Aluminium er det mest anvendte ikke-jernholdige metal, og dets anvendelsesområde fortsætter med at udvides. Der findes over 700.000 typer aluminiumprodukter, der henvender sig til forskellige industrier, herunder byggeri, dekoration, transport og luftfart. I denne diskussion vil vi undersøge forarbejdningsteknologien for aluminiumprodukter og hvordan man undgår deformation under forarbejdning.
Fordelene og egenskaberne ved aluminium omfatter:
- Lav densitetAluminium har en densitet på omkring 2,7 g/cm³, hvilket er omtrent en tredjedel af jerns eller kobbers densitet.
- Høj plasticitet:Aluminium har fremragende duktilitet, hvilket gør det muligt at forme det til forskellige produkter gennem trykforarbejdningsmetoder, såsom ekstrudering og strækning.
- Korrosionsbestandighed:Aluminium udvikler naturligt en beskyttende oxidfilm på sin overflade, enten under naturlige forhold eller gennem anodisering, hvilket giver overlegen korrosionsbestandighed sammenlignet med stål.
- Let at styrke:Selvom ren aluminium har en lav styrke, kan dens styrke øges betydeligt gennem anodisering.
- Letter overfladebehandling:Overfladebehandlinger kan forbedre eller modificere aluminiums egenskaber. Anodiseringsprocessen er veletableret og anvendes i vid udstrækning i forarbejdning af aluminiumsprodukter.
- God ledningsevne og genanvendelighed:Aluminium er en fremragende leder af elektricitet og er let at genbruge.
Teknologi til forarbejdning af aluminiumsprodukter
Stempling af aluminiumsprodukter
1. Koldprægning
Det anvendte materiale er aluminiumpellets. Disse pellets formes i et enkelt trin ved hjælp af en ekstruderingsmaskine og en form. Denne proces er ideel til at skabe søjleformede produkter eller former, der er vanskelige at opnå ved strækning, såsom elliptiske, firkantede og rektangulære former. (Som vist i figur 1, maskinen; figur 2, aluminiumpellets; og figur 3, produktet)
Den anvendte maskines tonnage er relateret til produktets tværsnitsareal. Mellemrummet mellem den øvre stempel og den nedre matrice, der er lavet af wolframstål, bestemmer produktets vægtykkelse. Når presningen er færdig, angiver det lodrette mellemrum fra den øvre stempel til den nedre matrice produktets øverste tykkelse. (Som vist i figur 4)
Fordele: Kort formåbningscyklus, lavere udviklingsomkostninger end strækning af formen. Ulemper: Lang produktionsproces, store udsving i produktstørrelse under processen, høje lønomkostninger.
2. Udstrækning
Materiale: aluminiumsplade. Brug en kontinuerlig støbemaskine og støbeform til at udføre flere deformationer for at opfylde formkravene, egnet til ikke-søjleformede legemer (produkter med buet aluminium). (Som vist i figur 5, maskine, figur 6, støbeform og figur 7, produkt)
Fordele:Dimensionerne af komplekse og multideformerede produkter kontrolleres stabilt under produktionsprocessen, og produktoverfladen er glattere.
Ulemper:Høje formomkostninger, relativt lang udviklingscyklus og høje krav til maskinvalg og præcision.
Overfladebehandling af aluminiumsprodukter
1. Sandblæsning (kugleblæsning)
Processen med at rense og rugøre metaloverfladen ved hjælp af påvirkning fra højhastighedssandstrøm.
Denne metode til overfladebehandling af aluminium forbedrer emnets overflades renhed og ruhed. Som et resultat forbedres overfladens mekaniske egenskaber, hvilket fører til bedre træthedsmodstand. Denne forbedring øger vedhæftningen mellem overfladen og eventuelle påførte belægninger, hvilket forlænger belægningens holdbarhed. Derudover letter den udjævningen og det æstetiske udseende af belægningen. Denne proces ses almindeligvis i forskellige Apple-produkter.
2. Polering
Bearbejdningsmetoden anvender mekaniske, kemiske eller elektrokemiske teknikker til at reducere overfladeruheden på et emne, hvilket resulterer i en glat og skinnende overflade. Poleringsprocessen kan opdeles i tre hovedtyper: mekanisk polering, kemisk polering og elektrolytisk polering. Ved at kombinere mekanisk polering med elektrolytisk polering kan aluminiumsdele opnå en spejlblank finish, der ligner rustfrit stål. Denne proces giver en følelse af eksklusiv enkelhed, mode og en futuristisk appel.
3. Trådtrækning
Metaltrådtrækning er en fremstillingsproces, hvor linjer gentagne gange skrabes ud af aluminiumsplader med sandpapir. Trådtrækning kan opdeles i lige trådtrækning, tilfældig trådtrækning, spiraltrådtrækning og gevindtrådtrækning. Metaltrådtrækningsprocessen kan tydeligt vise hvert fine silkemærke, så det matte metal har en fin hårglans, og produktet har både mode og teknologi.
4. Høj lysskæring
Højlysskæring bruger en præcisionsgraveringsmaskine til at forstærke diamantkniven på den højhastighedsroterende (generelt 20.000 o/min) præcisionsgraveringsmaskines spindel for at skære dele og producere lokale højlysområder på produktoverfladen. Lysstyrken af skærehøjlysene påvirkes af fræseborets hastighed. Jo hurtigere borehastigheden er, desto lysere er skærehøjlysene. Omvendt, jo mørkere skærehøjlysene er, desto mere sandsynligt er det, at de producerer knivmærker. Højglansskæring er især almindeligt i mobiltelefoner, såsom iPhone 5. I de senere år har nogle high-end metalrammer til tv'er taget højglans i brug.CNC-fræsningteknologi, og anodiserings- og børsteprocesserne gør TV'et fyldt med mode og teknologisk skarphed.
5. Anodisering
Anodisering er en elektrokemisk proces, der oxiderer metaller eller legeringer. Under denne proces udvikler aluminium og dets legeringer en oxidfilm, når en elektrisk strøm påføres en specifik elektrolyt under visse forhold. Anodisering forbedrer overfladehårdheden og slidstyrken af aluminium, forlænger dets levetid og forbedrer dets æstetiske appel. Denne proces er blevet en vigtig del af overfladebehandling af aluminium og er i øjeblikket en af de mest anvendte og succesfulde metoder, der er tilgængelige.
6. Tofarvet anode
En tofarvet anode refererer til processen med at anodisere et produkt for at påføre forskellige farver på bestemte områder. Selvom denne tofarvede anodiseringsteknik sjældent anvendes i tv-industrien på grund af dens kompleksitet og høje omkostninger, forstærker kontrasten mellem de to farver produktets eksklusive og unikke udseende.
Der er flere faktorer, der bidrager til bearbejdningsdeformation af aluminiumsdele, herunder materialeegenskaber, delform og produktionsforhold. Hovedårsagerne til deformation omfatter: indre spændinger i emnet, skærekræfter og varme genereret under bearbejdning samt kræfter udøvet under fastspænding. For at minimere disse deformationer kan specifikke procesforanstaltninger og betjeningsfærdigheder implementeres.
Procesforanstaltninger til reduktion af procesdeformation
1. Reducer emnets indre spænding
Naturlig eller kunstig ældning kan sammen med vibrationsbehandling bidrage til at reducere den indre spænding i et emne. Forbehandling er også en effektiv metode til dette formål. For et emne med et tykt hoved og store ører kan der forekomme betydelig deformation under bearbejdningen på grund af den betydelige margin. Ved at forbehandle de overskydende dele af emnet og reducere marginen i hvert område kan vi ikke kun minimere den deformation, der opstår under den efterfølgende bearbejdning, men også afhjælpe noget af den indre spænding, der er til stede efter forbehandlingen.
2. Forbedr værktøjets skæreevne
Værktøjets materiale og geometriske parametre påvirker skærekraft og varme betydeligt. Korrekt værktøjsvalg er afgørende for at minimere deformation af delene under bearbejdning.
1) Rimeligt valg af værktøjets geometriske parametre.
① Hældningsvinkel:Under forudsætning af at bevare bladets styrke, vælges spånvinklen passende til at være større. På den ene side kan den slibe en skarp kant, og på den anden side kan den reducere skæredeformation, gøre spånfjerningen jævn og dermed reducere skærekraften og skæretemperaturen. Undgå at bruge værktøjer med negativ spånvinkel.
② Rygvinkel:Størrelsen på bagvinklen har en direkte indflydelse på sliddet på bagværktøjets flade og kvaliteten af den bearbejdede overflade. Skæretykkelsen er en vigtig betingelse for valg af bagvinklen. Under skrubfræsning skal værktøjets varmeafledningsforhold være gode på grund af den store tilspændingshastighed, den tunge skærebelastning og den høje varmeudvikling. Derfor bør bagvinklen vælges til at være mindre. Under finfræsning skal kanten være skarp, friktionen mellem bagværktøjets flade og den bearbejdede overflade skal reduceres, og den elastiske deformation skal reduceres. Derfor bør bagvinklen vælges til at være større.
③ Helixvinkel:For at gøre fræsningen jævn og reducere fræsekraften, bør spiralvinklen vælges så stor som muligt.
④ Hovedafbøjningsvinkel:En passende reduktion af den primære afbøjningsvinkel kan forbedre varmeafledningsforholdene og reducere den gennemsnitlige temperatur i behandlingsområdet.
2) Forbedre værktøjsstrukturen.
Reducer antallet af fræsetænder og øg spånpladsen:
Da aluminiummaterialer udviser høj plasticitet og betydelig skæredeformation under bearbejdning, er det vigtigt at skabe et større spånrum. Det betyder, at radius af spånrillebunden skal være større, og antallet af tænder på fræseren skal reduceres.
Finslibning af skæretænder:
Ruhedsværdien for skæretændernes skærkanter bør være mindre end Ra = 0,4 µm. Før en ny fræser tages i brug, anbefales det at slibe for- og bagsiden af skæretænderne forsigtigt med en fin oliesten flere gange for at fjerne eventuelle grater eller små savtakmønstre, der er tilbage fra slibeprocessen. Dette hjælper ikke kun med at reducere skærevarme, men minimerer også skæredeformation.
Streng kontrol af værktøjsslitagestandarder:
Efterhånden som værktøjer slides, øges emnets overfladeruhed, skæretemperaturen stiger, og emnet kan lide af øget deformation. Derfor er det afgørende at vælge værktøjsmaterialer med fremragende slidstyrke og sikre, at værktøjssliddet ikke overstiger 0,2 mm. Hvis sliddet overstiger denne grænse, kan det føre til spåndannelse. Under skæring bør emnets temperatur generelt holdes under 100 °C for at forhindre deformation.
3. Forbedr emnets fastspændingsmetoder. For tyndvæggede aluminiumsemner med dårlig stivhed kan følgende fastspændingsmetoder bruges til at reducere deformation:
① For tyndvæggede bøsningsdele kan brugen af en trekæbet selvcentrerende borepatron eller en fjederspændetang til radial fastspænding føre til deformation af emnet, når det løsnes efter bearbejdning. For at undgå dette problem er det bedre at bruge en aksial endefladefastspændingsmetode, der giver større stivhed. Placer emnets inderste hul, lav en gevindskåret gennemgående dorn, og indsæt den i det inderste hul. Brug derefter en dækplade til at fastspænde endefladen og fastgør den tæt med en møtrik. Denne metode hjælper med at forhindre fastspændingsdeformation ved bearbejdning af den ydre cirkel og sikrer tilfredsstillende bearbejdningsnøjagtighed.
② Ved bearbejdning af tyndvæggede metalpladeemner anbefales det at bruge en vakuumsugekop for at opnå en jævnt fordelt klemkraft. Derudover kan brug af en mindre skæremængde hjælpe med at forhindre deformation af emnet.
En anden effektiv metode er at fylde emnets indre med et medium for at forbedre dets bearbejdningsstivhed. For eksempel kan en ureasmelte indeholdende 3% til 6% kaliumnitrat hældes i emnet. Efter bearbejdning kan emnet nedsænkes i vand eller alkohol for at opløse fyldstoffet og derefter hældes ud.
4. Rimelig ordning af processer
Under højhastighedsskæring genererer fræseprocessen ofte vibrationer på grund af store bearbejdningstolerancer og intermitterende skæring. Denne vibration kan have en negativ indvirkning på bearbejdningsnøjagtigheden og overfladeruheden. Som følge herafCNC højhastighedsskæreproceser typisk opdelt i flere faser: skrubdrejning, semi-sletbearbejdning, vinkelrensning og sletbearbejdning. For dele, der kræver høj præcision, kan en sekundær semi-sletbearbejdning være nødvendig før sletbearbejdning.
Efter skrubfræsningen anbefales det at lade delene køle af naturligt. Dette hjælper med at eliminere den indre spænding, der genereres under skrubfræsningen, og reducerer deformation. Bearbejdningstolerancen, der er tilbage efter skrubfræsningen, bør være større end den forventede deformation, generelt mellem 1 og 2 mm. Under færdigbearbejdningen er det vigtigt at opretholde en ensartet bearbejdningstolerance på den færdigbehandlede overflade, typisk mellem 0,2 og 0,5 mm. Denne ensartethed sikrer, at skæreværktøjet forbliver i en stabil tilstand under bearbejdningen, hvilket reducerer skæredeformation betydeligt, forbedrer overfladekvaliteten og sikrer produktets nøjagtighed.
Operationelle færdigheder til at reducere bearbejdningsdeformation
Aluminiumsdele deformeres under bearbejdning. Ud over ovenstående årsager er betjeningsmetoden også meget vigtig i den faktiske drift.
1. For dele med store bearbejdningstolerancer anbefales symmetrisk bearbejdning for at forbedre varmeafledningen under bearbejdningen og for at forhindre varmekoncentration. For eksempel, når man bearbejder en 90 mm tyk plade ned til 60 mm, kan de endelige dimensioner resultere i en planhedstolerance på 5 mm, hvis den ene side fræses umiddelbart efter den anden side. Men hvis der anvendes en symmetrisk bearbejdningsmetode med gentagen tilførsel, hvor hver side bearbejdes til sin endelige størrelse to gange, kan planheden forbedres til 0,3 mm.
2. Når der er flere hulrum på pladedele, er det ikke tilrådeligt at bruge den sekventielle bearbejdningsmetode, hvor man behandler ét hulrum ad gangen. Denne fremgangsmåde kan føre til ujævne kræfter på delene, hvilket resulterer i deformation. Brug i stedet en lagdelt bearbejdningsmetode, hvor alle hulrum i et lag bearbejdes samtidigt, før man går videre til det næste lag. Dette sikrer en jævn spændingsfordeling på delene og minimerer risikoen for deformation.
3. For at reducere skærekraft og varme er det vigtigt at justere skæremængden. Blandt de tre komponenter i skæremængden påvirker bagskærmængden skærekraften betydeligt. Hvis bearbejdningstolerancen er for stor, og skærekraften under en enkelt gennemgang er for høj, kan det føre til deformation af delene, påvirke maskinspindlens stivhed negativt og reducere værktøjets holdbarhed.
Selvom en reduktion af bagskærmængden kan forbedre værktøjets levetid, kan det også sænke produktionseffektiviteten. Højhastighedsfræsning i CNC-bearbejdning kan dog effektivt løse dette problem. Ved at reducere bagskærmængden og tilsvarende øge tilspændingshastigheden og maskinværktøjets hastighed kan skærekraften sænkes uden at gå på kompromis med bearbejdningseffektiviteten.
4. Rækkefølgen af skæreoperationerne er vigtig. Grovbearbejdning fokuserer på at maksimere bearbejdningseffektiviteten og øge materialefjernelseshastigheden pr. tidsenhed. Typisk anvendes omvendt fræsning til denne fase. Ved omvendt fræsning fjernes overskydende materiale fra emnets overflade med den højeste hastighed og på kortest mulig tid, hvilket effektivt danner en grundlæggende geometrisk profil til færdigbehandlingsfasen.
På den anden side prioriterer efterbehandling høj præcision og kvalitet, hvilket gør medfræsning til den foretrukne teknik. Ved medfræsning falder snittykkelsen gradvist fra det maksimale til nul. Denne tilgang reducerer deformationshærdning betydeligt og minimerer deformation af de dele, der bearbejdes.
5. Tyndvæggede emner oplever ofte deformation på grund af fastspænding under bearbejdning, en udfordring, der fortsætter selv under færdigbearbejdningsfasen. For at minimere denne deformation anbefales det at løsne fastspændingsanordningen, før den endelige størrelse opnås under færdigbearbejdningen. Dette gør det muligt for emnet at vende tilbage til sin oprindelige form, hvorefter det forsigtigt kan fastspændes igen – tilstrækkeligt til kun at holde emnet på plads – baseret på operatørens fornemmelse. Denne metode hjælper med at opnå de ideelle bearbejdningsresultater.
Kort sagt bør klemkraften påføres så tæt som muligt på underlaget og rettes langs emnets stærkeste stive akse. Selvom det er afgørende at forhindre emnet i at løsne sig, bør klemkraften holdes på et minimum for at sikre optimale resultater.
6. Ved bearbejdning af dele med hulrum skal det undgås, at fræseren trænger direkte ind i materialet, sådan som et bor ville gøre. Denne fremgangsmåde kan føre til utilstrækkelig spånplads til fræseren, hvilket kan forårsage problemer som ujævn spånfjerning, overophedning, ekspansion og potentiel spånkollaps eller brud på komponenterne.
Brug i stedet først et bor, der er af samme størrelse eller større end fræseren, til at lave det første fræsehul. Derefter bruges fræseren til fræseoperationer. Alternativt kan du bruge CAM-software til at generere et spiralskæreprogram til opgaven.
Hvis du vil vide mere eller har en forespørgsel, er du velkommen til at kontakteinfo@anebon.com
Anebon-teamets specialer og servicebevidsthed har hjulpet virksomheden med at opnå et fremragende ry blandt kunder verden over for at tilbyde overkommelige priser.CNC-bearbejdningsdele, CNC-skæredele, ogCNC-drejebænkbearbejdning af dele. Anebons primære mål er at hjælpe kunderne med at nå deres mål. Virksomheden har gjort en enorm indsats for at skabe en win-win-situation for alle og byder dig velkommen til at slutte dig til dem.
Opslagstidspunkt: 27. november 2024