El aluminio es el metal no ferroso más utilizado, y su rango de aplicaciones continúa expandiéndose. Hay más de 700,000 tipos de productos de aluminio, que atienden a diversas industrias, incluidas la construcción, decoración, transporte y aeroespacial. En esta discusión, exploraremos la tecnología de procesamiento de productos de aluminio y cómo evitar la deformación durante el procesamiento.
Las ventajas y características del aluminio incluyen:
- baja densidad: El aluminio tiene una densidad de aproximadamente 2,7 g/cm³, que es aproximadamente un tercio que el de hierro o cobre.
- Alta plasticidad:El aluminio tiene una excelente ductilidad, lo que permite formarse en varios productos a través de métodos de procesamiento de presión, como extrusión y estiramiento.
- Resistencia a la corrosión:El aluminio desarrolla naturalmente una película de óxido protectora en su superficie, ya sea en condiciones naturales o a través de la anodización, que ofrece resistencia a la corrosión superior en comparación con el acero.
- Fácil de fortalecer:Aunque el aluminio puro tiene un nivel de baja resistencia, su resistencia puede aumentar significativamente a través de la anodización.
- Facilita el tratamiento de la superficie:Los tratamientos superficiales pueden mejorar o modificar las propiedades del aluminio. El proceso de anodización está bien establecido y ampliamente utilizado en el procesamiento de productos de aluminio.
- Buena conductividad y reciclabilidad:El aluminio es un excelente conductor de electricidad y es fácil de reciclar.
Tecnología de procesamiento de productos de aluminio
Estampado de productos de aluminio
1. estampado en frío
El material utilizado son los pellets de aluminio. Estos gránulos tienen forma en un solo paso usando una máquina de extrusión y un molde. Este proceso es ideal para crear productos o formas columnares que son difíciles de lograr a través del estiramiento, como formas elípticas, cuadradas y rectangulares. (Como se muestra en la Figura 1, la máquina; Figura 2, los pellets de aluminio; y la Figura 3, el producto)
El tonelaje de la máquina utilizada está relacionado con el área de sección transversal del producto. La brecha entre el golpe superior y el troquel inferior hecho de acero de tungsteno determina el grosor de la pared del producto. Una vez que se completa la presión, el espacio vertical desde el golpe superior del troquel hasta el troquel inferior indica el grosor superior del producto (como se muestra en la Figura 4)
Ventajas: ciclo de apertura de moho corto, menor costo de desarrollo que estirar el moho. Desventajas: proceso de producción largo, gran fluctuación del tamaño del producto durante el proceso, alto costo de mano de obra.
2. Estiramiento
Material utilizado: Hoja de aluminio. Use la máquina de molde continua y el moho para realizar múltiples deformaciones para cumplir con los requisitos de forma, adecuados para cuerpos no cólicos (productos con aluminio curvo). (Como se muestra en la Figura 5, máquina, Figura 6, molde y Figura 7, producto)
Ventajas:Las dimensiones de los productos complejos y de defensa múltiple se controlan de manera estable durante el proceso de producción, y la superficie del producto es más suave.
Desventajas:Alto costo de moho, ciclo de desarrollo relativamente largo y altos requisitos para la selección y precisión de la máquina.
Tratamiento de superficie de productos de aluminio
1. Sandblasting (disparo de orina)
El proceso de limpieza y rugencia de la superficie del metal mediante el impacto del flujo de arena de alta velocidad.
Este método de tratamiento de la superficie de aluminio mejora la limpieza y la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo. Como resultado, las propiedades mecánicas de la superficie mejoran, lo que lleva a una mejor resistencia a la fatiga. Esta mejora aumenta la adhesión entre la superficie y los recubrimientos aplicados, extendiendo la durabilidad del recubrimiento. Además, facilita la apariencia de nivelación y estética del revestimiento. Este proceso se ve comúnmente en varios productos de Apple.
2. Pulido
El método de procesamiento emplea técnicas mecánicas, químicas o electroquímicas para reducir la rugosidad de la superficie de una pieza de trabajo, lo que resulta en una superficie lisa y brillante. El proceso de pulido se puede clasificar en tres tipos principales: pulido mecánico, pulido químico y pulido electrolítico. Al combinar el pulido mecánico con el pulido electrolítico, las piezas de aluminio pueden lograr un acabado similar a un espejo similar al del acero inoxidable. Este proceso imparte una sensación de simplicidad de alta gama, moda y un atractivo futurista.
3. Dibujo de alambre
El dibujo de alambre de metal es un proceso de fabricación en el que las líneas se eliminan repetidamente de las placas de aluminio con papel de lija. El dibujo de alambre se puede dividir en dibujo de alambre recto, dibujo de alambre aleatorio, dibujo de alambre en espiral y dibujo de alambre de rosca. El proceso de dibujo de alambre de metal puede mostrar claramente cada marca de seda fina para que el metal mate tenga un brillo de cabello fino, y el producto tiene moda y tecnología.
4. Corte de alta luz
El corte destacado utiliza una máquina de grabado de precisión para reforzar el cuchillo de diamante en el huso de la máquina de grabado de precisión de alta velocidad (generalmente 20,000 rpm) para cortar piezas y producir áreas destacadas locales en la superficie del producto. El brillo de los reflejos de corte se ve afectado por la velocidad de la perforación de fresado. Cuanto más rápida sea la velocidad de perforación, más brillante es el corte destacado. Por el contrario, cuanto más oscuros son los reflejos de corte, más probabilidades tendrán de producir marcas de cuchillo. El corte de alto brillo es particularmente común en los teléfonos móviles, como el iPhone 5. En los últimos años, algunos marcos de metal de TV de alta gama han adoptado un alto brilloFresado de CNCLa tecnología y los procesos de anodización y cepillado hacen que la televisión llena de moda y nitidez tecnológica.
5. Anodizando
La anodización es un proceso electroquímico que oxida metales o aleaciones. Durante este proceso, el aluminio y sus aleaciones desarrollan una película de óxido cuando se aplica una corriente eléctrica en un electrolito específico en ciertas condiciones. La anodización mejora la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste del aluminio, extiende su vida útil y mejora su atractivo estético. Este proceso se ha convertido en un componente vital del tratamiento de la superficie de aluminio y actualmente es uno de los métodos más utilizados y exitosos disponibles.
6. Anodo de dos colores
Un ánodo de dos colores se refiere al proceso de anodizar un producto para aplicar diferentes colores a áreas específicas. Aunque esta técnica de anodización de dos colores rara vez se emplea en la industria de la televisión debido a su complejidad y alto costo, el contraste entre los dos colores mejora la apariencia de alta gama y de alta gama del producto.
Hay varios factores que contribuyen a la deformación de procesamiento de piezas de aluminio, incluidas las propiedades del material, la forma de pieza y las condiciones de producción. Las principales causas de deformación incluyen: estrés interno presente en el blanco, las fuerzas de corte y el calor generados durante el mecanizado, y las fuerzas ejercidas durante la sujeción. Para minimizar estas deformaciones, se pueden implementar medidas de proceso específicas y habilidades operativas.
Medidas de proceso para reducir la deformación del procesamiento
1. Reduce el estrés interno del blanco
El envejecimiento natural o artificial, junto con el tratamiento de vibración, puede ayudar a reducir el estrés interno de un blanco. El preprocesamiento también es un método efectivo para este propósito. Para un espacio en blanco con cabeza de grasa y orejas grandes, puede ocurrir una deformación significativa durante el procesamiento debido al margen sustancial. Al preprocesar el exceso de partes del blanco y reducir el margen en cada área, no solo podemos minimizar la deformación que ocurre durante el procesamiento posterior, sino que también alivia parte del estrés interno presente después del procesamiento previo.
2. Mejore la capacidad de corte de la herramienta
El material y los parámetros geométricos de la herramienta afectan significativamente la fuerza de corte y el calor. La selección adecuada de la herramienta es esencial para minimizar la deformación del procesamiento de las piezas.
1) Selección razonable de los parámetros geométricos de la herramienta.
① Ángulo de rastrillo:Bajo la condición de mantener la resistencia de la cuchilla, el ángulo de rastrillo se selecciona apropiadamente para ser más grande. Por un lado, puede moler un borde afilado y, por otro lado, puede reducir la deformación de corte, hacer que la eliminación de chips sea suave y, por lo tanto, reducir la fuerza de corte y la temperatura de corte. Evite usar herramientas de ángulo de rastrillo negativo.
② Ángulo de retroceso:El tamaño del ángulo posterior tiene un impacto directo en el desgaste de la cara de la herramienta posterior y la calidad de la superficie mecanizada. El grosor de corte es una condición importante para seleccionar el ángulo posterior. Durante la molienda rugosa, debido a la gran velocidad de alimentación, la carga de corte pesada y la alta generación de calor, las condiciones de disipación de calor de la herramienta deben ser buenas. Por lo tanto, el ángulo posterior debe seleccionarse para ser más pequeño. Durante la fresación fina, se requiere que el borde sea agudo, la fricción entre la cara de la herramienta posterior y la superficie mecanizada debe reducirse, y la deformación elástica debe reducirse. Por lo tanto, el ángulo posterior debe seleccionarse para ser más grande.
③ Angle de hélice:Para hacer que la fresación sea suave y reducir la fuerza de fresado, el ángulo de la hélice debe seleccionarse lo más grande posible.
④ Ángulo de desviación principal:La reducción adecuada del ángulo de deflexión principal puede mejorar las condiciones de disipación de calor y reducir la temperatura promedio del área de procesamiento.
2) Mejorar la estructura de la herramienta.
Reduzca el número de dientes cortadores de fresado y aumente el espacio de la chip:
Dado que los materiales de aluminio exhiben una alta plasticidad y una deformación significativa de corte durante el procesamiento, es esencial crear un espacio de chips más grande. Esto significa que el radio del fondo del surco de la chip debe ser mayor, y el número de dientes en el cortador de fresador debe reducirse.
Molilla fina de los dientes cortadores:
El valor de rugosidad de los bordes de corte de los dientes cortadores debe ser menor que la AR = 0.4 µm. Antes de usar un nuevo cortador, es aconsejable moler suavemente la parte delantera y posterior de los dientes del cortador con una piedra de aceite fina varias veces para eliminar las rebabas o los pequeños patrones de diente de sierra que quedan del proceso de afilado. Esto no solo ayuda a reducir el calor de corte, sino que también minimiza la deformación de corte.
Estándares de uso de herramientas de control estrictamente:
A medida que las herramientas se desgastan, la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo aumenta, la temperatura de corte aumenta y la pieza de trabajo puede sufrir una mayor deformación. Por lo tanto, es crucial elegir materiales de herramientas con excelente resistencia al desgaste y asegurarse de que el desgaste de la herramienta no exceda de 0.2 mm. Si el desgaste excede este límite, puede conducir a la formación de chips. Durante el corte, la temperatura de la pieza de trabajo generalmente debe mantenerse por debajo de los 100 ° C para evitar la deformación.
3. Mejore el método de sujeción de la pieza de trabajo. Para las piezas de trabajo de aluminio de paredes delgadas con poca rigidez, los siguientes métodos de sujeción se pueden usar para reducir la deformación:
① Para las piezas de buje de paredes delgadas, el uso de un chuck egocentista de tres comando o una coleta de resorte para sujeción radial puede conducir a la deformación de la pieza de trabajo una vez que se afloja después del procesamiento. Para evitar este problema, es mejor usar un método de sujeción de cara de extremo axial que ofrezca una mayor rigidez. Coloque el orificio interno de la pieza, cree un ritmo de la conformidad y insértelo en el orificio interno. Luego, use una placa de cubierta para sujetar la cara del extremo y asegurarla firmemente con una tuerca. Este método ayuda a evitar la deformación de sujeción al procesar el círculo exterior, asegurando una precisión satisfactoria del procesamiento.
② Al procesar piezas de trabajo de chapa de paredes delgadas, es aconsejable usar una taza de succión de vacío para lograr una fuerza de sujeción distribuida uniformemente. Además, el uso de una cantidad de corte menor puede ayudar a prevenir la deformación de la pieza de trabajo.
Otro método efectivo es llenar el interior de la pieza de trabajo con un medio para mejorar su rigidez de procesamiento. Por ejemplo, una fusión de urea que contiene nitrato de potasio del 3% al 6% se puede verter en la pieza de trabajo. Después del procesamiento, la pieza de trabajo se puede sumergir en agua o alcohol para disolver el relleno y luego verterlo.
4. Arreglo razonable de procesos
Durante el corte de alta velocidad, el proceso de molienda a menudo genera vibración debido a grandes asignaciones de mecanizado y corte intermitente. Esta vibración puede afectar negativamente la precisión del mecanizado y la rugosidad de la superficie. Como resultado, elProceso de corte de alta velocidad CNCse divide típicamente en varias etapas: desbordamiento, semifinishing, limpieza de ángulos y acabado. Para las piezas que requieren alta precisión, puede ser necesaria una semi-fingrada secundaria antes de terminar.
Después de la etapa de desbordamiento, es aconsejable permitir que las piezas se enfríen naturalmente. Esto ayuda a eliminar el estrés interno generado durante el desbordamiento y reduce la deformación. El subsidio de mecanizado que queda después de desgarrar debería ser mayor que la deformación esperada, generalmente entre 1 y 2 mm. Durante la etapa de acabado, es importante mantener una asignación de mecanizado uniforme en la superficie terminada, típicamente entre 0.2 y 0.5 mm. Esta uniformidad asegura que la herramienta de corte permanezca en un estado estable durante el procesamiento, lo que reduce significativamente la deformación de corte, mejora la calidad de la superficie y garantiza la precisión del producto.
Habilidades operativas para reducir la deformación del procesamiento
Las piezas de aluminio se deforman durante el procesamiento. Además de las razones anteriores, el método de operación también es muy importante en la operación real.
1. Para las piezas que tienen grandes subsidios de procesamiento, se recomienda procesamiento simétrico para mejorar la disipación de calor durante el mecanizado y evitar la concentración de calor. Por ejemplo, al procesar una hoja de 90 mm de espesor hasta 60 mm, si un lado se molesta inmediatamente después del otro lado, las dimensiones finales pueden dar lugar a una tolerancia de planitud de 5 mm. Sin embargo, si se utiliza un enfoque de procesamiento simétrico de alimentación repetida, donde cada lado está mecanizado a su tamaño final dos veces, la planitud se puede mejorar a 0.3 mm.
2. Cuando hay múltiples cavidades en las piezas de la hoja, no es aconsejable utilizar el método de procesamiento secuencial para abordar una cavidad a la vez. Este enfoque puede conducir a fuerzas desiguales en las partes, lo que resulta en una deformación. En su lugar, use un método de procesamiento en capas donde todas las cavidades en una capa se procesen simultáneamente antes de pasar a la siguiente capa. Esto garantiza una distribución de estrés incluso en las piezas y minimiza el riesgo de deformación.
3. Para reducir la fuerza de corte y el calor, es importante ajustar la cantidad de corte. Entre los tres componentes de la cantidad de corte, la cantidad de corte posterior afecta significativamente la fuerza de corte. Si la asignación de mecanizado es excesiva y la fuerza de corte durante una sola pasada es demasiado alta, puede conducir a la deformación de las piezas, afectar negativamente la rigidez del huso de la máquina herramienta y reducir la durabilidad de la herramienta.
Si bien la disminución de la cantidad de corte posterior puede mejorar la longevidad de la herramienta, también puede reducir la eficiencia de producción. Sin embargo, la fresado de alta velocidad en el mecanizado CNC puede abordar efectivamente este problema. Al reducir la cantidad de corte posterior y aumentar correspondientemente la velocidad de alimentación y la velocidad de la máquina herramienta, la fuerza de corte se puede reducir sin comprometer la eficiencia de mecanizado.
4. La secuencia de operaciones de corte es importante. El mecanizado en bruto se centra en maximizar la eficiencia del mecanizado y aumentar la tasa de eliminación del material por unidad de tiempo. Por lo general, la fresación inversa se utiliza para esta fase. En la fresación inversa, el exceso de material de la superficie del blanco se elimina a la velocidad más alta y en el tiempo más corto posible, formando efectivamente un perfil geométrico básico para la etapa de acabado.
Por otro lado, el acabado prioriza la alta precisión y la calidad, lo que hace que la fresado sea la técnica preferida. En la molienda hacia abajo, el grosor del corte disminuye gradualmente de máximo a cero. Este enfoque reduce significativamente el endurecimiento del trabajo y minimiza la deformación de las piezas mecanizadas.
5. Las piezas de trabajo de paredes delgadas a menudo experimentan deformación debido a la sujeción durante el procesamiento, un desafío que persiste incluso durante la etapa de finalización. Para minimizar esta deformación, es aconsejable aflojar el dispositivo de sujeción antes de que se logre el tamaño final durante el acabado. Esto permite que la pieza de trabajo regrese a su forma original, después de lo cual se puede reclamparse suavemente, lo que es suficiente solo para mantener la pieza de trabajo en su lugar, basada en la sensación del operador. Este método ayuda a lograr los resultados de procesamiento ideales.
En resumen, la fuerza de sujeción debe aplicarse lo más cerca posible de la superficie de soporte y dirigirse a lo largo del eje rígido más fuerte de la pieza de trabajo. Si bien es crucial evitar que la pieza de trabajo se suelte, la fuerza de sujeción debe mantenerse al mínimo para garantizar resultados óptimos.
6. Al procesar piezas con cavidades, evite permitir que el cortador de fresado penetre directamente en el material como lo haría una broca. Este enfoque puede conducir a un espacio insuficiente de chips para el cortador de fresado, causando problemas como la eliminación de chips sin asa, el sobrecalentamiento, la expansión y el colapso potencial de chips o la rotura de los componentes.
En su lugar, primero, use una broca de perforación que sea del mismo tamaño o más grande que el cortador de fresado para crear el orificio de corte inicial. Después de eso, el cortador de fresado se usa para las operaciones de fresado. Alternativamente, puede utilizar el software CAM para generar un programa de reducción de espiral para la tarea.
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Tiempo de publicación: Nov-27-2024