Aluminij je najpogosteje uporabljena neželezna kovina, njegova paleta uporabe pa se še naprej širi. Obstaja več kot 700.000 vrst aluminijastih izdelkov, ki so namenjeni različnim panogam, vključno z gradbeništvom, dekoracijo, transportom in vesoljsko industrijo. V tej razpravi bomo raziskali tehnologijo obdelave aluminijastih izdelkov in kako se izogniti deformacijam med obdelavo.
Prednosti in lastnosti aluminija vključujejo:
- Nizka gostotaAluminij ima gostoto približno 2,7 g/cm³, kar je približno tretjina gostote železa ali bakra.
- Visoka plastičnost:Aluminij ima odlično duktilnost, kar omogoča, da se s tlačnimi metodami, kot sta ekstrudiranje in raztezanje, oblikuje v različne izdelke.
- Odpornost proti koroziji:Aluminij na svoji površini naravno razvije zaščitni oksidni film, bodisi v naravnih pogojih bodisi z anodizacijo, ki nudi boljšo odpornost proti koroziji v primerjavi z jeklom.
- Enostavna ojačitev:Čeprav ima čisti aluminij nizko stopnjo trdnosti, se njegova trdnost lahko znatno poveča z eloksiranjem.
- Olajša površinsko obdelavo:Površinske obdelave lahko izboljšajo ali spremenijo lastnosti aluminija. Postopek anodizacije je dobro uveljavljen in se pogosto uporablja pri predelavi aluminijastih izdelkov.
- Dobra prevodnost in možnost recikliranja:Aluminij je odličen prevodnik električne energije in ga je enostavno reciklirati.
Tehnologija predelave aluminijastih izdelkov
Žigosanje aluminijastih izdelkov
1. Hladno žigosanje
Uporabljeni material so aluminijasti peleti. Ti peleti se oblikujejo v enem samem koraku z uporabo ekstruzijskega stroja in kalupa. Ta postopek je idealen za ustvarjanje stebrastih izdelkov ali oblik, ki jih je težko doseči z raztezanjem, kot so eliptične, kvadratne in pravokotne oblike. (Kot je prikazano na sliki 1, stroj; slika 2, aluminijasti peleti; in slika 3, izdelek)
Tonaža uporabljenega stroja je povezana s površino prečnega prereza izdelka. Reža med zgornjim prebijačem in spodnjim prebijačem iz volframovega jekla določa debelino stene izdelka. Ko je stiskanje končano, navpična reža med zgornjim prebijačem in spodnjim prebijačem označuje debelino zgornjega dela izdelka. (Kot je prikazano na sliki 4)
Prednosti: Kratek cikel odpiranja kalupa, nižji stroški razvoja kot pri raztegljivem kalupu. Slabosti: Dolg proizvodni proces, veliko nihanje velikosti izdelka med procesom, visoki stroški dela.
2. Raztezanje
Uporabljeni material: aluminijasta pločevina. Za doseganje oblikovnih zahtev uporabite stroj za neprekinjeno kalupljenje in kalup za večkratno deformacijo, primerno za nestebrna telesa (izdelki iz ukrivljenega aluminija). (Kot je prikazano na sliki 5, stroj, sliki 6, kalup in sliki 7, izdelek)
Prednosti:Dimenzije kompleksnih in večkrat deformiranih izdelkov so med proizvodnim procesom stabilno nadzorovane, površina izdelka pa je bolj gladka.
Slabosti:Visoki stroški kalupa, relativno dolg razvojni cikel in visoke zahteve glede izbire stroja in natančnosti.
Površinska obdelava aluminijastih izdelkov
1. Peskanje (krotno mikrokovanje)
Postopek čiščenja in hrapavosti kovinske površine z udarcem hitrega toka peska.
Ta metoda obdelave aluminijaste površine izboljša čistočo in hrapavost površine obdelovanca. Posledično se izboljšajo mehanske lastnosti površine, kar vodi do boljše odpornosti proti utrujenosti. Ta izboljšava poveča oprijem med površino in nanesenimi premazi, kar podaljša trajnost premaza. Poleg tega olajša izravnavo in estetski videz premaza. Ta postopek se pogosto uporablja pri različnih izdelkih Apple.
2. Poliranje
Metoda obdelave uporablja mehanske, kemične ali elektrokemične tehnike za zmanjšanje hrapavosti površine obdelovanca, kar ima za posledico gladko in sijočo površino. Postopek poliranja lahko razdelimo na tri glavne vrste: mehansko poliranje, kemično poliranje in elektrolitsko poliranje. Z združevanjem mehanskega in elektrolitskega poliranja lahko aluminijasti deli dosežejo zrcalni videz, podoben nerjavečemu jeklu. Ta postopek daje občutek vrhunske preprostosti, mode in futurističnega videza.
3. Vlečenje žice
Vlečenje kovinske žice je proizvodni postopek, pri katerem se črte večkrat strgajo iz aluminijastih plošč z brusnim papirjem. Vlečenje žice lahko razdelimo na ravno vlečenje žice, naključno vlečenje žice, spiralno vlečenje žice in vlečenje navojne žice. Postopek vlečenja kovinske žice lahko jasno prikaže vsako fino svilnato sled, tako da ima mat kovina fin lasni sijaj, izdelek pa je hkrati moden in tehnološki.
4. Rezanje pri visoki svetlobi
Pri rezanju poudarkov se diamantni nož na visokohitrostnem vrtečem se vretenu (običajno 20.000 vrt/min) preciznega gravirnega stroja ojača s preciznim gravirnim strojem, s čimer se izrežejo deli in ustvarijo lokalna poudarjena območja na površini izdelka. Na svetlost poudarkov reza vpliva hitrost rezkalnega vrtanja. Višja kot je hitrost vrtanja, svetlejši so poudarki reza. Nasprotno pa, temnejši kot so poudarki reza, večja je verjetnost, da bodo pustili sledi noža. Visokosijajno rezanje je še posebej pogosto pri mobilnih telefonih, kot je iPhone 5. V zadnjih letih so nekateri kovinski okvirji vrhunskih televizorjev sprejeli visokosijajno obdelavo.CNC rezkanjetehnologija ter postopki eloksiranja in ščetkanja dajejo televizorju poln mode in tehnološke ostrine.
5. Anodizacija
Anodizacija je elektrokemični postopek, ki oksidira kovine ali zlitine. Med tem postopkom aluminij in njegove zlitine razvijejo oksidni film, ko se v določenem elektrolitu pod določenimi pogoji uporabi električni tok. Anodizacija poveča površinsko trdoto in odpornost aluminija proti obrabi, podaljša njegovo življenjsko dobo in izboljša njegov estetski videz. Ta postopek je postal bistveni del obdelave aluminija in je trenutno ena najbolj razširjenih in uspešnih razpoložljivih metod.
6. Dvobarvna anoda
Dvobarvna anoda se nanaša na postopek eloksiranja izdelka, pri katerem se na določena področja nanesejo različne barve. Čeprav se ta tehnika dvobarvne eloksiranja v televizijski industriji zaradi svoje kompleksnosti in visokih stroškov redko uporablja, kontrast med obema barvama izboljša vrhunski in edinstven videz izdelka.
Na deformacijo aluminijastih delov med obdelavo vpliva več dejavnikov, vključno z lastnostmi materiala, obliko dela in proizvodnimi pogoji. Glavni vzroki deformacije vključujejo: notranje napetosti v surovcu, rezalne sile in toploto, ki nastanejo med obdelavo, ter sile, ki delujejo med vpenjanjem. Za zmanjšanje teh deformacij je mogoče uporabiti posebne procesne ukrepe in operativne spretnosti.
Procesni ukrepi za zmanjšanje deformacije pri obdelavi
1. Zmanjšajte notranjo napetost praznega dela
Naravno ali umetno staranje, skupaj z vibracijsko obdelavo, lahko pomaga zmanjšati notranjo napetost v praznem izdelku. Predobdelava je prav tako učinkovita metoda za ta namen. Pri praznem izdelku z debelo glavo in velikimi ušesi lahko med obdelavo pride do znatne deformacije zaradi velikega roba. S predobdelavo odvečnih delov praznega izdelka in zmanjšanjem roba na vsakem območju lahko ne le zmanjšamo deformacijo, ki nastane med nadaljnjo obdelavo, temveč tudi ublažimo nekatere notranje napetosti, ki so prisotne po predobdelavi.
2. Izboljšajte rezalno sposobnost orodja
Material in geometrijski parametri orodja pomembno vplivajo na rezalno silo in toploto. Pravilna izbira orodja je bistvenega pomena za zmanjšanje deformacij med obdelavo delov.
1) Razumna izbira geometrijskih parametrov orodja.
① Kot nagiba:Pod pogojem ohranjanja trdnosti rezila je treba izbrati večji kot naklona. Po eni strani lahko brusi oster rob, po drugi strani pa lahko zmanjša deformacijo rezanja, gladko odstranjuje odrezke in s tem zmanjša rezalno silo in temperaturo rezanja. Izogibajte se uporabi orodij z negativnim kotom naklona.
② Kot hrbta:Velikost kota zadnjega dela orodja neposredno vpliva na obrabo zadnje ploskve orodja in kakovost obdelane površine. Debelina reza je pomemben pogoj za izbiro kota zadnjega dela orodja. Med grobim rezkanjem morajo biti zaradi velike hitrosti podajanja, velike rezalne obremenitve in visokega segrevanja pogoji za odvajanje toplote orodja dobri. Zato je treba kot zadnjega dela orodja izbrati manjši. Med finim rezkanjem mora biti rob oster, trenje med zadnjo ploskvijo orodja in obdelano površino mora biti zmanjšano, elastična deformacija pa mora biti zmanjšana. Zato je treba kot zadnjega dela orodja izbrati večji.
③ Kot vijačnice:Da bi bilo rezkanje gladko in bi se zmanjšala sila rezkanja, je treba izbrati čim večji kot vijačnice.
④ Glavni kot odklona:Ustrezno zmanjšanje glavnega kota odklona lahko izboljša pogoje odvajanja toplote in zniža povprečno temperaturo obdelovalnega območja.
2) Izboljšajte strukturo orodja.
Zmanjšajte število zob rezkarja in povečajte prostor za odrezke:
Ker aluminijasti materiali kažejo visoko plastičnost in znatno deformacijo pri rezanju med obdelavo, je bistveno ustvariti večji prostor za odrezke. To pomeni, da mora biti polmer dna utora za odrezke večji, število zob na rezkarju pa zmanjšano.
Fino brušenje rezalnih zob:
Hrapavost rezalnih robov zob rezalnika mora biti manjša od Ra = 0,4 µm. Pred uporabo novega rezalnika je priporočljivo, da sprednji in zadnji del zob rezalnika večkrat nežno zbrusite z drobnim oljnim kamnom, da odstranite morebitne ostružke ali rahle vzorce žagastih zob, ki so ostali od procesa ostrenja. To ne le pomaga zmanjšati toploto rezanja, temveč tudi zmanjša deformacije rezalnika.
Strogo nadzorujte standarde obrabe orodja:
Z obrabo orodja se poveča hrapavost površine obdelovanca, temperatura rezanja se dvigne in obdelovanec se lahko deformira. Zato je ključnega pomena izbrati materiale orodij z odlično odpornostjo proti obrabi in zagotoviti, da obraba orodja ne presega 0,2 mm. Če obraba preseže to mejo, lahko pride do nastajanja odrezkov. Med rezanjem je treba temperaturo obdelovanca na splošno ohranjati pod 100 °C, da se prepreči deformacija.
3. Izboljšajte način vpenjanja obdelovanca. Za tankostenske aluminijaste obdelovance s slabo togostjo se lahko za zmanjšanje deformacije uporabijo naslednji načini vpenjanja:
① Pri tankostenskih pušah lahko uporaba tričeljustne samocentrirajoče vpenjalne glave ali vzmetne stročnice za radialno vpenjanje povzroči deformacijo obdelovanca, ko se po obdelavi zrahlja. Da bi se tej težavi izognili, je bolje uporabiti aksialno metodo vpenjanja čelne ploskve, ki ponuja večjo togost. Namestite notranjo luknjo dela, ustvarite navojni trn in ga vstavite v notranjo luknjo. Nato s pokrivno ploščo vpnite čelno ploskev in jo trdno pritrdite z matico. Ta metoda pomaga preprečiti deformacijo vpenjanja pri obdelavi zunanjega kroga in zagotavlja zadovoljivo natančnost obdelave.
② Pri obdelavi tankostenskih pločevinastih obdelovancev je priporočljivo uporabiti vakuumsko prisesko, da se doseže enakomerno porazdeljena vpenjalna sila. Poleg tega lahko uporaba manjše količine reza pomaga preprečiti deformacijo obdelovanca.
Druga učinkovita metoda je, da notranjost obdelovanca napolnite z medijem, da povečate njegovo togost pri obdelavi. Na primer, v obdelovanec lahko vlijete talino sečnine, ki vsebuje od 3 % do 6 % kalijevega nitrata. Po obdelavi lahko obdelovanec potopite v vodo ali alkohol, da se polnilo raztopi, in ga nato izlijete.
4. Razumna ureditev procesov
Med visokohitrostnim rezanjem postopek rezkanja pogosto povzroča vibracije zaradi velikih dodatkov za obdelavo in občasnega rezanja. Te vibracije lahko negativno vplivajo na natančnost obdelave in hrapavost površine. PosledičnoCNC postopek rezanja z visoko hitrostjoje običajno razdeljen na več stopenj: groba obdelava, delna fina obdelava, čiščenje kotov in fina obdelava. Za dele, ki zahtevajo visoko natančnost, je pred fino obdelavo morda potrebna sekundarna delna fina obdelava.
Po fazi grobe obdelave je priporočljivo, da se deli pustijo, da se naravno ohladijo. To pomaga odpraviti notranje napetosti, ki nastanejo med grobo obdelavo, in zmanjša deformacije. Dodatek za obdelavo, ki ostane po grobi obdelavi, mora biti večji od pričakovane deformacije, običajno med 1 in 2 mm. Med fazo končne obdelave je pomembno, da se na obdelani površini ohrani enakomeren dodatek za obdelavo, običajno med 0,2 in 0,5 mm. Ta enakomernost zagotavlja, da rezalno orodje med obdelavo ostane v stabilnem stanju, kar znatno zmanjša deformacijo rezanja, izboljša kakovost površine in zagotavlja natančnost izdelka.
Operativne spretnosti za zmanjšanje deformacij pri obdelavi
Aluminijasti deli se med obdelavo deformirajo. Poleg zgoraj navedenih razlogov je pri dejanskem delovanju zelo pomemben tudi način delovanja.
1. Za dele z velikimi dodatki za obdelavo je priporočljiva simetrična obdelava, da se izboljša odvajanje toplote med obdelavo in prepreči koncentracija toplote. Na primer, pri obdelavi pločevine debeline 90 mm do 60 mm, če se ena stran rezka takoj za drugo, lahko končne dimenzije povzročijo toleranco ravnosti 5 mm. Če pa se uporabi simetrični pristop obdelave s ponavljajočim se podajanjem, kjer se vsaka stran dvakrat obdela na končno velikost, se lahko ravnost izboljša na 0,3 mm.
2. Kadar je na pločevinastih delih več votlin, ni priporočljivo uporabljati metode zaporedne obdelave, pri kateri se obravnava ena votlina naenkrat. Ta pristop lahko povzroči neenakomerne sile na delih, kar povzroči deformacijo. Namesto tega uporabite metodo večplastne obdelave, pri kateri se vse votline v plasti obdelajo hkrati, preden se preide na naslednjo plast. To zagotavlja enakomerno porazdelitev napetosti na delih in zmanjšuje tveganje deformacije.
3. Za zmanjšanje rezalne sile in toplote je pomembno prilagoditi količino rezanja. Med tremi komponentami količine rezanja ima količina povratnega rezanja pomemben vpliv na rezalno silo. Če je dodatek za obdelavo prevelik in je rezalna sila med enim prehodom prevelika, lahko to povzroči deformacijo delov, negativno vpliva na togost vretena strojnega orodja in zmanjša vzdržljivost orodja.
Čeprav lahko zmanjšanje količine povratnega rezanja podaljša življenjsko dobo orodja, lahko tudi zmanjša učinkovitost proizvodnje. Vendar pa lahko visokohitrostno rezkanje pri CNC obdelavi učinkovito reši to težavo. Z zmanjšanjem količine povratnega rezanja in ustreznim povečanjem hitrosti podajanja in hitrosti stroja je mogoče zmanjšati rezalno silo, ne da bi pri tem ogrozili učinkovitost obdelave.
4. Pomembno je zaporedje rezalnih operacij. Groba obdelava se osredotoča na maksimiranje učinkovitosti obdelave in povečanje hitrosti odstranjevanja materiala na časovno enoto. Za to fazo se običajno uporablja obratno rezkanje. Pri obratnem rezkanju se odvečni material s površine surovca odstrani z največjo hitrostjo in v najkrajšem možnem času, s čimer se učinkovito oblikuje osnovni geometrijski profil za končno obdelavo.
Po drugi strani pa končna obdelava daje prednost visoki natančnosti in kakovosti, zato je rezkanje vdolbino prednostna tehnika. Pri rezkanju vdolbino se debelina reza postopoma zmanjšuje od maksimuma do nič. Ta pristop znatno zmanjša utrjevanje in zmanjša deformacijo obdelovanih delov.
5. Tankostenski obdelovanci se med obdelavo pogosto deformirajo zaradi vpenjanja, kar je izziv, ki se pojavlja tudi med fazo končne obdelave. Da bi to deformacijo čim bolj zmanjšali, je priporočljivo, da vpenjalno napravo zrahljate, preden med končno obdelavo dosežete končno velikost. To omogoča, da se obdelovanec vrne v prvotno obliko, nato pa ga je mogoče nežno ponovno vpeti – dovolj le, da obdelovanec drži na mestu – glede na občutek upravljavca. Ta metoda pomaga doseči idealne rezultate obdelave.
Skratka, vpenjalna sila mora biti čim bližje nosilni površini in usmerjena vzdolž najmočnejše toge osi obdelovanca. Čeprav je ključnega pomena preprečiti, da bi se obdelovanec zrahljal, mora biti vpenjalna sila čim manjša, da se zagotovijo optimalni rezultati.
6. Pri obdelavi delov z votlinami se izogibajte neposrednemu prodiranju rezila v material, kot bi to storil sveder. Ta pristop lahko povzroči premalo prostora za odrezke za rezilo, kar povzroča težave, kot so neenakomerno odstranjevanje odrezkov, pregrevanje, raztezanje in morebitno zrušitev ali lomljenje odrezkov.
Namesto tega najprej uporabite sveder enake ali večje velikosti kot rezkar, da ustvarite začetno luknjo rezkarja. Nato se rezkar uporabi za rezkanje. Lahko pa uporabite programsko opremo CAM za ustvarjanje programa za spiralno rezanje za to nalogo.
Če želite izvedeti več ali povprašati, nas prosim kontaktirajteinfo@anebon.com
Specializacija in ozaveščenost o storitvah ekipe Anebon sta podjetju pomagali pridobiti odličen ugled med strankami po vsem svetu zaradi ponudbe cenovno dostopnih storitev.CNC obdelovalni deli, CNC rezalni deli inCNC stružnicastrojna obdelava delov. Glavni cilj podjetja Anebon je pomagati strankam doseči njihove cilje. Podjetje si izjemno prizadeva ustvariti situacijo, v kateri vsi pridobijo, in vas vabi, da se jim pridružite.
Čas objave: 27. november 2024