Aluminium jest najszerzej stosowanym metalem nieżelaznym, a zakres jego zastosowań stale się rozszerza. Istnieje ponad 700 000 rodzajów produktów aluminiowych, które są przeznaczone dla różnych branż, w tym budownictwa, dekoracji, transportu i lotnictwa. W tej dyskusji przyjrzymy się technologii przetwarzania produktów aluminiowych i sposobom unikania deformacji podczas przetwarzania.
Zalety i właściwości aluminium obejmują:
- Niska gęstość:Glin ma gęstość około 2,7 g/cm³, co stanowi mniej więcej jedną trzecią gęstości żelaza lub miedzi.
- Wysoka plastyczność:Aluminium charakteryzuje się doskonałą ciągliwością, co pozwala na formowanie z niego różnorodnych produktów metodami obróbki ciśnieniowej, takimi jak wytłaczanie i rozciąganie.
- Odporność na korozję:Aluminium w naturalny sposób wytwarza na swojej powierzchni ochronną warstwę tlenku, zarówno pod wpływem naturalnych warunków, jak i w procesie anodowania, dzięki czemu zapewnia lepszą odporność na korozję w porównaniu ze stalą.
- Łatwe do wzmocnienia:Mimo że czyste aluminium ma niską wytrzymałość, można ją znacznie zwiększyć poprzez anodowanie.
- Ułatwia obróbkę powierzchni:Obróbka powierzchni może poprawić lub zmodyfikować właściwości aluminium. Proces anodowania jest dobrze ugruntowany i szeroko stosowany w przetwórstwie produktów aluminiowych.
- Dobra przewodność i możliwość recyklingu:Aluminium jest doskonałym przewodnikiem prądu i łatwo poddaje się recyklingowi.
Technologia przetwarzania wyrobów aluminiowych
Tłoczenie wyrobów aluminiowych
1. Tłoczenie na zimno
Materiałem używanym są granulki aluminiowe. Granulki te są formowane w jednym kroku przy użyciu maszyny wytłaczającej i formy. Proces ten jest idealny do tworzenia produktów kolumnowych lub kształtów, które trudno osiągnąć poprzez rozciąganie, takich jak formy eliptyczne, kwadratowe i prostokątne. (Jak pokazano na rysunku 1, maszyna; rysunek 2, granulki aluminiowe; i rysunek 3, produkt)
Tonaż używanej maszyny jest związany z powierzchnią przekroju poprzecznego produktu. Szczelina między górnym stemplem matrycy a dolną matrycą wykonaną ze stali wolframowej określa grubość ścianki produktu. Po zakończeniu prasowania pionowa szczelina od górnego stempla matrycy do dolnej matrycy wskazuje górną grubość produktu. (Jak pokazano na rysunku 4)
Zalety: Krótki cykl otwierania formy, niższe koszty rozwoju niż w przypadku formy rozciągającej. Wady: Długi proces produkcyjny, duże wahania wielkości produktu w trakcie procesu, wysokie koszty pracy.
2. Rozciąganie
Materiał użyty: blacha aluminiowa. Użyj maszyny do formowania ciągłego i formy, aby wykonać wielokrotne odkształcenia, aby spełnić wymagania dotyczące kształtu, odpowiednie dla korpusów niekolumnowych (produkty z zakrzywionym aluminium). (Jak pokazano na rysunku 5, maszyna, rysunku 6, forma i rysunku 7, produkt)
Zalety:Wymiary skomplikowanych i wielokrotnie odkształcanych produktów są stabilnie kontrolowane w trakcie procesu produkcyjnego, a powierzchnia produktu jest gładsza.
Wady:Wysoki koszt formy, stosunkowo długi cykl rozwojowy oraz wysokie wymagania co do wyboru maszyny i precyzji.
Obróbka powierzchni wyrobów aluminiowych
1. Piaskowanie (śrutowanie)
Proces czyszczenia i nadawania szorstkości powierzchni metalu poprzez uderzanie piaskiem o dużej prędkości.
Ta metoda obróbki powierzchni aluminium poprawia czystość i szorstkość powierzchni przedmiotu obrabianego. W rezultacie właściwości mechaniczne powierzchni ulegają poprawie, co prowadzi do lepszej odporności na zmęczenie. Ta poprawa zwiększa przyczepność między powierzchnią a wszelkimi zastosowanymi powłokami, wydłużając trwałość powłoki. Ponadto ułatwia wyrównywanie i estetyczny wygląd powłoki. Ten proces jest powszechnie spotykany w różnych produktach Apple.
2. Polerowanie
Metoda przetwarzania wykorzystuje techniki mechaniczne, chemiczne lub elektrochemiczne w celu zmniejszenia chropowatości powierzchni przedmiotu obrabianego, co skutkuje gładką i błyszczącą powierzchnią. Proces polerowania można podzielić na trzy główne typy: polerowanie mechaniczne, polerowanie chemiczne i polerowanie elektrolityczne. Łącząc polerowanie mechaniczne z polerowaniem elektrolitycznym, części aluminiowe mogą uzyskać lustrzane wykończenie podobne do stali nierdzewnej. Proces ten nadaje poczucie wysokiej klasy prostoty, mody i futurystycznego uroku.
3. Przeciąganie drutu
Ciągnienie drutu metalowego to proces produkcyjny, w którym linie są wielokrotnie zdrapywane z płyt aluminiowych papierem ściernym. Ciągnienie drutu można podzielić na ciągnienie drutu prostego, ciągnienie drutu losowego, ciągnienie drutu spiralnego i ciągnienie drutu nitkowego. Proces ciągnienia drutu metalowego może wyraźnie pokazać każdy delikatny ślad jedwabiu, dzięki czemu matowy metal ma delikatny połysk włosów, a produkt ma zarówno modę, jak i technologię.
4. Cięcie światłem o wysokiej intensywności
Cięcie z połyskiem wykorzystuje precyzyjną maszynę grawerską do wzmocnienia noża diamentowego na szybkoobrotowym (zwykle 20 000 obr./min) wrzecionie precyzyjnej maszyny grawerskiej w celu cięcia części i tworzenia lokalnych obszarów podświetlenia na powierzchni produktu. Jasność podświetleń cięcia zależy od prędkości wiertła frezującego. Im szybsza prędkość wiertła, tym jaśniejsze są podświetlenia cięcia. Z drugiej strony, im ciemniejsze są podświetlenia cięcia, tym bardziej prawdopodobne jest, że powstaną na nich ślady noża. Cięcie z połyskiem jest szczególnie powszechne w telefonach komórkowych, takich jak iPhone 5. W ostatnich latach niektóre metalowe ramki telewizorów wysokiej klasy przyjęłyFrezowanie CNCTechnologia ta oraz procesy anodowania i szczotkowania sprawiają, że telewizor jest pełen nowoczesności i technologicznej precyzji.
5. Anodowanie
Anodowanie to proces elektrochemiczny, który utlenia metale lub stopy. Podczas tego procesu aluminium i jego stopy tworzą warstwę tlenku, gdy prąd elektryczny jest stosowany w określonym elektrolicie w określonych warunkach. Anodowanie zwiększa twardość powierzchni i odporność na zużycie aluminium, wydłuża jego żywotność i poprawia jego walory estetyczne. Proces ten stał się istotnym elementem obróbki powierzchni aluminium i jest obecnie jedną z najszerzej stosowanych i najskuteczniejszych dostępnych metod.
6. Anoda dwukolorowa
Dwukolorowa anoda odnosi się do procesu anodowania produktu w celu nałożenia różnych kolorów na określone obszary. Chociaż ta dwukolorowa technika anodowania jest rzadko stosowana w przemyśle telewizyjnym ze względu na jej złożoność i wysoki koszt, kontrast między dwoma kolorami wzmacnia ekskluzywny i wyjątkowy wygląd produktu.
Istnieje kilka czynników, które przyczyniają się do odkształceń obróbki części aluminiowych, w tym właściwości materiału, kształt części i warunki produkcji. Główne przyczyny odkształceń obejmują: naprężenia wewnętrzne obecne w półfabrykacie, siły skrawania i ciepło wytwarzane podczas obróbki oraz siły wywierane podczas zaciskania. Aby zminimalizować te odkształcenia, można wdrożyć określone środki procesowe i umiejętności operacyjne.
Środki procesowe mające na celu zmniejszenie deformacji przetwarzania
1. Zmniejszenie naprężeń wewnętrznych w półfabrykacie
Naturalne lub sztuczne starzenie, wraz z obróbką wibracyjną, może pomóc zmniejszyć wewnętrzne naprężenia półfabrykatu. Wstępne przetwarzanie jest również skuteczną metodą w tym celu. W przypadku półfabrykatu z grubą głową i dużymi uszami, może wystąpić znaczna deformacja podczas przetwarzania z powodu znacznego marginesu. Poprzez wstępne przetwarzanie nadmiarowych części półfabrykatu i zmniejszanie marginesu w każdym obszarze, możemy nie tylko zminimalizować deformację, która występuje podczas późniejszego przetwarzania, ale także złagodzić część wewnętrznych naprężeń obecnych po wstępnym przetwarzaniu.
2. Poprawa zdolności skrawania narzędzia
Materiał narzędzia i parametry geometryczne znacząco wpływają na siłę cięcia i ciepło. Prawidłowy wybór narzędzia jest niezbędny, aby zminimalizować odkształcenia obróbki części.
1) Rozsądny dobór parametrów geometrycznych narzędzia.
① Kąt natarcia:W warunkach utrzymania wytrzymałości ostrza, kąt natarcia jest odpowiednio dobierany, aby był większy. Z jednej strony może szlifować ostrą krawędź, a z drugiej strony może zmniejszyć odkształcenie cięcia, sprawić, że usuwanie wiórów będzie płynne, a tym samym zmniejszyć siłę cięcia i temperaturę cięcia. Unikaj używania narzędzi o ujemnym kącie natarcia.
② Kąt oparcia:Wielkość kąta tylnego ma bezpośredni wpływ na zużycie tylnej powierzchni narzędzia i jakość obrabianej powierzchni. Grubość cięcia jest ważnym warunkiem wyboru kąta tylnego. Podczas frezowania zgrubnego, ze względu na dużą prędkość posuwu, duże obciążenie skrawania i wysoką generację ciepła, wymagane są dobre warunki rozpraszania ciepła przez narzędzie. Dlatego też należy wybrać mniejszy kąt tylny. Podczas frezowania dokładnego krawędź musi być ostra, tarcie między tylną powierzchnią narzędzia a obrabianą powierzchnią musi być zmniejszone, a odkształcenie sprężyste musi być zmniejszone. Dlatego też należy wybrać większy kąt tylny.
③ Kąt linii śrubowej:Aby frezowanie przebiegało płynnie i aby zmniejszyć siłę potrzebną do frezowania, kąt pochylenia linii śrubowej powinien być jak największy.
④ Główny kąt odchylenia:Odpowiednie zmniejszenie głównego kąta ugięcia może poprawić warunki odprowadzania ciepła i obniżyć średnią temperaturę obszaru przetwarzania.
2) Ulepszenie struktury narzędzi.
Zmniejsz liczbę zębów frezu i zwiększ przestrzeń na wióry:
Ponieważ materiały aluminiowe wykazują wysoką plastyczność i znaczną deformację podczas obróbki, istotne jest stworzenie większej przestrzeni na wióry. Oznacza to, że promień dna rowka na wióry powinien być większy, a liczba zębów frezu powinna być zmniejszona.
Dokładne szlifowanie zębów frezu:
Wartość chropowatości krawędzi tnących zębów frezu powinna być mniejsza niż Ra = 0,4 µm. Przed użyciem nowego frezu zaleca się delikatne przeszlifowanie przedniej i tylnej części zębów frezu drobnym kamieniem olejowym kilka razy, aby wyeliminować wszelkie zadziory lub drobne wzory piły pozostałe po procesie ostrzenia. Pomaga to nie tylko w zmniejszeniu ciepła cięcia, ale także minimalizuje odkształcenia cięcia.
Ściśle kontroluj normy zużycia narzędzi:
W miarę zużywania się narzędzi chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego wzrasta, wzrasta temperatura cięcia, a przedmiot obrabiany może ulec zwiększonej deformacji. Dlatego też kluczowe jest, aby wybierać materiały narzędziowe o doskonałej odporności na zużycie i upewnić się, że zużycie narzędzia nie przekracza 0,2 mm. Jeśli zużycie przekroczy tę granicę, może to prowadzić do tworzenia się wiórów. Podczas cięcia temperatura przedmiotu obrabianego powinna być na ogół utrzymywana poniżej 100°C, aby zapobiec deformacji.
3. Popraw metodę zaciskania przedmiotu obrabianego. W przypadku cienkościennych aluminiowych przedmiotów obrabianych o słabej sztywności, można użyć następujących metod zaciskania, aby zmniejszyć odkształcenia:
① W przypadku cienkościennych części tulejowych użycie samocentrującego uchwytu trójszczękowego lub tulei zaciskowej sprężynowej do zaciskania promieniowego może prowadzić do odkształcenia przedmiotu obrabianego po jego poluzowaniu po obróbce. Aby uniknąć tego problemu, lepiej jest użyć metody zaciskania powierzchni czołowej osiowej, która zapewnia większą sztywność. Umieść wewnętrzny otwór części, utwórz gwintowany trzpień przelotowy i włóż go do wewnętrznego otworu. Następnie użyj płyty osłonowej, aby zacisnąć powierzchnię czołową i mocno ją zabezpieczyć nakrętką. Ta metoda pomaga zapobiegać odkształceniu zacisku podczas obróbki zewnętrznego okręgu, zapewniając zadowalającą dokładność obróbki.
② Podczas obróbki cienkościennych elementów z blachy zaleca się użycie przyssawki próżniowej, aby uzyskać równomiernie rozłożoną siłę zacisku. Ponadto użycie mniejszej ilości cięcia może pomóc zapobiec odkształceniu elementu obrabianego.
Inną skuteczną metodą jest wypełnienie wnętrza przedmiotu obrabianego medium w celu zwiększenia jego sztywności obróbki. Na przykład, stop mocznika zawierający 3% do 6% azotanu potasu można wlać do przedmiotu obrabianego. Po obróbce przedmiot obrabiany można zanurzyć w wodzie lub alkoholu, aby rozpuścić wypełniacz, a następnie wylać go.
4. Rozsądne rozplanowanie procesów
Podczas skrawania z dużą prędkością proces frezowania często generuje drgania z powodu dużych naddatków na obróbkę i przerywanego cięcia. Drgania te mogą negatywnie wpływać na dokładność obróbki i chropowatość powierzchni. W rezultacieProces cięcia CNC z dużą prędkościąjest zazwyczaj podzielony na kilka etapów: obróbka zgrubna, półwykańczająca, czyszczenie kątowe i wykańczająca. W przypadku części wymagających wysokiej precyzji, przed wykończeniem może być konieczne wtórne półwykańczanie.
Po etapie obróbki zgrubnej zaleca się pozostawienie części do naturalnego ostygnięcia. Pomaga to wyeliminować naprężenia wewnętrzne powstające podczas obróbki zgrubnej i zmniejsza odkształcenia. Naddatek na obróbkę pozostały po obróbce zgrubnej powinien być większy niż oczekiwane odkształcenie, zazwyczaj od 1 do 2 mm. Podczas etapu wykańczania ważne jest utrzymanie równomiernego naddatku na obróbkę na wykończonej powierzchni, zazwyczaj od 0,2 do 0,5 mm. Ta równomierność zapewnia, że narzędzie skrawające pozostaje w stabilnym stanie podczas obróbki, co znacznie zmniejsza odkształcenia podczas cięcia, poprawia jakość powierzchni i zapewnia dokładność produktu.
Umiejętności operacyjne w celu zmniejszenia deformacji przetwarzania
Części aluminiowe odkształcają się podczas obróbki. Oprócz powyższych powodów, metoda działania jest również bardzo ważna w rzeczywistej pracy.
1. W przypadku części o dużych naddatkach na obróbkę zaleca się obróbkę symetryczną w celu poprawy odprowadzania ciepła podczas obróbki i zapobiegania koncentracji ciepła. Na przykład podczas obróbki blachy o grubości 90 mm do 60 mm, jeśli jedna strona jest frezowana bezpośrednio po drugiej stronie, ostateczne wymiary mogą skutkować tolerancją płaskości wynoszącą 5 mm. Jednak jeśli zostanie zastosowane podejście do obróbki symetrycznej z powtarzalnym posuwem, w którym każda strona jest obrabiana do ostatecznego rozmiaru dwa razy, płaskość można poprawić do 0,3 mm.
2. Gdy na częściach arkuszowych występuje wiele wnęk, nie zaleca się stosowania metody przetwarzania sekwencyjnego, polegającej na zajmowaniu się jedną wnęką na raz. Takie podejście może prowadzić do nierównomiernych sił na częściach, co skutkuje odkształceniem. Zamiast tego należy stosować metodę przetwarzania warstwowego, w której wszystkie wnęki w warstwie są przetwarzane jednocześnie przed przejściem do następnej warstwy. Zapewnia to równomierne rozłożenie naprężeń na częściach i minimalizuje ryzyko odkształcenia.
3. Aby zmniejszyć siłę cięcia i ciepło, ważne jest dostosowanie ilości cięcia. Spośród trzech składników ilości cięcia, ilość cięcia wstecznego znacząco wpływa na siłę cięcia. Jeśli naddatek na obróbkę jest zbyt duży, a siła cięcia podczas jednego przejścia jest zbyt duża, może to prowadzić do odkształcenia części, negatywnie wpłynąć na sztywność wrzeciona obrabiarki i zmniejszyć trwałość narzędzia.
Podczas gdy zmniejszenie ilości skrawania wstecznego może zwiększyć trwałość narzędzia, może również obniżyć wydajność produkcji. Jednak frezowanie z dużą prędkością w obróbce CNC może skutecznie rozwiązać ten problem. Poprzez zmniejszenie ilości skrawania wstecznego i odpowiednie zwiększenie szybkości posuwu i prędkości narzędzia obrabiarki, siła skrawania może zostać zmniejszona bez uszczerbku dla wydajności obróbki.
4. Kolejność operacji skrawania jest ważna. Obróbka zgrubna koncentruje się na maksymalizacji wydajności obróbki i zwiększeniu szybkości usuwania materiału na jednostkę czasu. Zazwyczaj w tej fazie stosuje się frezowanie odwrotne. Podczas frezowania odwrotnego nadmiar materiału z powierzchni półfabrykatu jest usuwany z najwyższą prędkością i w najkrótszym możliwym czasie, skutecznie tworząc podstawowy profil geometryczny do etapu wykańczania.
Z drugiej strony, wykańczanie stawia na wysoką precyzję i jakość, co sprawia, że frezowanie w dół jest preferowaną techniką. Podczas frezowania w dół grubość cięcia stopniowo zmniejsza się od maksimum do zera. Takie podejście znacznie zmniejsza utwardzanie i minimalizuje odkształcenia obrabianych części.
5. Cienkościenne przedmioty obrabiane często ulegają deformacji z powodu zaciskania podczas obróbki, co stanowi wyzwanie nawet w fazie wykańczania. Aby zminimalizować tę deformację, zaleca się poluzowanie urządzenia zaciskowego przed osiągnięciem ostatecznego rozmiaru podczas wykańczania. Pozwala to przedmiotowi obrabianemu powrócić do pierwotnego kształtu, po czym można go delikatnie ponownie zamocować — w stopniu wystarczającym jedynie do przytrzymania przedmiotu obrabianego na miejscu — w zależności od odczuć operatora. Ta metoda pomaga osiągnąć idealne rezultaty obróbki.
Podsumowując, siła zacisku powinna być stosowana jak najbliżej powierzchni nośnej i skierowana wzdłuż najmocniejszej sztywnej osi przedmiotu obrabianego. Chociaż kluczowe jest zapobieganie poluzowaniu się przedmiotu obrabianego, siła zacisku powinna być utrzymywana na minimalnym poziomie, aby zapewnić optymalne rezultaty.
6. Podczas obróbki części z wnękami należy unikać bezpośredniego wnikania frezu w materiał, tak jak robi to wiertło. Takie podejście może prowadzić do niewystarczającej ilości miejsca na wióry dla frezu, co powoduje problemy, takie jak nierówne usuwanie wiórów, przegrzanie, rozszerzanie się i potencjalne zapadanie się wiórów lub pękanie elementów.
Zamiast tego najpierw użyj wiertła, które jest tej samej wielkości lub większe niż frez, aby utworzyć początkowy otwór frezu. Następnie frez jest używany do operacji frezowania. Alternatywnie możesz wykorzystać oprogramowanie CAM do wygenerowania programu cięcia spiralnego dla tego zadania.
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej lub zadać pytanie, skontaktuj się z nami.info@anebon.com
Specjalistyczna wiedza i świadomość usług zespołu Anebon pomogły firmie zyskać doskonałą reputację wśród klientów na całym świecie, oferując przystępne cenyCzęści obrabiane CNC, części cięte CNC iTokarka CNCczęści do obróbki. Głównym celem Anebon jest pomoc klientom w osiągnięciu ich celów. Firma dokłada wszelkich starań, aby stworzyć sytuację korzystną dla wszystkich i zaprasza do dołączenia do niej.
Czas publikacji: 27-11-2024