알루미늄은 가장 널리 사용되는 비철 금속이며 다양한 응용 분야가 계속 확장되고 있습니다. 건축, 장식, 운송 및 항공 우주를 포함한 다양한 산업을 수용하는 70 만 유형의 알루미늄 제품이 있습니다. 이 논의에서, 우리는 알루미늄 제품의 가공 기술과 처리 중 변형을 피하는 방법을 탐색 할 것입니다.
알루미늄의 장점과 특성에는 다음이 포함됩니다.
- 밀도: 알루미늄의 밀도는 약 2.7 g/cm³이며,이 밀도는 철 또는 구리의 대략 3 분의 1입니다.
- 높은 가소성 :알루미늄은 탁월한 연성을 가지므로 압출 및 스트레칭과 같은 압력 처리 방법을 통해 다양한 제품으로 형성 될 수 있습니다.
- 부식 저항 :알루미늄은 자연적으로 자연 조건 또는 양극화를 통해 표면에 보호 산화물 필름을 개발하여 강철에 비해 우수한 내식성을 제공합니다.
- 강화하기 쉬운 :순수한 알루미늄은 강도 수준이 낮지 만 양극화를 통해 강도가 크게 증가 할 수 있습니다.
- 표면 처리 촉진 :표면 처리는 알루미늄의 특성을 향상 시키거나 수정할 수 있습니다. 양극화 공정은 잘 확립되고 알루미늄 제품 처리에 널리 사용됩니다.
- 좋은 전도성과 재활용 성 :알루미늄은 우수한 전기 도체이며 재활용하기 쉽습니다.
알루미늄 제품 처리 기술
알루미늄 제품 스탬핑
1. 콜드 스탬핑
사용 된 재료는 알루미늄 펠릿입니다. 이 펠렛은 압출 기계와 곰팡이를 사용하여 단일 단계로 형성됩니다. 이 과정은 타원형, 사각형 및 직사각형 형태와 같이 스트레칭을 통해 달성하기가 어려운 원주 제품 또는 모양을 만드는 데 이상적입니다. (그림 1, 기계; 그림 2, 알루미늄 펠릿; 및 그림 3, 제품)
사용 된 기계의 톤수는 제품의 단면 영역과 관련이 있습니다. 상단 다이 펀치와 텅스텐 스틸로 만든 하단 다이 사이의 간격은 제품의 벽 두께를 결정합니다. 프레스가 완료되면 상단 다이 펀치에서 하단 다이까지의 수직 간격은 제품의 상단 두께를 나타냅니다 (그림 4와 같이)
장점 : 짧은 금형 개방주기, 스트레칭 금형보다 개발 비용이 낮습니다. 단점 : 긴 생산 공정, 프로세스 중 제품 규모의 큰 변동, 높은 노동 비용.
2. 스트레칭
사용 된 재료 : 알루미늄 시트. 연속 금형 기계와 금형을 사용하여 여러 변형을 수행하여 컬럼이 아닌 몸체 (곡선 알루미늄이있는 제품)에 적합한 모양 요구 사항을 충족합니다. (그림 5, Machine, 그림 6, Mold 및 그림 7, 제품)에 표시된대로)
장점 :복잡한 및 다중 지형 제품의 치수는 생산 공정에서 안정적으로 제어되며 제품 표면은 더 매끄 럽습니다.
단점 :곰팡이 비용, 비교적 긴 개발주기 및 기계 선택 및 정밀도에 대한 높은 요구 사항.
알루미늄 제품의 표면 처리
1. 샌드 블라스팅 (샷 피닝)
고속 모래 흐름의 영향으로 금속 표면을 청소하고 거칠게하는 과정.
이 알루미늄 표면 처리 방법은 공작물 표면의 청결과 거칠기를 향상시킵니다. 결과적으로, 표면의 기계적 특성이 개선되어 피로 저항성이 향상됩니다. 이 개선은 표면과 적용된 코팅 사이의 접착력을 증가시켜 코팅의 내구성을 연장시킵니다. 또한 코팅의 레벨링 및 미적 외관을 용이하게합니다. 이 과정은 일반적으로 다양한 Apple 제품에서 볼 수 있습니다.
2. 연마
가공 방법은 기계적, 화학적 또는 전기 화학 기술을 사용하여 공작물의 표면 거칠기를 줄여서 매끄럽고 반짝이는 표면을 만듭니다. 연마 공정은 기계적 연마, 화학적 연마 및 전해 연마의 세 가지 주요 유형으로 분류 될 수 있습니다. 기계적 연마와 전해 연마를 결합함으로써 알루미늄 부품은 스테인레스 스틸과 유사한 미러와 같은 마감 처리를 할 수 있습니다. 이 과정은 고급 단순성, 패션 및 미래의 매력을 부여합니다.
3. 와이어 드로잉
금속 와이어 드로잉은 사포가있는 알루미늄 플레이트에서 라인을 반복적으로 긁어내는 제조 공정입니다. 와이어 드로잉은 직선 와이어 드로잉, 랜덤 와이어 드로잉, 나선형 와이어 드로잉 및 스레드 와이어 드로잉으로 나눌 수 있습니다. 금속 와이어 드로잉 프로세스는 모든 고급 실크 마크를 명확하게 보여 주어 무광택 금속에 미세한 모발 광택이 있고 제품에는 패션과 기술이 모두 있습니다.
4. 높은 조명 절단
하이라이트 절단은 정밀 조각 기계를 사용하여 고속 회전 (일반적으로 20,000 rpm) 정밀 조각 기계 스핀들의 다이아몬드 나이프를 강화하여 부품을 자르고 제품 표면의 로컬 하이라이트 영역을 생성합니다. 절단 하이라이트의 밝기는 밀링 드릴 속도의 영향을받습니다. 드릴 속도가 빨라질수록 절단 하이라이트가 밝아집니다. 반대로, 절단 하이라이트가 어두울수록 나이프 자국을 생성 할 가능성이 높습니다. High-Gloss 절단은 iPhone 5와 같은 휴대폰에서 특히 일반적입니다. 최근 몇 년 동안 일부 고급 TV 금속 프레임은 High-Gloss를 채택했습니다.CNC 밀링기술과 양극화 및 칫솔질 과정은 TV에 패션과 기술 선명도로 가득합니다.
5. 양극화
양극화는 금속 또는 합금을 산화시키는 전기 화학적 공정입니다. 이 과정에서, 알루미늄과 그 합금은 특정 조건 하에서 특정 전해질에 전류가 적용될 때 산화물 필름을 개발한다. 양극화는 알루미늄의 표면 경도와 내마모성을 향상시키고 서비스 수명을 연장하며 미적 매력을 향상시킵니다. 이 과정은 알루미늄 표면 처리의 중요한 구성 요소가되었으며 현재 가장 널리 사용되고 성공적인 방법 중 하나입니다.
6. 2 색 양극
2 색 양극은 특정 영역에 다른 색상을 적용하기 위해 제품을 양극화하는 과정을 말합니다. 이 2 컬러 양극화 기술은 복잡성과 높은 비용으로 인해 텔레비전 업계에서 거의 사용되지 않지만 두 색상의 대비는 제품의 고급 및 독특한 외관을 향상시킵니다.
재료 특성, 부품 모양 및 생산 조건을 포함하여 알루미늄 부품의 처리 변형에 기여하는 몇 가지 요인이 있습니다. 변형의 주요 원인에는 다음이 포함됩니다 : 가공 중에 공란에 존재하는 내부 응력, 가공 중에 생성 된 열 및 열 및 클램핑 중에 가해지는 힘. 이러한 변형을 최소화하기 위해 특정 프로세스 측정 및 운영 기술을 구현할 수 있습니다.
처리 변형을 줄이기위한 프로세스 측정
1. 블랭크의 내부 응력을 줄입니다
자연 또는 인공 노화는 진동 처리와 함께 블랭크의 내부 응력을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 사전 처리는 또한이 목적을위한 효과적인 방법입니다. 뚱뚱한 머리와 큰 귀를 가진 블랭크의 경우, 상당한 마진으로 인해 처리 중에 상당한 변형이 발생할 수 있습니다. 공백의 초과 부분을 사전 처리하고 각 영역의 여백을 줄임으로써 후속 처리 중에 발생하는 변형을 최소화 할뿐만 아니라 사전 처리 후 존재하는 일부 내부 응력을 완화 할 수 있습니다.
2. 도구의 절단 능력을 향상시킵니다
도구의 재료 및 기하학적 매개 변수는 절단력과 열에 큰 영향을 미칩니다. 부품의 처리 변형을 최소화하려면 적절한 공구 선택이 필수적입니다.
1) 공구 기하학적 매개 변수의 합리적인 선택.
Rake rake 각도 :블레이드의 강도를 유지하는 조건 하에서, 레이크 각도는 더 크게 적절하게 선택됩니다. 한편으로는 날카로운 가장자리를 갈아서 다른 한편으로는 절단 변형을 줄이고 칩 제거를 매끄럽게 만들고 절단력과 절단 온도를 줄일 수 있습니다. 네거티브 레이크 각도 도구를 사용하지 마십시오.
hack 각도 :백 각도의 크기는 백 공구면의 마모와 가공 표면의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 절단 두께는 백 각도를 선택하는 데 중요한 조건입니다. 거친 밀링 중에는 공급 속도가 크기, 절단 하중 및 고열 발생으로 인해 공구 열 소산 조건이 양호해야합니다. 따라서 백 각도는 더 작도록 선택해야합니다. 미세 밀링 중에 가장자리는 날카 로워 야하며, 후 도구면과 가공 된 표면 사이의 마찰이 줄어들고 탄성 변형을 줄여야합니다. 따라서 백 각도는 더 커야합니다.
Helix 각도 :밀링을 부드럽게 만들고 밀링 힘을 줄이려면 나선 각도를 최대한 크게 선택해야합니다.
④ 주요 처짐 각도 :주요 처짐 각도를 적절하게 감소 시키면 열 소산 조건을 개선하고 처리 영역의 평균 온도를 줄일 수 있습니다.
2) 도구 구조를 개선하십시오.
밀링 커터 치아 수를 줄이고 칩 공간을 늘리십시오.
알루미늄 재료는 가공 중에 높은 가소성과 상당한 절단 변형을 나타내므로 더 큰 칩 공간을 만드는 것이 필수적입니다. 이것은 칩 홈 바닥의 반경이 더 커야하고 밀링 커터의 치아 수를 줄여야 함을 의미합니다.
커터 치아의 미세 연삭 :
커터 치아의 절단 가장자리의 거칠기 값은 Ra = 0.4 µm보다 작아야합니다. 새 절단기를 사용하기 전에 절단기 치아의 전면과 뒷면을 미세한 오일 석으로 여러 번 부드럽게 갈아서 샤프닝 공정에서 남은 버 또는 약간의 톱니 패턴을 제거하는 것이 좋습니다. 이는 절단 열을 줄이는 데 도움이 될뿐만 아니라 절단 변형을 최소화합니다.
엄격하게 제어 도구 마모 표준 :
도구가 마모되면 공작물의 표면 거칠기가 증가하고 절단 온도가 상승하며 공작물은 변형 증가로 어려움을 겪을 수 있습니다. 따라서 내마모성이 우수한 도구 재료를 선택하고 도구 마모가 0.2mm를 초과하지 않도록하는 것이 중요합니다. 마모 가이 한계를 초과하면 칩 형성으로 이어질 수 있습니다. 절단 동안, 공작물의 온도는 일반적으로 변형을 방지하기 위해 100 ℃ 미만으로 유지해야한다.
3. 공작물의 클램핑 방법을 개선하십시오. 강성이 열악한 얇은 벽 알루미늄 워크 피스의 경우 다음 클램핑 방법을 사용하여 변형을 줄일 수 있습니다.
thin 얇은 벽 부싱 부품의 경우, 방사형 클램핑을 위해 3 주 자체 침입 척 또는 스프링 콜렛을 사용하면 공작물이 처리 된 후에도 느슨해지면 공작물의 변형을 초래할 수 있습니다. 이 문제를 피하기 위해 더 큰 강성을 제공하는 축 방향 끝면 클램핑 방법을 사용하는 것이 좋습니다. 부품의 내부 구멍을 배치하고, 맨드 릴을 통해 나사산을 만들고 내부 구멍에 삽입하십시오. 그런 다음 덮개 플레이트를 사용하여 끝면을 고정하고 너트로 단단히 고정하십시오. 이 방법은 외부 원을 처리 할 때 클램핑 변형을 방지하여 만족스러운 처리 정확도를 보장합니다.
얇은 벽으로 된 판금 공작물을 처리 할 때는 진공 흡입 컵을 사용하여 균일하게 분포 된 클램핑 력을 달성하는 것이 좋습니다. 또한 더 작은 절단량을 사용하면 공작물의 변형을 방지 할 수 있습니다.
또 다른 효과적인 방법은 가공 강성을 향상시키기 위해 공작물의 내부를 매체로 채우는 것입니다. 예를 들어, 질산 칼륨 3% ~ 6%를 함유하는 요소 용융물을 공작물에 붓 수 있습니다. 가공 후, 공작물을 물이나 알코올에 담그면 필러를 녹인 다음 부어 넣을 수 있습니다.
4. 프로세스의 합리적인 배열
고속 절단 중에 밀링 공정은 종종 큰 가공 허용량과 간헐적 절단으로 인해 진동을 생성합니다. 이 진동은 가공 정확도와 표면 거칠기에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 결과적으로CNC 고속 절단 공정일반적으로 거칠기, 반 마감, 각도 청소 및 마무리의 여러 단계로 나뉩니다. 높은 정밀도가 필요한 부품의 경우, 마무리하기 전에 2 차 반 마무리가 필요할 수 있습니다.
거친 단계 후에는 부품이 자연스럽게 식히도록하는 것이 좋습니다. 이를 통해 거친 동안 생성 된 내부 응력을 제거하고 변형을 줄입니다. 거친 후 남은 가공 허용량은 일반적으로 1 내지 2mm 사이의 예상 변형보다 커야합니다. 마무리 단계에서는 완성 된 표면에서 균일 한 가공 허용량, 일반적으로 0.2 ~ 0.5 mm 사이의 균일 한 가공 허용량을 유지하는 것이 중요합니다. 이 균일 성은 가공 중에 절단 도구가 안정적인 상태로 유지되도록하여 절단 변형을 크게 줄이고 표면 품질을 향상 시키며 제품 정확도를 보장합니다.
처리 변형을 줄이기위한 운영 기술
알루미늄 부품은 가공 중에 변형됩니다. 위의 이유 외에도 실제 작동에서 작동 방법이 매우 중요합니다.
1. 처리 허용량이 큰 부품의 경우 가공 중에 열 소산을 개선하고 열 농도를 방지하기 위해 대칭 처리가 권장됩니다. 예를 들어, 90mm 두께의 시트를 60mm까지 처리 할 때 한쪽이 다른 쪽 바로 뒤에 밀링되면 최종 치수로 인해 평탄도 내성이 5mm입니다. 그러나, 반복적 인 피드 대칭 처리 접근법이 사용되는 경우, 각 측면이 최종 크기로 두 번 가공되는 경우 평탄도는 0.3mm로 향상 될 수 있습니다.
2. 시트 부품에 여러 개의 공동이있을 때, 한 번에 하나의 공동을 해결하는 순차적 처리 방법을 사용하는 것이 좋지 않습니다. 이 접근법은 부품의 고르지 않은 힘으로 이어져 변형을 초래할 수 있습니다. 대신, 다음 층으로 이동하기 전에 층의 모든 캐비티가 동시에 처리되는 계층화 된 처리 방법을 사용하십시오. 이는 부품의 응력 분포를 보장하고 변형 위험을 최소화합니다.
3. 절단력과 열을 줄이려면 절단량을 조정하는 것이 중요합니다. 절단량의 세 가지 구성 요소 중 백열 양은 절단력에 크게 영향을 미칩니다. 가공 허용량이 과도하고 단일 패스 중 절단력이 너무 높으면 부품의 변형을 초래하고 공작 기계 스핀들의 강성에 부정적인 영향을 미치며 공구 내구성을 줄일 수 있습니다.
백 커팅 금액을 줄이면 도구 수명이 향상 될 수 있지만 생산 효율을 낮출 수도 있습니다. 그러나 CNC 가공의 고속 밀링은이 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 역 절단량을 줄이고 이에 따라 공급 속도 및 공작 기계 속도를 증가시킴으로써 가공 효율을 손상시키지 않으면 서 절삭력을 낮출 수 있습니다.
4. 절단 작업의 순서가 중요합니다. 대략적인 가공은 가공 효율을 극대화하고 시간 단위당 재료 제거 속도를 높이는 데 중점을 둡니다. 일반적으로 리버스 밀링은이 단계에 사용됩니다. 리버스 밀링에서, 블랭크 표면의 과도한 재료는 가능한 가장 높은 속도와 가능한 가장 짧은 시간으로 제거되며, 마무리 단계에 대한 기본 기하학적 프로파일을 효과적으로 형성합니다.
반면에, 마무리는 높은 정밀도와 품질을 우선시하여 밀링을 선호하는 기술로 만듭니다. 다운 밀링에서 컷의 두께는 점차 최대에서 0으로 감소합니다. 이 접근법은 작업 경화를 크게 줄이고 가공중인 부품의 변형을 최소화합니다.
5. 얇은 벽 공작물은 종종 가공 중 클램핑으로 인한 변형을 경험합니다. 마무리 단계에서도 지속되는 도전입니다. 이 변형을 최소화하려면 마감 중에 최종 크기가 달성되기 전에 클램핑 장치를 풉니 다. 이를 통해 공작물은 원래 모양으로 돌아갈 수 있으며, 그 후에는 작업자의 느낌에 기반을 둔 공작물을 제자리에 고정하기에만 부드럽게 재충전 할 수 있습니다. 이 방법은 이상적인 처리 결과를 달성하는 데 도움이됩니다.
요약하면, 클램핑 력은 최대한지지 표면에 가깝게 적용되어 공작물의 가장 강력한 축을 따라 지시되어야합니다. 공작물이 느슨해지지 않도록하는 것이 중요하지만, 최적의 결과를 보장하기 위해 클램핑 력을 최소로 유지해야합니다.
6. 공동으로 부품을 처리 할 때는 밀링 커터가 드릴 비트로 재료에 직접 침투하지 않도록하십시오. 이 접근법은 밀링 커터를위한 칩 공간이 충분하지 않아 칩 제거, 과열, 확장 및 구성 요소의 잠재적 칩 붕괴 또는 파손과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.
대신 먼저 밀링 커터와 같은 크기 또는 크기의 드릴 비트를 사용하여 초기 커터 구멍을 만듭니다. 그 후, 밀링 커터는 밀링 작업에 사용됩니다. 또는 CAM 소프트웨어를 활용하여 작업을위한 나선 절단 프로그램을 생성 할 수 있습니다.
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