Алуминият е най-широко използваният цветен метал и обхватът му на приложение продължава да се разширява. Има над 700 000 вида алуминиеви продукти, които се грижат за различни индустрии, включително строителство, декорация, транспорт и космонавтика. В тази дискусия ще проучим технологията на обработка на алуминиеви продукти и как да избегнем деформация по време на обработка.
Предимствата и характеристиките на алуминия включват:
- Ниска плътност: Алуминият има плътност от около 2,7 g/cm³, което е приблизително една трета от тази на желязото или медта.
- Висока пластичност:Алуминият има отлична пластичност, което му позволява да бъде оформен в различни продукти чрез методи за обработка под налягане, като екструзия и разтягане.
- Устойчивост на корозия:Алуминият естествено развива защитен оксиден филм върху повърхността си, или при естествени условия, или чрез анодизиране, предлагайки превъзходна устойчивост на корозия в сравнение със стоманата.
- Лесен за укрепване:Въпреки че чистият алуминий има ниско ниво на якост, неговата якост може да бъде значително увеличена чрез анодиране.
- Улеснява повърхностната обработка:Повърхностните обработки могат да подобрят или модифицират свойствата на алуминия. Процесът на анодиране е добре установен и широко използван при обработката на алуминиеви продукти.
- Добра проводимост и възможност за рециклиране:Алуминият е отличен проводник на електричество и лесно се рециклира.
Технология за обработка на алуминиеви изделия
Щамповане на алуминиеви продукти
1. Студено щамповане
Използваният материал е алуминиеви пелети. Тези пелети се оформят в една стъпка с помощта на машина за екструдиране и форма. Този процес е идеален за създаване на колонни продукти или форми, които са трудни за постигане чрез разтягане, като елипсовидни, квадратни и правоъгълни форми. (Както е показано на Фигура 1, машината; Фигура 2, алуминиевите пелети; и Фигура 3, продуктът)
Тонажът на използваната машина е свързан с площта на напречното сечение на продукта. Пролуката между горната матрица и долната матрица, изработена от волфрамова стомана, определя дебелината на стената на продукта. След като пресоването приключи, вертикалната междина от горния поансон на матрицата до долната матрица показва горната дебелина на продукта. (Както е показано на фигура 4)
Предимства: Кратък цикъл на отваряне на матрицата, по-ниски разходи за разработка от разтягащата се форма. Недостатъци: Дълъг производствен процес, голяма флуктуация на размера на продукта по време на процеса, висока цена на труда.
2. Разтягане
Използван материал: алуминиев лист. Използвайте машина за непрекъснато формоване и матрица, за да извършите множество деформации, за да отговаряте на изискванията за форма, подходящи за тела без колони (продукти с извит алуминий). (Както е показано на фигура 5, машина, фигура 6, форма и фигура 7, продукт)
Предимства:Размерите на сложни и многодеформирани продукти се контролират стабилно по време на производствения процес, а повърхността на продукта е по-гладка.
Недостатъци:Висока цена на формата, сравнително дълъг цикъл на разработка и високи изисквания за избор на машина и прецизност.
Повърхностна обработка на алуминиеви изделия
1. Пясъкоструене (дробно уплътняване)
Процесът на почистване и грапавост на металната повърхност чрез въздействието на високоскоростен пясъчен поток.
Този метод за обработка на алуминиева повърхност подобрява чистотата и грапавостта на повърхността на детайла. В резултат на това се подобряват механичните свойства на повърхността, което води до по-добра устойчивост на умора. Това подобрение увеличава адхезията между повърхността и всички нанесени покрития, удължавайки издръжливостта на покритието. Освен това улеснява изравняването и естетичния вид на покритието. Този процес обикновено се наблюдава в различни продукти на Apple.
2. Полиране
Методът на обработка използва механични, химични или електрохимични техники за намаляване на грапавостта на повърхността на детайла, което води до гладка и лъскава повърхност. Процесът на полиране може да бъде категоризиран в три основни типа: механично полиране, химическо полиране и електролитно полиране. Чрез комбиниране на механично полиране с електролитно полиране, алуминиевите части могат да постигнат огледално покритие, подобно на това на неръждаемата стомана. Този процес придава усещане за висок клас простота, мода и футуристична привлекателност.
3. Изтегляне на тел
Тегленето на метална тел е производствен процес, при който линиите многократно се изстъргват от алуминиеви плочи с шкурка. Тегленето на тел може да бъде разделено на теглене на права тел, произволно изтегляне на тел, спирално изтегляне на тел и изтегляне на нишка. Процесът на изтегляне на метална тел може ясно да покаже всяка фина копринена маркировка, така че матовият метал да има фин блясък на косата, а продуктът да има както мода, така и технология.
4. Висока светлина рязане
Рязането на акценти използва машина за прецизно гравиране, за да подсили диамантения нож върху високоскоростния въртящ се (обикновено 20 000 оборота в минута) шпиндел на машината за прецизно гравиране, за да изреже части и да създаде локални зони за подчертаване върху повърхността на продукта. Яркостта на отблясъците на рязане се влияе от скоростта на свредлото. Колкото по-висока е скоростта на свредлото, толкова по-ярки са светлините при рязане. Обратно, колкото по-тъмни са светлините при рязане, толкова по-вероятно е те да оставят следи от нож. Рязането с висок гланц е особено често срещано при мобилните телефони, като iPhone 5. През последните години някои метални рамки за телевизори от висок клас са използвали висок гланцCNC фрезованетехнология, а процесите на анодиране и изчеткване правят телевизора пълен с мода и технологична острота.
5. Анодиране
Анодирането е електрохимичен процес, който окислява метали или сплави. По време на този процес алуминият и неговите сплави развиват оксиден филм, когато се прилага електрически ток в специфичен електролит при определени условия. Анодирането повишава твърдостта на повърхността и устойчивостта на износване на алуминия, удължава експлоатационния му живот и подобрява естетическия му вид. Този процес се е превърнал в жизненоважен компонент на обработката на алуминиева повърхност и в момента е един от най-широко използваните и успешни налични методи.
6. Двуцветен анод
Двуцветният анод се отнася до процеса на анодизиране на продукт за нанасяне на различни цветове върху определени области. Въпреки че тази двуцветна анодизираща техника рядко се използва в телевизионната индустрия поради своята сложност и висока цена, контрастът между двата цвята подобрява висококачествения и уникален външен вид на продукта.
Има няколко фактора, които допринасят за деформацията при обработката на алуминиеви части, включително свойства на материала, форма на детайла и производствени условия. Основните причини за деформация включват: вътрешно напрежение в заготовката, сили на рязане и топлина, генерирани по време на обработката, и сили, упражнени по време на затягане. За да се сведат до минимум тези деформации, могат да се приложат специфични мерки за процеса и оперативни умения.
Процесни мерки за намаляване на деформацията при обработка
1. Намалете вътрешното напрежение на заготовката
Естественото или изкуственото стареене, заедно с обработката с вибрации, може да помогне за намаляване на вътрешното напрежение на заготовката. Предварителната обработка също е ефективен метод за тази цел. За заготовка с дебела глава и големи уши може да възникне значителна деформация по време на обработката поради значителния запас. Чрез предварителна обработка на излишните части на заготовката и намаляване на полето във всяка област, ние можем не само да минимизираме деформацията, която се получава по време на последващата обработка, но и да облекчим някои от вътрешните напрежения, налични след предварителната обработка.
2. Подобрете режещата способност на инструмента
Материалът и геометричните параметри на инструмента значително влияят върху силата на рязане и топлината. Правилният избор на инструмент е от съществено значение за минимизиране на деформацията при обработка на частите.
1) Разумен избор на геометрични параметри на инструмента.
① Ъгъл на наклон:При условие, че се поддържа здравината на острието, наклоненият ъгъл е подходящо избран да бъде по-голям. От една страна, той може да шлайфа остър ръб, а от друга страна, може да намали деформацията на рязане, да направи отстраняването на стружки гладко и по този начин да намали силата на рязане и температурата на рязане. Избягвайте използването на инструменти с отрицателен наклонен ъгъл.
② Заден ъгъл:Размерът на задния ъгъл има пряко влияние върху износването на задната повърхност на инструмента и качеството на обработената повърхност. Дебелината на рязане е важно условие за избор на ъгъл на заден ход. По време на грубо фрезоване, поради голямата скорост на подаване, голямото натоварване при рязане и високото генериране на топлина, условията за разсейване на топлината на инструмента трябва да бъдат добри. Следователно ъгълът на гърба трябва да бъде избран по-малък. По време на фино фрезоване се изисква ръбът да бъде остър, триенето между задната повърхност на инструмента и обработваната повърхност трябва да бъде намалено и еластичната деформация трябва да бъде намалена. Следователно ъгълът на гърба трябва да бъде избран по-голям.
③ Ъгъл на спиралата:За да се направи фрезоването гладко и да се намали силата на фрезоване, ъгълът на спиралата трябва да бъде избран възможно най-голям.
④ Основен ъгъл на отклонение:Подходящото намаляване на основния ъгъл на отклонение може да подобри условията за разсейване на топлината и да намали средната температура на обработваната зона.
2) Подобрете структурата на инструмента.
Намалете броя на зъбите на фрезата и увеличете пространството за стружките:
Тъй като алуминиевите материали показват висока пластичност и значителна деформация при рязане по време на обработка, от съществено значение е да се създаде по-голямо пространство за стружките. Това означава, че радиусът на дъното на жлеба за стружките трябва да бъде по-голям и броят на зъбите на фрезата трябва да бъде намален.
Фино шлайфане на режещи зъби:
Стойността на грапавостта на режещите ръбове на режещите зъби трябва да бъде по-малка от Ra = 0,4 µm. Преди да използвате нова резачка, препоръчително е внимателно да шлайфате предната и задната част на зъбите на резачката с фин маслен камък няколко пъти, за да елиминирате всякакви неравности или леки зъбни шарки, останали от процеса на заточване. Това не само помага за намаляване на топлината при рязане, но и минимизира деформацията при рязане.
Строго контролирани стандарти за износване на инструменти:
Тъй като инструментите се износват, грапавостта на повърхността на детайла се увеличава, температурата на рязане се повишава и детайлът може да страда от повишена деформация. Ето защо е изключително важно да изберете материали за инструмента с отлична устойчивост на износване и да гарантирате, че износването на инструмента не надвишава 0,2 mm. Ако износването надхвърли тази граница, това може да доведе до образуване на стружки. По време на рязане температурата на обработвания детайл обикновено трябва да се поддържа под 100°C, за да се предотврати деформация.
3. Подобрете метода на затягане на детайла. За тънкостенни алуминиеви детайли със слаба твърдост могат да се използват следните методи на затягане за намаляване на деформацията:
① За части с тънкостенни втулки, използването на тричелюстен самоцентриращ се патронник или пружинна цанга за радиално затягане може да доведе до деформация на детайла, след като той бъде разхлабен след обработката. За да избегнете този проблем, по-добре е да използвате метод за затягане на аксиална челна повърхност, който предлага по-голяма твърдост. Позиционирайте вътрешния отвор на детайла, създайте проходен дорник с резба и го поставете във вътрешния отвор. След това използвайте покриваща плоча, за да затегнете крайната повърхност и я закрепете здраво с гайка. Този метод помага за предотвратяване на деформация при затягане при обработка на външния кръг, осигурявайки задоволителна точност на обработката.
② Когато обработвате тънкостенни детайли от ламарина, препоръчително е да използвате вакуумна вендуза, за да постигнете равномерно разпределена сила на затягане. Освен това използването на по-малко количество на рязане може да помогне за предотвратяване на деформацията на детайла.
Друг ефективен метод е да се запълни вътрешността на детайла със среда, за да се подобри неговата твърдост при обработка. Например, стопилка от карбамид, съдържаща 3% до 6% калиев нитрат, може да се излее в детайла. След обработка детайлът може да се потопи във вода или алкохол, за да се разтвори пълнителят и след това да се излее.
4. Разумно подреждане на процесите
По време на високоскоростно рязане, процесът на фрезоване често генерира вибрации поради големи резерви за обработка и периодично рязане. Тази вибрация може да повлияе отрицателно върху точността на обработка и грапавостта на повърхността. В резултат на това,CNC високоскоростен процес на рязанеобикновено се разделя на няколко етапа: груба обработка, полуфинална обработка, ъглово почистване и финална обработка. За части, които изискват висока точност, може да е необходима вторична полуфинална обработка преди финалната обработка.
След етапа на грубо обработване е препоръчително да оставите частите да се охладят естествено. Това помага да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на груба обработка, и намалява деформацията. Допускът за обработка, останал след грубата обработка, трябва да бъде по-голям от очакваната деформация, обикновено между 1 до 2 mm. По време на довършителния етап е важно да се поддържа еднакъв резерв за обработка на готовата повърхност, обикновено между 0,2 до 0,5 mm. Тази еднородност гарантира, че режещият инструмент остава в стабилно състояние по време на обработката, което значително намалява деформацията при рязане, подобрява качеството на повърхността и гарантира точността на продукта.
Оперативни умения за намаляване на деформацията при обработка
Алуминиевите части се деформират по време на обработката. В допълнение към горните причини, методът на работа също е много важен при реалната работа.
1. За части, които имат големи допуски за обработка, се препоръчва симетрична обработка, за да се подобри разсейването на топлината по време на обработката и да се предотврати концентрацията на топлина. Например, когато обработвате лист с дебелина 90 mm до 60 mm, ако едната страна се фрезова веднага след другата страна, крайните размери може да доведат до толеранс на плоскост от 5 mm. Въпреки това, ако се използва подход за симетрична обработка с многократно подаване, при който всяка страна се обработва до крайния си размер два пъти, плоскостта може да се подобри до 0,3 mm.
2. Когато има множество кухини върху листови части, не е препоръчително да използвате метода на последователна обработка за адресиране на една кухина наведнъж. Този подход може да доведе до неравномерни сили върху частите, което води до деформация. Вместо това използвайте метод на пластова обработка, при който всички кухини в даден слой се обработват едновременно, преди да преминете към следващия слой. Това осигурява равномерно разпределение на напрежението върху частите и минимизира риска от деформация.
3. За да намалите силата на рязане и топлината, важно е да регулирате количеството на рязане. Сред трите компонента на количеството на рязане, количеството на обратно рязане значително влияе върху силата на рязане. Ако допускането на обработка е прекомерно и силата на рязане по време на едно преминаване е твърде висока, това може да доведе до деформация на частите, да повлияе отрицателно на твърдостта на шпиндела на машинния инструмент и да намали издръжливостта на инструмента.
Въпреки че намаляването на количеството обратно рязане може да увеличи дълготрайността на инструмента, то може също така да намали ефективността на производството. Високоскоростното фрезоване при CNC обработка обаче може ефективно да се справи с този проблем. Чрез намаляване на количеството обратно рязане и съответно увеличаване на скоростта на подаване и скоростта на машинния инструмент, силата на рязане може да бъде намалена, без да се компрометира ефективността на обработката.
4. Последователността на операциите по рязане е важна. Грубата обработка се фокусира върху максимизиране на ефективността на обработка и увеличаване на скоростта на отнемане на материал за единица време. Обикновено за тази фаза се използва обратно фрезоване. При обратното фрезоване излишният материал от повърхността на заготовката се отстранява с най-високата скорост и за възможно най-кратко време, ефективно оформяйки основен геометричен профил за финалния етап.
От друга страна, довършителната обработка дава приоритет на високата прецизност и качество, което прави фрезоването предпочитана техника. При фрезоването дебелината на среза постепенно намалява от максимума до нула. Този подход значително намалява втвърдяването при работа и минимизира деформацията на детайлите, които се обработват.
5. Тънкостенните детайли често се деформират поради затягане по време на обработка, предизвикателство, което продължава дори по време на довършителния етап. За да се сведе до минимум тази деформация, препоръчително е да разхлабите затягащото устройство, преди да бъде постигнат окончателният размер по време на довършването. Това позволява на детайла да се върне в първоначалната си форма, след което може да бъде внимателно затегнат отново - достатъчно само за задържане на детайла на място - въз основа на усещането на оператора. Този метод помага за постигане на идеални резултати от обработката.
В обобщение, силата на затягане трябва да бъде приложена възможно най-близо до опорната повърхност и насочена по протежение на най-здравата твърда ос на детайла. Въпреки че е изключително важно да се предотврати разхлабването на детайла, силата на затягане трябва да бъде сведена до минимум, за да се осигурят оптимални резултати.
6. Когато обработвате части с кухини, избягвайте да позволявате на фрезата да проникне директно в материала, както би направило свредлото. Този подход може да доведе до недостатъчно пространство за стружки за фрезата, причинявайки проблеми като неплавно отстраняване на стружки, прегряване, разширяване и потенциално срутване на стружки или счупване на компонентите.
Вместо това първо използвайте свредло, което е със същия размер или по-голямо от фрезата, за да създадете първоначалния отвор на фрезата. След това фрезата се използва за фрезови операции. Като алтернатива можете да използвате CAM софтуер, за да генерирате програма за спирално рязане за задачата.
Ако искате да научите повече или да направите запитване, моля не се колебайте да се свържетеinfo@anebon.com
Специалността на екипа на Anebon и съзнанието за обслужване помогнаха на компанията да спечели отлична репутация сред клиентите по целия свят за предлагане на достъпни цениCNC машинни части, CNC режещи части иCNC стругобработка на части. Основната цел на Anebon е да помогне на клиентите да постигнат целите си. Компанията полага огромни усилия да създаде печеливша ситуация за всички и ви приветства да се присъедините към тях.
Време на публикуване: 27 ноември 2024 г