Aluminij je najčešće korišteni obojeni metal, a njegov raspon primjene se nastavlja širiti. Postoji preko 700.000 vrsta aluminijskih proizvoda, koji se koriste u raznim industrijama, uključujući građevinarstvo, dekoraciju, transport i zrakoplovstvo. U ovoj diskusiji istražit ćemo tehnologiju obrade aluminijskih proizvoda i kako izbjeći deformacije tokom obrade.
Prednosti i karakteristike aluminija uključuju:
- Niska gustoćaAluminij ima gustoću od oko 2,7 g/cm³, što je otprilike jedna trećina gustoće željeza ili bakra.
- Visoka plastičnost:Aluminij ima odličnu duktilnost, što omogućava njegovo oblikovanje u različite proizvode metodama obrade pod pritiskom, kao što su ekstruzija i istezanje.
- Otpornost na koroziju:Aluminij prirodno razvija zaštitni oksidni film na svojoj površini, bilo u prirodnim uvjetima ili putem anodizacije, nudeći superiorniju otpornost na koroziju u usporedbi s čelikom.
- Lako za ojačavanje:Iako čisti aluminij ima nizak nivo čvrstoće, njegova čvrstoća se može značajno povećati anodizacijom.
- Olakšava površinsku obradu:Površinski tretmani mogu poboljšati ili modificirati svojstva aluminija. Proces anodizacije je dobro utvrđen i široko se koristi u obradi aluminijskih proizvoda.
- Dobra provodljivost i mogućnost recikliranja:Aluminij je odličan provodnik električne energije i lako se reciklira.
Tehnologija obrade aluminijskih proizvoda
Štancanje aluminijskih proizvoda
1. Hladno štancanje
Materijal koji se koristi su aluminijske pelete. Ove pelete se oblikuju u jednom koraku pomoću ekstruzijske mašine i kalupa. Ovaj proces je idealan za stvaranje stupčastih proizvoda ili oblika koje je teško postići istezanjem, poput eliptičnog, kvadratnog i pravokutnog oblika. (Kao što je prikazano na Slici 1, mašina; Slici 2, aluminijske pelete; i Slici 3, proizvod)
Tonaža korištene mašine povezana je s površinom poprečnog presjeka proizvoda. Razmak između gornjeg bušača i donjeg kalupa izrađenog od volframovog čelika određuje debljinu stijenke proizvoda. Nakon što je presovanje završeno, vertikalni razmak od gornjeg bušača do donjeg kalupa označava gornju debljinu proizvoda. (Kao što je prikazano na slici 4)
Prednosti: Kratak ciklus otvaranja kalupa, niži troškovi razvoja nego kod kalupa za istezanje. Nedostaci: Dug proces proizvodnje, velike fluktuacije veličine proizvoda tokom procesa, visoki troškovi rada.
2. Istezanje
Korišteni materijal: aluminijski lim. Koristite mašinu za kontinuirano kalupljenje i kalup za izvođenje višestrukih deformacija kako biste ispunili zahtjeve oblika, pogodno za tijela koja nisu stupčastog oblika (proizvodi od zakrivljenog aluminija). (Kao što je prikazano na slici 5, mašina, slici 6, kalup i slici 7, proizvod)
Prednosti:Dimenzije složenih i višestruko deformiranih proizvoda se stabilno kontrolišu tokom proizvodnog procesa, a površina proizvoda je glatkija.
Nedostaci:Visoka cijena kalupa, relativno dug razvojni ciklus i visoki zahtjevi za odabir mašine i preciznost.
Površinska obrada aluminijskih proizvoda
1. Pjeskarenje (sačmarenje)
Proces čišćenja i hrapavosti metalne površine udarom toka pijeska velike brzine.
Ova metoda obrade površine aluminija poboljšava čistoću i hrapavost površine obratka. Kao rezultat toga, mehanička svojstva površine su poboljšana, što dovodi do bolje otpornosti na zamor. Ovo poboljšanje povećava prianjanje između površine i bilo kojeg nanesenog premaza, produžavajući trajnost premaza. Osim toga, olakšava izravnavanje i estetski izgled premaza. Ovaj proces se često viđa u raznim Apple proizvodima.
2. Poliranje
Metoda obrade koristi mehaničke, hemijske ili elektrohemijske tehnike za smanjenje hrapavosti površine radnog komada, što rezultira glatkom i sjajnom površinom. Proces poliranja može se podijeliti u tri glavne vrste: mehaničko poliranje, hemijsko poliranje i elektrolitičko poliranje. Kombinacijom mehaničkog poliranja s elektrolitičkim poliranjem, aluminijski dijelovi mogu postići sjajnu završnu obradu sličnu onoj kod nehrđajućeg čelika. Ovaj proces daje osjećaj vrhunske jednostavnosti, mode i futurističkog izgleda.
3. Crtanje žice
Izvlačenje metalne žice je proizvodni proces u kojem se linije više puta stružu s aluminijskih ploča brusnim papirom. Izvlačenje žice može se podijeliti na ravno izvlačenje žice, nasumično izvlačenje žice, spiralno izvlačenje žice i izvlačenje navojne žice. Proces izvlačenja metalne žice može jasno prikazati svaku finu oznaku svile tako da mat metal ima fini sjaj, a proizvod ima i moderan i tehnološki izgled.
4. Rezanje pri jakom svjetlu
Rezanje istaknutih dijelova koristi preciznu gravirnu mašinu za ojačanje dijamantskog noža na vretenu precizne gravirne mašine koja se rotira velikom brzinom (obično 20.000 o/min) kako bi se izrezali dijelovi i proizvela lokalna istaknuta područja na površini proizvoda. Svjetlina istaknutih dijelova reza ovisi o brzini bušilice. Što je veća brzina bušilice, to su istaknuti dijelovi reza svjetliji. Suprotno tome, što su istaknuti dijelovi reza tamniji, veća je vjerojatnost da će stvoriti tragove noža. Rezanje visokog sjaja posebno je uobičajeno kod mobilnih telefona, kao što je iPhone 5. Posljednjih godina, neki metalni okviri vrhunskih televizora usvojili su visoki sjaj.CNC glodanjetehnologija, a procesi eloksiranja i četkanja čine televizor punim mode i tehnološke oštrine.
5. Anodizacija
Anodizacija je elektrohemijski proces koji oksidira metale ili legure. Tokom ovog procesa, aluminij i njegove legure razvijaju oksidni film kada se električna struja primijeni u specifičnom elektrolitu pod određenim uslovima. Anodizacija poboljšava površinsku tvrdoću i otpornost aluminija na habanje, produžava njegov vijek trajanja i poboljšava njegovu estetsku privlačnost. Ovaj proces je postao vitalna komponenta obrade površine aluminija i trenutno je jedna od najčešće korištenih i najuspješnijih dostupnih metoda.
6. Dvobojna anoda
Dvobojna anoda odnosi se na proces eloksiranja proizvoda kako bi se na određena područja nanijele različite boje. Iako se ova tehnika eloksiranja u dvije boje rijetko koristi u televizijskoj industriji zbog svoje složenosti i visoke cijene, kontrast između dvije boje poboljšava luksuzni i jedinstveni izgled proizvoda.
Postoji nekoliko faktora koji doprinose deformaciji aluminijskih dijelova tokom obrade, uključujući svojstva materijala, oblik dijela i uslove proizvodnje. Glavni uzroci deformacije uključuju: unutrašnji napon prisutan u izradku, sile rezanja i toplotu nastale tokom obrade, te sile koje djeluju tokom stezanja. Da bi se ove deformacije svele na minimum, mogu se primijeniti specifične procesne mjere i operativne vještine.
Procesne mjere za smanjenje deformacije pri obradi
1. Smanjite unutrašnje naprezanje blanka
Prirodno ili vještačko starenje, zajedno s vibracijskom obradom, može pomoći u smanjenju unutrašnjeg napona blanka. Prethodna obrada je također učinkovita metoda za ovu svrhu. Kod blanka s debelom glavom i velikim ušima, značajna deformacija može doći tokom obrade zbog velike margine. Prethodnom obradom viška dijelova blanka i smanjenjem margine u svakom području, ne samo da možemo minimizirati deformaciju koja se javlja tokom naknadne obrade, već i ublažiti dio unutrašnjeg napona prisutnog nakon prethodne obrade.
2. Poboljšajte sposobnost rezanja alata
Materijal alata i geometrijski parametri značajno utiču na silu rezanja i toplotu. Pravilan odabir alata je ključan za minimiziranje deformacija dijelova prilikom obrade.
1) Razuman izbor geometrijskih parametara alata.
① Ugao nagiba:Pod uslovom održavanja čvrstoće oštrice, ugao nagiba se bira tako da bude veći. S jedne strane, može brusiti oštru ivicu, a s druge strane, može smanjiti deformaciju rezanja, učiniti uklanjanje strugotine glatkim i time smanjiti silu rezanja i temperaturu rezanja. Izbjegavajte upotrebu alata sa negativnim uglom nagiba.
② Ugao naslona:Veličina ugla nagiba direktno utiče na habanje zadnje strane alata i kvalitet obrađene površine. Debljina rezanja je važan uslov za odabir ugla nagiba. Tokom grubog glodanja, zbog velike brzine posmaka, velikog opterećenja rezanja i visokog stvaranja toplote, uslovi za odvođenje toplote alata moraju biti dobri. Stoga, ugao nagiba treba odabrati manji. Tokom finog glodanja, potrebno je da ivica bude oštra, trenje između zadnje strane alata i obrađene površine mora biti smanjeno, a elastična deformacija mora biti smanjena. Stoga, ugao nagiba treba odabrati veći.
③ Ugao spirale:Da bi glodanje bilo glatko i smanjila se sila glodanja, ugao spirale treba odabrati što je moguće veći.
④ Glavni ugao otklona:Odgovarajuće smanjenje glavnog ugla otklona može poboljšati uslove odvođenja toplote i smanjiti prosječnu temperaturu područja obrade.
2) Poboljšati strukturu alata.
Smanjite broj zuba glodalice i povećajte prostor za strugotine:
Budući da aluminijski materijali pokazuju visoku plastičnost i značajne deformacije rezanja tokom obrade, neophodno je stvoriti veći prostor za strugotinu. To znači da radijus dna žlijeba za strugotinu treba biti veći, a broj zuba na glodalici treba smanjiti.
Fino brušenje zuba glodala:
Vrijednost hrapavosti reznih ivica zuba rezača treba biti manja od Ra = 0,4 µm. Prije upotrebe novog rezača, preporučljivo je nekoliko puta lagano izbrusiti prednju i stražnju stranu zuba rezača finim uljnim kamenom kako bi se uklonili svi neravnine ili blagi uzorci pilećih zuba koji su ostali od procesa oštrenja. Ovo ne samo da pomaže u smanjenju topline rezanja, već i minimizira deformaciju rezanja.
Strogo kontrolišite standarde habanja alata:
Kako se alati troše, hrapavost površine obratka se povećava, temperatura rezanja raste, a obratak može pretrpjeti povećanu deformaciju. Stoga je ključno odabrati materijale alata s odličnom otpornošću na habanje i osigurati da habanje alata ne prelazi 0,2 mm. Ako habanje premaši ovu granicu, može dovesti do stvaranja strugotine. Tokom rezanja, temperaturu obratka uglavnom treba održavati ispod 100°C kako bi se spriječila deformacija.
3. Poboljšajte metodu stezanja radnog komada. Za tankozidne aluminijske radne komade sa slabom krutošću, sljedeće metode stezanja mogu se koristiti za smanjenje deformacije:
① Za tankozidne dijelove s čahurama, korištenje tročeljusne samocentrirajuće stezne glave ili opružne čahure za radijalno stezanje može dovesti do deformacije obratka nakon što se otpusti nakon obrade. Da biste izbjegli ovaj problem, bolje je koristiti aksijalnu metodu stezanja čeone površine koja nudi veću krutost. Pozicionirajte unutrašnji otvor dijela, napravite navojni trn i umetnite ga u unutrašnji otvor. Zatim koristite pokrovnu ploču za stezanje čeone površine i čvrsto je pričvrstite maticom. Ova metoda pomaže u sprječavanju deformacije stezanja prilikom obrade vanjskog kruga, osiguravajući zadovoljavajuću tačnost obrade.
② Prilikom obrade tankozidnih limova, preporučuje se korištenje vakuumske usisne čašice kako bi se postigla ravnomjerno raspoređena sila stezanja. Osim toga, korištenje manje količine rezanja može pomoći u sprječavanju deformacije obratka.
Druga efikasna metoda je ispunjavanje unutrašnjosti obratka medijem kako bi se povećala njegova krutost pri obradi. Na primjer, talina uree koja sadrži 3% do 6% kalijum nitrata može se sipati u obratak. Nakon obrade, obratak se može uroniti u vodu ili alkohol kako bi se punilo rastvorilo, a zatim ga izliti.
4. Razumno uređenje procesa
Tokom rezanja velikom brzinom, proces glodanja često generira vibracije zbog velikih dodataka za obradu i povremenog rezanja. Ove vibracije mogu negativno utjecati na tačnost obrade i hrapavost površine. Kao rezultat toga,CNC proces rezanja velikom brzinomObično se dijeli na nekoliko faza: gruba obrada, polu-završna obrada, čišćenje pod uglom i završna obrada. Za dijelove koji zahtijevaju visoku preciznost, prije završne obrade može biti potrebna sekundarna polu-završna obrada.
Nakon faze grube obrade, preporučljivo je pustiti dijelove da se prirodno ohlade. Ovo pomaže u eliminaciji unutrašnjeg naprezanja nastalog tokom grube obrade i smanjuje deformaciju. Dodatak za obradu koji preostaje nakon grube obrade trebao bi biti veći od očekivane deformacije, obično između 1 i 2 mm. Tokom faze završne obrade, važno je održavati ujednačen dodatak za obradu na obrađenoj površini, obično između 0,2 i 0,5 mm. Ova ujednačenost osigurava da alat za rezanje ostane u stabilnom stanju tokom obrade, što značajno smanjuje deformaciju rezanja, poboljšava kvalitet površine i osigurava tačnost proizvoda.
Operativne vještine za smanjenje deformacije pri obradi
Aluminijski dijelovi se deformiraju tokom obrade. Pored gore navedenih razloga, način rada je također vrlo važan u stvarnom radu.
1. Za dijelove koji imaju velike dodatke za obradu, preporučuje se simetrična obrada kako bi se poboljšalo odvođenje topline tokom obrade i spriječila koncentracija topline. Na primjer, prilikom obrade lima debljine 90 mm do 60 mm, ako se jedna strana obrađuje odmah nakon druge strane, konačne dimenzije mogu rezultirati tolerancijom ravnosti od 5 mm. Međutim, ako se koristi simetrični pristup obrade s ponovljenim posmakom, gdje se svaka strana obrađuje do svoje konačne veličine dva puta, ravnost se može poboljšati na 0,3 mm.
2. Kada na pločastim dijelovima postoji više šupljina, ne preporučuje se korištenje metode sekvencijalne obrade adresiranja jedne šupljine istovremeno. Ovaj pristup može dovesti do neravnomjernih sila na dijelovima, što rezultira deformacijom. Umjesto toga, koristite metodu slojevite obrade gdje se sve šupljine u sloju obrađuju istovremeno prije prelaska na sljedeći sloj. To osigurava ravnomjernu raspodjelu napona na dijelovima i minimizira rizik od deformacije.
3. Da bi se smanjila sila rezanja i toplota, važno je podesiti količinu rezanja. Među tri komponente količine rezanja, količina povratnog rezanja značajno utiče na silu rezanja. Ako je dodatak za obradu prevelik, a sila rezanja tokom jednog prolaza prevelika, to može dovesti do deformacije dijelova, negativno uticati na krutost vretena alatne mašine i smanjiti trajnost alata.
Iako smanjenje količine rezanja unazad može povećati vijek trajanja alata, ono također može smanjiti efikasnost proizvodnje. Međutim, glodanje velikom brzinom u CNC obradi može efikasno riješiti ovaj problem. Smanjenjem količine rezanja unazad i odgovarajućim povećanjem brzine posmaka i brzine alatnog stroja, sila rezanja može se smanjiti bez ugrožavanja efikasnosti obrade.
4. Redoslijed operacija rezanja je važan. Gruba obrada se fokusira na maksimiziranje efikasnosti obrade i povećanje brzine uklanjanja materijala po jedinici vremena. Obično se za ovu fazu koristi obrnuto glodanje. Kod obrnutog glodanja, višak materijala sa površine blanka se uklanja najvećom brzinom i u najkraćem mogućem vremenu, efektivno formirajući osnovni geometrijski profil za fazu završne obrade.
S druge strane, završna obrada daje prioritet visokoj preciznosti i kvaliteti, što glodanje u smjeru rezanja čini preferiranom tehnikom. Kod glodanja u smjeru rezanja, debljina reza se postepeno smanjuje od maksimuma do nule. Ovaj pristup značajno smanjuje očvršćavanje i minimizira deformaciju dijelova koji se obrađuju.
5. Tankozidni obratci često doživljavaju deformacije zbog stezanja tokom obrade, što je izazov koji postoji čak i tokom faze završne obrade. Da bi se ova deformacija svela na minimum, preporučljivo je otpustiti stezni uređaj prije nego što se postigne konačna veličina tokom završne obrade. To omogućava obratku da se vrati u svoj prvobitni oblik, nakon čega se može pažljivo ponovo stegnuti - dovoljno samo da drži obratak na mjestu - na osnovu osjećaja operatera. Ova metoda pomaže u postizanju idealnih rezultata obrade.
Ukratko, silu stezanja treba primijeniti što je moguće bliže površini podloge i usmjeriti duž najjače krute ose obratka. Iako je ključno spriječiti otpuštanje obratka, silu stezanja treba svesti na minimum kako bi se osigurali optimalni rezultati.
6. Prilikom obrade dijelova sa šupljinama, izbjegavajte direktno prodiranje glodalice u materijal kao što bi to učinila svrdlo. Ovakav pristup može dovesti do nedovoljnog prostora za strugotinu glodalice, što uzrokuje probleme poput neravnomjernog uklanjanja strugotine, pregrijavanja, širenja i potencijalnog urušavanja ili loma komponenti.
Umjesto toga, prvo koristite svrdlo iste ili veće veličine od glodalice kako biste stvorili početnu rupu glodalice. Nakon toga, glodalica se koristi za operacije glodanja. Alternativno, možete koristiti CAM softver za generiranje programa spiralnog rezanja za taj zadatak.
Ako želite saznati više ili imate upit, slobodno nas kontaktirajteinfo@anebon.com
Specijalnost i svijest o usluzi Anebon tima pomogli su kompaniji da stekne odličnu reputaciju među kupcima širom svijeta nudeći pristupačne cijene.CNC obrada dijelova, CNC rezni dijelovi iCNC tokarski strojobrada dijelova. Primarni cilj kompanije Anebon je pomoći kupcima da postignu svoje ciljeve. Kompanija ulaže ogromne napore kako bi stvorila situaciju u kojoj svi dobijaju i poziva vas da im se pridružite.
Vrijeme objave: 27. novembar 2024.