぎると、時間の節約にはなりませんが、品質リスクと機器の故障の可能性が大幅に高まります。したがって、大きな切削深さと小さな送りを使用して、切削パラメータを決定します。長年のCNC加工の経験によると、カーバイドエンドミルがさまざまな材料を加工している場合、切削パラメータの速度と送りは変化しますが、切削の深さと幅は一般にあまり変化しません。荒加工の場合、推奨される幅は切削量は50％〜100％D（Dは工具径）、推奨切削深さは0.3〜0.5Dです。仕上げの場合、推奨切削幅は0.1〜0.5mm、切削深さは0.5〜1Dです。
マグネシウム合金のCNC機械加工における防食対策。マグネシウム合金は化学的に活性があり、腐食しやすいと一般に考えられています。特に「湿式」加工後は、切削液で汚染されたマグネシウム合金部品が腐食しやすくなります。実際、本機の加工経験によれば、比較的短い加工サイクルでマグネシウム合金に効果的な防食対策を講じれば、構造強度や表面粗さに影響を与えるような深刻な腐食は発生しません。

マグネシウム合金の腐食を緩和するために、以下の対策を講じています。

マグネシウム合金のCNC機械加工プロセスは継続的に実行する必要があり、切削液で覆われた部品は、一晩はもちろん、長時間ワークベンチに置くことはできません。
完成したマグネシウム合金部品をきれいな水で数回洗浄して、チッピング液の残留物を完全に希釈します。
洗浄したマグネシウム合金部品は、高圧エアガンですばやく吹き飛ばしてから、きれいな綿のガーゼで拭いて乾かします。
完成した部品はフォームボックスに短時間置くことができ、他の金属に触れることは禁じられています。
部品を長期間置いたり、売り上げのために配達したりする場合は、袋の口を折りたたんで乾いたビニール袋に入れ、袋内の空気が比較的循環しないようにします。

実際、上記の方法は簡単で簡単に実行できますが、マグネシウム合金の腐食を完全に防ぐことはできません。部品の表面が暗い場合や黒ずみが少ない場合でも、乾いた砂を吹き付けることで取り除くことができます。マグネシウム合金表面の腐食度が許容できるかどうかを定義するには、マグネシウム合金表面処理リンクの技術担当者と十分に連絡して、対応するマーキングと仕様を作成する必要があります。

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