O aluminio é o metal non ferroso máis empregado e a súa gama de aplicacións segue a expandirse. Existen máis de 700.000 tipos de produtos de aluminio que se destinan a diversas industrias, como a construción, a decoración, o transporte e a aeroespacial. Nesta charla, exploraremos a tecnoloxía de procesamento dos produtos de aluminio e como evitar a deformación durante o procesamento.
As vantaxes e características do aluminio inclúen:
- Baixa densidadeO aluminio ten unha densidade duns 2,7 g/cm³, que é aproximadamente un terzo da do ferro ou do cobre.
- Alta plasticidade:O aluminio ten unha excelente ductilidade, o que permite que se poida transformar en diversos produtos mediante métodos de procesamento a presión, como a extrusión e o estiramento.
- Resistencia á corrosión:O aluminio desenvolve de forma natural unha película protectora de óxido na súa superficie, xa sexa en condicións naturais ou mediante anodización, o que ofrece unha resistencia á corrosión superior en comparación co aceiro.
- Fácil de fortalecer:Aínda que o aluminio puro ten un baixo nivel de resistencia, a súa resistencia pódese aumentar significativamente mediante a anodización.
- Facilita o tratamento superficial:Os tratamentos superficiais poden mellorar ou modificar as propiedades do aluminio. O proceso de anodización está ben establecido e úsase amplamente no procesamento de produtos de aluminio.
- Boa condutividade e reciclabilidade:O aluminio é un excelente condutor de electricidade e é doado de reciclar.
Tecnoloxía de procesamento de produtos de aluminio
Estampación de produtos de aluminio
1. Estampación en frío
O material empregado son gránulos de aluminio. Estes gránulos moldéanse nun só paso mediante unha máquina de extrusión e un molde. Este proceso é ideal para crear produtos ou formas columnares que son difíciles de conseguir mediante estiramento, como formas elípticas, cadradas e rectangulares. (Como se mostra na Figura 1, a máquina; Figura 2, os gránulos de aluminio; e Figura 3, o produto)
A tonelaxe da máquina empregada está relacionada coa área da sección transversal do produto. A separación entre o punzón superior e o molde inferior, feito de aceiro de tungsteno, determina o grosor da parede do produto. Unha vez finalizado o prensado, a separación vertical entre o punzón superior e o molde inferior indica o grosor superior do produto (como se mostra na Figura 4).
Vantaxes: Ciclo curto de apertura do molde, menor custo de desenvolvemento que o molde de estiramento. Desvantaxes: Proceso de produción longo, gran flutuación do tamaño do produto durante o proceso, alto custo da man de obra.
2. Estiramentos
Material empregado: folla de aluminio. Empregar unha máquina de molde continuo e un molde para realizar múltiples deformacións e cumprir os requisitos de forma, axeitado para corpos non columnares (produtos con aluminio curvado). (Como se mostra na Figura 5, máquina, Figura 6, molde e Figura 7, produto)
Vantaxes:As dimensións dos produtos complexos e multideformados contrólanse de forma estable durante o proceso de produción e a superficie do produto é máis lisa.
Desvantaxes:Alto custo do molde, ciclo de desenvolvemento relativamente longo e altos requisitos para a selección e precisión da máquina.
Tratamento superficial de produtos de aluminio
1. Granallado con area
O proceso de limpar e darlle rugosidade á superficie metálica mediante o impacto dun fluxo de area a alta velocidade.
Este método de tratamento da superficie do aluminio mellora a limpeza e a rugosidade da superficie da peza. Como resultado, mellóranse as propiedades mecánicas da superficie, o que leva a unha maior resistencia á fatiga. Esta mellora aumenta a adhesión entre a superficie e calquera revestimento aplicado, prolongando a durabilidade do revestimento. Ademais, facilita a nivelación e o aspecto estético do revestimento. Este proceso vese habitualmente en varios produtos de Apple.
2. Pulido
O método de procesamento emprega técnicas mecánicas, químicas ou electroquímicas para reducir a rugosidade superficial dunha peza, o que resulta nunha superficie lisa e brillante. O proceso de pulido pódese clasificar en tres tipos principais: pulido mecánico, pulido químico e pulido electrolítico. Ao combinar o pulido mecánico co pulido electrolítico, as pezas de aluminio poden conseguir un acabado similar ao dun espello, similar ao do aceiro inoxidable. Este proceso confire unha sensación de simplicidade de alta gama, moda e un atractivo futurista.
3. Trefilado de arame
O trefilado de arame metálico é un proceso de fabricación no que se raspan repetidamente liñas de placas de aluminio con papel de lixa. O trefilado de arame pódese dividir en trefilado de arame recto, trefilado de arame aleatorio, trefilado de arame en espiral e trefilado de arame con fío. O proceso de trefilado de arame metálico pode mostrar claramente cada marca de seda fina para que o metal mate teña un brillo capilar fino e o produto teña tanto moda como tecnoloxía.
4. Corte con moita luz
O corte de realces emprega unha máquina de gravado de precisión para reforzar a coitela de diamante no eixo da máquina de gravado de precisión de alta velocidade (xeralmente 20.000 rpm) para cortar pezas e producir áreas de realce locais na superficie do produto. O brillo dos realces de corte vese afectado pola velocidade da broca de fresado. Canto máis rápida sexa a velocidade da broca, máis brillantes serán os realces de corte. Pola contra, canto máis escuros sexan os realces de corte, máis probable é que produzan marcas de coitela. O corte de alto brillo é particularmente común en teléfonos móbiles, como o iPhone 5. Nos últimos anos, algúns marcos metálicos de televisores de gama alta adoptaron o alto brillo.Fresado CNCa tecnoloxía, e os procesos de anodizado e cepillado fan que o televisor estea cheo de moda e nitidez tecnolóxica.
5. Anodización
A anodización é un proceso electroquímico que oxida metais ou aliaxes. Durante este proceso, o aluminio e as súas aliaxes desenvolven unha película de óxido cando se aplica unha corrente eléctrica nun electrolito específico baixo certas condicións. A anodización mellora a dureza superficial e a resistencia ao desgaste do aluminio, prolonga a súa vida útil e mellora o seu atractivo estético. Este proceso converteuse nun compoñente vital do tratamento superficial do aluminio e actualmente é un dos métodos máis empregados e exitosos dispoñibles.
6. Ánodo bicolor
Un ánodo bicolor refírese ao proceso de anodización dun produto para aplicar diferentes cores a áreas específicas. Aínda que esta técnica de anodización bicolor raramente se emprega na industria da televisión debido á súa complexidade e alto custo, o contraste entre as dúas cores mellora a aparencia única e de alta gama do produto.
Hai varios factores que contribúen á deformación do procesamento das pezas de aluminio, incluíndo as propiedades do material, a forma da peza e as condicións de produción. As principais causas da deformación inclúen: a tensión interna presente na peza en bruto, as forzas de corte e a calor xeradas durante o mecanizado e as forzas exercidas durante a fixación. Para minimizar estas deformacións, pódense implementar medidas de proceso específicas e habilidades operativas.
Medidas de proceso para reducir a deformación do procesamento
1. Reducir a tensión interna da peza en bruto
O envellecemento natural ou artificial, xunto co tratamento por vibración, pode axudar a reducir a tensión interna dunha peza en bruto. O preprocesamento tamén é un método eficaz para este propósito. No caso dunha peza en bruto cunha cabeza grosa e orellas grandes, pode producirse unha deformación significativa durante o procesamento debido á marxe substancial. Ao preprocesar as partes sobrantes da peza en bruto e reducir a marxe en cada área, non só podemos minimizar a deformación que se produce durante o procesamento posterior, senón tamén aliviar parte da tensión interna presente despois do preprocesamento.
2. Mellorar a capacidade de corte da ferramenta
O material e os parámetros xeométricos da ferramenta afectan significativamente á forza de corte e á calor. A selección axeitada da ferramenta é esencial para minimizar a deformación das pezas durante o procesamento.
1) Selección razoable dos parámetros xeométricos da ferramenta.
① Ángulo de inclinación:Mantendo a resistencia da lámina, o ángulo de ataque debe seleccionarse axeitadamente para que sexa maior. Por unha banda, pode retificar un bordo afiado e, por outra banda, pode reducir a deformación do corte, facer que a eliminación de virutas sexa suave e, polo tanto, reducir a forza de corte e a temperatura de corte. Evite usar ferramentas con ángulo de ataque negativo.
② Ángulo traseiro:O tamaño do ángulo de retroceso ten un impacto directo no desgaste da cara traseira da ferramenta e na calidade da superficie mecanizada. O grosor de corte é unha condición importante para seleccionar o ángulo de retroceso. Durante o fresado en bruto, debido á gran velocidade de avance, á pesada carga de corte e á alta xeración de calor, é necesario que as condicións de disipación da calor da ferramenta sexan boas. Polo tanto, o ángulo de retroceso debe seleccionarse para que sexa menor. Durante o fresado fino, é necesario que o bordo sexa afiado, que se reduza a fricción entre a cara traseira da ferramenta e a superficie mecanizada e que se reduza a deformación elástica. Polo tanto, o ángulo de retroceso debe seleccionarse para que sexa maior.
③ Ángulo de hélice:Para que o fresado sexa suave e reducir a forza de fresado, o ángulo da hélice debe seleccionarse o máis grande posible.
④ Ángulo de deflexión principal:Reducir axeitadamente o ángulo de deflexión principal pode mellorar as condicións de disipación da calor e reducir a temperatura media da área de procesamento.
2) Mellorar a estrutura da ferramenta.
Reducir o número de dentes da fresa e aumentar o espazo para a viruta:
Dado que os materiais de aluminio presentan unha alta plasticidade e unha deformación de corte significativa durante o procesamento, é esencial crear un espazo para a viruta máis grande. Isto significa que o radio do fondo da ranura da viruta debe ser maior e que o número de dentes da fresa debe reducirse.
Rectificado fino dos dentes do cortador:
O valor de rugosidade dos bordos de corte dos dentes da fresa debe ser inferior a Ra = 0,4 µm. Antes de usar unha fresa nova, é aconsellable rectificar suavemente a parte dianteira e traseira dos dentes da fresa cunha pedra de aceite fina varias veces para eliminar calquera rebaba ou lixeiros patróns de dentes de serra que queden do proceso de afiado. Isto non só axuda a reducir a calor de corte, senón que tamén minimiza a deformación do corte.
Control estrito dos estándares de desgaste das ferramentas:
A medida que as ferramentas se desgastan, a rugosidade superficial da peza aumenta, a temperatura de corte sobe e a peza pode sufrir unha maior deformación. Polo tanto, é fundamental elixir materiais de ferramenta con excelente resistencia ao desgaste e garantir que o desgaste da ferramenta non supere os 0,2 mm. Se o desgaste supera este límite, pode provocar a formación de lascas. Durante o corte, a temperatura da peza debe manterse xeralmente por debaixo dos 100 °C para evitar a deformación.
3. Mellorar o método de suxeición da peza. Para pezas de aluminio de paredes finas con pouca rixidez, pódense empregar os seguintes métodos de suxeición para reducir a deformación:
① Para pezas de casquillo de parede fina, o uso dun mandril autocentrante de tres mordazas ou unha pinza de resorte para a fixación radial pode provocar a deformación da peza unha vez que se afrouxa despois do procesamento. Para evitar este problema, é mellor usar un método de fixación axial da cara frontal que ofreza unha maior rixidez. Coloque o orificio interior da peza, cree un mandril pasante roscado e insírao no orificio interior. Despois, use unha placa de cuberta para fixar a cara frontal e asegúreaa firmemente cunha porca. Este método axuda a evitar a deformación da fixación ao procesar o círculo exterior, garantindo unha precisión de procesamento satisfactoria.
② Ao procesar pezas de chapa metálica de parede fina, é aconsellable usar unha ventosa de baleiro para conseguir unha forza de suxeición distribuída uniformemente. Ademais, usar unha cantidade de corte menor pode axudar a evitar a deformación da peza.
Outro método eficaz é encher o interior da peza cun medio para mellorar a súa rixidez de procesamento. Por exemplo, pódese verter na peza unha masa fundida de urea que conteña entre un 3 % e un 6 % de nitrato de potasio. Despois do procesamento, a peza pódese mergullar en auga ou alcohol para disolver o recheo e logo vertelo.
4. Disposición razoable dos procesos
Durante o corte a alta velocidade, o proceso de fresado adoita xerar vibracións debido ás grandes tolerancias de mecanizado e ao corte intermitente. Esta vibración pode afectar negativamente á precisión do mecanizado e á rugosidade da superficie. Como resultado, oProceso de corte CNC de alta velocidadenormalmente divídese en varias etapas: desbaste, semiacabado, limpeza angular e acabado. Para pezas que requiren alta precisión, pode ser necesario un semiacabado secundario antes do acabado.
Despois da fase de desbaste, é aconsellable deixar que as pezas arrefríen de forma natural. Isto axuda a eliminar a tensión interna xerada durante o desbaste e reduce a deformación. A marxe de mecanizado que queda despois do desbaste debe ser maior que a deformación esperada, xeralmente entre 1 e 2 mm. Durante a fase de acabado, é importante manter unha marxe de mecanizado uniforme na superficie acabada, normalmente entre 0,2 e 0,5 mm. Esta uniformidade garante que a ferramenta de corte permaneza nun estado estable durante o procesamento, o que reduce significativamente a deformación do corte, mellora a calidade da superficie e garante a precisión do produto.
Habilidades operativas para reducir a deformación do procesamento
As pezas de aluminio deformáronse durante o procesamento. Ademais das razóns anteriores, o método de operación tamén é moi importante no funcionamento real.
1. Para pezas que teñen grandes marxes de procesamento, recoméndase o procesamento simétrico para mellorar a disipación da calor durante o mecanizado e evitar a concentración da calor. Por exemplo, ao procesar unha chapa de 90 mm de grosor ata 60 mm, se un lado se fresa inmediatamente despois do outro, as dimensións finais poden dar lugar a unha tolerancia de planitude de 5 mm. Non obstante, se se utiliza un enfoque de procesamento simétrico de alimentación repetida, onde cada lado se mecaniza dúas veces ata o seu tamaño final, a planitude pódese mellorar ata 0,3 mm.
2. Cando hai varias cavidades nas pezas de chapa, non é aconsellable usar o método de procesamento secuencial de abordar unha cavidade á vez. Este enfoque pode levar a forzas desiguais nas pezas, o que resulta en deformación. No seu lugar, use un método de procesamento por capas onde todas as cavidades dunha capa se procesan simultaneamente antes de pasar á seguinte capa. Isto garante unha distribución uniforme da tensión nas pezas e minimiza o risco de deformación.
3. Para reducir a forza de corte e a calor, é importante axustar a cantidade de corte. Entre os tres compoñentes da cantidade de corte, a cantidade de corte posterior inflúe significativamente na forza de corte. Se a marxe de mecanizado é excesiva e a forza de corte durante unha única pasada é demasiado alta, pode provocar a deformación das pezas, afectar negativamente á rixidez do eixo da máquina-ferramenta e reducir a durabilidade da ferramenta.
Aínda que reducir a cantidade de corte inverso pode mellorar a lonxevidade da ferramenta, tamén pode reducir a eficiencia da produción. Non obstante, o fresado de alta velocidade no mecanizado CNC pode solucionar este problema de forma eficaz. Ao reducir a cantidade de corte inverso e aumentar en consecuencia a velocidade de avance e a velocidade da máquina-ferramenta, pódese reducir a forza de corte sen comprometer a eficiencia do mecanizado.
4. A secuencia das operacións de corte é importante. O mecanizado en bruto céntrase en maximizar a eficiencia do mecanizado e aumentar a taxa de eliminación de material por unidade de tempo. Normalmente, o fresado inverso utilízase para esta fase. No fresado inverso, o exceso de material da superficie da peza en bruto elimínase á maior velocidade e no menor tempo posible, formando eficazmente un perfil xeométrico básico para a fase de acabado.
Doutra banda, o acabado prioriza a alta precisión e calidade, polo que o fresado descendente é a técnica preferida. No fresado descendente, o grosor do corte diminúe gradualmente desde o máximo ata cero. Esta técnica reduce significativamente o endurecemento por deformación e minimiza a deformación das pezas que se mecanizan.
5. As pezas de parede fina adoitan sufrir deformacións debido á suxeición durante o procesamento, un problema que persiste mesmo durante a fase de acabado. Para minimizar esta deformación, é aconsellable afrouxar o dispositivo de suxeición antes de alcanzar o tamaño final durante o acabado. Isto permite que a peza volva á súa forma orixinal, despois do cal pódese volver suxeitar suavemente (o suficiente só para manter a peza no seu lugar) segundo a sensación do operador. Este método axuda a conseguir os resultados de procesamento ideais.
En resumo, a forza de suxeición debe aplicarse o máis preto posible da superficie de soporte e dirixirse ao longo do eixe ríxido máis forte da peza. Aínda que é crucial evitar que a peza se solte, a forza de suxeición debe manterse ao mínimo para garantir resultados óptimos.
6. Ao procesar pezas con cavidades, evite que a fresa penetre directamente no material como o faría unha broca. Este enfoque pode levar a que o espazo de viruta sexa insuficiente para a fresa, causando problemas como unha eliminación de virutas inestable, sobrequecemento, expansión e posible colapso da viruta ou rotura dos compoñentes.
No seu lugar, primeiro, use unha broca do mesmo tamaño ou maior que a fresa para crear o orificio inicial da fresa. Despois diso, a fresa úsase para as operacións de fresado. De forma alternativa, pode utilizar software CAM para xerar un programa de corte en espiral para a tarefa.
Se queres saber máis ou facer unha consulta, non dubides en contactarinfo@anebon.com
A especialidade e a conciencia de servizo do equipo de Anebon axudaron á empresa a gañar unha excelente reputación entre os clientes de todo o mundo por ofrecer prezos accesibles.pezas de mecanizado CNC, pezas de corte CNC eTorno CNCpezas de mecanizado. O obxectivo principal de Anebon é axudar aos clientes a alcanzar os seus obxectivos. A empresa leva tempo facendo enormes esforzos para crear unha situación vantaxosa para todos e dálle a benvida a unirse a eles.
Data de publicación: 27 de novembro de 2024