Aluminium is het meest gebruikte non-ferrometaal en het scala aan toepassingen blijft groeien. Er zijn meer dan 700.000 soorten aluminiumproducten, die geschikt zijn voor diverse industrieën, waaronder de bouw, decoratie, transport en lucht- en ruimtevaart. In deze bespreking bespreken we de verwerkingstechnologie van aluminiumproducten en hoe vervorming tijdens de verwerking te voorkomen is.
De voordelen en kenmerken van aluminium zijn onder meer:
- Lage dichtheidAluminium heeft een dichtheid van ongeveer 2,7 g/cm³, wat ongeveer een derde is van die van ijzer of koper.
- Hoge plasticiteit:Aluminium heeft een uitstekende ductiliteit, waardoor het middels drukverwerkingsmethoden, zoals extrusie en rekken, tot verschillende producten kan worden gevormd.
- Corrosiebestendigheid:Aluminium ontwikkelt op natuurlijke wijze een beschermende oxidelaag op het oppervlak, onder natuurlijke omstandigheden of door anodisatie, en biedt daardoor een betere corrosiebestendigheid dan staal.
- Gemakkelijk te versterken:Hoewel zuiver aluminium een lage sterkte heeft, kan de sterkte aanzienlijk worden verhoogd door middel van anodiseren.
- Vergemakkelijkt oppervlaktebehandeling:Oppervlaktebehandelingen kunnen de eigenschappen van aluminium verbeteren of wijzigen. Het anodisatieproces is een bekend en veelgebruikt proces in de verwerking van aluminiumproducten.
- Goede geleidbaarheid en recyclebaarheid:Aluminium is een uitstekende geleider van elektriciteit en is eenvoudig te recyclen.
Technologie voor de verwerking van aluminiumproducten
Aluminiumproduct stempelen
1. Koud stempelen
Het gebruikte materiaal zijn aluminiumkorrels. Deze korrels worden in één stap gevormd met behulp van een extrusiemachine en een mal. Dit proces is ideaal voor het maken van kolomvormige producten of vormen die moeilijk te bereiken zijn door middel van rekken, zoals ellipsvormige, vierkante en rechthoekige vormen. (Zoals weergegeven in Figuur 1, de machine; Figuur 2, de aluminiumkorrels; en Figuur 3, het product)
Het tonnage van de gebruikte machine is gerelateerd aan de dwarsdoorsnede van het product. De spleet tussen de bovenste matrijs en de onderste matrijs van wolfraamstaal bepaalt de wanddikte van het product. Na het persen geeft de verticale spleet tussen de bovenste matrijs en de onderste matrijs de bovenste dikte van het product aan. (Zoals weergegeven in figuur 4)
Voordelen: Korte openingscyclus van de matrijs, lagere ontwikkelingskosten dan bij een rekmatrijs. Nadelen: Lang productieproces, grote schommelingen in de productgrootte tijdens het proces, hoge arbeidskosten.
2. Rekken
Gebruikt materiaal: aluminium plaat. Gebruik een continumalmachine en mal om meerdere vervormingen uit te voeren om aan de vormvereisten te voldoen, geschikt voor niet-kolomvormige lichamen (producten met gebogen aluminium). (Zoals weergegeven in Figuur 5, machine, Figuur 6, mal en Figuur 7, product)
Voordelen:De afmetingen van complexe en meervoudig vervormde producten worden tijdens het productieproces stabiel gecontroleerd en het productoppervlak is gladder.
Nadelen:Hoge kosten voor de matrijs, relatief lange ontwikkelingscyclus en hoge eisen aan de machinekeuze en nauwkeurigheid.
Oppervlaktebehandeling van aluminiumproducten
1. Zandstralen (kogelstralen)
Het proces waarbij het metalen oppervlak wordt gereinigd en ruw gemaakt door de werking van een snelstromende zandstroom.
Deze methode voor aluminiumoppervlaktebehandeling verbetert de reinheid en ruwheid van het werkstukoppervlak. Hierdoor worden de mechanische eigenschappen van het oppervlak verbeterd, wat leidt tot een betere vermoeiingsweerstand. Deze verbetering verbetert de hechting tussen het oppervlak en de aangebrachte coatings, waardoor de duurzaamheid van de coating wordt verlengd. Bovendien vergemakkelijkt het de egalisatie en het esthetische uiterlijk van de coating. Dit proces wordt vaak toegepast op diverse Apple-producten.
2. Polijsten
De verwerkingsmethode maakt gebruik van mechanische, chemische of elektrochemische technieken om de oppervlakteruwheid van een werkstuk te verminderen, wat resulteert in een glad en glanzend oppervlak. Het polijstproces kan worden onderverdeeld in drie hoofdtypen: mechanisch polijsten, chemisch polijsten en elektrolytisch polijsten. Door mechanisch polijsten te combineren met elektrolytisch polijsten, kunnen aluminium onderdelen een spiegelende afwerking krijgen die vergelijkbaar is met die van roestvrij staal. Dit proces geeft een gevoel van hoogwaardige eenvoud, mode en een futuristische uitstraling.
3. Draadtrekken
Metaaldraadtrekken is een productieproces waarbij met schuurpapier herhaaldelijk lijnen uit aluminium platen worden geschraapt. Draadtrekken kan worden onderverdeeld in recht draadtrekken, willekeurig draadtrekken, spiraalvormig draadtrekken en draadtrekken. Het metaaldraadtrekproces kan elke fijne zijdeachtige streep duidelijk zichtbaar maken, waardoor het matte metaal een fijne haarglans krijgt en het product zowel modieus als technologisch is.
4. Lichtsnijden
Bij het snijden van highlights wordt een precisiegraveermachine gebruikt om het diamantmes op de snel roterende (doorgaans 20.000 tpm) spindel van de precisiegraveermachine te versterken. Zo worden onderdelen gesneden en lokale highlights op het productoppervlak gecreëerd. De helderheid van de snijhighlights wordt beïnvloed door de freessnelheid. Hoe hoger de boorsnelheid, hoe helderder de snijhighlights. Omgekeerd geldt: hoe donkerder de snijhighlights, hoe groter de kans op messporen. Hoogglanssnijden is met name gebruikelijk bij mobiele telefoons, zoals de iPhone 5. De laatste jaren zijn sommige metalen frames van high-end tv's voorzien van hoogglans.CNC-frezentechnologie en het anodisatie- en borstelproces zorgen ervoor dat de tv vol zit met mode en technologische scherpte.
5. Anodiseren
Anodiseren is een elektrochemisch proces dat metalen of legeringen oxideert. Tijdens dit proces ontwikkelen aluminium en aluminiumlegeringen een oxidelaag wanneer elektrische stroom onder bepaalde omstandigheden in een specifiek elektrolyt wordt toegepast. Anodiseren verbetert de oppervlaktehardheid en slijtvastheid van aluminium, verlengt de levensduur en verbetert de esthetische aantrekkingskracht. Dit proces is een essentieel onderdeel geworden van de oppervlaktebehandeling van aluminium en is momenteel een van de meest gebruikte en succesvolle methoden.
6. Tweekleurige anode
Een tweekleurige anode verwijst naar het proces waarbij een product wordt geanodiseerd om verschillende kleuren op specifieke gebieden aan te brengen. Hoewel deze tweekleurige anodisatietechniek zelden wordt toegepast in de televisie-industrie vanwege de complexiteit en hoge kosten, versterkt het contrast tussen de twee kleuren de hoogwaardige en unieke uitstraling van het product.
Er zijn verschillende factoren die bijdragen aan de vervorming van aluminium onderdelen, waaronder materiaaleigenschappen, vorm en productieomstandigheden. De belangrijkste oorzaken van vervorming zijn: interne spanning in het werkstuk, snijkrachten en warmteontwikkeling tijdens de bewerking, en krachten die worden uitgeoefend tijdens het klemmen. Om deze vervormingen te minimaliseren, kunnen specifieke procesmaatregelen en bedieningsvaardigheden worden geïmplementeerd.
Procesmaatregelen om verwerkingsdeformatie te verminderen
1. Verminder de interne spanning van de blanco
Natuurlijke of kunstmatige veroudering, samen met vibratiebehandeling, kan de interne spanning van een plaat helpen verminderen. Voorbewerking is hiervoor ook een effectieve methode. Bij een plaat met een dikke kop en grote oren kan er tijdens de bewerking aanzienlijke vervorming optreden vanwege de aanzienlijke marge. Door de overtollige delen van de plaat voor te bewerken en de marge in elk gebied te verkleinen, kunnen we niet alleen de vervorming die tijdens de verdere bewerking optreedt minimaliseren, maar ook een deel van de interne spanning die na de voorbewerking aanwezig is, verlichten.
2. Verbeter het snijvermogen van het gereedschap
Het materiaal en de geometrische parameters van het gereedschap hebben een grote invloed op de snijkracht en warmte. Een goede gereedschapskeuze is essentieel om de vervorming tijdens de bewerking van onderdelen te minimaliseren.
1) Redelijke selectie van geometrische gereedschapsparameters.
① Hellingshoek:Om de sterkte van het zaagblad te behouden, is het raadzaam om de spaanhoek groter te kiezen. Aan de ene kant kan dit een scherpe rand slijpen, en aan de andere kant kan het snijvervorming verminderen, de spaanafvoer soepeler maken en zo de snijkracht en snijtemperatuur verlagen. Vermijd het gebruik van gereedschappen met een negatieve spaanhoek.
② Rughoek:De grootte van de terugloophoek heeft een directe invloed op de slijtage van het achtervlak van het gereedschap en de kwaliteit van het bewerkte oppervlak. De snijdikte is een belangrijke voorwaarde voor de keuze van de terugloophoek. Tijdens ruwfrezen zijn, vanwege de hoge voedingssnelheid, de zware snijbelasting en de hoge warmteontwikkeling, goede warmteafvoeromstandigheden voor het gereedschap vereist. Daarom moet de terugloophoek kleiner worden gekozen. Tijdens fijnfrezen moet de snijkant scherp zijn, moet de wrijving tussen het achtervlak van het gereedschap en het bewerkte oppervlak worden verminderd en moet de elastische vervorming worden verminderd. Daarom moet de terugloophoek groter worden gekozen.
③ Helixhoek:Om het frezen soepel te laten verlopen en de freeskracht te beperken, moet de spiraalhoek zo groot mogelijk worden gekozen.
④ Hoofdafbuigingshoek:Door de belangrijkste afbuighoek op de juiste manier te verkleinen, kunnen de warmteafvoeromstandigheden worden verbeterd en kan de gemiddelde temperatuur in het verwerkingsgebied worden verlaagd.
2) Verbeter de gereedschapsstructuur.
Verminder het aantal freestanden en vergroot de spaanruimte:
Omdat aluminiummaterialen een hoge plasticiteit en aanzienlijke snijvervorming vertonen tijdens de bewerking, is het essentieel om een grotere spaanruimte te creëren. Dit betekent dat de radius van de bodem van de spaangroef groter moet zijn en het aantal tanden op de frees moet worden verminderd.
Fijn slijpen van snijtanden:
De ruwheidswaarde van de snijkanten van de freestanden moet lager zijn dan Ra = 0,4 µm. Voordat u een nieuwe frees gebruikt, is het raadzaam om de voor- en achterkant van de freestanden meerdere keren voorzichtig te slijpen met een fijne oliesteen om bramen of lichte zaagtandpatronen die door het slijpproces zijn achtergebleven, te verwijderen. Dit helpt niet alleen om de snijwarmte te verminderen, maar minimaliseert ook snijvervorming.
Controleer strikt de normen voor gereedschapsslijtage:
Naarmate gereedschap slijt, neemt de oppervlakteruwheid van het werkstuk toe, stijgt de snijtemperatuur en kan het werkstuk meer vervorming ondergaan. Daarom is het cruciaal om gereedschapsmaterialen te kiezen met een uitstekende slijtvastheid en ervoor te zorgen dat de gereedschapsslijtage niet groter is dan 0,2 mm. Als de slijtage deze grens overschrijdt, kan dit leiden tot spaanvorming. Tijdens het snijden moet de temperatuur van het werkstuk over het algemeen onder de 100 °C worden gehouden om vervorming te voorkomen.
3. Verbeter de klemmethode van het werkstuk. Voor dunwandige aluminium werkstukken met een slechte stijfheid kunnen de volgende klemmethoden worden gebruikt om vervorming te verminderen:
① Bij dunwandige busonderdelen kan het gebruik van een zelfcentrerende drieklauwplaat of een veerspantang voor radiale klemming leiden tot vervorming van het werkstuk wanneer het na bewerking wordt losgemaakt. Om dit probleem te voorkomen, is het beter om een axiale klemmethode met een groter kopvlak te gebruiken, die een grotere stijfheid biedt. Positioneer het binnenste gat van het onderdeel, maak een doorn met schroefdraad en plaats deze in het binnenste gat. Gebruik vervolgens een afdekplaat om het kopvlak vast te klemmen en zet deze stevig vast met een moer. Deze methode helpt klemvervorming te voorkomen tijdens het bewerken van de buitencirkel en garandeert een bevredigende bewerkingsnauwkeurigheid.
2 Bij het bewerken van dunwandige plaatwerkstukken is het raadzaam om een vacuümzuignap te gebruiken om een gelijkmatig verdeelde klemkracht te bereiken. Bovendien kan een kleinere snijhoeveelheid vervorming van het werkstuk helpen voorkomen.
Een andere effectieve methode is om de binnenkant van het werkstuk te vullen met een medium om de verwerkingsstijfheid te vergroten. Zo kan bijvoorbeeld een ureumsmelt met 3% tot 6% kaliumnitraat in het werkstuk worden gegoten. Na de verwerking kan het werkstuk in water of alcohol worden ondergedompeld om de vulstof op te lossen en vervolgens worden uitgegoten.
4. Redelijke inrichting van processen
Tijdens het frezen met hoge snelheid ontstaan er vaak trillingen door de grote bewerkingstoleranties en het onderbroken frezen. Deze trillingen kunnen de bewerkingsnauwkeurigheid en de oppervlakteruwheid negatief beïnvloeden.CNC-snelsnijproceswordt doorgaans onderverdeeld in verschillende fasen: voorbewerken, semi-nabewerken, hoekreiniging en afwerking. Voor onderdelen die een hoge precisie vereisen, kan een secundaire semi-nabewerking nodig zijn vóór de afwerking.
Na het voorbewerken is het raadzaam om de onderdelen op natuurlijke wijze te laten afkoelen. Dit helpt de interne spanning die tijdens het voorbewerken ontstaat te elimineren en vervorming te verminderen. De bewerkingstoeslag na het voorbewerken moet groter zijn dan de verwachte vervorming, doorgaans tussen 1 en 2 mm. Tijdens de nabewerking is het belangrijk om een uniforme bewerkingstoeslag op het afgewerkte oppervlak te handhaven, doorgaans tussen 0,2 en 0,5 mm. Deze uniformiteit zorgt ervoor dat het snijgereedschap tijdens de bewerking stabiel blijft, wat snijvervorming aanzienlijk vermindert, de oppervlaktekwaliteit verbetert en de productnauwkeurigheid garandeert.
Operationele vaardigheden om verwerkingsdeformatie te verminderen
Aluminium onderdelen vervormen tijdens de verwerking. Naast bovengenoemde redenen is ook de bewerkingsmethode van groot belang bij de daadwerkelijke verwerking.
1. Voor onderdelen met grote bewerkingstoleranties wordt symmetrische bewerking aanbevolen om de warmteafvoer tijdens de bewerking te verbeteren en warmteconcentratie te voorkomen. Bijvoorbeeld, bij het bewerken van een plaat van 90 mm dik tot 60 mm dik, kan, als de ene zijde direct na de andere zijde wordt gefreesd, een vlakheidstolerantie van 5 mm in de uiteindelijke afmetingen worden bereikt. Bij een symmetrische bewerking met herhaalde invoer, waarbij elke zijde twee keer tot de uiteindelijke maat wordt bewerkt, kan de vlakheid echter worden verbeterd tot 0,3 mm.
2. Wanneer er meerdere holtes in plaatdelen zitten, is het niet raadzaam om de sequentiële verwerkingsmethode te gebruiken, waarbij slechts één holte tegelijk wordt bewerkt. Deze aanpak kan leiden tot ongelijkmatige krachten op de onderdelen, wat resulteert in vervorming. Gebruik in plaats daarvan een gelaagde verwerkingsmethode, waarbij alle holtes in een laag gelijktijdig worden bewerkt voordat de volgende laag wordt bewerkt. Dit zorgt voor een gelijkmatige spanningsverdeling over de onderdelen en minimaliseert het risico op vervorming.
3. Om de snijkracht en warmte te verminderen, is het belangrijk om de snijhoeveelheid aan te passen. Van de drie componenten van de snijhoeveelheid heeft de terugsnijding een aanzienlijke invloed op de snijkracht. Een te hoge bewerkingstolerantie en een te hoge snijkracht tijdens één bewerkingsgang kunnen leiden tot vervorming van de onderdelen, een negatieve invloed hebben op de stijfheid van de spindel van de machine en de duurzaamheid van het gereedschap verminderen.
Hoewel het verminderen van de hoeveelheid achterwaartse snijkracht de levensduur van het gereedschap kan verlengen, kan het ook de productie-efficiëntie verlagen. Hogesnelheidsfrezen in CNC-bewerking kan dit probleem echter effectief aanpakken. Door de hoeveelheid achterwaartse snijkracht te verminderen en de voedingssnelheid en de snelheid van de machine te verhogen, kan de snijkracht worden verlaagd zonder de bewerkingsefficiëntie in gevaar te brengen.
4. De volgorde van de snijbewerkingen is belangrijk. Voorbewerking is gericht op het maximaliseren van de bewerkingsefficiëntie en het verhogen van de materiaalverwijderingssnelheid per tijdseenheid. Meestal wordt voor deze fase gebruikgemaakt van omgekeerd frezen. Bij omgekeerd frezen wordt overtollig materiaal van het oppervlak van de plaat verwijderd met de hoogste snelheid en in de kortst mogelijke tijd, waardoor effectief een geometrisch basisprofiel wordt gevormd voor de nabewerking.
Aan de andere kant geeft de afwerking prioriteit aan hoge precisie en kwaliteit, waardoor meelopend frezen de voorkeurstechniek is. Bij meelopend frezen neemt de dikte van de snede geleidelijk af van maximaal naar nul. Deze aanpak vermindert de verharding van het werkstuk aanzienlijk en minimaliseert de vervorming van de te bewerken onderdelen.
5. Dunwandige werkstukken ondervinden vaak vervorming door klemming tijdens de bewerking, een probleem dat zelfs tijdens de afwerking blijft bestaan. Om deze vervorming te minimaliseren, is het raadzaam om de klem los te maken voordat de uiteindelijke maat tijdens de afwerking is bereikt. Hierdoor keert het werkstuk terug naar zijn oorspronkelijke vorm, waarna het voorzichtig opnieuw kan worden vastgeklemd – voldoende om het werkstuk op zijn plaats te houden – op basis van het gevoel van de operator. Deze methode helpt bij het bereiken van de ideale bewerkingsresultaten.
Kortom, de klemkracht moet zo dicht mogelijk bij het steunvlak worden uitgeoefend en langs de sterkste, stijve as van het werkstuk worden geleid. Hoewel het cruciaal is om te voorkomen dat het werkstuk losraakt, moet de klemkracht tot een minimum worden beperkt om optimale resultaten te garanderen.
6. Voorkom bij het bewerken van onderdelen met holtes dat de frees direct in het materiaal dringt, zoals een boor zou doen. Deze aanpak kan leiden tot onvoldoende spaanruimte voor de frees, wat problemen kan veroorzaken zoals een ongelijkmatige spaanafvoer, oververhitting, uitzetting en mogelijk inzakken van de spaan of breuk van de componenten.
Gebruik in plaats daarvan eerst een boor van dezelfde grootte of groter dan de frees om het eerste freesgat te maken. Daarna wordt de frees gebruikt voor freesbewerkingen. U kunt ook CAM-software gebruiken om een spiraalvormig snijprogramma voor de taak te genereren.
Als u meer wilt weten of een aanvraag wilt indienen, neem dan gerust contact met ons op.info@anebon.com
De specialiteit en het servicebewustzijn van het Anebon-team hebben het bedrijf geholpen een uitstekende reputatie te verwerven onder klanten wereldwijd voor het aanbieden van betaalbareCNC-bewerkingsonderdelen, CNC-snijdelen enCNC-draaibankBewerkingsonderdelen. De primaire doelstelling van Anebon is om klanten te helpen hun doelen te bereiken. Het bedrijf heeft zich enorm ingespannen om een win-winsituatie voor iedereen te creëren en nodigt u van harte uit om zich bij hen aan te sluiten.
Plaatsingstijd: 27-11-2024