Aluminij je najčešće korišteni obojeni metal, a njegov raspon primjene se i dalje širi. Postoji preko 700 000 vrsta aluminijskih proizvoda koji se koriste u raznim industrijama, uključujući građevinarstvo, dekoraciju, transport i zrakoplovstvo. U ovoj raspravi istražit ćemo tehnologiju obrade aluminijskih proizvoda i kako izbjeći deformacije tijekom obrade.
Prednosti i karakteristike aluminija uključuju:
- Niska gustoćaAluminij ima gustoću od oko 2,7 g/cm³, što je otprilike trećina gustoće željeza ili bakra.
- Visoka plastičnost:Aluminij ima izvrsnu duktilnost, što omogućuje njegovo oblikovanje u razne proizvode metodama obrade pod tlakom, poput ekstruzije i istezanja.
- Otpornost na koroziju:Aluminij prirodno razvija zaštitni oksidni film na svojoj površini, bilo u prirodnim uvjetima ili anodizacijom, nudeći superiorniju otpornost na koroziju u usporedbi s čelikom.
- Lako se ojačava:Iako čisti aluminij ima nisku razinu čvrstoće, njegova čvrstoća se može značajno povećati anodizacijom.
- Olakšava površinsku obradu:Površinske obrade mogu poboljšati ili modificirati svojstva aluminija. Postupak anodizacije je dobro utvrđen i široko se koristi u obradi aluminijskih proizvoda.
- Dobra vodljivost i mogućnost recikliranja:Aluminij je izvrstan vodič električne energije i lako se reciklira.
Tehnologija obrade aluminijskih proizvoda
Štancanje aluminijskih proizvoda
1. Hladno žigosanje
Materijal koji se koristi su aluminijske pelete. Ove se pelete oblikuju u jednom koraku pomoću ekstruzijskog stroja i kalupa. Ovaj je postupak idealan za stvaranje stupastih proizvoda ili oblika koje je teško postići istezanjem, poput eliptičnog, kvadratnog i pravokutnog oblika. (Kao što je prikazano na slici 1, stroj; slika 2, aluminijske pelete; i slika 3, proizvod)
Tonaža korištenog stroja povezana je s površinom presjeka proizvoda. Razmak između gornjeg bušača i donjeg kalupa izrađenog od volframovog čelika određuje debljinu stijenke proizvoda. Nakon što je prešanje završeno, vertikalni razmak od gornjeg bušača do donjeg kalupa označava gornju debljinu proizvoda. (Kao što je prikazano na slici 4)
Prednosti: Kratki ciklus otvaranja kalupa, niži troškovi razvoja nego kod kalupa za istezanje. Nedostaci: Dug proizvodni proces, velike fluktuacije veličine proizvoda tijekom procesa, visoki troškovi rada.
2. Istezanje
Korišteni materijal: aluminijski lim. Koristite stroj za kontinuirano oblikovanje i kalup za izvođenje višestrukih deformacija kako biste zadovoljili zahtjeve oblika, prikladno za tijela koja nisu stupčasta (proizvodi od zakrivljenog aluminija). (Kao što je prikazano na slici 5, stroj, slici 6, kalup i slici 7, proizvod)
Prednosti:Dimenzije složenih i višestruko deformiranih proizvoda stabilno se kontroliraju tijekom proizvodnog procesa, a površina proizvoda je glatkija.
Nedostaci:Visoka cijena kalupa, relativno dug razvojni ciklus i visoki zahtjevi za odabir stroja i preciznost.
Površinska obrada aluminijskih proizvoda
1. Pjeskarenje (sačmarenje)
Proces čišćenja i hrapavosti metalne površine utjecajem toka pijeska velike brzine.
Ova metoda obrade površine aluminija poboljšava čistoću i hrapavost površine obratka. Kao rezultat toga, poboljšavaju se mehanička svojstva površine, što dovodi do bolje otpornosti na umor. Ovo poboljšanje povećava prianjanje između površine i bilo kojeg nanesenog premaza, produžujući trajnost premaza. Osim toga, olakšava izravnavanje i estetski izgled premaza. Ovaj se postupak često vidi u raznim Apple proizvodima.
2. Poliranje
Metoda obrade koristi mehaničke, kemijske ili elektrokemijske tehnike za smanjenje hrapavosti površine obratka, što rezultira glatkom i sjajnom površinom. Proces poliranja može se podijeliti u tri glavne vrste: mehaničko poliranje, kemijsko poliranje i elektrolitičko poliranje. Kombiniranjem mehaničkog poliranja s elektrolitičkim poliranjem, aluminijski dijelovi mogu postići zrcalni izgled sličan onome od nehrđajućeg čelika. Ovaj proces daje osjećaj vrhunske jednostavnosti, mode i futurističkog izgleda.
3. Crtanje žice
Izvlačenje metalne žice je proizvodni proces u kojem se linije više puta stružu s aluminijskih ploča brusnim papirom. Izvlačenje žice može se podijeliti na ravno izvlačenje žice, nasumično izvlačenje žice, spiralno izvlačenje žice i izvlačenje navojne žice. Proces izvlačenja metalne žice može jasno pokazati svaku finu oznaku svile tako da mat metal ima fini sjaj, a proizvod ima i moderan i tehnološki izgled.
4. Rezanje pri jakom svjetlu
Rezanje istaknutih dijelova koristi precizni stroj za graviranje za ojačanje dijamantnog noža na vretenu preciznog gravirnog stroja koji se brzo rotira (obično 20 000 o/min) kako bi se izrezali dijelovi i stvorila lokalna istaknuta područja na površini proizvoda. Svjetlina istaknutih dijelova reza ovisi o brzini glodalice. Što je veća brzina bušenja, to su istaknuti dijelovi reza svjetliji. Suprotno tome, što su istaknuti dijelovi reza tamniji, veća je vjerojatnost da će stvoriti tragove noža. Rezanje visokog sjaja posebno je uobičajeno kod mobilnih telefona, poput iPhonea 5. Posljednjih godina, neki metalni okviri vrhunskih televizora usvojili su visoki sjaj.CNC glodanjetehnologija, a procesi eloksiranja i četkanja čine televizor punim mode i tehnološke oštrine.
5. Anodizacija
Anodizacija je elektrokemijski proces koji oksidira metale ili legure. Tijekom ovog procesa, aluminij i njegove legure razvijaju oksidni film kada se električna struja primijeni u specifičnom elektrolitu pod određenim uvjetima. Anodizacija poboljšava površinsku tvrdoću i otpornost aluminija na habanje, produžuje njegov vijek trajanja i poboljšava njegovu estetsku privlačnost. Ovaj proces postao je vitalna komponenta obrade površine aluminija i trenutno je jedna od najčešće korištenih i najuspješnijih dostupnih metoda.
6. Dvobojna anoda
Dvobojna anoda odnosi se na proces eloksiranja proizvoda kako bi se na određena područja nanijele različite boje. Iako se ova tehnika eloksiranja u dvije boje rijetko koristi u televizijskoj industriji zbog svoje složenosti i visoke cijene, kontrast između dvije boje poboljšava vrhunski i jedinstven izgled proizvoda.
Postoji nekoliko čimbenika koji doprinose deformaciji obrade aluminijskih dijelova, uključujući svojstva materijala, oblik dijela i uvjete proizvodnje. Glavni uzroci deformacije uključuju: unutarnje naprezanje prisutno u izradku, sile rezanja i toplinu nastale tijekom obrade te sile koje djeluju tijekom stezanja. Kako bi se te deformacije svele na minimum, mogu se primijeniti specifične procesne mjere i operativne vještine.
Procesne mjere za smanjenje deformacije pri obradi
1. Smanjite unutarnje naprezanje blanka
Prirodno ili umjetno starenje, uz vibracijsku obradu, može pomoći u smanjenju unutarnjeg naprezanja blanka. Prethodna obrada je također učinkovita metoda za tu svrhu. Kod blanka s debelom glavom i velikim ušima, tijekom obrade može doći do značajne deformacije zbog znatnog ruba. Prethodnom obradom viška dijelova blanka i smanjenjem ruba u svakom području, ne samo da možemo smanjiti deformaciju koja nastaje tijekom naknadne obrade, već i ublažiti dio unutarnjeg naprezanja prisutnog nakon prethodne obrade.
2. Poboljšajte sposobnost rezanja alata
Materijal i geometrijski parametri alata značajno utječu na silu rezanja i toplinu. Pravilan odabir alata ključan je za minimiziranje deformacija obrade dijelova.
1) Razuman odabir geometrijskih parametara alata.
① Kut nagiba:Pod uvjetom održavanja čvrstoće oštrice, kut nagiba je prikladno odabrati veći. S jedne strane, može brusiti oštar rub, a s druge strane može smanjiti deformaciju rezanja, učiniti uklanjanje strugotine glatkim i time smanjiti silu rezanja i temperaturu rezanja. Izbjegavajte korištenje alata s negativnim kutom nagiba.
② Kut naslona:Veličina kuta stražnjeg dijela alata izravno utječe na trošenje stražnje strane alata i kvalitetu obrađene površine. Debljina rezanja važan je uvjet za odabir kuta stražnjeg dijela alata. Tijekom grubog glodanja, zbog velike brzine posmaka, velikog opterećenja rezanja i visokog stvaranja topline, uvjeti odvođenja topline alata moraju biti dobri. Stoga, kut stražnjeg dijela alata treba odabrati manji. Tijekom finog glodanja, rub mora biti oštar, trenje između stražnje strane alata i obrađene površine mora se smanjiti, a elastična deformacija mora se smanjiti. Stoga, kut stražnjeg dijela alata treba odabrati veći.
③ Kut spirale:Kako bi glodanje bilo glatko i kako bi se smanjila sila glodanja, kut spirale treba odabrati što veći.
④ Glavni kut otklona:Odgovarajuće smanjenje glavnog kuta otklona može poboljšati uvjete odvođenja topline i smanjiti prosječnu temperaturu područja obrade.
2) Poboljšati strukturu alata.
Smanjite broj zuba glodalice i povećajte prostor za strugotine:
Budući da aluminijski materijali pokazuju visoku plastičnost i značajne deformacije rezanja tijekom obrade, bitno je stvoriti veći prostor za strugotinu. To znači da bi radijus dna utora za strugotinu trebao biti veći, a broj zuba na glodalu trebao bi se smanjiti.
Fino brušenje zuba rezača:
Vrijednost hrapavosti reznih rubova zuba rezača treba biti manja od Ra = 0,4 µm. Prije upotrebe novog rezača, preporučljivo je nekoliko puta lagano izbrusiti prednju i stražnju stranu zuba rezača finim uljnim kamenom kako bi se uklonili svi neravnine ili blagi uzorci pilećih zuba koji su ostali od procesa oštrenja. To ne samo da pomaže u smanjenju topline rezanja, već i minimizira deformaciju rezanja.
Strogo kontrolirajte standarde trošenja alata:
Kako se alati troše, povećava se hrapavost površine obratka, raste temperatura rezanja i obratak može pretrpjeti povećanu deformaciju. Stoga je ključno odabrati materijale alata s izvrsnom otpornošću na habanje i osigurati da habanje alata ne prelazi 0,2 mm. Ako habanje prijeđe tu granicu, može dovesti do stvaranja strugotine. Tijekom rezanja, temperaturu obratka općenito treba održavati ispod 100 °C kako bi se spriječila deformacija.
3. Poboljšajte metodu stezanja obratka. Za tankostijene aluminijske obratke sa slabom krutošću, sljedeće metode stezanja mogu se koristiti za smanjenje deformacije:
① Za tankostijene dijelove s čahurama, korištenje tročeljusne samocentrirajuće stezne glave ili opružne stezne glave za radijalno stezanje može dovesti do deformacije obratka nakon što se otpusti nakon obrade. Kako bi se izbjegao ovaj problem, bolje je koristiti aksijalnu metodu stezanja čeone površine koja nudi veću krutost. Pozicionirajte unutarnji otvor dijela, napravite navojni trn i umetnite ga u unutarnji otvor. Zatim upotrijebite pokrovnu ploču za stezanje čeone površine i čvrsto je pričvrstite maticom. Ova metoda pomaže u sprječavanju deformacije stezanja prilikom obrade vanjskog kruga, osiguravajući zadovoljavajuću točnost obrade.
② Prilikom obrade tankostijenih limenih komada preporučuje se korištenje vakuumske usisne čašice kako bi se postigla ravnomjerno raspoređena sila stezanja. Osim toga, korištenje manje količine rezanja može pomoći u sprječavanju deformacije komada.
Druga učinkovita metoda je ispunjavanje unutrašnjosti obratka medijem kako bi se povećala njegova krutost pri obradi. Na primjer, talina uree koja sadrži 3% do 6% kalijevog nitrata može se uliti u obratak. Nakon obrade, obratak se može uroniti u vodu ili alkohol kako bi se otopilo punilo, a zatim ga izliti.
4. Razumno uređenje procesa
Tijekom rezanja velikom brzinom, proces glodanja često generira vibracije zbog velikih dodataka za obradu i povremenog rezanja. Ove vibracije mogu negativno utjecati na točnost obrade i hrapavost površine. Kao rezultat toga,CNC proces rezanja velikom brzinomobično se dijeli na nekoliko faza: gruba obrada, polu-završna obrada, čišćenje kutova i završna obrada. Za dijelove koji zahtijevaju visoku preciznost, prije završne obrade može biti potrebna sekundarna polu-završna obrada.
Nakon faze grube obrade, preporučljivo je pustiti dijelove da se prirodno ohlade. To pomaže u uklanjanju unutarnjeg naprezanja nastalog tijekom grube obrade i smanjuje deformaciju. Dodatak za obradu koji preostaje nakon grube obrade trebao bi biti veći od očekivane deformacije, obično između 1 i 2 mm. Tijekom faze završne obrade važno je održavati ujednačen dodatak za obradu na obrađenoj površini, obično između 0,2 i 0,5 mm. Ova ujednačenost osigurava da alat za rezanje ostane u stabilnom stanju tijekom obrade, što značajno smanjuje deformaciju rezanja, poboljšava kvalitetu površine i osigurava točnost proizvoda.
Operativne vještine za smanjenje deformacije pri obradi
Aluminijski dijelovi se deformiraju tijekom obrade. Osim gore navedenih razloga, metoda rada je također vrlo važna u stvarnom radu.
1. Za dijelove s velikim dopuštenim odstupanjima pri obradi preporučuje se simetrična obrada kako bi se poboljšalo odvođenje topline tijekom obrade i spriječila koncentracija topline. Na primjer, pri obradi lima debljine 90 mm na 60 mm, ako se jedna strana gloda odmah nakon druge strane, konačne dimenzije mogu rezultirati tolerancijom ravnosti od 5 mm. Međutim, ako se koristi simetrični pristup obrade s ponovljenim pomakom, gdje se svaka strana obrađuje na svoju konačnu veličinu dva puta, ravnost se može poboljšati na 0,3 mm.
2. Kada na limovima postoji više šupljina, ne preporučuje se korištenje metode sekvencijalne obrade adresiranja jedne šupljine odjednom. Ovaj pristup može dovesti do neravnomjernih sila na dijelovima, što rezultira deformacijom. Umjesto toga, koristite metodu slojevite obrade gdje se sve šupljine u sloju obrađuju istovremeno prije prelaska na sljedeći sloj. To osigurava ravnomjernu raspodjelu naprezanja na dijelovima i minimizira rizik od deformacije.
3. Kako bi se smanjila sila rezanja i toplina, važno je prilagoditi količinu rezanja. Među tri komponente količine rezanja, količina povratnog rezanja značajno utječe na silu rezanja. Ako je dodatak za obradu prevelik, a sila rezanja tijekom jednog prolaza prevelika, to može dovesti do deformacije dijelova, negativno utjecati na krutost vretena alatnog stroja i smanjiti trajnost alata.
Iako smanjenje količine rezanja unatrag može povećati vijek trajanja alata, također može smanjiti učinkovitost proizvodnje. Međutim, brzo glodanje u CNC obradi može učinkovito riješiti ovaj problem. Smanjenjem količine rezanja unatrag i odgovarajućim povećanjem brzine pomaka i brzine alatnog stroja, sila rezanja može se smanjiti bez ugrožavanja učinkovitosti obrade.
4. Slijed operacija rezanja je važan. Gruba obrada usmjerena je na maksimiziranje učinkovitosti obrade i povećanje brzine uklanjanja materijala po jedinici vremena. Obično se za ovu fazu koristi obrnuto glodanje. Kod obrnutog glodanja, višak materijala s površine blanka uklanja se najvećom brzinom i u najkraćem mogućem vremenu, učinkovito formirajući osnovni geometrijski profil za završnu fazu.
S druge strane, završna obrada daje prioritet visokoj preciznosti i kvaliteti, što glodanje u smjeru rezanja čini preferiranom tehnikom. Kod glodanja u smjeru rezanja, debljina reza postupno se smanjuje od maksimuma do nule. Ovaj pristup značajno smanjuje očvršćavanje i minimizira deformaciju dijelova koji se obrađuju.
5. Tankostijeni obratci često doživljavaju deformacije zbog stezanja tijekom obrade, što je izazov koji postoji čak i tijekom faze završne obrade. Kako bi se ta deformacija svela na minimum, preporučljivo je otpustiti stezni uređaj prije nego što se postigne konačna veličina tijekom završne obrade. To omogućuje obratku da se vrati u svoj izvorni oblik, nakon čega se može lagano ponovno stegnuti - dovoljno samo da drži obratak na mjestu - na temelju osjećaja operatera. Ova metoda pomaže u postizanju idealnih rezultata obrade.
Ukratko, silu stezanja treba primijeniti što bliže površini podloge i usmjeriti duž najjače krute osi obratka. Iako je ključno spriječiti otpuštanje obratka, silu stezanja treba svesti na minimum kako bi se osigurali optimalni rezultati.
6. Prilikom obrade dijelova sa šupljinama, izbjegavajte da glodalica prodre izravno u materijal kao što bi to učinila svrdlo. Ovaj pristup može dovesti do nedovoljnog prostora za strugotinu glodalice, što uzrokuje probleme poput neravnomjernog uklanjanja strugotine, pregrijavanja, širenja i potencijalnog urušavanja strugotine ili loma komponenti.
Umjesto toga, prvo upotrijebite svrdlo iste ili veće veličine od glodalice kako biste stvorili početnu rupu glodalice. Nakon toga, glodalica se koristi za operacije glodanja. Alternativno, možete koristiti CAM softver za generiranje programa spiralnog rezanja za taj zadatak.
Ako želite saznati više ili imate upit, slobodno nas kontaktirajteinfo@anebon.com
Specijalnost i svijest o usluzi Anebon tima pomogli su tvrtki da stekne izvrstan ugled među kupcima diljem svijeta nudeći pristupačne cijene.CNC obrada dijelova, CNC rezači dijelova iCNC tokarski strojstrojna obrada dijelova. Primarni cilj tvrtke Anebon je pomoći kupcima da postignu svoje ciljeve. Tvrtka ulaže ogromne napore kako bi stvorila situaciju u kojoj svi dobivaju i poziva vas da im se pridružite.
Vrijeme objave: 27. studenog 2024.