アルミ製品加工技術

アルミニウムは非鉄金属の中で最も広く使われている金属材料であり、その応用範囲は今も拡大し続けています。アルミニウム素材を使って生産されるアルミニウム製品は70万種類以上あります。統計によると、アルミニウム製品は70万種類以上あり、建設・装飾業界、運輸業界、航空宇宙業界など、さまざまな業界で異なるニーズがあります。今日はXiaobianがアルミニウム製品の加工技術と加工変形を避ける方法を紹介します。CNC加工部品

アルミニウムの利点と特徴は次のとおりです。
1. 密度が低い。アルミニウムの密度は約 2.7 g/cm3 です。その密度は鉄や銅のわずか1/3です。
2. 高い可塑性。アルミニウムは延性に優れており、押出や延伸などの加圧加工法により様々な製品を作ることができます。
3. 耐食性。アルミニウムはマイナスに帯電した金属であり、自然条件下や陽極酸化処理により表面に保護酸化膜が形成され、鋼よりもはるかに優れた耐食性を持っています。
4、強化しやすい。純アルミニウムは強度があまり高くありませんが、アルマイト加工を施すことで強度を高めることができます。
5. 表面処理が容易です。表面処理により、アルミニウムの表面特性をさらに強化または変更できます。アルミニウムの陽極酸化プロセスは非常に成熟しており、動作が安定しており、アルミニウム製品の加工に広く使用されています。
6. 導電性が良く、リサイクルが容易です。
アルミ製品の加工技術
アルミ製品の打ち抜き加工
1.コールドパンチ
材質はアルミペレットを使用。押出機と金型を用いて一括成形するため、円柱状の製品や、楕円形、正方形、長方形などの延伸加工では難しい製品形状に適しています。
使用される機械のトン数は製品の断面積に関係します。上型パンチと下型タングステン鋼の間のギャップが製品の肉厚になります。上型パンチと下型タングステン鋼をプレスした際、下死点までの上下の隙間は製品の上面厚さになります。アルミ部分

メリット：型開きサイクルが短く、絞り型に比べて開発コストが安くなります。
短所：製造工程が長く、製造過程での製品サイズの変動が大きく、人件費が高い。
2.ストレッチ
素材はアルミスキンを使用。要求形状に合わせて連続金型や金型を使用して何度も変形させる非円筒体（曲面のあるアルミニウム製品）に適しています。
利点: より複雑で複数の変形を伴う製品は、生産プロセスでの寸法制御が安定しており、製品の表面がより滑らかです。
欠点: 金型コストが高く、開発サイクルが比較的長く、機械の選択と精度に対する要求が高い。
アルミニウム製品の表面処理
1.サンドブラスト（ショットピーニング）
高速の砂流の衝撃を利用して金属表面を洗浄および粗面化するプロセス。
この方法によるアルミニウム部品の表面処理は、ワークピースの表面にある程度の清浄度と異なる粗さを得ることができるため、ワークピースの表面の機械的特性が改善され、ワー​​クピースの耐疲労性が向上し、耐疲労性が向上します。塗装との隙間。塗膜の密着性により塗膜の耐久性が向上し、塗膜のレベリングや装飾性も向上します。このプロセスは、Apple のさまざまな製品でよく見られます。
2. 研磨
機械的、化学的、電気化学的作用を利用してワークの表面粗さを低減し、光沢のある平坦な表面を得る加工方法です。研磨工程は主に機械研磨、化学研磨、電解研磨に分けられます。機械研磨＋電解研磨を行うことにより、アルミ部品をステンレスの鏡面効果に近づけることができます。このプロセスは人々にハイエンドのシンプルさとファッショナブルな未来の感覚を与えます。
3. 描画
金属線引き加工は、アルミ板をサンドペーパーで繰り返し削って線を出していく製造工程です。描画はストレート描画、ランダム描画、スパイラル描画、スレッド描画に分けられます。金属線引きプロセスは、すべての小さなシルクマークを明確に表示できるため、金属マットの中に細かい毛の光沢が現れ、製品はファッションとテクノロジーの感覚を備えています。
4. 高光沢カット
彫刻機を使用し、高速（通常20,000rpm）で回転する彫刻機の主軸上でダイヤモンドナイフを強化して部品を切断し、製品の表面に局所的なハイライト領域を生成します。切削ハイライトの明るさは、フライスドリルの速度に影響されます。ドリル速度が速いほど、切断ハイライトは明るくなり、逆も同様で、より暗くなり、切断線を生成しやすくなります。高光沢・高光沢カッティングは特にiphone5などの携帯電話に使用されております。近年、一部のハイエンドテレビの金属フレームには高光沢のフライス加工が採用されています。さらに、陽極酸化処理と伸線処理により、テレビセットはファッションとテクノロジーに満ちています。
5. 陽極酸化処理
陽極酸化とは、金属または合金の電気化学的酸化を指します。対応する電解液と特定のプロセス条件下では、アルミニウムとその合金は、印加電流の作用によりアルミニウム製品 (アノード) 上に酸化膜を形成します。陽極酸化処理は、アルミニウムの表面硬度と耐摩耗性の欠点を解決するだけでなく、アルミニウムの耐用年数を延ばし、美観を向上させます。アルミニウムの表面処理には欠かせないものとなっており、現在最も広く使用されており、非常に成功しています。クラフト。
6. 2色陽極
2色アルマイトとは、1つの製品にアルマイト処理を施し、特定の領域に異なる色を与えることを指します。2 色陽極酸化プロセスは、プロセスが複雑でコストが高いため、テレビ業界ではほとんど使用されません。ただし、2 つの色のコントラストは、製品の高級感とユニークな外観をよりよく反映します。

アルミ加工の変形を軽減する工程対策と作業スキル
アルミニウム部品の変形には、材質、部品の形状、製造条件など、さまざまな原因が考えられます。ブランクの内部応力による変形、切削力や切削熱による変形、クランプ力による変形が主に挙げられます。
加工変形を軽減する加工対策
1. 毛髪の内部ストレスを軽減します。
自然または人工の時効処理と振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。前処理も有効な処理方法です。ヘッドが太く耳が大きいブランクは、余裕が大きいため加工後の変形も大きくなります。ブランクの余剰部分を前処理し、各部の取り代を小さくすると、後工程の加工変形を低減できるだけでなく、前処理後の内部応力の一部を一定期間解放することができます。時間。
2. 工具の切削能力の向上
工具の材質と幾何学的パラメータは、切削抵抗と切削熱に重要な影響を与えます。部品の加工変形を軽減するには、工具を正しく選択することが非常に重要です。
1) 工具の幾何学的パラメータの合理的な選択。
①すくい角：刃の強度を維持する条件下で、すくい角は大きくなるように適切に選択され、一方では鋭利な刃先を研削することができ、他方では切削変形を軽減し、切りくずの除去がスムーズになり、切削抵抗と切削温度が下がります。負のすくい角の工具は決して使用しないでください。
②逃げ角：逃げ角の大きさは逃げ面の摩耗と加工面の品質に直接影響します。切削厚さは逃げ角を選択するための重要な条件です。荒加工では、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱も大きいため、工具には良好な放熱条件が必要です。したがって、逃げ角は小さくなるように選択する必要があります。精密フライス加工では切れ刃の鋭利さが要求され、逃げ面と加工面との摩擦を低減し、弾性変形を低減します。したがって、逃げ角を大きくする必要があります。
③ ねじれ角：切削をスムーズにし、切削抵抗を軽減するには、ねじれ角をできるだけ大きくする必要があります。
④主偏角：主偏角を適切に小さくすることで放熱状態が改善され、加工エリアの平均温度を下げることができます。
2) ツール構造を改善します。
①フライスの刃数を減らし、チップスペースを増やします。アルミニウム材料は塑性が大きく、加工時の切削変形が大きいため、大きなチップスペースが必要となるため、チップ溝の底半径を大きくし、フライスの刃数を少なくする必要があります。
②歯を細かく研磨します。カッター刃の刃先の粗さ値はRa=0.4um以下にしてください。新しいナイフを使用する前に、目の細かいオイルストーンを使用してナイフの歯の表と裏を数回軽く研いで、歯を研ぐときに残ったバリやわずかな鋸歯を取り除く必要があります。これにより、切削熱が低減されるだけでなく、切削変形も比較的小さくなります。
③ 工具の摩耗基準を厳格に管理する。工具が摩耗すると、ワークの表面粗さ値が増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が大きくなります。したがって、耐摩耗性に優れた工具材料を選択することに加えて、工具摩耗基準は 0.2 mm を超えてはなりません。そうしないと、構成刃先が発生しやすくなります。切断時は、変形を防ぐため、ワークの温度は通常100℃を超えないようにしてください。
3. ワークのクランプ方法を改善する
剛性の低い薄肉アルミニウムワークの場合は、次のクランプ方法を使用して変形を軽減できます。
①薄肉ブッシュ部品の場合、ラジアルクランプに三爪セルフセンタリングチャックやスプリングチャックを使用すると、加工後にリリースした際にワークの変形が避けられません。この際、軸方向端面をより剛性の高いプレス方法を採用する必要がある。部品の内穴の位置を決め、ねじ付きマンドレルを作成し、部品の内穴に挿入し、カバープレートをかぶせて端面を押し付け、ナットで締めます。外円加工時のクランプ変形を回避でき、良好な加工精度が得られます。
② 薄肉、薄板のワークを加工する場合は、真空吸着カップを使用してクランプ力を均一に分散させ、少ない切削量で加工するとワークの変形を防ぐことができます。
また、梱包方法も可能です。薄肉ワークの加工剛性を高めるために、ワーク内部に媒体を充填し、クランプ時や切削時のワークの変形を軽減します。たとえば、硝酸カリウムを 3% ～ 6% 含む尿素溶融物をワークピースに注入します。加工後、ワークピースを水またはアルコールに浸し、フィラーを溶解して注ぎ出すことができます。
4. プロセスの合理的な配置
高速切削では、取り代が大きく断続切削となるため、ミーリング加工時に振動が発生しやすく、加工精度や面粗さに影響を与えます。したがって、CNC 高速切削プロセスは、一般に、荒加工、中仕上げ、コーナー取り、仕上げ加工およびその他のプロセスに分けることができます。高精度が要求される部品の場合、二次中仕上げを行ってから仕上げを行う必要がある場合があります。荒加工後に部品を自然冷却することで、荒加工による内部応力を取り除き、変形を軽減します。荒加工後の取り代は変形量より大きくする必要があり、通常は 1 ～ 2 mm です。仕上げ加工中、部品の仕上げ面は均一な取り代（通常 0.2 ～ 0.5 mm）を維持する必要があります。これにより、加工プロセス中に工具が安定した状態になり、切削変形が大幅に低減され、良好な表面加工品質が得られます。製品の精度を確保します。
加工歪みを軽減する操作スキル
上記の理由に加えて、アルミ部品は加工中に一部変形が生じます。実際の運用では、操作方法も非常に重要です。
1. 取り代が大きい部品は、加工時の放熱状態を良くし、熱の集中を避けるため、加工時に対称加工を採用する必要があります。厚さ90mmのシートを60mmに加工する必要がある場合、片面をフライス加工し、すぐにもう一方の面をフライス加工して最終サイズを一度に加工すると、平面度は5mmに達します。送りを繰り返しながら対称に加工する場合は、各面を2回ずつ加工し、最終寸法は0.3mmの平面度を保証します。スタンピング部分
2. プレート部品に複数のキャビティがある場合、加工中に 1 つのキャビティと 1 つのキャビティを連続して加工する方法は適していません。不均一な応力により部品が変形しやすくなります。多層処理を採用し、各層をすべてのキャビティに同時に処理し、次に次の層を処理することで部品に均一な応力を与え、変形を軽減します。
3. 切削量を変更することで切削抵抗と切削熱を軽減します。切削量の３要素のうちバック食い込み量は切削抵抗に大きな影響を与えます。取り代が大きすぎると、1パスあたりの切削抵抗が大きくなりすぎ、部品が変形するだけでなく、工作機械主軸の剛性に影響を及ぼし、工具の耐久性が低下します。背中に食い込む包丁の量が減れば生産効率は大幅に下がってしまいます。しかし、CNC 加工では高速ミーリングが使用されるため、この問題は解決できます。背面切削量を減らしながら、その分送りを上げて工作機械の速度を上げれば、切削抵抗の低減と加工効率の確保を同時に実現できます。
4. ナイフの動きの順序にも注意を払う必要があります。荒加工では加工効率の向上と単位時間当たりの除去率の追求を重視します。一般的にはアップカット加工が可能です。つまり、ブランク表面の余分な材料が最速かつ最短時間で除去され、仕上げに必要な幾何学的輪郭が基本的に形成されます。仕上げは高精度、高品質を重視しますが、ダウンミーリングを使用することをお勧めします。ダウンフライス加工中、カッター歯の切削厚さは最大値からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化の程度が大幅に減少し、部品の変形の程度も減少します。
5. 薄肉ワークは加工時のクランプにより変形が生じ、均一な仕上げが避けられません。ワークピースの変形を最小限に抑えるために、最終サイズを仕上げる前にプレスピースを緩めて、ワークピースが自由に元の状態に戻り、ワークピースが可能な限り軽くプレスすることができます。 （完全に）クランプされています。手の感触に応じて）これにより理想的な加工効果が得られます。つまり、クランプ力の作用点は支持面上にあり、ワークの剛性が良い方向にクランプ力を加える必要があります。ワークにガタが出ないことを前提とすると、クランプ力は小さいほど良いです。
6. キャビティのある部品を加工する場合、キャビティを加工するときにフライスをドリルのように部品に直接突っ込まないようにしてください。その結果、フライスが切りくずを収容するためのスペースが不足し、切りくずの除去が不十分になり、過熱、膨張が発生します。そして部品の潰れ。ナイフ、ナイフの破損、その他の好ましくない現象。まずフライスと同じサイズか、一回り大きいサイズのドリルで穴を開け、次にフライスでフライス加工します。あるいは、CAM ソフトウェアを使用してヘリカルランダウンプログラムを作成することもできます。