Aluminiul este cel mai utilizat metal neferos, iar gama sa de aplicații continuă să se extindă. Există peste 700.000 de tipuri de produse din aluminiu, care deservesc diverse industrii, inclusiv construcții, decorațiuni, transporturi și industria aerospațială. În această discuție, vom explora tehnologia de procesare a produselor din aluminiu și cum să evităm deformarea în timpul procesării.
Avantajele și caracteristicile aluminiului includ:
- Densitate scăzutăAluminiul are o densitate de aproximativ 2,7 g/cm³, ceea ce reprezintă aproximativ o treime din cea a fierului sau cuprului.
- Plasticitate ridicată:Aluminiul are o ductilitate excelentă, permițându-i să fie modelat în diverse produse prin metode de prelucrare sub presiune, cum ar fi extrudarea și întinderea.
- Rezistență la coroziune:Aluminiul dezvoltă în mod natural o peliculă protectoare de oxid pe suprafața sa, fie în condiții naturale, fie prin anodizare, oferind o rezistență superioară la coroziune în comparație cu oțelul.
- Ușor de întărit:Deși aluminiul pur are un nivel scăzut de rezistență, rezistența sa poate fi crescută semnificativ prin anodizare.
- Facilitează tratarea suprafeței:Tratamentele de suprafață pot îmbunătăți sau modifica proprietățile aluminiului. Procesul de anodizare este bine stabilit și utilizat pe scară largă în prelucrarea produselor din aluminiu.
- Conductivitate bună și reciclabilitate:Aluminiul este un excelent conductor de electricitate și este ușor de reciclat.
Tehnologia de prelucrare a produselor din aluminiu
Ștanțarea produselor din aluminiu
1. Ștanțare la rece
Materialul utilizat sunt peletele de aluminiu. Aceste pelete sunt modelate într-o singură etapă folosind o mașină de extrudare și o matriță. Acest proces este ideal pentru crearea de produse columnare sau forme dificil de realizat prin întindere, cum ar fi forme eliptice, pătrate și dreptunghiulare. (Așa cum se arată în Figura 1, mașina; Figura 2, peletele de aluminiu; și Figura 3, produsul)
Tonajul mașinii utilizate este legat de aria secțiunii transversale a produsului. Distanța dintre perforatorul superior al matriței și matrița inferioară din oțel tungsten determină grosimea peretelui produsului. După finalizarea presarii, distanța verticală de la perforatorul superior al matriței la matrița inferioară indică grosimea superioară a produsului. (Așa cum se arată în Figura 4)
Avantaje: Ciclu scurt de deschidere a matriței, costuri de dezvoltare mai mici decât în cazul matriței de întindere. Dezavantaje: Proces de producție lung, fluctuații mari ale dimensiunii produsului în timpul procesului, costuri ridicate ale forței de muncă.
2. Întinderea
Material utilizat: tablă de aluminiu. Se utilizează o mașină de turnare continuă și o matriță pentru a efectua deformări multiple pentru a îndeplini cerințele de formă, potrivită pentru corpuri fără coloane (produse cu aluminiu curbat). (Așa cum se arată în Figura 5, mașină, Figura 6, matriță și Figura 7, produs)
Avantaje:Dimensiunile produselor complexe și cu deformații multiple sunt controlate stabil în timpul procesului de producție, iar suprafața produsului este mai netedă.
Dezavantaje:Cost ridicat al matriței, ciclu de dezvoltare relativ lung și cerințe ridicate pentru selecția și precizia mașinii.
Tratarea suprafeței produselor din aluminiu
1. Sablare (grenajare cu alice)
Procesul de curățare și rugozitate a suprafeței metalice prin impactul unui flux de nisip de mare viteză.
Această metodă de tratare a suprafeței aluminiului îmbunătățește curățenia și rugozitatea suprafeței piesei de prelucrat. Drept urmare, proprietățile mecanice ale suprafeței sunt îmbunătățite, ceea ce duce la o rezistență mai bună la oboseală. Această îmbunătățire crește aderența dintre suprafață și orice strat de acoperire aplicat, prelungind durabilitatea stratului de acoperire. În plus, facilitează nivelarea și aspectul estetic al stratului de acoperire. Acest proces este întâlnit frecvent în diverse produse Apple.
2. Lustruire
Metoda de procesare utilizează tehnici mecanice, chimice sau electrochimice pentru a reduce rugozitatea suprafeței piesei de prelucrat, rezultând o suprafață netedă și strălucitoare. Procesul de lustruire poate fi clasificat în trei tipuri principale: lustruire mecanică, lustruire chimică și lustruire electrolitică. Prin combinarea lustruirii mecanice cu lustruirea electrolitică, piesele din aluminiu pot obține un finisaj oglindă similar cu cel al oțelului inoxidabil. Acest proces conferă o senzație de simplitate de înaltă calitate, modă și un aspect futurist.
3. Trefilare sârmă
Trecerea prin tragerea cu sârmă metalică este un proces de fabricație în care liniile sunt răzuite în mod repetat din plăcile de aluminiu cu șmirghel. Trecerea prin tragerea cu sârmă poate fi împărțită în tragere dreaptă, tragere aleatorie, tragere spiralată și tragere cu fir. Procesul de tragere cu sârmă metalică poate evidenția clar fiecare urmă fină de mătase, astfel încât metalul mat are un luciu fin, iar produsul are atât aspect modern, cât și tehnologie.
4. Tăiere la lumină puternică
Tăierea cu evidențiere utilizează o mașină de gravat de precizie pentru a întări cuțitul diamantat de pe axul mașinii de gravat de precizie, care se rotește de mare viteză (în general 20.000 rpm), pentru a tăia piese și a produce zone de evidențiere locale pe suprafața produsului. Luminozitatea evidențierilor de tăiere este afectată de viteza burghiului de frezare. Cu cât viteza burghiului este mai mare, cu atât evidențierile de tăiere sunt mai luminoase. În schimb, cu cât evidențierile de tăiere sunt mai întunecate, cu atât este mai probabil să producă urme de cuțit. Tăierea lucioasă este deosebit de frecventă la telefoanele mobile, cum ar fi iPhone 5. În ultimii ani, unele rame metalice de televizoare de înaltă calitate au adoptat o luciu ridicat.Frezare CNCTehnologia, iar procesele de anodizare și periere conferă televizorului o notă de modă și claritate tehnologică.
5. Anodizare
Anodizarea este un proces electrochimic care oxidează metalele sau aliajele. În timpul acestui proces, aluminiul și aliajele sale dezvoltă o peliculă de oxid atunci când se aplică un curent electric într-un electrolit specific în anumite condiții. Anodizarea sporește duritatea suprafeței și rezistența la uzură a aluminiului, îi prelungește durata de viață și îi îmbunătățește aspectul estetic. Acest proces a devenit o componentă vitală a tratamentului suprafeței aluminiului și este în prezent una dintre cele mai utilizate și de succes metode disponibile.
6. Anod bicolor
Un anod bicolor se referă la procesul de anodizare a unui produs pentru a aplica culori diferite pe zone specifice. Deși această tehnică de anodizare bicoloră este rareori utilizată în industria televizoarelor din cauza complexității și costului ridicat, contrastul dintre cele două culori sporește aspectul unic și de înaltă calitate al produsului.
Există mai mulți factori care contribuie la deformarea pieselor din aluminiu în timpul prelucrării, inclusiv proprietățile materialului, forma piesei și condițiile de producție. Principalele cauze ale deformării includ: tensiunea internă prezentă în semifabricat, forțele de tăiere și căldura generate în timpul prelucrării și forțele exercitate în timpul prinderii. Pentru a minimiza aceste deformări, se pot implementa măsuri specifice de proces și abilități operaționale.
Măsuri de proces pentru reducerea deformării din procesare
1. Reduceți tensiunea internă a semifabricatului
Îmbătrânirea naturală sau artificială, împreună cu tratamentul prin vibrații, poate ajuta la reducerea tensiunii interne a unui semifabricat. Pre-procesarea este, de asemenea, o metodă eficientă în acest scop. Pentru un semifabricat cu cap gros și urechi mari, pot apărea deformări semnificative în timpul procesării din cauza marginii substanțiale. Prin pre-procesarea părților în exces ale semifabricatului și reducerea marginii în fiecare zonă, putem nu numai să minimizăm deformarea care apare în timpul procesării ulterioare, ci și să atenuăm o parte din tensiunea internă prezentă după pre-procesare.
2. Îmbunătățiți capacitatea de tăiere a sculei
Materialul și parametrii geometrici ai sculei afectează semnificativ forța de tăiere și căldura. Selectarea corectă a sculei este esențială pentru a minimiza deformarea pieselor în timpul prelucrării.
1) Selecția rezonabilă a parametrilor geometrici ai sculei.
① Unghi de înclinare:În condițiile menținerii rezistenței lamei, unghiul de degajare este selectat corespunzător pentru a fi mai mare. Pe de o parte, poate șlefui o muchie ascuțită, iar pe de altă parte, poate reduce deformarea așchierii, poate facilita îndepărtarea așchiilor și, astfel, reduce forța de așchiere și temperatura de așchiere. Evitați utilizarea sculelor cu unghi de degajare negativ.
② Unghiul spatelui:Mărimea unghiului de așchiere are un impact direct asupra uzurii feței spate a sculei și a calității suprafeței prelucrate. Grosimea de așchiere este o condiție importantă pentru selectarea unghiului de așchiere. În timpul frezării de degroșare, din cauza vitezei mari de avans, a sarcinii mari de așchiere și a generării mari de căldură, este necesar ca condițiile de disipare a căldurii sculei să fie bune. Prin urmare, unghiul de așchiere trebuie selectat mai mic. În timpul frezării fine, muchia trebuie să fie ascuțită, frecarea dintre fața spate a sculei și suprafața prelucrată trebuie redusă, iar deformarea elastică trebuie redusă. Prin urmare, unghiul de așchiere trebuie selectat mai mare.
③ Unghiul elicei:Pentru a face frezarea lină și a reduce forța de frezare, unghiul elicei trebuie selectat cât mai mare posibil.
④ Unghiul principal de deviere:Reducerea corespunzătoare a unghiului principal de deviere poate îmbunătăți condițiile de disipare a căldurii și poate reduce temperatura medie a zonei de procesare.
2) Îmbunătățiți structura instrumentului.
Reduceți numărul de dinți ai frezei și creșteți spațiul pentru așchii:
Deoarece materialele din aluminiu prezintă o plasticitate ridicată și o deformare semnificativă la așchiere în timpul prelucrării, este esențial să se creeze un spațiu mai mare pentru așchie. Aceasta înseamnă că raza fundului canelurii pentru așchie ar trebui să fie mai mare, iar numărul de dinți de pe freză ar trebui redus.
Rectificarea fină a dinților frezei:
Rugozitatea muchiilor așchietoare ale dinților frezei trebuie să fie mai mică de Ra = 0,4 µm. Înainte de a utiliza o freză nouă, este recomandabil să șlefuiți ușor partea din față și din spate a dinților frezei cu o piatră de ulei fină de mai multe ori pentru a elimina orice bavuri sau mici urme de dinți de fierăstrău rămase în urma procesului de ascuțire. Acest lucru nu numai că ajută la reducerea căldurii de așchiere, dar minimizează și deformarea așchierii.
Control strict al standardelor de uzură a sculelor:
Pe măsură ce sculele se uzează, rugozitatea suprafeței piesei de prelucrat crește, temperatura de așchiere crește, iar piesa de prelucrat poate suferi o deformare crescută. Prin urmare, este esențial să alegeți materiale pentru scule cu o rezistență excelentă la uzură și să vă asigurați că uzura sculei nu depășește 0,2 mm. Dacă uzura depășește această limită, poate duce la formarea de așchii. În timpul așchierii, temperatura piesei de prelucrat trebuie, în general, menținută sub 100°C pentru a preveni deformarea.
3. Îmbunătățiți metoda de prindere a piesei de prelucrat. Pentru piesele de prelucrat din aluminiu cu pereți subțiri și rigiditate redusă, se pot utiliza următoarele metode de prindere pentru a reduce deformarea:
① Pentru piesele cu bucșe cu pereți subțiri, utilizarea unei mandrine autocentrante cu trei bacuri sau a unei pensete cu arc pentru prinderea radială poate duce la deformarea piesei de prelucrat odată ce aceasta este slăbită după prelucrare. Pentru a evita această problemă, este mai bine să se utilizeze o metodă de prindere axială a feței frontale care oferă o rigiditate mai mare. Poziționați orificiul interior al piesei, creați un dorn filetat și introduceți-l în orificiul interior. Apoi, utilizați o placă de acoperire pentru a fixa fața frontală și fixați-o strâns cu o piuliță. Această metodă ajută la prevenirea deformării prin prindere la prelucrarea cercului exterior, asigurând o precizie satisfăcătoare a prelucrării.
② La prelucrarea pieselor de tablă cu pereți subțiri, se recomandă utilizarea unei ventuze pentru a obține o forță de prindere distribuită uniform. În plus, utilizarea unei forțe de tăiere mai mici poate ajuta la prevenirea deformării piesei de prelucrat.
O altă metodă eficientă este umplerea interiorului piesei de prelucrat cu un mediu pentru a-i spori rigiditatea de prelucrare. De exemplu, se poate turna în piesa de prelucrat o topitură de uree care conține 3% până la 6% nitrat de potasiu. După prelucrare, piesa de prelucrat poate fi scufundată în apă sau alcool pentru a dizolva umplutura și apoi turnată.
4. Aranjament rezonabil al proceselor
În timpul așchierii de mare viteză, procesul de frezare generează adesea vibrații din cauza adaosurilor mari de prelucrare și a așchierii intermitente. Aceste vibrații pot avea un impact negativ asupra preciziei de prelucrare și a rugozității suprafeței. Drept urmare,Proces de tăiere CNC de mare vitezăeste de obicei împărțită în mai multe etape: degroșare, semifinisare, curățare unghiulară și finisare. Pentru piesele care necesită precizie ridicată, poate fi necesară o semifinisare secundară înainte de finisare.
După etapa de degroșare, este recomandabil să se lase piesele să se răcească natural. Acest lucru ajută la eliminarea tensiunii interne generate în timpul degroșării și reduce deformarea. Adaosul de prelucrare rămas după degroșare ar trebui să fie mai mare decât deformarea așteptată, în general între 1 și 2 mm. În timpul etapei de finisare, este important să se mențină un adaos uniform de prelucrare pe suprafața finită, de obicei între 0,2 și 0,5 mm. Această uniformitate asigură că scula așchietoare rămâne într-o stare stabilă în timpul prelucrării, ceea ce reduce semnificativ deformarea așchierii, îmbunătățește calitatea suprafeței și asigură precizia produsului.
Abilități operaționale pentru reducerea deformării din procesare
Piesele din aluminiu se deformează în timpul procesării. Pe lângă motivele menționate mai sus, metoda de operare este, de asemenea, foarte importantă în funcționarea reală.
1. Pentru piesele care au adaosuri mari de prelucrare, se recomandă prelucrarea simetrică pentru a îmbunătăți disiparea căldurii în timpul prelucrării și pentru a preveni concentrarea căldurii. De exemplu, la prelucrarea unei table cu grosimea de 90 mm până la 60 mm, dacă o parte este frezată imediat după cealaltă parte, dimensiunile finale pot duce la o toleranță de planeitate de 5 mm. Cu toate acestea, dacă se utilizează o abordare de prelucrare simetrică cu avans repetat, în care fiecare parte este prelucrată de două ori la dimensiunea finală, planeitatea poate fi îmbunătățită la 0,3 mm.
2. Când există mai multe cavități pe piesele din tablă, nu este recomandabil să se utilizeze metoda de procesare secvențială de prelucrare a unei singure cavități odată. Această abordare poate duce la forțe neuniforme asupra pieselor, rezultând deformare. În schimb, utilizați o metodă de procesare stratificată, în care toate cavitățile dintr-un strat sunt prelucrate simultan înainte de a trece la următorul strat. Acest lucru asigură o distribuție uniformă a tensiunii pe piese și minimizează riscul de deformare.
3. Pentru a reduce forța de așchiere și căldura, este important să ajustați cantitatea de așchiere. Dintre cele trei componente ale cantității de așchiere, cantitatea de așchiere inversă are un impact semnificativ asupra forței de așchiere. Dacă adaosul de prelucrare este excesiv și forța de așchiere în timpul unei singure treceri este prea mare, acest lucru poate duce la deformarea pieselor, poate afecta negativ rigiditatea axului mașinii-unelte și poate reduce durabilitatea sculei.
Deși reducerea cantității de așchiere inversă poate crește longevitatea sculei, aceasta poate reduce și eficiența producției. Cu toate acestea, frezarea de mare viteză în prelucrarea CNC poate rezolva eficient această problemă. Prin reducerea cantității de așchiere inversă și creșterea corespunzătoare a vitezei de avans și a vitezei mașinii-unelte, forța de așchiere poate fi redusă fără a compromite eficiența prelucrării.
4. Secvența operațiilor de așchiere este importantă. Prelucrarea brută se concentrează pe maximizarea eficienței prelucrării și pe creșterea ratei de îndepărtare a materialului pe unitatea de timp. De obicei, pentru această fază se utilizează frezarea inversă. În frezarea inversă, excesul de material de pe suprafața semifabricatului este îndepărtat la cea mai mare viteză și în cel mai scurt timp posibil, formând efectiv un profil geometric de bază pentru etapa de finisare.
Pe de altă parte, finisarea prioritizează precizia și calitatea ridicată, frezarea descendentă fiind tehnica preferată. În frezarea descendentă, grosimea așchierii scade treptat de la maxim la zero. Această abordare reduce semnificativ ecruisarea și minimizează deformarea pieselor prelucrate.
5. Piesele de prelucrat cu pereți subțiri se deformează adesea din cauza strângerii în timpul prelucrării, o problemă care persistă chiar și în etapa de finisare. Pentru a minimiza această deformare, este recomandabil să slăbiți dispozitivul de prindere înainte de a obține dimensiunea finală în timpul finisării. Acest lucru permite piesei de prelucrat să revină la forma sa inițială, după care poate fi restrânsă ușor - suficient doar pentru a menține piesa de prelucrat în poziție - în funcție de senzația operatorului. Această metodă ajută la obținerea rezultatelor ideale de prelucrare.
În concluzie, forța de strângere trebuie aplicată cât mai aproape posibil de suprafața de susținere și direcționată de-a lungul celei mai puternice axe rigide a piesei de prelucrat. Deși este esențial să se prevină slăbirea piesei de prelucrat, forța de strângere trebuie menținută la minimum pentru a asigura rezultate optime.
6. La prelucrarea pieselor cu cavități, evitați pătrunderea directă a frezei în material, așa cum ar face-o un burghiu. Această abordare poate duce la un spațiu insuficient pentru așchii pentru freză, cauzând probleme precum îndepărtarea neuniformă a așchiilor, supraîncălzirea, dilatarea și potențiala prăbușire a așchiilor sau ruperea componentelor.
În schimb, utilizați mai întâi un burghiu de aceeași dimensiune sau mai mare decât freza pentru a crea orificiul inițial al frezei. După aceea, freza este utilizată pentru operațiunile de frezare. Alternativ, puteți utiliza software CAM pentru a genera un program de tăiere spiralată pentru această sarcină.
Dacă doriți să aflați mai multe sau să aveți o întrebare, vă rugăm să nu ezitați să ne contactațiinfo@anebon.com
Specialitatea și conștiința de a oferi servicii echipei Anebon au ajutat compania să câștige o reputație excelentă în rândul clienților din întreaga lume, oferind servicii accesibile.Piese de prelucrare CNC, piese de tăiere CNC șiStrung CNCpiese prelucrate prin prelucrare. Obiectivul principal al Anebon este de a ajuta clienții să își atingă obiectivele. Compania a depus eforturi extraordinare pentru a crea o situație reciproc avantajoasă pentru toți și vă invită să vă alăturați.
Data publicării: 27 noiembrie 2024