Алюміній — найбольш шырока выкарыстоўваны каляровы метал, і спектр яго прымянення працягвае пашырацца. Існуе больш за 700 000 відаў алюмініевых вырабаў, якія падыходзяць для розных галін прамысловасці, у тым ліку будаўніцтва, дэкаратыўна-прыкладнога мастацтва, транспарту і аэракасмічнай прамысловасці. У гэтай дыскусіі мы разгледзім тэхналогію апрацоўкі алюмініевых вырабаў і тое, як пазбегнуць дэфармацыі падчас апрацоўкі.
Да пераваг і характарыстык алюмінію адносяцца:
- Нізкая шчыльнасцьАлюміній мае шчыльнасць каля 2,7 г/см³, што прыкладна на траціну менш, чым шчыльнасць жалеза або медзі.
- Высокая пластычнасць:Алюміній валодае выдатнай пластычнасцю, што дазваляе фармаваць з яго розныя вырабы з дапамогай метадаў апрацоўкі пад ціскам, такіх як экструзія і расцяжэнне.
- Устойлівасць да карозіі:Алюміній натуральным чынам утварае на сваёй паверхні ахоўную аксідную плёнку, альбо ў натуральных умовах, альбо праз анадаванне, што забяспечвае лепшую каразійную ўстойлівасць у параўнанні са сталлю.
- Лёгка ўмацоўваецца:Нягледзячы на нізкі ўзровень трываласці чыстага алюмінію, яго трываласць можна значна павялічыць з дапамогай анадавання.
- Палягчае апрацоўку паверхні:Апрацоўка паверхні можа палепшыць або змяніць уласцівасці алюмінію. Працэс анадавання добра вядомы і шырока выкарыстоўваецца ў апрацоўцы алюмініевых вырабаў.
- Добрая праводнасць і перапрацоўка:Алюміній з'яўляецца выдатным правадніком электрычнасці і лёгка перапрацоўваецца.
Тэхналогія апрацоўкі алюмініевых вырабаў
Штампоўка вырабаў з алюмінію
1. Халоднае штампаванне
Выкарыстоўваемы матэрыял — алюмініевыя гранулы. Гэтыя гранулы атрымліваюць форму за адзін крок з дапамогай экструзійнай машыны і формы. Гэты працэс ідэальна падыходзіць для стварэння слупчатых вырабаў або формаў, якія цяжка дасягнуць расцяжэннем, такіх як эліптычныя, квадратныя і прастакутныя формы. (Як паказана на малюнку 1, машына; малюнку 2, алюмініевыя гранулы; і малюнку 3, выраб).
Магутнасць выкарыстоўванай машыны залежыць ад плошчы папярочнага сячэння вырабу. Зазор паміж верхнім пуансонам і ніжнім пуансонам, вырабленым з вальфрамавай сталі, вызначае таўшчыню сценкі вырабу. Пасля завяршэння прэсавання вертыкальны зазор ад верхняга пуансона да ніжняга пуансона паказвае верхнюю таўшчыню вырабу (як паказана на малюнку 4).
Перавагі: кароткі цыкл адкрыцця формы, меншы кошт распрацоўкі ў параўнанні з расцяжной формай. Недахопы: працяглы вытворчы працэс, вялікія ваганні памеру вырабу падчас працэсу, высокі кошт працы.
2. Расцяжка
Выкарыстаны матэрыял: алюмініевы ліст. Выкарыстоўвайце машыну бесперапыннага ліцця і форму для выканання некалькіх дэфармацый, каб задаволіць патрабаванні да формы, падыходзіць для некалонных цел (вырабы з выгнутага алюмінію). (Як паказана на малюнку 5, машына, малюнку 6, форма і малюнку 7, выраб)
Перавагі:Памеры складаных і шматдэфармаваных вырабаў стабільна кантралююцца падчас вытворчага працэсу, а паверхня вырабу становіцца больш гладкай.
Недахопы:Высокі кошт прэс-формы, адносна працяглы цыкл распрацоўкі і высокія патрабаванні да выбару абсталявання і дакладнасці.
Апрацоўка паверхняў алюмініевых вырабаў
1. Пяскоструйная апрацоўка (дробеструйная апрацоўка)
Працэс ачысткі і надання шурпатасці металічнай паверхні ўздзеяннем хуткаснага патоку пяску.
Гэты метад апрацоўкі паверхні алюмінію паляпшае чысціню і шурпатасць паверхні апрацоўванай дэталі. У выніку паляпшаюцца механічныя ўласцівасці паверхні, што прыводзіць да лепшай устойлівасці да стомленасці. Гэта паляпшэнне павялічвае адгезію паміж паверхняй і любымі нанесенымі пакрыццямі, падаўжаючы тэрмін службы пакрыцця. Акрамя таго, яно спрыяе выраўноўванню і эстэтычнаму выгляду пакрыцця. Гэты працэс часта сустракаецца ў розных прадуктах Apple.
2. Паліроўка
Метад апрацоўкі выкарыстоўвае механічныя, хімічныя або электрахімічныя метады для памяншэння шурпатасці паверхні дэталі, што прыводзіць да гладкай і бліскучай паверхні. Працэс паліроўкі можна падзяліць на тры асноўныя тыпы: механічная паліроўка, хімічная паліроўка і электралітычная паліроўка. Спалучаючы механічную паліроўку з электралітычнай паліроўкай, алюмініевыя дэталі могуць дасягнуць люстранога бляску, падобнага да нержавеючай сталі. Гэты працэс надае адчуванне высакаякаснай прастаты, моды і футурыстычнай прывабнасці.
3. Валячэнне дроту
Валячэнне металічнага дроту — гэта вытворчы працэс, пры якім лініі шматразова саскрабаюцца з алюмініевых пласцін наждачнай паперай. Валячэнне дроту можна падзяліць на прамое, выпадковае, спіральнае і ніткавае. Працэс валачэння металічнага дроту дазваляе выразна бачыць кожную тонкую шоўкавую адзнаку, таму матавы метал мае тонкі валасавы бляск, а выраб мае модны і тэхналагічны выгляд.
4. Рэзка пры высокім асвятленні
Для выразання паверхняў выкарыстоўваецца высокадакладны гравіравальны станок для ўзмацнення алмазнага нажа на шпіндзелі высокахуткаснага кручэння (звычайна 20 000 абаротаў у хвіліну) высокадакладнага гравіравальнага станка для выразання дэталяў і стварэння лакальных блікаў на паверхні вырабу. Яркасць блікаў рэзкі залежыць ад хуткасці фрэзернага свердзела. Чым вышэйшая хуткасць свердзела, тым ярчэйшыя блікі рэзкі. І наадварот, чым цямнейшыя блікі рэзкі, тым большая верагоднасць таго, што яны пакінуць сляды ад нажа. Высокаглянцавая рэзка асабліва распаўсюджана ў мабільных тэлефонах, такіх як iPhone 5. У апошнія гады некаторыя металічныя рамкі для тэлевізараў высокага класа сталі выкарыстоўваць высокаглянцавую апрацоўку.Фрэзераванне з ЧПУтэхналогія, а працэсы анадавання і шчоткавання надаюць тэлевізару модны выгляд і тэхналагічную выразнасць.
5. Анадаванне
Анадаванне — гэта электрахімічны працэс акіслення металаў або сплаваў. Падчас гэтага працэсу алюміній і яго сплавы ўтвараюць аксідную плёнку пры прапусканні электрычнага току ў пэўным электраліце пры пэўных умовах. Анадаванне павышае цвёрдасць паверхні і зносаўстойлівасць алюмінію, падаўжае тэрмін яго службы і паляпшае яго эстэтычную прывабнасць. Гэты працэс стаў жыццёва важным кампанентам апрацоўкі паверхні алюмінію і ў цяперашні час з'яўляецца адным з найбольш шырока выкарыстоўваных і паспяховых даступных метадаў.
6. Двухкаляровы анод
Двухколерны анод — гэта працэс анадавання вырабу для нанясення розных колераў на пэўныя ўчасткі. Нягледзячы на тое, што гэтая тэхніка двухколернага анадавання рэдка выкарыстоўваецца ў тэлевізійнай прамысловасці з-за сваёй складанасці і высокага кошту, кантраст паміж двума колерамі падкрэслівае высакаякасны і ўнікальны выгляд вырабу.
Існуе некалькі фактараў, якія спрыяюць дэфармацыі алюмініевых дэталяў падчас апрацоўкі, у тым ліку ўласцівасці матэрыялу, форма дэталі і ўмовы вытворчасці. Асноўнымі прычынамі дэфармацыі з'яўляюцца: унутраныя напружанні ў загатоўцы, сілы рэзання і цяпло, якія ўтвараюцца падчас апрацоўкі, а таксама сілы, якія ўзнікаюць падчас заціску. Каб мінімізаваць гэтыя дэфармацыі, можна ўкараніць спецыяльныя тэхналагічныя меры і эксплуатацыйныя навыкі.
Працэсныя меры для памяншэння дэфармацыі пры апрацоўцы
1. Зменшце ўнутранае напружанне ў загатоўцы
Натуральнае або штучнае старэнне разам з вібрацыйнай апрацоўкай можа дапамагчы знізіць унутранае напружанне ў загатоўцы. Папярэдняя апрацоўка таксама з'яўляецца эфектыўным метадам для гэтай мэты. У загатоўкі з тоўстай галавой і вялікімі вушамі падчас апрацоўкі можа адбыцца значная дэфармацыя з-за значнага запасу. Папярэдне апрацоўваючы лішнія часткі загатоўкі і памяншаючы запас у кожнай вобласці, мы можам не толькі мінімізаваць дэфармацыю, якая ўзнікае падчас наступнай апрацоўкі, але і паменшыць некаторыя ўнутраныя напружанні, якія ўзнікаюць пасля папярэдняй апрацоўкі.
2. Палепшыце рэжучую здольнасць інструмента
Матэрыял інструмента і геаметрычныя параметры істотна ўплываюць на сілу рэзання і нагрэў. Правільны выбар інструмента мае важнае значэнне для мінімізацыі дэфармацыі дэталяў пры апрацоўцы.
1) Разумны выбар геаметрычных параметраў інструмента.
① Кут нахілу:Пры ўмове захавання трываласці ляза, кут нахілу рэзкі выбіраецца адпаведна большым. З аднаго боку, гэта дазваляе апрацоўваць востры край, а з другога боку, памяншае дэфармацыю рэзання, забяспечвае гладкае выдаленне стружкі і, такім чынам, зніжае сілу рэзання і тэмпературу рэзання. Пазбягайце выкарыстання інструментаў з адмоўным вуглом нахілу.
② Кут нахілу спінкі:Памер задняга вугла непасрэдна ўплывае на знос задняй паверхні інструмента і якасць апрацаванай паверхні. Таўшчыня рэзання з'яўляецца важнай умовай выбару задняга вугла. Пры грубым фрэзераванні, з-за вялікай хуткасці падачы, вялікай нагрузкі рэзання і высокага цеплавыдзялення, неабходна забяспечыць добрыя ўмовы цеплааддачы інструмента. Таму задні вугал варта выбіраць меншым. Пры чыставым фрэзераванні неабходна, каб абза была вострай, трэнне паміж задняй паверхняй інструмента і апрацаванай паверхняй павінна быць зменшана, а таксама павінна быць зменшана пругкая дэфармацыя. Таму задні вугал варта выбіраць большым.
③ Кут нахілу спіралі:Каб фрэзераванне было плыўным і паменшыць намаганне пры фрэзераванні, кут нахілу спіралі варта выбіраць як мага большы.
④ Галоўны вугал адхілення:Адпаведнае памяншэнне асноўнага вугла адхілення можа палепшыць умовы цеплааддачы і знізіць сярэднюю тэмпературу зоны апрацоўкі.
2) Палепшыць структуру інструмента.
Зменшце колькасць зуб'яў фрэзы і павялічце прастору для стружкі:
Паколькі алюмініевыя матэрыялы валодаюць высокай пластычнасцю і значнай дэфармацыяй рэзання падчас апрацоўкі, неабходна стварыць большую плошчу для стружкі. Гэта азначае, што радыус дна канаўкі для стружкі павінен быць большым, а колькасць зуб'яў фрэзы — паменшанай.
Дробнае шліфаванне зуб'яў фрэзы:
Шурпатасць рэжучых беражкоў зуб'яў разца павінна быць меншай за Ra = 0,4 мкм. Перад выкарыстаннем новага разца рэкамендуецца некалькі разоў акуратна адшліфаваць пярэднюю і заднюю часткі зуб'яў разца дробным алейным каменем, каб выдаліць задзірыны або нязначныя пілападобнасці, якія засталіся пасля працэсу завострывання. Гэта не толькі дапамагае знізіць нагрэў пры рэзанні, але і мінімізуе дэфармацыю рэзання.
Строга кантралюйце стандарты зносу інструментаў:
Па меры зношвання інструментаў шурпатасць паверхні апрацоўванай дэталі павялічваецца, тэмпература рэзання павышаецца, і апрацоўваная дэталь можа падвяргацца большай дэфармацыі. Таму вельмі важна выбіраць матэрыялы для інструментаў з выдатнай зносаўстойлівасцю і сачыць за тым, каб знос інструмента не перавышаў 0,2 мм. Калі знос перавышае гэтую мяжу, гэта можа прывесці да ўтварэння стружкі. Падчас рэзання тэмпературу апрацоўванай дэталі звычайна варта падтрымліваць ніжэй за 100°C, каб прадухіліць дэфармацыю.
3. Палепшыць метад заціску нарыхтоўкі. Для тонкасценных алюмініевых нарыхтовак з нізкай калянасцю можна выкарыстоўваць наступныя метады заціску для памяншэння дэфармацыі:
① Для дэталяў з тонкасценных утулкамі выкарыстанне трохкулачковага самацэнтравальнага патрона або спружыннай цангі для радыяльнага заціску можа прывесці да дэфармацыі дэталі пасля яе паслаблення пасля апрацоўкі. Каб пазбегнуць гэтай праблемы, лепш выкарыстоўваць метад восевага заціску тарца, які забяспечвае большую калянасць. Размясціце ўнутраны адтуліну дэталі, стварыце разьбовую апраўку і ўстаўце яе ва ўнутраны адтуліну. Затым выкарыстоўвайце вечка, каб заціснуць тарэц, і шчыльна замацуйце яго гайкай. Гэты метад дапамагае прадухіліць дэфармацыю заціску пры апрацоўцы вонкавага круга, забяспечваючы задавальняючую дакладнасць апрацоўкі.
② Пры апрацоўцы тонкасценных ліставых металічных дэталяў рэкамендуецца выкарыстоўваць вакуумную прысоску для дасягнення раўнамернага размеркавання сілы заціску. Акрамя таго, выкарыстанне меншай колькасці рэзкі можа дапамагчы прадухіліць дэфармацыю дэталі.
Іншы эфектыўны метад — запоўніць унутраную частку дэталі матэрыялам для павышэння яе калянасці пры апрацоўцы. Напрыклад, у дэталь можна заліць расплаў мачавіны, які змяшчае ад 3% да 6% нітрату калію. Пасля апрацоўкі дэталь можна апусціць у ваду або спірт для растварэння напаўняльніка, а затым выліць яго.
4. Разумная арганізацыя працэсаў
Падчас хуткаснага рэзання ў працэсе фрэзеравання часта ўзнікае вібрацыя з-за вялікіх прыпускаў на апрацоўку і перарывістага рэзання. Гэтая вібрацыя можа негатыўна паўплываць на дакладнасць апрацоўкі і шурпатасць паверхні. У выніку...працэс хуткаснай рэзкі на станках з ЧПУзвычайна падзяляецца на некалькі этапаў: чарнавая апрацоўка, паўчыстовая апрацоўка, зачыстка пад вуглом і чыставая апрацоўка. Для дэталяў, якія патрабуюць высокай дакладнасці, перад чыставой апрацоўкай можа спатрэбіцца другасная паўчыстовая апрацоўка.
Пасля этапу чарнавой апрацоўкі рэкамендуецца даць дэталям астыць натуральным чынам. Гэта дапамагае ліквідаваць унутраныя напружанні, якія ўзнікаюць падчас чарнавой апрацоўкі, і памяншае дэфармацыю. Прыпуск на апрацоўку, які застаецца пасля чарнавой апрацоўкі, павінен быць большым за чаканую дэфармацыю, звычайна ад 1 да 2 мм. Падчас этапу чыставой апрацоўкі важна падтрымліваць раўнамерны прыпуск на апрацоўку на гатовай паверхні, звычайна ад 0,2 да 0,5 мм. Гэтая аднастайнасць гарантуе, што рэжучы інструмент застаецца ў стабільным стане падчас апрацоўкі, што значна памяншае дэфармацыю рэзання, паляпшае якасць паверхні і забяспечвае дакладнасць вырабу.
Аперацыйныя навыкі для памяншэння дэфармацыі апрацоўкі
Алюмініевыя дэталі дэфармуюцца падчас апрацоўкі. Акрамя вышэйзгаданых прычын, метад эксплуатацыі таксама мае вялікае значэнне ў рэальнай эксплуатацыі.
1. Для дэталяў з вялікімі допускамі на апрацоўку рэкамендуецца сіметрычная апрацоўка, каб палепшыць рассейванне цяпла падчас апрацоўкі і прадухіліць канцэнтрацыю цяпла. Напрыклад, пры апрацоўцы ліста таўшчынёй 90 мм да 60 мм, калі адзін бок фрэзеруецца адразу пасля другога, канчатковыя памеры могуць прывесці да дапушчэння плоскаснасці 5 мм. Аднак, калі выкарыстоўваецца сіметрычны падыход да апрацоўкі з паўторнай падачай, калі кожны бок апрацоўваецца да канчатковага памеру двойчы, плоскаснасць можна палепшыць да 0,3 мм.
2. Калі на ліставых дэталях ёсць некалькі паражнін, не рэкамендуецца выкарыстоўваць паслядоўную апрацоўку, пры якой апрацоўваецца толькі адна паражніна за раз. Такі падыход можа прывесці да нераўнамерных сіл на дэталях, што прывядзе да дэфармацыі. Замест гэтага выкарыстоўвайце шматслаёвы метад апрацоўкі, пры якім усе паражніны ў адным пласце апрацоўваюцца адначасова, перш чым пераходзіць да наступнага пласта. Гэта забяспечвае раўнамернае размеркаванне напружання на дэталях і мінімізуе рызыку дэфармацыі.
3. Каб паменшыць сілу рэзання і нагрэў, важна рэгуляваць велічыню рэзання. Сярод трох кампанентаў велічыні рэзання велічыня адваротнага рэзання істотна ўплывае на сілу рэзання. Калі прыпуск на апрацоўку празмерны, а сіла рэзання за адзін праход занадта вялікая, гэта можа прывесці да дэфармацыі дэталяў, негатыўна паўплываць на калянасць шпіндзеля станка і знізіць даўгавечнасць інструмента.
Хоць памяншэнне велічыні зваротнага рэзання можа павялічыць тэрмін службы інструмента, яно таксама можа знізіць эфектыўнасць вытворчасці. Аднак высакахуткаснае фрэзераванне на станках з ЧПУ можа эфектыўна вырашыць гэтую праблему. Зніжаючы велічыню зваротнага рэзання і адпаведна павялічваючы хуткасць падачы і хуткасць станка, можна знізіць сілу рэзання без шкоды для эфектыўнасці апрацоўкі.
4. Важная паслядоўнасць аперацый рэзання. Грубая апрацоўка накіравана на максімізацыю эфектыўнасці апрацоўкі і павелічэнне хуткасці выдалення матэрыялу за адзінку часу. Як правіла, для гэтага этапу выкарыстоўваецца адваротнае фрэзераванне. Пры адваротным фрэзераванні лішні матэрыял з паверхні нарыхтоўкі выдаляецца з максімальнай хуткасцю і за найкарацейшы магчымы час, эфектыўна фарміруючы базавы геаметрычны профіль для чыставой стадыі.
З іншага боку, чыставое выкананне надае прыярытэт высокай дакладнасці і якасці, што робіць фрэзераванне па глыбленні пераважным метадам. Пры фрэзераванні па глыбленні таўшчыня рэзання паступова памяншаецца ад максімальнай да нуля. Гэты падыход значна зніжае ўмацаванне і мінімізуе дэфармацыю апрацоўваемых дэталяў.
5. Танкасценныя дэталі часта дэфармуюцца з-за заціску падчас апрацоўкі, і гэтая праблема захоўваецца нават на этапе чыставой апрацоўкі. Каб мінімізаваць гэтую дэфармацыю, рэкамендуецца аслабіць заціскную прыладу да таго, як будзе дасягнуты канчатковы памер падчас чыставой апрацоўкі. Гэта дазваляе дэталі вярнуцца да першапачатковай формы, пасля чаго яе можна акуратна зноў заціснуць — дастаткова толькі для ўтрымання дэталі на месцы — у залежнасці ад адчуванняў аператара. Гэты метад дапамагае дасягнуць ідэальных вынікаў апрацоўкі.
Карацей кажучы, сіла заціску павінна прыкладацца як мага бліжэй да апорнай паверхні і накіроўвацца ўздоўж найбольш цвёрдай восі апрацоўванай дэталі. Хоць вельмі важна прадухіліць яе аслабленне, сіла заціску павінна быць мінімальнай для забеспячэння аптымальных вынікаў.
6. Пры апрацоўцы дэталяў з паражнінамі не дапускайце пранікнення фрэзы непасрэдна ў матэрыял, як гэта рабіла б свердзел. Такі падыход можа прывесці да недастатковай прасторы для стружкі фрэзы, што можа выклікаць такія праблемы, як нераўнамернае выдаленне стружкі, перагрэў, пашырэнне і магчымае абвальванне стружкі або паломка кампанентаў.
Замест гэтага спачатку выкарыстоўвайце свердзел такога ж памеру або большы за фрэзу, каб стварыць пачатковую адтуліну для фрэзы. Пасля гэтага фрэза выкарыстоўваецца для фрэзеравання. Акрамя таго, вы можаце выкарыстоўваць праграмнае забеспячэнне CAM для стварэння праграмы спіральнага рэзання.
Калі вы хочаце даведацца больш або задаць пытанне, калі ласка, звяжыцесяinfo@anebon.com
Спецыялізацыя і ўважлівасць каманды Anebon дапамаглі кампаніі заваяваць выдатную рэпутацыю сярод кліентаў па ўсім свеце, прапаноўваючы даступныя паслугі.Апрацоўка дэталяў з ЧПУ, дэталі для рэзкі на станках з ЧПУ іТакарны станок з ЧПУапрацоўка дэталяў. Галоўная мэта Anebon — дапамагчы кліентам дасягнуць сваіх мэтаў. Кампанія прыкладае велізарныя намаганні для стварэння выйгрышнай сітуацыі для ўсіх і запрашае вас далучыцца да іх.
Час публікацыі: 27 лістапада 2024 г.