Alumiini on eniten käytetty ei-rautametalli, ja sen käyttökohteet laajenevat jatkuvasti. Alumiinituotteita on yli 700 000 erilaista, ja niitä käytetään eri teollisuudenaloilla, kuten rakentamisessa, sisustamisessa, kuljetuksessa ja ilmailu- ja avaruusteollisuudessa. Tässä keskustelussa tutkimme alumiinituotteiden prosessointitekniikkaa ja sitä, miten muodonmuutoksia voidaan välttää prosessoinnin aikana.
Alumiinin etuihin ja ominaisuuksiin kuuluvat:
- Matala tiheysAlumiinin tiheys on noin 2,7 g/cm³, mikä on noin kolmannes raudan tai kuparin tiheydestä.
- Korkea plastisuus:Alumiinilla on erinomainen sitkeys, minkä ansiosta siitä voidaan muovata erilaisia tuotteita paineprosessointimenetelmillä, kuten suulakepuristuksella ja venytyksellä.
- Korroosionkestävyys:Alumiini muodostaa luonnollisesti pinnalle suojaavan oksidikalvon joko luonnollisissa olosuhteissa tai anodisoinnin kautta, mikä tarjoaa paremman korroosionkestävyyden teräkseen verrattuna.
- Helppo vahvistaa:Vaikka puhtaalla alumiinilla on alhainen lujuustaso, sen lujuutta voidaan merkittävästi lisätä anodisoimalla.
- Helpottaa pintakäsittelyä:Pintakäsittelyt voivat parantaa tai muuttaa alumiinin ominaisuuksia. Anodisointiprosessi on vakiintunut ja laajalti käytetty alumiinituotteiden prosessoinnissa.
- Hyvä johtavuus ja kierrätettävyys:Alumiini on erinomainen sähkönjohdin ja se on helppo kierrättää.
Alumiinituotteiden jalostustekniikka
Alumiinituotteiden leimaus
1. Kylmäleimaus
Käytetty materiaali on alumiinipellettejä. Nämä pelletit muotoillaan yhdessä vaiheessa ekstruusiokoneen ja muotin avulla. Tämä prosessi sopii erinomaisesti pylväsmäisten tuotteiden tai sellaisten muotojen luomiseen, joita on vaikea saavuttaa venyttämällä, kuten elliptiset, neliön ja suorakaiteen muotoiset muodot. (Kuten kuvassa 1 on kone, kuvassa 2 alumiinipelletit ja kuvassa 3 tuote.)
Käytetyn koneen paino riippuu tuotteen poikkileikkauspinta-alasta. Ylemmän muotin lävistimen ja volframiteräksestä valmistetun alemman muotin välinen rako määrittää tuotteen seinämän paksuuden. Kun puristus on valmis, ylemmän muotin lävistimen ja alemman muotin välinen pystysuora rako osoittaa tuotteen yläosan paksuuden (kuten kuvassa 4 on esitetty).
Edut: Lyhyt muotin avaussykli, alhaisemmat kehityskustannukset kuin venytysmuottia käytettäessä. Haitat: Pitkä tuotantoprosessi, tuotteen koon suuri vaihtelu prosessin aikana, korkeat työvoimakustannukset.
2. Venyttely
Käytetty materiaali: alumiinilevy. Käytä jatkuvatoimista muottikonetta ja muottia useiden muodonmuutosten suorittamiseen muotovaatimusten täyttämiseksi, sopii ei-pylväsmäisille kappaleille (kaarevalla alumiinilla varustetuille tuotteille). (Kuten kuvassa 5, kone, kuvassa 6, muotti ja kuvassa 7, tuote, on esitetty.)
Edut:Monimutkaisten ja monimuotoisten tuotteiden mittoja hallitaan vakaasti tuotantoprosessin aikana, ja tuotteen pinta on sileämpi.
Haittoja:Korkeat muottikustannukset, suhteellisen pitkä kehityssykli ja korkeat vaatimukset koneen valinnalle ja tarkkuudelle.
Alumiinituotteiden pintakäsittely
1. Hiekkapuhallus (kuulapuhallus)
Metallipinnan puhdistus- ja karhennusprosessi nopean hiekkavirtauksen vaikutuksesta.
Tämä alumiinin pintakäsittelymenetelmä parantaa työkappaleen pinnan puhtautta ja karheutta. Tämän seurauksena pinnan mekaaniset ominaisuudet paranevat, mikä johtaa parempaan väsymiskestävyyteen. Tämä parannus lisää pinnan ja mahdollisten pinnoitteiden välistä tarttuvuutta, mikä pidentää pinnoitteen kestävyyttä. Lisäksi se helpottaa pinnoitteen tasoittumista ja esteettistä ulkonäköä. Tätä prosessia käytetään yleisesti useissa Applen tuotteissa.
2. Kiillotus
Käsittelymenetelmässä käytetään mekaanisia, kemiallisia tai sähkökemiallisia tekniikoita työkappaleen pinnan karheuden vähentämiseksi, jolloin saadaan sileä ja kiiltävä pinta. Kiillotusprosessi voidaan luokitella kolmeen päätyyppiin: mekaaninen kiillotus, kemiallinen kiillotus ja elektrolyyttinen kiillotus. Yhdistämällä mekaaninen kiillotus elektrolyyttiseen kiillotukseen alumiiniosat voivat saavuttaa peilimäisen pinnan, joka muistuttaa ruostumatonta terästä. Tämä prosessi antaa vaikutelman ylellisestä yksinkertaisuudesta, muodista ja futuristisesta ilmeestä.
3. Langanveto
Metallilangan veto on valmistusprosessi, jossa alumiinilevyistä kaavitaan toistuvasti viivoja hiekkapaperilla. Langan veto voidaan jakaa suoraan langan vetoon, satunnaiseen langan vetoon, spiraalilangan vetoon ja langan vetoon. Metallilangan vetoprosessissa voidaan selvästi näyttää kaikki hienot silkkijäljet, jolloin mattametallissa on hieno kiilto ja tuotteessa on sekä muotia että teknologiaa.
4. Korkea kevytleikkaus
Kohokohtien leikkauksessa käytetään tarkkuuskaiverruskonetta, joka vahvistaa timanttiveitsen nopeasti pyörivällä (yleensä 20 000 rpm) tarkkuuskaiverruskoneen karalla osien leikkaamiseksi ja paikallisten kohokohtien tuottamiseksi tuotteen pinnalle. Leikkauskohtien kirkkauteen vaikuttaa jyrsintäporan nopeus. Mitä nopeampi poran nopeus, sitä kirkkaammat leikkauskohdat ovat. Toisaalta, mitä tummemmat leikkauskohdat ovat, sitä todennäköisemmin ne aiheuttavat veitsen jälkiä. Kiiltävä leikkaus on erityisen yleistä matkapuhelimissa, kuten iPhone 5:ssä. Viime vuosina joissakin huippuluokan televisioiden metallikehyksissä on otettu käyttöön kiiltävä...CNC-jyrsintäteknologia sekä anodisointi- ja harjausprosessit tekevät televisiosta täynnä muotia ja teknologista terävyyttä.
5. Anodisointi
Anodisointi on sähkökemiallinen prosessi, jossa hapetetaan metalleja tai metalliseoksia. Tämän prosessin aikana alumiini ja sen seokset kehittävät oksidikalvon, kun tiettyyn elektrolyyttiin kohdistetaan sähkövirta tietyissä olosuhteissa. Anodisointi parantaa alumiinin pinnan kovuutta ja kulutuskestävyyttä, pidentää sen käyttöikää ja parantaa sen esteettistä ilmettä. Tästä prosessista on tullut tärkeä osa alumiinin pintakäsittelyä, ja se on tällä hetkellä yksi käytetyimmistä ja menestyneimmistä menetelmistä.
6. Kaksivärinen anodi
Kaksivärisellä anodilla tarkoitetaan tuotteen anodisointiprosessia, jossa tiettyihin alueisiin levitetään eri värejä. Vaikka tätä kaksiväristä anodisointitekniikkaa käytetään harvoin televisioteollisuudessa sen monimutkaisuuden ja korkeiden kustannusten vuoksi, kahden värin välinen kontrasti parantaa tuotteen tyylikästä ja ainutlaatuista ulkonäköä.
Alumiiniosien prosessoinnin aikaiseen muodonmuutokseen vaikuttaa useita tekijöitä, kuten materiaalin ominaisuudet, osan muoto ja tuotanto-olosuhteet. Muodonmuutoksen pääasiallisia syitä ovat: aihion sisäinen jännitys, työstön aikana syntyvät leikkausvoimat ja lämpö sekä puristuksen aikana aiheutuvat voimat. Näiden muodonmuutosten minimoimiseksi voidaan toteuttaa erityisiä prosessitoimenpiteitä ja käyttötaitoja.
Prosessitoimenpiteet prosessoinnin muodonmuutoksen vähentämiseksi
1. Vähennä aihion sisäistä jännitystä
Luonnollinen tai keinotekoinen vanhentaminen yhdessä tärinäkäsittelyn kanssa voi auttaa vähentämään aihion sisäistä jännitystä. Esikäsittely on myös tehokas menetelmä tähän tarkoitukseen. Paksupääisessä ja suurikorvaisessa aihiossa voi esiintyä merkittävää muodonmuutosta käsittelyn aikana suuren marginaalin vuoksi. Esikäsittelyllä aihion ylimääräiset osat ja pienentämällä marginaalia kullakin alueella voimme paitsi minimoida myöhemmän käsittelyn aikana tapahtuvan muodonmuutoksen, myös lieventää esikäsittelyn jälkeistä sisäistä jännitystä.
2. Paranna työkalun leikkauskykyä
Työkalun materiaali ja geometriset parametrit vaikuttavat merkittävästi leikkausvoimaan ja -lämpöön. Oikea työkalun valinta on olennaista osien työstössä syntyvän muodonmuutoksen minimoimiseksi.
1) Työkalun geometristen parametrien kohtuullinen valinta.
① Kallistuskulma:Terän lujuuden säilyttämiseksi haravakulma valitaan sopivasti suuremmaksi. Toisaalta se voi hioa terävän reunan ja toisaalta se voi vähentää leikkausmuodonmuutoksia, tehdä lastunpoistosta sujuvaa ja siten alentaa leikkausvoimaa ja leikkauslämpötilaa. Vältä negatiivisen haravakulman omaavien työkalujen käyttöä.
② Selkäkulma:Takakulman koolla on suora vaikutus takaterän pinnan kulumiseen ja työstetyn pinnan laatuun. Lastuamispaksuus on tärkeä ehto takakulman valinnassa. Karkeajyrsinnässä suuren syöttönopeuden, raskaan leikkauskuorman ja suuren lämmöntuotannon vuoksi työkalun lämmönpoisto-olosuhteiden on oltava hyvät. Siksi takakulma tulisi valita pienemmäksi. Hienojyrsinnässä reunan on oltava terävä, takaterän pinnan ja työstetyn pinnan välistä kitkaa on vähennettävä ja elastista muodonmuutosta on vähennettävä. Siksi takakulma tulisi valita suuremmaksi.
③ Kierrekulma:Jotta jyrsintä olisi sujuvaa ja jyrsintävoimaa olisi vähemmän, kierukkakulma tulisi valita mahdollisimman suureksi.
④ Pääsuuntauskulma:Pääpoikkeamakulman asianmukainen pienentäminen voi parantaa lämmönpoisto-olosuhteita ja alentaa käsittelyalueen keskilämpötilaa.
2) Paranna työkalun rakennetta.
Vähennä jyrsinterien hampaiden määrää ja lisää lastutilaa:
Koska alumiinimateriaaleilla on korkea plastisuus ja merkittävä leikkausmuodonmuutos työstön aikana, on tärkeää luoda suurempi lastutila. Tämä tarkoittaa, että lastuuran pohjan säteen tulee olla suurempi ja jyrsimen hampaiden lukumäärän on oltava pienempi.
Leikkurin hampaiden hienohionta:
Leikkurin hampaiden leikkuureunojen karheusarvon tulisi olla alle Ra = 0,4 µm. Ennen uuden leikkurin käyttöä on suositeltavaa hioa leikkuuhampaiden etu- ja takapinta varovasti hienolla öljykivellä useita kertoja teroitusprosessista jääneiden purseiden tai pienten sahakuvioiden poistamiseksi. Tämä ei ainoastaan auta vähentämään leikkauslämpöä, vaan myös minimoi leikkauksen aiheuttaman muodonmuutoksen.
Tarkkaan valvottujen työkalujen kulumisstandardit:
Työkalujen kuluessa työkappaleen pinnan karheus kasvaa, leikkauslämpötila nousee ja työkappale voi kärsiä lisääntyneistä muodonmuutoksista. Siksi on erittäin tärkeää valita työkalumateriaaleja, joilla on erinomainen kulutuskestävyys, ja varmistaa, että työkalun kuluminen ei ylitä 0,2 mm. Jos kuluminen ylittää tämän rajan, se voi johtaa lastunmuodostukseen. Leikkaamisen aikana työkappaleen lämpötila tulisi yleensä pitää alle 100 °C:ssa muodonmuutosten estämiseksi.
3. Paranna työkappaleen kiinnitysmenetelmää. Ohutseinäisten ja huonosti jäykkien alumiinikappaleiden muodonmuutosten vähentämiseksi voidaan käyttää seuraavia kiinnitysmenetelmiä:
① Ohutseinäisten holkkien kanssa kolmileukaisen itsekeskittyvän istukan tai jousiholkin käyttö säteittäisessä kiinnityksessä voi johtaa työkappaleen muodonmuutokseen, kun se irrotetaan työstön jälkeen. Tämän ongelman välttämiseksi on parempi käyttää aksiaalista päätypinnan kiinnitysmenetelmää, joka tarjoaa suuremman jäykkyyden. Aseta osan sisäreikä, tee kierteitetty läpivientituurna ja aseta se sisäreikään. Kiinnitä sitten päätypinta peitelevyllä ja kiinnitä se tiukasti mutterilla. Tämä menetelmä auttaa estämään kiinnityksen muodonmuutoksen ulkoympyrää työstettäessä ja varmistaa tyydyttävän työstötarkkuuden.
② Ohutseinäisiä peltikappaleita työstettäessä on suositeltavaa käyttää imukuppia tasaisen puristusvoiman saavuttamiseksi. Lisäksi pienemmän leikkausmäärän käyttäminen voi auttaa estämään kappaleen muodonmuutoksia.
Toinen tehokas menetelmä on täyttää työkappaleen sisäpuoli väliaineella, joka parantaa sen työstöjäykkyyttä. Esimerkiksi työkappaleeseen voidaan kaataa 3–6 % kaliumnitraattia sisältävää ureasulaa. Käsittelyn jälkeen työkappale voidaan upottaa veteen tai alkoholiin täyteaineen liuottamiseksi ja kaataa sitten ulos.
4. Prosessien kohtuullinen järjestely
Suurnopeusleikkauksessa jyrsintäprosessi aiheuttaa usein tärinää suurten työstövaran ja ajoittaisen leikkauksen vuoksi. Tämä tärinä voi vaikuttaa negatiivisesti työstötarkkuuteen ja pinnan karheuteen. Tämän seurauksenaCNC-nopea leikkausprosession tyypillisesti jaettu useisiin vaiheisiin: rouhinta, väliviimeistely, kulmien puhdistus ja viimeistely. Suurta tarkkuutta vaativille osille voi olla tarpeen tehdä toissijainen väliviimeistely ennen viimeistelyä.
Rouhintavaiheen jälkeen on suositeltavaa antaa osien jäähtyä luonnollisesti. Tämä auttaa poistamaan rouhintavaiheessa syntyvän sisäisen jännityksen ja vähentää muodonmuutoksia. Rouhintavaiheen jälkeen jäävän työstövaran tulisi olla suurempi kuin odotettu muodonmuutos, yleensä 1–2 mm. Viimeistelyvaiheessa on tärkeää ylläpitää tasainen työstövara valmiilla pinnoilla, tyypillisesti 0,2–0,5 mm. Tämä tasaisuus varmistaa, että leikkaustyökalu pysyy vakaana työstön aikana, mikä vähentää merkittävästi leikkausmuodonmuutoksia, parantaa pinnan laatua ja varmistaa tuotteen tarkkuuden.
Operatiiviset taidot prosessoinnin muodonmuutoksen vähentämiseksi
Alumiiniosat muuttuvat prosessoinnin aikana. Edellä mainittujen syiden lisäksi myös käyttötapa on erittäin tärkeä todellisessa käytössä.
1. Osille, joilla on suuret työstövarat, suositellaan symmetristä työstöä lämmön haihtumisen parantamiseksi koneistuksen aikana ja lämmön keskittymisen estämiseksi. Esimerkiksi työstettäessä 90 mm paksua levyä 60 mm:n paksuiseksi ja jos toinen puoli jyrsitään heti toisen sivun jälkeen, lopullisissa mitoissa voi olla 5 mm:n tasaisuustoleranssi. Jos kuitenkin käytetään toistuvan syötön symmetristä työstömenetelmää, jossa kukin puoli koneistetaan lopulliseen kokoonsa kahdesti, tasaisuus voidaan parantaa 0,3 mm:iin.
2. Kun levyosissa on useita onteloita, ei ole suositeltavaa käyttää peräkkäistä käsittelymenetelmää, jossa käsitellään vain yksi ontelo kerrallaan. Tämä lähestymistapa voi johtaa osiin kohdistuviin epätasaisiin voimiin, mikä johtaa muodonmuutoksiin. Sen sijaan käytetään kerroskäsittelymenetelmää, jossa kaikki kerroksen ontelot käsitellään samanaikaisesti ennen siirtymistä seuraavaan kerrokseen. Tämä varmistaa tasaisen jännityksen jakautumisen osissa ja minimoi muodonmuutosriskin.
3. Leikkausvoiman ja lämmön vähentämiseksi on tärkeää säätää leikkausmäärää. Leikkausmäärän kolmesta osatekijästä vastaleikkausmäärä vaikuttaa merkittävästi leikkausvoimaan. Jos työstövara on liian suuri ja leikkausvoima yksittäisen ylimenon aikana on liian suuri, se voi johtaa osien muodonmuutoksiin, vaikuttaa negatiivisesti työstökoneen karan jäykkyyteen ja heikentää työkalun kestävyyttä.
Vaikka vastalastuamisen määrän vähentäminen voi parantaa työkalun käyttöikää, se voi myös heikentää tuotannon tehokkuutta. CNC-koneistuksen suurnopeusjyrsintä voi kuitenkin tehokkaasti ratkaista tämän ongelman. Vähentämällä vastalastuamisen määrää ja vastaavasti lisäämällä syöttönopeutta ja työstökoneen nopeutta, leikkausvoimaa voidaan pienentää vaarantamatta koneistuksen tehokkuutta.
4. Leikkaustoimintojen järjestys on tärkeä. Karkea työstö keskittyy työstötehokkuuden maksimointiin ja materiaalinpoistonopeuden lisäämiseen aikayksikköä kohden. Tässä vaiheessa käytetään tyypillisesti vastajyrsintää. Vastajyrsinnässä aihion pinnalta poistetaan ylimääräinen materiaali suurimmalla mahdollisella nopeudella ja lyhyimmässä mahdollisessa ajassa, jolloin muodostuu tehokkaasti perusgeometrinen profiili viimeistelyvaihetta varten.
Toisaalta viimeistelyssä priorisoidaan korkeaa tarkkuutta ja laatua, joten myötäjyrsintä on ensisijainen tekniikka. Myötäjyrsinnässä lastuamispaksuus pienenee vähitellen maksimista nollaan. Tämä lähestymistapa vähentää merkittävästi muokkauslujittumista ja minimoi työstettävän kappaleen muodonmuutoksen.
5. Ohutseinäiset työkappaleet usein muodonmuuttuvat puristuksen vuoksi työstön aikana, ja tämä haaste jatkuu myös viimeistelyvaiheessa. Tämän muodonmuutoksen minimoimiseksi on suositeltavaa löysätä puristuslaitetta ennen lopullisen koon saavuttamista viimeistelyn aikana. Tämä mahdollistaa työkappaleen palautumisen alkuperäiseen muotoonsa, minkä jälkeen se voidaan kiinnittää varovasti uudelleen – riittää vain pitämään työkappale paikallaan – käyttäjän tuntuman mukaan. Tämä menetelmä auttaa saavuttamaan ihanteelliset työstötulokset.
Yhteenvetona voidaan todeta, että puristusvoima tulisi kohdistaa mahdollisimman lähelle tukipintaa ja suunnata työkappaleen vahvimman jäykän akselin suuntaisesti. Vaikka on ratkaisevan tärkeää estää työkappaleen löystyminen, puristusvoima tulisi pitää mahdollisimman pienenä optimaalisten tulosten varmistamiseksi.
6. Kun työstät onteloita sisältäviä osia, vältä jyrsimen tunkeutumista suoraan materiaaliin poranterän tavoin. Tämä lähestymistapa voi johtaa siihen, että jyrsimelle ei jää riittävästi lastutilaa, mikä voi aiheuttaa ongelmia, kuten epätasaista lastunpoistoa, ylikuumenemista, laajenemista ja mahdollista lastun romahtamista tai komponenttien rikkoutumista.
Sen sijaan käytä ensin jyrsimen kokoista tai suurempaa poranterää alkuperäisen jyrsinreiän luomiseen. Sen jälkeen jyrsintä käytetään jyrsintätoimintoihin. Vaihtoehtoisesti voit käyttää CAM-ohjelmistoa spiraalileikkausohjelman luomiseen tehtävää varten.
Jos haluat tietää lisää tai tiedustella, ota rohkeasti yhteyttäinfo@anebon.com
Anebon-tiimin erikoisuus ja palvelutietoisuus ovat auttaneet yritystä saavuttamaan erinomaisen maineen asiakkaiden keskuudessa maailmanlaajuisesti tarjoamalla edullisia tuotteita ja palveluita.CNC-työstöosat, CNC-leikkausosat jaCNC-sorvikoneistusosat. Anebonin ensisijainen tavoite on auttaa asiakkaita saavuttamaan tavoitteensa. Yritys on tehnyt valtavasti töitä luodakseen kaikille hyödyn ja toivottaa sinut tervetulleeksi mukaan.
Julkaisuaika: 27.11.2024