Alumiinium on kõige laialdasemalt kasutatav värviline metall ja selle rakenduste valik laieneb pidevalt. Alumiiniumtooteid on üle 700 000 tüübi, mis sobivad erinevatele tööstusharudele, sealhulgas ehitusele, dekoratsioonile, transpordile ja lennundusele. Selles arutelus uurime alumiiniumtoodete töötlemistehnoloogiat ja seda, kuidas vältida deformatsiooni töötlemise ajal.
Alumiiniumi eelised ja omadused on järgmised:
- Madal tihedusAlumiiniumi tihedus on umbes 2,7 g/cm³, mis on umbes kolmandik raua või vase tihedusest.
- Kõrge plastilisus:Alumiiniumil on suurepärane painduvus, mis võimaldab seda survetöötlusmeetodite, näiteks ekstrusiooni ja venitamise abil mitmesugusteks toodeteks vormida.
- Korrosioonikindlus:Alumiinium moodustab oma pinnale loomulikul teel või anodeerimise teel kaitseva oksiidkihi, mis pakub terasega võrreldes paremat korrosioonikindlust.
- Lihtne tugevdada:Kuigi puhta alumiiniumi tugevus on madal, saab selle tugevust anodeerimise teel märkimisväärselt suurendada.
- Hõlbustab pinnatöötlust:Pinnatöötlused võivad alumiiniumi omadusi parandada või muuta. Anodeerimisprotsess on alumiiniumtoodete töötlemisel hästi väljakujunenud ja laialdaselt kasutatav.
- Hea juhtivus ja taaskasutatavus:Alumiinium on suurepärane elektrijuht ja seda on lihtne taaskasutada.
Alumiiniumtoodete töötlemise tehnoloogia
Alumiiniumtoodete stantsimine
1. Külmstantsimine
Kasutatav materjal on alumiiniumgraanulid. Need graanulid vormitakse ühes etapis ekstrusioonimasina ja vormi abil. See protsess sobib ideaalselt sammaskujuliste toodete või kujundite loomiseks, mida on venitamise teel keeruline saavutada, näiteks elliptilised, ruudukujulised ja ristkülikukujulised vormid. (Nagu on näidatud joonisel 1, masin; joonisel 2, alumiiniumgraanulid; ja joonisel 3, toode.)
Kasutatava masina tonnaaž on seotud toote ristlõikepindalaga. Ülemise stantsi ja alumise volframterasest stantsi vaheline kaugus määrab toote seina paksuse. Kui pressimine on lõppenud, näitab ülemise stantsi ja alumise stantsi vaheline vertikaalne kaugus toote pealmist paksust (nagu on näidatud joonisel 4).
Eelised: lühike vormi avamistsükkel, madalamad arenduskulud võrreldes venitusvormiga. Puudused: pikk tootmisprotsess, toote suuruse suur kõikumine protsessi käigus, kõrged tööjõukulud.
2. Venitamine
Kasutatav materjal: alumiiniumplekk. Kasutage pideva vormimise masinat ja vormi, et teostada mitu deformatsiooni, et täita kujunõudeid, sobib mitte-kolonniliste kehade (kumerdatud alumiiniumist toodete) jaoks. (Nagu on näidatud joonisel 5, masin, joonisel 6, vorm ja joonisel 7, toode)
Eelised:Komplekssete ja mitmekordselt deformeerunud toodete mõõtmeid kontrollitakse tootmisprotsessi käigus stabiilselt ning toote pind on siledam.
Puudused:Kõrge vormimiskulu, suhteliselt pikk arendustsükkel ning kõrged nõuded masina valikule ja täpsusele.
Alumiiniumtoodete pinnatöötlus
1. Liivapritsimine (haavelpuhastus)
Metallpinna puhastamise ja karestamise protsess kiire liivavoolu abil.
See alumiiniumi pinnatöötlusmeetod parandab töödeldava pinna puhtust ja karedust. Selle tulemusel paranevad pinna mehaanilised omadused, mis omakorda parandab väsimuskindlust. See paranemine suurendab pinna ja pealekantud kattekihi vahelist adhesiooni, pikendades katte vastupidavust. Lisaks hõlbustab see kattekihi tasandamist ja esteetilist välimust. Seda protsessi näeb sageli erinevates Apple'i toodetes.
2. Poleerimine
Töötlemismeetod kasutab mehaanilisi, keemilisi või elektrokeemilisi meetodeid tooriku pinna kareduse vähendamiseks, mille tulemuseks on sile ja läikiv pind. Poleerimisprotsessi saab jagada kolmeks peamiseks tüübiks: mehaaniline poleerimine, keemiline poleerimine ja elektrolüütiline poleerimine. Mehaanilise poleerimise ja elektrolüütilise poleerimise kombineerimisel on võimalik saavutada alumiiniumdetailidele peegelsile viimistlus, mis sarnaneb roostevaba terase omaga. See protsess annab detailidele luksusliku lihtsuse, moe ja futuristliku ilme.
3. Traadi tõmbamine
Metalltraadi tõmbamine on tootmisprotsess, mille käigus kraabitakse alumiiniumplaatidest liivapaberiga korduvalt jooni välja. Traadi tõmbamise saab jagada sirge traadi tõmbamiseks, juhuslikuks traadi tõmbamiseks, spiraalseks traadi tõmbamiseks ja keermestatud traadi tõmbamiseks. Metalltraadi tõmbamise protsess võimaldab selgelt näidata iga peent siidijälge, nii et mattmetallil on peenike läige ning tootel on nii mood kui ka tehnoloogiline ilme.
4. Kõrge valgustugevusega lõikamine
Esiletõstude lõikamisel kasutatakse täppisgraveerimismasinat, et tugevdada teemantnuga kiirelt pöörleval (tavaliselt 20 000 p/min) täppisgraveerimismasina spindlil, et lõigata detaile ja tekitada toote pinnale lokaalseid esiletõstetud alasid. Lõike esiletõstude heledust mõjutab freesimispuuri kiirus. Mida suurem on puurimiskiirus, seda heledamad on lõike esiletõsted. Seevastu, mida tumedamad on lõike esiletõsted, seda tõenäolisemalt tekivad need noajäljed. Kõrgläikega lõikamine on eriti levinud mobiiltelefonides, näiteks iPhone 5-s. Viimastel aastatel on mõned tipptasemel telerite metallraamid kasutusele võtnud kõrgläike.CNC-freesiminetehnoloogia ning anodeerimis- ja harjamisprotsessid muudavad teleri täis moodi ja tehnoloogilist teravust.
5. Anodeerimine
Anodeerimine on elektrokeemiline protsess, mis oksüdeerib metalle või sulameid. Selle protsessi käigus tekivad alumiiniumile ja selle sulamitele oksiidkile, kui teatud tingimustel rakendatakse elektrivoolu kindlale elektrolüüdile. Anodeerimine suurendab alumiiniumi pinna kõvadust ja kulumiskindlust, pikendab selle kasutusiga ja parandab esteetilist atraktiivsust. Sellest protsessist on saanud alumiiniumi pinnatöötluse oluline komponent ning see on praegu üks enimkasutatavaid ja edukamaid meetodeid.
6. Kahevärviline anood
Kahevärviline anood viitab toote anodeerimise protsessile, mille käigus kantakse kindlatele aladele erinevad värvid. Kuigi seda kahevärvilist anodeerimistehnikat kasutatakse televisioonitööstuses harva selle keerukuse ja kõrge hinna tõttu, suurendab kahe värvi kontrast toote kõrgetasemelist ja ainulaadset välimust.
Alumiiniumdetailide töötlemisel tekkivat deformatsiooni mõjutavad mitmed tegurid, sealhulgas materjali omadused, detaili kuju ja tootmistingimused. Deformatsiooni peamised põhjused on: tooriku sisemine pinge, töötlemise ajal tekkiv lõikejõud ja soojus ning kinnituse ajal avalduvad jõud. Nende deformatsioonide minimeerimiseks saab rakendada spetsiifilisi protsessimeetmeid ja oskusi.
Protsessi meetmed töötlemisdeformatsiooni vähendamiseks
1. Vähendage tooriku sisemist pinget
Looduslik või kunstlik vanandamine koos vibratsioontöötlusega aitab vähendada tooriku sisemist pinget. Eeltöötlus on selleks samuti tõhus meetod. Paksu pea ja suurte kõrvadega tooriku puhul võib töötlemise ajal tekkida märkimisväärne deformatsioon märkimisväärse varu tõttu. Tooriku liigsete osade eeltöötlemise ja iga piirkonna varu vähendamise abil saame mitte ainult minimeerida järgneva töötlemise ajal tekkivat deformatsiooni, vaid ka leevendada osa eeltöötlemise järgsest sisemisest pingest.
2. Parandage tööriista lõikevõimet
Tööriista materjal ja geomeetrilised parameetrid mõjutavad oluliselt lõikejõudu ja -soojust. Õige tööriistavalik on oluline detailide töötlemisdeformatsiooni minimeerimiseks.
1) Tööriista geomeetriliste parameetrite mõistlik valik.
① Kaldenurk:Tera tugevuse säilitamise tingimusel valitakse suurem kaldenurk. See võimaldab lihvida teravat serva ja vähendada lõikedeformatsiooni, muuta laastu eemaldamise sujuvamaks ning seega vähendada lõikejõudu ja lõiketemperatuuri. Vältige negatiivse kaldenurgaga tööriistade kasutamist.
② Seljatoe nurk:Seljanurga suurus mõjutab otseselt tagumise tööriista pinna kulumist ja töödeldud pinna kvaliteeti. Lõikepaksus on tagumise nurga valiku oluline tingimus. Jämefreesimisel peavad tööriista soojuseraldustingimused olema head suure etteandekiiruse, suure lõikekoormuse ja suure soojuse tekke tõttu. Seetõttu tuleks tagumine nurk valida väiksem. Peenfreesimisel peab serv olema terav, tagumise tööriista pinna ja töödeldud pinna vahelist hõõrdumist tuleb vähendada ning elastset deformatsiooni tuleb vähendada. Seetõttu tuleks tagumine nurk valida suurem.
③ Spiraali nurk:Sujuva freesimise ja freesimisjõu vähendamiseks tuleks valida võimalikult suur spiraalinurk.
④ Peamine läbipaindenurk:Peamise läbipaindenurga asjakohane vähendamine võib parandada soojuse hajumise tingimusi ja vähendada töötlemispiirkonna keskmist temperatuuri.
2) Tööriista struktuuri täiustamine.
Vähendage freesi hammaste arvu ja suurendage laasturuumi:
Kuna alumiiniummaterjalid on töötlemise ajal väga plastilised ja deformeeruvad märkimisväärselt lõikeprotsessi käigus, on oluline luua suurem laasturuum. See tähendab, et laastusoone põhja raadius peaks olema suurem ja freesi hammaste arv väiksem.
Lõikuri hammaste peenlihvimine:
Lõikuri hammaste lõikeservade karedusväärtus peaks olema väiksem kui Ra = 0,4 µm. Enne uue lõikuri kasutamist on soovitatav lõikuri hammaste esi- ja tagakülge mitu korda peene õlikiviga lihvida, et eemaldada teritamisest jäänud ebatasasused või kerged saehambajäljed. See aitab mitte ainult vähendada lõikekuumust, vaid minimeerib ka lõikedeformatsiooni.
Tööriistade kulumise standardite range kontrollimine:
Tööriistade kulumise korral suureneb töödeldava detaili pinna karedus, lõiketemperatuur tõuseb ja töödeldav detail võib deformeeruda. Seetõttu on oluline valida suurepärase kulumiskindlusega tööriistamaterjalid ja tagada, et tööriista kulumine ei ületaks 0,2 mm. Kui kulumine ületab selle piiri, võib see põhjustada laastu teket. Lõikamise ajal tuleks töödeldava detaili temperatuuri hoida deformatsiooni vältimiseks üldiselt alla 100 °C.
3. Täiustage tooriku kinnitusmeetodit. Halva jäikusega õhukeseinaliste alumiiniumist toorikute puhul saab deformatsiooni vähendamiseks kasutada järgmisi kinnitusmeetodeid:
① Õhukeseinaliste puksdetailide puhul võib kolme lõuaga isetsentreeruva padruni või vedruklambri kasutamine radiaalseks kinnituseks põhjustada töödeldava detaili deformatsiooni pärast selle lahtikeeramist pärast töötlemist. Selle probleemi vältimiseks on parem kasutada aksiaalset otsapinna kinnitusmeetodit, mis pakub suuremat jäikust. Paigutage detaili sisemine auk, tehke keermestatud läbiv südamik ja sisestage see sisemisse auku. Seejärel kinnitage otsapind katteplaadiga ja kinnitage see tihedalt mutriga. See meetod aitab vältida kinnitusdeformatsiooni välimise ringi töötlemisel, tagades rahuldava töötlemise täpsuse.
② Õhukeseinaliste lehtmetallist toorikute töötlemisel on ühtlaselt jaotunud kinnitusjõu saavutamiseks soovitatav kasutada vaakum-imikuppi. Lisaks aitab väiksem lõikekogus vältida tooriku deformatsiooni.
Teine tõhus meetod on töödeldava detaili sisemuse täitmine keskkonnaga, et suurendada selle töötlemisjäikust. Näiteks võib töödeldavasse detaili valada 3–6% kaaliumnitraati sisaldavat karbamiidisulami. Pärast töötlemist võib töödeldava detaili täiteaine lahustamiseks vette või alkoholi kasta ja seejärel välja valada.
4. Protsesside mõistlik korraldus
Kiirel lõikamisel tekitab freesimisprotsess sageli vibratsiooni suurte töötlemisvarude ja katkendliku lõikamise tõttu. See vibratsioon võib negatiivselt mõjutada töötlemise täpsust ja pinna karedust. Selle tulemusenaCNC kiire lõikeprotsessjaguneb tavaliselt mitmeks etapiks: jämetöötlus, poolviimistlus, nurkade puhastamine ja viimistlus. Suurt täpsust nõudvate detailide puhul võib enne viimistlust olla vajalik teine poolviimistlus.
Pärast jämetöötlusetappi on soovitatav lasta detailidel loomulikult jahtuda. See aitab kõrvaldada jämetöötluse käigus tekkivat sisepinget ja vähendab deformatsiooni. Jämetöötluse järel järelejäänud töötlemisvaru peaks olema suurem kui eeldatav deformatsioon, üldiselt 1–2 mm. Viimistlusfaasis on oluline säilitada viimistletud pinnal ühtlane töötlemisvaru, tavaliselt 0,2–0,5 mm. See ühtlus tagab lõikeriista stabiilse oleku töötlemise ajal, mis vähendab oluliselt lõikedeformatsiooni, parandab pinna kvaliteeti ja tagab toote täpsuse.
Töötlemisdeformatsiooni vähendamise oskused
Alumiiniumdetailid deformeeruvad töötlemise ajal. Lisaks ülaltoodud põhjustele on tegeliku töö puhul väga oluline ka töömeetod.
1. Suurte töötlemisvarudega detailide puhul on soovitatav sümmeetriline töötlemine, et parandada soojuse hajumist töötlemise ajal ja vältida soojuse kontsentreerumist. Näiteks 90 mm paksuse lehtmetalli töötlemisel 60 mm paksuseks, kui üks külg freesitakse kohe pärast teist külge, võib lõplike mõõtmete tulemuseks olla 5 mm tasapinna tolerants. Kui aga kasutatakse korduva söötmisega sümmeetrilist töötlemisviisi, kus iga külg töödeldakse lõpliku suuruseni kaks korda, saab tasapinda parandada 0,3 mm-ni.
2. Kui lehtdetailidel on mitu õõnsust, ei ole soovitatav kasutada järjestikust töötlemismeetodit, kus korraga töödeldakse ühte õõnsust. See lähenemisviis võib põhjustada detailidele ebaühtlaseid jõude, mis omakorda põhjustavad deformatsiooni. Selle asemel tuleks kasutada kihilist töötlemismeetodit, kus kõiki kihi õõnsusi töödeldakse samaaegselt enne järgmise kihi juurde liikumist. See tagab detailide ühtlase pingejaotuse ja minimeerib deformatsiooni ohtu.
3. Lõikejõu ja -kuumuse vähendamiseks on oluline lõikekogust reguleerida. Lõikekoguse kolmest komponendist mõjutab tagasilõikamise kogus oluliselt lõikejõudu. Kui töötlemisvaru on liiga suur ja lõikejõud ühe läbimise ajal on liiga suur, võib see põhjustada detailide deformatsiooni, negatiivselt mõjutada tööpingi spindli jäikust ja vähendada tööriista vastupidavust.
Kuigi tagasilõikamise hulga vähendamine võib pikendada tööriista eluiga, võib see ka vähendada tootmise efektiivsust. CNC-töötlemisel kiire freesimine saab selle probleemi aga tõhusalt lahendada. Tagasilõikamise hulga vähendamise ja vastavalt etteandekiiruse ja tööpingi kiiruse suurendamise abil saab lõikejõudu vähendada ilma töötlemise efektiivsust kahjustamata.
4. Lõikamisoperatsioonide järjestus on oluline. Jämetöötlus keskendub töötlemise efektiivsuse maksimeerimisele ja materjali eemaldamise kiiruse suurendamisele ajaühiku kohta. Tavaliselt kasutatakse selles etapis tagurpidi freesimist. Tagantjärele freesimisel eemaldatakse tooriku pinnalt liigne materjal võimalikult suure kiirusega ja lühima ajaga, moodustades viimistlusetapi jaoks efektiivse geomeetrilise põhiprofiili.
Teisest küljest seab viimistlus esikohale suure täpsuse ja kvaliteedi, mistõttu on eelistatud tehnikaks freesimine. Freesimisel väheneb lõike paksus järk-järgult maksimaalsest nullini. See lähenemisviis vähendab oluliselt töötlemiskõvenemist ja minimeerib töödeldavate detailide deformatsiooni.
5. Õhukeseinalised toorikud deformeeruvad töötlemise ajal sageli kinnituse tõttu, mis püsib ka viimistlusetapis. Selle deformatsiooni minimeerimiseks on soovitatav enne lõpliku suuruse saavutamist viimistluse ajal kinnitusseadet lõdvendada. See võimaldab toorikul naasta oma algkujule ja seejärel saab seda operaatori tunnetuse järgi õrnalt uuesti kinnitada – piisab ainult tooriku paigalhoidmiseks. See meetod aitab saavutada ideaalseid töötlemistulemusi.
Kokkuvõttes tuleks kinnitusjõudu rakendada tugipinnale võimalikult lähedal ja suunata piki tooriku tugevaimat jäika telge. Kuigi on oluline vältida tooriku lahtitulekut, tuleks optimaalsete tulemuste tagamiseks kinnitusjõudu hoida minimaalsena.
6. Õõnsustega detailide töötlemisel vältige freesi otsest materjali tungimist nagu puuritera puhul. Selline lähenemine võib põhjustada freesi jaoks ebapiisava laasturuumi, mis omakorda võib põhjustada probleeme, nagu ebaühtlane laastu eemaldamine, ülekuumenemine, paisumine ning laastu kokkuvarisemine või komponentide purunemine.
Selle asemel tuleks esmalt freesiaugu loomiseks kasutada sama suurt või suuremat puuritera. Seejärel kasutatakse freesi freesimiseks. Teise võimalusena saab ülesande jaoks spiraallõikeprogrammi loomiseks kasutada CAM-tarkvara.
Kui soovite rohkem teada või päringuid esitada, võtke julgelt ühendustinfo@anebon.com
Aneboni meeskonna eriala ja teenindusteadlikkus on aidanud ettevõttel saavutada klientide seas kogu maailmas suurepärase maine taskukohase hinnaga.CNC-töötlemisdetailid, CNC lõikedetailid jaCNC-treipinkmehaaniline osade valmistamine. Aneboni peamine eesmärk on aidata klientidel oma eesmärke saavutada. Ettevõte on teinud tohutuid pingutusi, et luua kõigile kasulik olukord, ja tervitab teid nendega liituma.
Postituse aeg: 27. november 2024