Aliuminis yra plačiausiai naudojamas spalvotasis metalas, o jo pritaikymo spektras nuolat plečiasi. Yra daugiau nei 700 000 aliuminio gaminių rūšių, kurios naudojamos įvairiose pramonės šakose, įskaitant statybą, apdailą, transportą ir aviacijos bei kosmoso pramonę. Šioje diskusijoje nagrinėsime aliuminio gaminių apdorojimo technologiją ir kaip išvengti deformacijos apdorojimo metu.
Aliuminio privalumai ir savybės apima:
- Mažas tankisAliuminio tankis yra apie 2,7 g/cm³, tai yra maždaug trečdalis geležies ar vario tankio.
- Didelis plastiškumas:Aliuminis pasižymi puikiu plastiškumu, todėl jį galima formuoti į įvairius gaminius naudojant slėgio apdorojimo metodus, tokius kaip ekstruzija ir tempimas.
- Atsparumas korozijai:Aliuminis natūraliai ant savo paviršiaus, tiek natūraliomis sąlygomis, tiek anodavimo būdu, sudaro apsauginę oksido plėvelę, kuri, palyginti su plienu, pasižymi geresniu atsparumu korozijai.
- Lengva sustiprinti:Nors grynas aliuminis pasižymi mažu stiprumu, anoduojant jį galima žymiai padidinti.
- Palengvina paviršiaus apdorojimą:Paviršiaus apdorojimas gali pagerinti arba modifikuoti aliuminio savybes. Anodavimo procesas yra gerai žinomas ir plačiai naudojamas aliuminio gaminių apdirbime.
- Geras laidumas ir perdirbamumas:Aliuminis yra puikus elektros laidininkas ir jį lengva perdirbti.
Aliuminio gaminių apdorojimo technologija
Aliuminio gaminių štampavimas
1. Šaltas štampavimas
Naudojama medžiaga yra aliuminio granulės. Šios granulės formuojamos vienu žingsniu naudojant ekstruzijos mašiną ir formą. Šis procesas idealiai tinka kurti stulpelinius gaminius arba formas, kurias sunku pasiekti tempiant, pavyzdžiui, elipsės, kvadratinės ir stačiakampės formos. (Kaip parodyta 1 paveiksle – mašina; 2 paveiksle – aliuminio granulės; ir 3 paveiksle – pats gaminys.)
Naudojamos mašinos tonažas yra susijęs su gaminio skerspjūvio plotu. Tarpas tarp viršutinio presformos perforatoriaus ir apatinio iš volframo plieno pagaminto presformos lemia gaminio sienelės storį. Baigus presavimą, vertikalus tarpas nuo viršutinio presformos perforatoriaus iki apatinio presformos rodo viršutinį gaminio storį (kaip parodyta 4 paveiksle).
Privalumai: trumpas formos atidarymo ciklas, mažesnės kūrimo išlaidos nei tempimo formos. Trūkumai: ilgas gamybos procesas, dideli gaminio dydžio svyravimai proceso metu, didelės darbo sąnaudos.
2. Tempimas
Naudota medžiaga: aliuminio lakštas. Naudokite nepertraukiamo formavimo mašiną ir formą, kad atliktumėte kelias deformacijas, kad atitiktumėte formos reikalavimus, tinka nestulpiniams kūnams (gaminiams su išlenktu aliuminiu). (Kaip parodyta 5 paveiksle, mašina, 6 paveiksle, forma ir 7 paveiksle, gaminys)
Privalumai:Sudėtingų ir daugiadeformuotų gaminių matmenys gamybos proceso metu yra stabiliai kontroliuojami, o gaminio paviršius yra lygesnis.
Trūkumai:Didelė liejimo kaina, gana ilgas kūrimo ciklas ir aukšti reikalavimai mašinų parinkimui bei tikslumui.
Aliuminio gaminių paviršiaus apdorojimas
1. Smėliapūtė (šratavimas)
Metalo paviršiaus valymo ir šiurkštinimo procesas, veikiantis dideliu greičiu tekančio smėlio srautu.
Šis aliuminio paviršiaus apdorojimo metodas pagerina ruošinio paviršiaus švarą ir šiurkštumą. Dėl to pagerėja paviršiaus mechaninės savybės, todėl padidėja atsparumas nuovargiui. Šis patobulinimas padidina paviršiaus ir bet kokių padengtų dangų sukibimą, pailgindamas dangos patvarumą. Be to, tai palengvina dangos išlyginimą ir estetinę išvaizdą. Šis procesas dažnai pastebimas įvairiuose „Apple“ gaminiuose.
2. Poliravimas
Apdorojimo metodas naudoja mechaninius, cheminius arba elektrocheminius metodus, siekiant sumažinti ruošinio paviršiaus šiurkštumą, todėl paviršius tampa lygus ir blizgus. Poliravimo procesą galima suskirstyti į tris pagrindinius tipus: mechaninį poliravimą, cheminį poliravimą ir elektrolizinį poliravimą. Derinant mechaninį poliravimą su elektroliziniu poliravimu, aliuminio detalės gali pasiekti veidrodinį paviršių, panašų į nerūdijančio plieno. Šis procesas suteikia aukščiausios klasės paprastumo, mados ir futuristinio patrauklumo įspūdį.
3. Vielos traukimas
Metalinės vielos tempimas yra gamybos procesas, kurio metu linijos pakartotinai išbraukiamos iš aliuminio plokščių švitriniu popieriumi. Vielos tempimą galima suskirstyti į tiesų vielos tempimą, atsitiktinį vielos tempimą, spiralinį vielos tempimą ir sriegio vielos tempimą. Metalinės vielos tempimo procese galima aiškiai matyti kiekvieną smulkų šilko žymę, todėl matinis metalas turi smulkų blizgesį, o gaminys pasižymi ir madingumu, ir technologija.
4. Didelio kirpimo šviesa
Išryškinant detales, naudojamas tikslus graviravimo aparatas, kuris sutvirtina deimantinį peilį ant dideliu greičiu (paprastai 20 000 aps./min.) besisukančio tikslaus graviravimo aparato veleno, kad būtų galima išpjauti detales ir sukurti vietines išryškintas detalių zonas ant gaminio paviršiaus. Pjovimo detalių ryškumui įtakos turi frezavimo grąžto greitis. Kuo didesnis grąžto greitis, tuo ryškesni pjovimo detalės. Ir atvirkščiai, kuo tamsesni pjovimo detalės, tuo didesnė tikimybė, kad jose atsiras peilio žymių. Didelio blizgesio pjovimas ypač dažnas mobiliuosiuose telefonuose, tokiuose kaip „iPhone 5“. Pastaraisiais metais kai kurių prabangių televizorių metaliniai rėmeliai pradėjo naudoti didelio blizgesio...CNC frezavimastechnologija, o anodavimo ir šlifavimo procesai suteikia televizoriui madingumo ir technologinio aštrumo.
5. Anodavimas
Anodavimas yra elektrocheminis procesas, kurio metu oksiduojami metalai arba lydiniai. Šio proceso metu aliuminis ir jo lydiniai, tam tikromis sąlygomis veikiant elektros srovei, sudaro oksido plėvelę. Anodavimas padidina aliuminio paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui, pailgina jo tarnavimo laiką ir pagerina estetinį patrauklumą. Šis procesas tapo gyvybiškai svarbia aliuminio paviršiaus apdorojimo dalimi ir šiuo metu yra vienas iš plačiausiai naudojamų ir sėkmingiausių metodų.
6. Dviejų spalvų anodas
Dviejų spalvų anodas reiškia gaminio anodavimo procesą, kai konkrečioms sritims taikomos skirtingos spalvos. Nors ši dviejų spalvų anodavimo technika retai naudojama televizijos pramonėje dėl savo sudėtingumo ir didelės kainos, dviejų spalvų kontrastas sustiprina gaminio prabangią ir unikalią išvaizdą.
Yra keletas veiksnių, kurie prisideda prie aliuminio detalių deformacijos apdirbimo metu, įskaitant medžiagos savybes, detalės formą ir gamybos sąlygas. Pagrindinės deformacijos priežastys yra šios: ruošinyje esantis vidinis įtempis, pjovimo jėgos ir apdirbimo metu susidaranti šiluma bei jėgos, veikiančios prispaudimo metu. Siekiant sumažinti šias deformacijas, galima įdiegti specialias proceso priemones ir eksploatavimo įgūdžius.
Proceso priemonės, skirtos sumažinti apdorojimo deformaciją
1. Sumažinkite ruošinio vidinį įtempį
Natūralus arba dirbtinis sendinimas kartu su vibraciniu apdorojimu gali padėti sumažinti ruošinio vidinį įtempį. Šiuo tikslu veiksmingas metodas taip pat yra išankstinis apdirbimas. Ruošinio su stora galvute ir didelėmis ausimis apdorojimo metu gali atsirasti didelė deformacija dėl didelės paraštės. Iš anksto apdirbdami perteklines ruošinio dalis ir sumažindami paraštę kiekvienoje srityje, galime ne tik sumažinti deformaciją, atsirandančią vėlesnio apdorojimo metu, bet ir sumažinti kai kuriuos vidinius įtempius, atsiradusius po išankstinio apdorojimo.
2. Pagerinkite įrankio pjovimo galimybes
Įrankio medžiaga ir geometriniai parametrai daro didelę įtaką pjovimo jėgai ir karščiui. Tinkamas įrankio pasirinkimas yra būtinas norint sumažinti detalių deformaciją apdirbimo metu.
1) Tinkamas įrankio geometrinių parametrų pasirinkimas.
① Pasvirimo kampas:Norint išlaikyti ašmenų tvirtumą, reikia pasirinkti didesnį nuolydžio kampą. Viena vertus, tai gali padėti šlifuoti aštrius kraštus, kita vertus, sumažinti pjovimo deformaciją, sklandžiau pašalinti drožles ir taip sumažinti pjovimo jėgą bei pjovimo temperatūrą. Venkite naudoti neigiamo nuolydžio kampo įrankius.
② Nugaros kampas:Atgalinio kampo dydis tiesiogiai veikia galinio įrankio paviršiaus nusidėvėjimą ir apdirbamo paviršiaus kokybę. Pjovimo storis yra svarbi atgalinio kampo parinkimo sąlyga. Grubaus frezavimo metu dėl didelio pastūmos greičio, didelės pjovimo apkrovos ir didelio šilumos išsiskyrimo įrankio šilumos išsklaidymo sąlygos turi būti geros. Todėl atgalinis kampas turėtų būti parinktas mažesnis. Smulkiojo frezavimo metu briauna turi būti aštri, turi būti sumažinta trintis tarp galinio įrankio paviršiaus ir apdirbamo paviršiaus, taip pat elastinė deformacija. Todėl atgalinis kampas turėtų būti parinktas didesnis.
③ Spiralės kampas:Norint, kad frezavimas būtų sklandus ir sumažėtų frezavimo jėga, spiralės kampas turėtų būti parinktas kuo didesnis.
④ Pagrindinis nukreipimo kampas:Tinkamai sumažinus pagrindinį nukrypimo kampą, galima pagerinti šilumos išsklaidymo sąlygas ir sumažinti vidutinę apdorojimo zonos temperatūrą.
2) Patobulinti įrankio struktūrą.
Sumažinkite frezos dantų skaičių ir padidinkite drožlių erdvę:
Kadangi aliuminio medžiagos pasižymi dideliu plastiškumu ir didele pjovimo deformacija apdorojimo metu, būtina sukurti didesnę drožlės erdvę. Tai reiškia, kad drožlės griovelio dugno spindulys turėtų būti didesnis, o frezos dantų skaičius – mažesnis.
Smulkus pjovimo dantų šlifavimas:
Pjoviklio dantų pjovimo briaunų šiurkštumo vertė turi būti mažesnė nei Ra = 0,4 µm. Prieš naudojant naują pjūklą, patartina kelis kartus švelniai nušlifuoti pjovimo dantų priekinę ir galinę puses smulkiu aliejiniu akmeniu, kad būtų pašalinti bet kokie galandimo proceso metu likę šerpetojimai ar nežymūs pjūklo dantų raštai. Tai ne tik padeda sumažinti pjovimo šilumą, bet ir sumažina pjovimo deformaciją.
Griežtai kontroliuojami įrankių nusidėvėjimo standartai:
Įrankiams dilstant, didėja ruošinio paviršiaus šiurkštumas, kyla pjovimo temperatūra ir ruošinys gali labiau deformuotis. Todėl labai svarbu pasirinkti įrankių medžiagas, pasižyminčias puikiu atsparumu dilimui, ir užtikrinti, kad įrankių dilimas neviršytų 0,2 mm. Jei dilimas viršija šią ribą, gali susidaryti drožlės. Pjovimo metu ruošinio temperatūra paprastai turėtų būti žemesnė nei 100 °C, kad būtų išvengta deformacijos.
3. Pagerinti ruošinio tvirtinimo būdą. Plonasieniams aliuminio ruošiniams, kurių standumas mažas, deformacijai sumažinti gali būti naudojami šie tvirtinimo būdai:
① Plonasienių įvorių detalių atveju, naudojant trijų žandikaulių savaime centruojantį griebtuvą arba spyruoklinę įvorę radialiniam tvirtinimui, ruošinys gali deformuotis, kai jis atlaisvinamas po apdorojimo. Norint išvengti šios problemos, geriau naudoti ašinį galinio paviršiaus tvirtinimo metodą, kuris užtikrina didesnį standumą. Padėkite detalės vidinę skylę, sukurkite srieginį kiaurymę ir įkiškite ją į vidinę skylę. Tada dangteliu pritvirtinkite galinį paviršių ir tvirtai pritvirtinkite veržle. Šis metodas padeda išvengti tvirtinimo deformacijos apdirbant išorinį apskritimą ir užtikrina pakankamą apdorojimo tikslumą.
② Apdorojant plonasienius lakštinio metalo ruošinius, patartina naudoti vakuuminį siurbtuką, kad būtų pasiektas tolygus prispaudimo jėgos paskirstymas. Be to, mažesnis pjovimo kiekis gali padėti išvengti ruošinio deformacijos.
Kitas efektyvus būdas – užpildyti ruošinio vidų terpe, kad padidėtų jo apdirbimo standumas. Pavyzdžiui, į ruošinį galima įpilti karbamido lydalo, kuriame yra 3–6 % kalio nitrato. Po apdorojimo ruošinį galima panardinti į vandenį arba alkoholį, kad ištirptų užpildas, o tada jį išpilti.
4. Protingas procesų išdėstymas
Didelio greičio pjovimo metu frezavimo procesas dažnai sukelia vibraciją dėl didelių apdirbimo tolerancijų ir pjovimo pertraukų. Ši vibracija gali neigiamai paveikti apdirbimo tikslumą ir paviršiaus šiurkštumą. Dėl toCNC didelio greičio pjovimo procesaspaprastai skirstomas į kelis etapus: grubų apdirbimą, dalinį apdirbimą, kampų valymą ir apdailą. Detalių, kurioms reikalingas didelis tikslumas, apdirbimui prieš apdailą gali prireikti antrinio dalinio apdirbimo.
Po grubaus apdirbimo etapo patartina leisti detalėms natūraliai atvėsti. Tai padeda pašalinti grubaus apdirbimo metu susidariusį vidinį įtempį ir sumažina deformaciją. Po grubaus apdirbimo likusi apdirbimo užlaida turėtų būti didesnė už numatomą deformaciją, paprastai nuo 1 iki 2 mm. Apdailos etape svarbu išlaikyti vienodą apdirbimo užlaidą ant apdailos paviršiaus, paprastai nuo 0,2 iki 0,5 mm. Šis vienodumas užtikrina, kad pjovimo įrankis apdorojimo metu išliktų stabilios būklės, o tai žymiai sumažina pjovimo deformaciją, pagerina paviršiaus kokybę ir užtikrina gaminio tikslumą.
Operaciniai įgūdžiai, skirti sumažinti apdorojimo deformaciją
Aliuminio dalys apdirbimo metu deformuojasi. Be minėtų priežasčių, faktinio veikimo metu labai svarbus ir veikimo būdas.
1. Detalių, kurioms taikomi dideli apdirbimo leidimai, apdirbimui rekomenduojamas simetriškas apdirbimas, siekiant pagerinti šilumos išsklaidymą apdirbimo metu ir išvengti šilumos koncentracijos. Pavyzdžiui, apdirbant 90 mm storio lakštą iki 60 mm, jei viena pusė frezuojama iškart po kitos, galutiniai matmenys gali lemti 5 mm plokštumos toleranciją. Tačiau jei naudojamas pakartotinio padavimo simetriškas apdirbimo metodas, kai kiekviena pusė du kartus apdirbama iki galutinio dydžio, plokštumą galima pagerinti iki 0,3 mm.
2. Kai lakštinėse detalėse yra daug ertmių, nerekomenduojama naudoti nuoseklaus apdorojimo metodo, kai vienu metu apdorojama tik viena ertmė. Toks metodas gali lemti nevienodas jėgas detalėms, dėl kurių jos deformuojasi. Vietoj to, naudokite sluoksniuotą apdorojimo metodą, kai visos vieno sluoksnio ertmės apdorojamos vienu metu, prieš pereinant prie kito sluoksnio. Tai užtikrina tolygų įtempių pasiskirstymą detalėse ir sumažina deformacijos riziką.
3. Norint sumažinti pjovimo jėgą ir šilumą, svarbu reguliuoti pjovimo kiekį. Iš trijų pjovimo kiekio komponentų, atgalinio pjovimo kiekis daro didelę įtaką pjovimo jėgai. Jei apdirbimo tolerancija yra per didelė, o pjovimo jėga vieno praėjimo metu yra per didelė, tai gali deformuoti detales, neigiamai paveikti staklės veleno standumą ir sumažinti įrankio ilgaamžiškumą.
Nors atbulinio pjovimo kiekio sumažinimas gali pailginti įrankio tarnavimo laiką, jis taip pat gali sumažinti gamybos efektyvumą. Tačiau didelio greičio frezavimas CNC apdirbime gali veiksmingai išspręsti šią problemą. Sumažinus atbulinio pjovimo kiekį ir atitinkamai padidinus padavimo greitį bei staklių greitį, pjovimo jėgą galima sumažinti nepakenkiant apdirbimo efektyvumui.
4. Svarbi pjovimo operacijų seka. Grubus apdirbimas orientuotas į apdirbimo efektyvumo didinimą ir medžiagos pašalinimo greičio per laiko vienetą didinimą. Paprastai šiam etapui naudojamas atvirkštinis frezavimas. Atvirkštinio frezavimo metu perteklinė medžiaga nuo ruošinio paviršiaus pašalinama didžiausiu greičiu ir per trumpiausią įmanomą laiką, efektyviai suformuojant pagrindinį geometrinį profilį apdailos etapui.
Kita vertus, apdailoje pirmenybė teikiama dideliam tikslumui ir kokybei, todėl frezavimas išcentriniu būdu yra pageidaujama technika. Frezuojant išcentriniu būdu, pjūvio storis palaipsniui mažėja nuo maksimalaus iki nulio. Šis metodas žymiai sumažina deformacinį sukietėjimą ir sumažina apdirbamų detalių deformaciją.
5. Plonasieniai ruošiniai apdorojimo metu dažnai deformuojasi dėl prispaudimo – ši problema išlieka net ir apdailos etape. Siekiant sumažinti šią deformaciją, patartina atlaisvinti prispaudimo įtaisą prieš pasiekiant galutinį dydį apdailos metu. Tai leidžia ruošiniui grįžti į pradinę formą, po kurios jį galima švelniai vėl pritvirtinti – pakanka tik ruošiniui laikyti vietoje – atsižvelgiant į operatoriaus pojūtį. Šis metodas padeda pasiekti idealius apdorojimo rezultatus.
Apibendrinant, prispaudimo jėga turėtų būti taikoma kuo arčiau atraminio paviršiaus ir nukreipta išilgai tvirčiausios ruošinio standžiosios ašies. Nors labai svarbu neleisti ruošiniui atsilaisvinti, prispaudimo jėga turėtų būti minimali, kad būtų užtikrinti optimalūs rezultatai.
6. Apdorojant detales su ertmėmis, venkite leisti frezai tiesiogiai įsiskverbti į medžiagą kaip grąžtui. Dėl tokio metodo frezai gali nepakakti vietos drožlėms, todėl gali kilti problemų, tokių kaip netolygus drožlių pašalinimas, perkaitimas, išsiplėtimas ir galimas drožlių subyrėjimas ar komponentų lūžis.
Vietoj to, pirmiausia naudokite grąžtą, kurio dydis yra toks pat arba didesnis nei freza, kad sukurtumėte pradinę frezos angą. Po to freza naudojama frezavimo operacijoms. Arba galite naudoti CAM programinę įrangą, kad sugeneruotumėte spiralinio pjovimo programą užduočiai atlikti.
Jei norite sužinoti daugiau arba turite klausimų, nedvejodami susisiekiteinfo@anebon.com
„Anebon“ komandos specializacija ir sąmoningumas aptarnauti padėjo įmonei įgyti puikią reputaciją tarp klientų visame pasaulyje, siūlant prieinamas kainas.CNC apdirbimo dalys, CNC pjovimo detalės irCNC tekinimo staklėsapdirbimo detalės. Pagrindinis „Anebon“ tikslas – padėti klientams pasiekti savo tikslus. Įmonė deda milžiniškas pastangas, kad sukurtų visiems naudingą situaciją, ir kviečia jus prisijungti prie jos.
Įrašo laikas: 2024 m. lapkričio 27 d.