Vários fatores contribuem para a distorção dos componentes de alumínio durante o processo de fabricação, incluindo propriedades do material, geometria da peça e parâmetros de produção.
Os principais fatores abrangem tensões internas na matéria-prima, distorção resultante de forças de usinagem e calor, e deformação induzida pela pressão de fixação.
1. Medidas de processo para reduzir a deformação do processamento
1. Reduza a tensão interna da peça bruta
A tensão interna da matéria-prima pode ser um pouco aliviada por meio de envelhecimento natural ou artificial e procedimentos de vibração.O processamento preliminar também é um método viável.No caso de matérias-primas com saliências generosas e saliências substanciais, a distorção pós-processamento também é significativa.
O processamento prévio da parte excedente da matéria-prima e a diminuição da saliência de cada seção podem não apenas mitigar a distorção do processamento em procedimentos subsequentes, mas também permitir que ela seja reservada por um período pós-processamento preliminar, o que pode aliviar ainda mais alguns dos tensão interna.
2. Melhore a capacidade de corte da ferramenta
A força de corte e o calor de corte durante a usinagem são significativamente influenciados pela composição do material e pelo formato específico da ferramenta.A seleção da ferramenta apropriada é vital para minimizar a distorção durante o processamento da peça.
1) Selecione razoavelmente os parâmetros geométricos da ferramenta.
①O ângulo de inclinação desempenha um papel crítico nas operações de corte.É importante selecionar cuidadosamente um ângulo de inclinação maior e, ao mesmo tempo, garantir que a resistência da lâmina seja mantida.Um ângulo de saída maior não apenas ajuda a obter uma aresta de corte mais afiada, mas também minimiza a distorção de corte e facilita a remoção eficiente de cavacos, levando à redução da força de corte e da temperatura.Ferramentas com ângulos de inclinação negativos devem ser evitadas a todo custo.
②Ângulo de relevo: A magnitude do ângulo de relevo afeta significativamente o desgaste no flanco e a qualidade da superfície usinada.A seleção do ângulo de relevo depende da espessura do corte.No fresamento em desbaste, onde há avanço substancial, carga de corte pesada e alta geração de calor, é crucial garantir a dissipação de calor ideal da ferramenta.Portanto, um ângulo de relevo menor deve ser escolhido.Por outro lado, para fresamento fino, é necessária uma aresta de corte afiada para minimizar o atrito entre o flanco e a superfície usinada e para reduzir a deformação elástica.Consequentemente, um ângulo de folga maior é recomendado.
③Ângulo de hélice: Para tornar o fresamento suave e reduzir a força de fresamento, o ângulo de hélice deve ser o maior possível.
④ Ângulo de deflexão principal: A redução adequada do ângulo de deflexão principal pode melhorar as condições de dissipação de calor e reduzir a temperatura média da área de processamento.
2) Melhorar a estrutura da ferramenta.
①Para melhorar o escoamento dos cavacos, é importante diminuir a quantidade de dentes na fresa e aumentar o espaço dos cavacos.Devido à maior plasticidade das peças de alumínio, há maior deformação de corte durante o processamento, necessitando de um maior espaço para cavacos.Como resultado, recomenda-se um raio inferior maior para o canal do cavaco e uma redução no número de dentes da fresa.
②Realize um afiamento preciso dos dentes da lâmina, garantindo que o valor de rugosidade da aresta de corte esteja abaixo de Ra = 0,4um.Ao usar uma faca nova, é aconselhável lixar levemente a parte frontal e posterior dos dentes com uma pedra fina de óleo para remover quaisquer rebarbas e pequenas irregularidades que possam ter resultado do afiamento.Este processo não apenas reduz o calor de corte, mas também minimiza a deformação do corte.
③É essencial monitorar de perto os padrões de desgaste das ferramentas de corte.À medida que a ferramenta se desgasta, o valor da rugosidade da superfície da peça aumenta, a temperatura de corte aumenta e a deformação da peça torna-se mais pronunciada.Além de escolher materiais para ferramentas de corte com excelente resistência ao desgaste, é fundamental respeitar um limite máximo de desgaste da ferramenta de 0,2 mm para evitar a ocorrência de arestas postiças.Durante as operações de corte, recomenda-se manter a temperatura da peça abaixo de 100°C para evitar deformações.
3. Melhore o método de fixação das peças de trabalho
Para peças de alumínio com paredes finas e baixa rigidez, os seguintes métodos de fixação podem ser usados para reduzir a deformação:
①Ao trabalhar com peças de bucha de parede fina, usar um mandril autocentrante de três mandíbulas ou mandril de mola para fixar as peças radialmente pode resultar na deformação da peça quando afrouxada após o processamento.Nesses casos, é aconselhável empregar um método de compressão axial mais forte da face final.Comece localizando o furo interno da peça, criando um mandril rosqueado personalizado e inserindo-o no furo interno.Utilize uma placa de cobertura para aplicar pressão na face final e, em seguida, fixe-a no lugar com uma porca.Ao empregar essa abordagem, você pode evitar a deformação da fixação durante o processamento do círculo externo, levando a uma maior precisão do processamento.
②Ao trabalhar com peças de chapa metálica de paredes finas, é aconselhável utilizar tecnologia de fixação magnética para obter força de fixação uniforme, juntamente com parâmetros de corte mais precisos.Esta abordagem mitiga efetivamente o risco de deformação da peça durante o processamento. Como alternativa, o suporte interno pode ser implementado para aumentar a estabilidade dos componentes de paredes finas.
Ao infundir a peça de trabalho com um meio de suporte, como uma solução de ureia contendo 3% a 6% de nitrato de potássio, a probabilidade de deformação durante a fixação e o corte pode ser minimizada.Este enchimento pode ser posteriormente dissolvido e removido por imersão da peça de trabalho em água ou álcool pós-processamento.
4. Organize o processo de maneira razoável
Durante o corte em alta velocidade, o processo de fresamento está sujeito a vibrações devido à margem substancial de usinagem e ao corte intermitente, levando a impactos adversos na precisão da usinagem e na rugosidade da superfície.Consequentemente, o procedimento de corte CNC de alta velocidade normalmente abrange várias etapas, nomeadamente usinagem de desbaste, semiacabamento, limpeza de cantos e acabamento, entre outras.
Nos casos em que os componentes exigem alta precisão, pode ser necessária a execução de semiacabamento secundário seguido de acabamento.Após a usinagem em desbaste, é benéfico permitir que as peças sofram resfriamento natural para aliviar a tensão interna induzida pela usinagem em desbaste e minimizar a deformação.A margem deixada após a usinagem de desbaste deve ultrapassar o nível de deformação, geralmente variando de 1 a 2 mm.
Além disso, ao realizar o acabamento, é imperativo manter uma margem de usinagem consistente na superfície acabada da peça, normalmente variando de 0,2 a 0,5 mm.Essa prática garante que a ferramenta permaneça em condição estável durante o processamento, mitigando significativamente a deformação do corte, alcançando qualidade superior de processamento de superfície e mantendo a precisão do produto.
2. Habilidades operacionais para reduzir a deformação do processamento
Peças feitas depeças de alumínio usinadas cncsão deformados durante o processamento.Além das razões acima, o método operacional também é muito importante na operação real.
1. Para componentes com margem de usinagem substancial, é essencial empregar técnicas de processamento simétrico para aumentar a dissipação de calor durante a usinagem e evitar a concentração de calor.A título de ilustração, ao reduzir uma chapa de 90 mm de espessura para 60 mm, fresar um lado e depois fresar imediatamente o outro, seguido de um único processo de dimensionamento final resulta em uma planicidade de 5 mm.Em contraste, o emprego de processamento simétrico repetido, com cada lado fresado em dois estágios, garante um tamanho final com planicidade de 0,3 mm.
2. Se houver vários entalhes no componente da placa, não é recomendado empregar o método de processamento passo a passo para cada entalhe individual.Isto pode levar a uma distribuição irregular de tensões e subsequente deformação do componente.Em vez disso, considere implementar o processamento em camadas para usinar todos os recuos simultaneamente em cada camada, antes de passar para a próxima camada.Isso ajudará a garantir uma distribuição uniforme da tensão e minimizar a deformação.
3. Para mitigar a força de corte e o calor, a quantidade de corte pode ser ajustada.Entre o trio de fatores de quantidade de corte, a quantidade de corte reverso impacta significativamente a força de corte.A tolerância de usinagem e a força de corte excessivas podem levar à deformação da peça, comprometer a rigidez do fuso da máquina-ferramenta e reduzir a durabilidade da ferramenta.Uma diminuição na quantidade de corte reverso pode reduzir substancialmente a eficiência da produção.No entanto, o fresamento de alta velocidade na usinagem CNC pode resolver esse problema.Ao diminuir simultaneamente a quantidade de corte reverso e aumentar o avanço e a velocidade da máquina-ferramenta, a força de corte pode ser diminuída enquanto mantém a eficiência do processamento.
4. Atenção também deve ser dada à sequência de corte.Na usinagem de desbaste, o foco está no aumento da eficiência do processamento e na busca pela remoção máxima de material por unidade de tempo.Geralmente, o fresamento ascendente é preferido.Isso significa que o excesso de material na superfície da peça é removido na maior velocidade e no menor tempo possível para estabelecer o contorno geométrico necessário para o acabamento.Por outro lado, o processo de acabamento prioriza alta precisão e qualidade superior, por isso o fresamento descendente é recomendado.À medida que a espessura de corte da ferramenta diminui gradualmente do máximo a zero durante o fresamento descendente, ela reduz significativamente o endurecimento por trabalho e minimiza a deformação da peça.
5. A deformação de peças de paredes finas causada pela fixação durante o processamento é um problema inevitável, mesmo após o acabamento.Para minimizar a deformação da peça, recomenda-se liberar a pressão antes do acabamento para atingir as dimensões finais.Isso permite que a peça de trabalho retorne naturalmente à sua forma original.Posteriormente, a pressão pode ser apertada com cautela até que a peça esteja totalmente fixada, alcançando o efeito de processamento desejado.Idealmente, a força de fixação deve ser aplicada à superfície de apoio, alinhando-se com a rigidez da peça.Ao mesmo tempo que garante que a peça de trabalho permanece segura, é preferível utilizar uma força de fixação mínima.
6. Ao usinar peças com espaço oco, é aconselhável evitar que a fresa penetre diretamente na peça, semelhante a uma broca, durante o processo.Isso pode levar a um espaço limitado de cavacos para a fresa, dificultar o escoamento de cavacos e resultar em superaquecimento, expansão e deterioração das peças.Podem ocorrer ocorrências indesejáveis, como distorção e quebra da ferramenta.Recomenda-se utilizar inicialmente uma broca de tamanho igual ou um pouco maior que a fresa para fazer o furo e posteriormente utilizar a fresa para usinagem.Alternativamente, um programa de corte em espiral pode ser gerado usando software CAM.
O principal desafio que influencia a precisão da fabricação de peças de alumínio e a qualidade do acabamento superficial é a suscetibilidade dessas peças à distorção durante o processamento.Isto exige que o operador possua um certo nível de conhecimento e proficiência operacional.
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Horário da postagem: 02 de fevereiro de 2024