آلومینیوم پرکاربردترین فلز غیرآهنی است و دامنه کاربردهای آن همچنان در حال گسترش است. بیش از ۷۰۰۰۰۰ نوع محصول آلومینیومی وجود دارد که در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز، دکوراسیون، حمل و نقل و هوافضا کاربرد دارند. در این بحث، فناوری فرآوری محصولات آلومینیومی و چگونگی جلوگیری از تغییر شکل در حین فرآوری را بررسی خواهیم کرد.
مزایا و ویژگی‌های آلومینیوم عبارتند از:
- چگالی کمچگالی آلومینیوم حدود ۲.۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب است که تقریباً یک سوم چگالی آهن یا مس است.
- پلاستیسیته بالا:آلومینیوم خاصیت شکل‌پذیری بسیار خوبی دارد و این ویژگی به آن اجازه می‌دهد تا از طریق روش‌های پردازش فشار مانند اکستروژن و کشش، به محصولات مختلفی تبدیل شود.
- مقاومت در برابر خوردگی:آلومینیوم به طور طبیعی یک لایه اکسید محافظ روی سطح خود ایجاد می‌کند، چه در شرایط طبیعی و چه از طریق آندیزاسیون، که مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به فولاد ارائه می‌دهد.
- تقویت آسان:اگرچه آلومینیوم خالص از استحکام پایینی برخوردار است، اما می‌توان با آنودایز کردن، استحکام آن را به میزان قابل توجهی افزایش داد.
- تسهیل عملیات سطحی:عملیات سطحی می‌تواند خواص آلومینیوم را بهبود یا اصلاح کند. فرآیند آندایزینگ به خوبی تثبیت شده و به طور گسترده در پردازش محصولات آلومینیومی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- رسانایی خوب و قابلیت بازیافت:آلومینیوم رسانای عالی برق است و به راحتی قابل بازیافت است.
فناوری پردازش محصول آلومینیومی
مهر زنی محصول آلومینیومی
1. مهر زنی سرد
ماده مورد استفاده گلوله‌های آلومینیومی است. این گلوله‌ها در یک مرحله با استفاده از دستگاه اکستروژن و قالب شکل داده می‌شوند. این فرآیند برای ایجاد محصولات ستونی یا اشکالی که دستیابی به آنها از طریق کشش دشوار است، مانند اشکال بیضوی، مربعی و مستطیلی، ایده‌آل است. (همانطور که در شکل ۱، دستگاه؛ شکل ۲، گلوله‌های آلومینیومی؛ و شکل ۳، محصول نشان داده شده است)
تناژ دستگاه مورد استفاده به سطح مقطع محصول مربوط می‌شود. فاصله بین پانچ قالب بالایی و قالب پایینی که از جنس فولاد تنگستن است، ضخامت دیواره محصول را تعیین می‌کند. پس از اتمام پرس، فاصله عمودی از پانچ قالب بالایی تا قالب پایینی، ضخامت بالای محصول را نشان می‌دهد. (همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده است)
مزایا: چرخه کوتاه باز شدن قالب، هزینه توسعه کمتر نسبت به قالب کششی. معایب: فرآیند تولید طولانی، نوسانات زیاد اندازه محصول در طول فرآیند، هزینه بالای نیروی کار.
۲. حرکات کششی
جنس مورد استفاده: ورق آلومینیوم. از دستگاه قالب‌گیری پیوسته و قالب برای انجام تغییر شکل‌های متعدد جهت برآورده کردن الزامات شکل، مناسب برای بدنه‌های غیر ستونی (محصولات با آلومینیوم منحنی) استفاده کنید. (مطابق شکل ۵، دستگاه، شکل ۶، قالب و شکل ۷، محصول)
مزایا:ابعاد محصولات پیچیده و چند شکل در طول فرآیند تولید به طور پایدار کنترل می‌شود و سطح محصول صاف‌تر می‌شود.
معایب:هزینه بالای قالب، چرخه توسعه نسبتاً طولانی و الزامات بالا برای انتخاب و دقت ماشین‌آلات.
عملیات سطحی محصولات آلومینیومی
۱. سندبلاست (ساچمه‌زنی)
فرآیند تمیز کردن و زبر کردن سطح فلز با استفاده از جریان پرسرعت شن و ماسه.
این روش عملیات سطحی آلومینیوم، تمیزی و زبری سطح قطعه کار را افزایش می‌دهد. در نتیجه، خواص مکانیکی سطح بهبود یافته و منجر به مقاومت بهتر در برابر خستگی می‌شود. این بهبود، چسبندگی بین سطح و هرگونه پوشش اعمال شده را افزایش می‌دهد و دوام پوشش را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، تراز شدن و ظاهر زیبایی‌شناختی پوشش را تسهیل می‌کند. این فرآیند معمولاً در محصولات مختلف اپل مشاهده می‌شود.
۲. پرداخت
این روش پردازش از تکنیک‌های مکانیکی، شیمیایی یا الکتروشیمیایی برای کاهش زبری سطح قطعه کار استفاده می‌کند و در نتیجه سطحی صاف و براق ایجاد می‌کند. فرآیند پرداخت را می‌توان به سه نوع اصلی طبقه‌بندی کرد: پرداخت مکانیکی، پرداخت شیمیایی و پرداخت الکترولیتی. با ترکیب پرداخت مکانیکی با پرداخت الکترولیتی، قطعات آلومینیومی می‌توانند به سطحی آینه‌ای شبیه به فولاد ضد زنگ دست یابند. این فرآیند حس سادگی، مد و جذابیت آینده‌نگرانه را القا می‌کند.
۳. کشش سیم
کشش سیم فلزی یک فرآیند تولیدی است که در آن خطوط به طور مکرر با کاغذ سنباده از صفحات آلومینیومی تراشیده می‌شوند. کشش سیم را می‌توان به کشش سیم مستقیم، کشش سیم تصادفی، کشش سیم مارپیچ و کشش سیم رزوه تقسیم کرد. فرآیند کشش سیم فلزی می‌تواند هر علامت ابریشمی ظریف را به وضوح نشان دهد، به طوری که فلز مات دارای درخشش مویی ظریفی است و محصول هم از مد و هم از فناوری برخوردار است.
۴. برش با نور زیاد
برش برجسته از یک دستگاه حکاکی دقیق برای تقویت چاقوی الماس روی اسپیندل دستگاه حکاکی دقیق با سرعت چرخش بالا (عموماً 20000 دور در دقیقه) استفاده می‌کند تا قطعات را برش داده و نواحی برجسته موضعی را روی سطح محصول ایجاد کند. درخشندگی نواحی برجسته برش تحت تأثیر سرعت مته فرز قرار می‌گیرد. هرچه سرعت مته بیشتر باشد، نواحی برجسته برش روشن‌تر هستند. برعکس، هرچه نواحی برجسته برش تیره‌تر باشند، احتمال ایجاد رد چاقو بیشتر است. برش با براقیت بالا به ویژه در تلفن‌های همراه مانند آیفون 5 رایج است. در سال‌های اخیر، برخی از قاب‌های فلزی تلویزیون‌های رده بالا از براقیت بالا استفاده کرده‌اند.فرزکاری CNCفناوری، و فرآیندهای آنودایزینگ و برس‌زنی، تلویزیون را سرشار از مد و وضوح فناوری می‌کند.
۵. آنودایزینگ
آندایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی است که فلزات یا آلیاژها را اکسید می‌کند. در طی این فرآیند، آلومینیوم و آلیاژهای آن هنگامی که جریان الکتریکی در یک الکترولیت خاص تحت شرایط خاص اعمال می‌شود، یک لایه اکسید ایجاد می‌کنند. آندایزینگ سختی سطح و مقاومت در برابر سایش آلومینیوم را افزایش می‌دهد، عمر مفید آن را افزایش می‌دهد و جذابیت ظاهری آن را بهبود می‌بخشد. این فرآیند به یک جزء حیاتی از عملیات سطحی آلومینیوم تبدیل شده است و در حال حاضر یکی از پرکاربردترین و موفق‌ترین روش‌های موجود است.
6. آند دو رنگ
آند دو رنگ به فرآیند آندایزینگ یک محصول برای اعمال رنگ‌های مختلف به نواحی خاص اشاره دارد. اگرچه این تکنیک آندایزینگ دو رنگ به دلیل پیچیدگی و هزینه بالا به ندرت در صنعت تلویزیون به کار می‌رود، اما تضاد بین دو رنگ، ظاهر لوکس و منحصر به فرد محصول را افزایش می‌دهد.
عوامل متعددی وجود دارند که در تغییر شکل پردازش قطعات آلومینیومی نقش دارند، از جمله خواص مواد، شکل قطعه و شرایط تولید. علل اصلی تغییر شکل عبارتند از: تنش داخلی موجود در قطعه خام، نیروهای برشی و گرمای تولید شده در حین ماشینکاری و نیروهای اعمال شده در حین بستن. برای به حداقل رساندن این تغییر شکل‌ها، می‌توان اقدامات خاص فرآیندی و مهارت‌های عملیاتی را اجرا کرد.
اقدامات فرآیندی برای کاهش تغییر شکل ناشی از پردازش
۱. تنش داخلی قطعه کار را کاهش دهید
پیرسازی طبیعی یا مصنوعی، همراه با عملیات ارتعاشی، می‌تواند به کاهش تنش داخلی قطعه خام کمک کند. پیش‌پردازش نیز روشی مؤثر برای این منظور است. برای قطعه خامی با سر پهن و گوش‌های بزرگ، به دلیل حاشیه قابل توجه، تغییر شکل قابل توجهی می‌تواند در حین پردازش رخ دهد. با پیش‌پردازش قسمت‌های اضافی قطعه خام و کاهش حاشیه در هر ناحیه، نه تنها می‌توانیم تغییر شکلی را که در حین پردازش بعدی رخ می‌دهد به حداقل برسانیم، بلکه می‌توانیم مقداری از تنش داخلی موجود پس از پیش‌پردازش را نیز کاهش دهیم.
۲. بهبود قابلیت برش ابزار
پارامترهای جنس و هندسی ابزار به طور قابل توجهی بر نیرو و حرارت برش تأثیر می‌گذارند. انتخاب ابزار مناسب برای به حداقل رساندن تغییر شکل پردازش قطعات ضروری است.
۱) انتخاب منطقی پارامترهای هندسی ابزار.
① زاویه چنگک:به شرط حفظ استحکام تیغه، زاویه براده به طور مناسب بزرگتر انتخاب می‌شود. از یک طرف، می‌تواند لبه تیز را خرد کند و از طرف دیگر، می‌تواند تغییر شکل برش را کاهش دهد، براده‌برداری را نرم کند و در نتیجه نیروی برش و دمای برش را کاهش دهد. از استفاده از ابزارهای با زاویه براده منفی خودداری کنید.
② زاویه پشتی:اندازه زاویه پشتی تأثیر مستقیمی بر سایش سطح پشتی ابزار و کیفیت سطح ماشینکاری شده دارد. ضخامت برش شرط مهمی برای انتخاب زاویه پشتی است. در طول فرزکاری خشن، به دلیل سرعت پیشروی زیاد، بار برش سنگین و تولید گرمای زیاد، شرایط اتلاف حرارت ابزار باید خوب باشد. بنابراین، زاویه پشتی باید کوچکتر انتخاب شود. در طول فرزکاری ظریف، لبه باید تیز باشد، اصطکاک بین سطح پشتی ابزار و سطح ماشینکاری شده باید کاهش یابد و تغییر شکل الاستیک باید کاهش یابد. بنابراین، زاویه پشتی باید بزرگتر انتخاب شود.
③ زاویه مارپیچ:برای اینکه فرزکاری روان باشد و نیروی فرزکاری کاهش یابد، زاویه مارپیچ باید تا حد امکان بزرگ انتخاب شود.
④ زاویه انحراف اصلی:کاهش مناسب زاویه انحراف اصلی می‌تواند شرایط اتلاف گرما را بهبود بخشد و میانگین دمای ناحیه پردازش را کاهش دهد.
۲) ساختار ابزار را بهبود بخشید.
کاهش تعداد دندانه‌های تیغه فرز و افزایش فضای براده‌برداری:
از آنجایی که مواد آلومینیومی در طول فرآیند، پلاستیسیته بالا و تغییر شکل برش قابل توجهی از خود نشان می‌دهند، ایجاد فضای براده بزرگتر ضروری است. این بدان معناست که شعاع شیار ته براده باید بیشتر و تعداد دندانه‌های تیغه فرز باید کاهش یابد.
سنگ زنی دقیق دندانه های تیغه:
مقدار زبری لبه‌های برش دندانه‌های تیغه باید کمتر از Ra = 0.4 میکرومتر باشد. قبل از استفاده از تیغه جدید، توصیه می‌شود که جلو و عقب دندانه‌های تیغه را چندین بار به آرامی با سنگ روغن نرم ساب بزنید تا هرگونه برآمدگی یا طرح‌های جزئی دندانه اره‌ای که از فرآیند تیز کردن باقی مانده است، از بین برود. این کار نه تنها به کاهش گرمای برش کمک می‌کند، بلکه تغییر شکل برش را نیز به حداقل می‌رساند.
استانداردهای سایش ابزار را به شدت کنترل کنید:
با ساییدگی ابزارها، زبری سطح قطعه کار افزایش می‌یابد، دمای برش بالا می‌رود و قطعه کار می‌تواند دچار افزایش تغییر شکل شود. بنابراین، انتخاب مواد ابزار با مقاومت سایشی عالی بسیار مهم است و اطمینان حاصل شود که سایش ابزار از 0.2 میلی‌متر تجاوز نکند. اگر سایش از این حد فراتر رود، می‌تواند منجر به تشکیل براده شود. در حین برش، دمای قطعه کار معمولاً باید زیر 100 درجه سانتیگراد نگه داشته شود تا از تغییر شکل جلوگیری شود.
۳. بهبود روش بستن قطعه کار. برای قطعات آلومینیومی جدار نازک با استحکام ضعیف، می‌توان از روش‌های بستن زیر برای کاهش تغییر شکل استفاده کرد:
① برای قطعات بوشینگ دیواره نازک، استفاده از سه نظام خودمحور سه فکی یا کولت فنری برای بستن شعاعی می‌تواند منجر به تغییر شکل قطعه کار پس از شل شدن پس از پردازش شود. برای جلوگیری از این مشکل، بهتر است از روش بستن سطح انتهایی محوری استفاده کنید که استحکام بیشتری را ارائه می‌دهد. سوراخ داخلی قطعه را در موقعیت مناسب قرار دهید، یک مندرل رزوه‌دار ایجاد کنید و آن را در سوراخ داخلی قرار دهید. سپس، از یک صفحه پوششی برای بستن سطح انتهایی استفاده کنید و آن را با مهره محکم کنید. این روش به جلوگیری از تغییر شکل بستن هنگام پردازش دایره بیرونی کمک می‌کند و دقت پردازش رضایت‌بخش را تضمین می‌کند.
② هنگام پردازش قطعات فلزی با دیواره نازک، توصیه می‌شود از یک مکنده خلاء برای دستیابی به نیروی گیره یکنواخت توزیع شده استفاده کنید. علاوه بر این، استفاده از مقدار برش کمتر می‌تواند به جلوگیری از تغییر شکل قطعه کار کمک کند.
روش مؤثر دیگر، پر کردن داخل قطعه کار با یک ماده واسطه برای افزایش استحکام فرآوری آن است. به عنوان مثال، می‌توان مذاب اوره حاوی ۳ تا ۶ درصد نیترات پتاسیم را درون قطعه کار ریخت. پس از فرآوری، قطعه کار را می‌توان در آب یا الکل غوطه‌ور کرد تا پرکننده حل شود و سپس آن را بیرون ریخت.
۴. ترتیب منطقی فرآیندها
در طول برش با سرعت بالا، فرآیند فرزکاری اغلب به دلیل مقادیر زیاد ماشینکاری و برش متناوب، لرزش ایجاد می‌کند. این لرزش می‌تواند بر دقت ماشینکاری و زبری سطح تأثیر منفی بگذارد. در نتیجه،فرآیند برش با سرعت بالا توسط CNCمعمولاً به چند مرحله تقسیم می‌شود: خشن‌کاری، نیمه‌پرداخت، تمیزکاری زاویه‌ای و پرداخت نهایی. برای قطعاتی که نیاز به دقت بالا دارند، ممکن است قبل از پرداخت نهایی، یک نیمه‌پرداخت ثانویه لازم باشد.
پس از مرحله خشن‌کاری، توصیه می‌شود اجازه دهید قطعات به طور طبیعی خنک شوند. این کار به از بین بردن تنش داخلی ایجاد شده در طول خشن‌کاری کمک می‌کند و تغییر شکل را کاهش می‌دهد. مقدار مجاز ماشینکاری باقی مانده پس از خشن‌کاری باید بیشتر از تغییر شکل مورد انتظار، عموماً بین ۱ تا ۲ میلی‌متر، باشد. در طول مرحله پرداخت، حفظ مقدار مجاز ماشینکاری یکنواخت روی سطح پرداخت شده، معمولاً بین ۰.۲ تا ۰.۵ میلی‌متر، مهم است. این یکنواختی تضمین می‌کند که ابزار برش در طول پردازش در حالت پایدار باقی بماند، که به طور قابل توجهی تغییر شکل برش را کاهش می‌دهد، کیفیت سطح را افزایش می‌دهد و دقت محصول را تضمین می‌کند.
مهارت‌های عملیاتی برای کاهش تغییر شکل پردازش
قطعات آلومینیومی در حین پردازش تغییر شکل می‌دهند. علاوه بر دلایل فوق، روش کار نیز در عملکرد واقعی بسیار مهم است.
۱. برای قطعاتی که نیاز به پردازش زیادی دارند، پردازش متقارن برای بهبود اتلاف گرما در حین ماشینکاری و جلوگیری از تمرکز گرما توصیه می‌شود. به عنوان مثال، هنگام پردازش یک ورق با ضخامت ۹۰ میلی‌متر تا ۶۰ میلی‌متر، اگر یک طرف بلافاصله پس از طرف دیگر فرزکاری شود، ابعاد نهایی ممکن است منجر به تلرانس تختی ۵ میلی‌متر شود. با این حال، اگر از یک رویکرد پردازش متقارن با تغذیه مکرر استفاده شود، که در آن هر طرف دو بار تا اندازه نهایی خود ماشینکاری می‌شود، تختی را می‌توان به ۰.۳ میلی‌متر بهبود بخشید.
۲. هنگامی که چندین حفره روی قطعات ورق وجود دارد، استفاده از روش پردازش متوالی که شامل پردازش یک حفره در یک زمان است، توصیه نمی‌شود. این رویکرد می‌تواند منجر به نیروهای ناهموار روی قطعات شود و در نتیجه تغییر شکل ایجاد کند. در عوض، از روش پردازش لایه‌ای استفاده کنید که در آن تمام حفره‌های یک لایه قبل از رفتن به لایه بعدی به طور همزمان پردازش می‌شوند. این امر توزیع یکنواخت تنش روی قطعات را تضمین می‌کند و خطر تغییر شکل را به حداقل می‌رساند.
۳. برای کاهش نیروی برش و گرما، تنظیم میزان برش مهم است. از بین سه جزء میزان برش، میزان برش معکوس به طور قابل توجهی بر نیروی برش تأثیر می‌گذارد. اگر میزان مجاز ماشینکاری بیش از حد باشد و نیروی برش در طول یک پاس بیش از حد زیاد باشد، می‌تواند منجر به تغییر شکل قطعات شود، بر استحکام اسپیندل ابزار ماشین تأثیر منفی بگذارد و دوام ابزار را کاهش دهد.
اگرچه کاهش میزان برش برگشتی می‌تواند طول عمر ابزار را افزایش دهد، اما می‌تواند راندمان تولید را نیز کاهش دهد. با این حال، فرزکاری با سرعت بالا در ماشینکاری CNC می‌تواند به طور موثری این مشکل را برطرف کند. با کاهش میزان برش برگشتی و به تبع آن افزایش نرخ پیشروی و سرعت ابزار ماشین، می‌توان نیروی برش را بدون به خطر انداختن راندمان ماشینکاری کاهش داد.
۴. توالی عملیات برش مهم است. ماشینکاری خشن بر به حداکثر رساندن راندمان ماشینکاری و افزایش نرخ براده‌برداری در واحد زمان تمرکز دارد. معمولاً برای این مرحله از فرزکاری معکوس استفاده می‌شود. در فرزکاری معکوس، مواد اضافی از سطح قطعه کار با بالاترین سرعت و در کمترین زمان ممکن برداشته می‌شوند و به طور مؤثر یک پروفیل هندسی اولیه برای مرحله پرداخت تشکیل می‌دهند.
از سوی دیگر، پرداخت نهایی دقت و کیفیت بالا را در اولویت قرار می‌دهد و فرزکاری با دستگاه فرزکاری پایین را به تکنیک ترجیحی تبدیل می‌کند. در فرزکاری پایین، ضخامت برش به تدریج از حداکثر به صفر کاهش می‌یابد. این رویکرد به طور قابل توجهی سخت کاری را کاهش داده و تغییر شکل قطعات ماشینکاری شده را به حداقل می‌رساند.
۵. قطعات کار با دیواره نازک اغلب به دلیل گیر کردن در حین پردازش، دچار تغییر شکل می‌شوند، چالشی که حتی در مرحله پرداخت نیز ادامه دارد. برای به حداقل رساندن این تغییر شکل، توصیه می‌شود قبل از رسیدن به اندازه نهایی در طول پرداخت، دستگاه گیر کردن را شل کنید. این کار به قطعه کار اجازه می‌دهد تا به شکل اولیه خود بازگردد، پس از آن می‌توان آن را به آرامی - فقط به اندازه‌ای که قطعه کار در جای خود نگه داشته شود - بر اساس احساس اپراتور، دوباره گیر داد. این روش به دستیابی به نتایج ایده‌آل پردازش کمک می‌کند.
به طور خلاصه، نیروی گیره باید تا حد امکان نزدیک به سطح تکیه‌گاه و در امتداد قوی‌ترین محور صلب قطعه کار اعمال شود. در حالی که جلوگیری از شل شدن قطعه کار بسیار مهم است، نیروی گیره باید برای اطمینان از نتایج بهینه، در حداقل نگه داشته شود.
۶. هنگام پردازش قطعات دارای حفره، از نفوذ مستقیم تیغه فرز به داخل قطعه مانند مته خودداری کنید. این روش می‌تواند منجر به فضای ناکافی برای براده‌برداری تیغه فرز شود و مشکلاتی مانند براده‌برداری ناهموار، گرمای بیش از حد، انبساط و احتمال فروپاشی یا شکستگی براده در قطعات را ایجاد کند.
در عوض، ابتدا از یک مته که هم اندازه یا بزرگتر از تیغه فرز است برای ایجاد سوراخ اولیه استفاده کنید. پس از آن، از تیغه فرز برای عملیات فرزکاری استفاده می‌شود. به عنوان یک روش جایگزین، می‌توانید از نرم‌افزار CAM برای تولید یک برنامه برش مارپیچی برای این کار استفاده کنید.
اگر می‌خواهید اطلاعات بیشتری کسب کنید یا پرس و جو کنید، لطفاً با ما تماس بگیریدinfo@anebon.com
تخصص و آگاهی تیم Anebon از خدمات، به این شرکت کمک کرده است تا به دلیل ارائه خدمات مقرون به صرفه، شهرت بسیار خوبی در بین مشتریان در سراسر جهان کسب کند.قطعات ماشینکاری CNC، قطعات برش CNC، وتراش سی ان سیقطعات ماشینکاری. هدف اصلی Anebon کمک به مشتریان برای دستیابی به اهدافشان است. این شرکت تلاش‌های زیادی برای ایجاد یک موقعیت برد-برد برای همه انجام داده است و از شما برای پیوستن به آنها استقبال می‌کند.
زمان ارسال: ۲۷ نوامبر ۲۰۲۴