Aluminium er det mest udbredte ikke-jernholdige metal, og dets anvendelsesområde udvides fortsat. Der er over 700.000 typer aluminiumsprodukter, som henvender sig til forskellige industrier, herunder byggeri, dekoration, transport og rumfart. I denne diskussion vil vi udforske forarbejdningsteknologien for aluminiumprodukter og hvordan man undgår deformation under forarbejdning.
Fordelene og egenskaberne ved aluminium omfatter:
- Lav densitet: Aluminium har en massefylde på omkring 2,7 g/cm³, hvilket er cirka en tredjedel af jern eller kobber.
- Høj Plasticitet:Aluminium har fremragende duktilitet, hvilket gør det muligt at formes til forskellige produkter gennem trykbearbejdningsmetoder, såsom ekstrudering og strækning.
- Korrosionsbestandighed:Aluminium udvikler naturligt en beskyttende oxidfilm på overfladen, enten under naturlige forhold eller gennem anodisering, hvilket giver overlegen korrosionsbestandighed sammenlignet med stål.
- Let at styrke:Selvom rent aluminium har et lavt styrkeniveau, kan dets styrke øges betydeligt gennem anodisering.
- Letter overfladebehandling:Overfladebehandlinger kan forbedre eller modificere aluminiums egenskaber. Anodiseringsprocessen er veletableret og udbredt i forarbejdning af aluminiumprodukter.
- God ledningsevne og genanvendelighed:Aluminium er en fremragende leder af elektricitet og er let at genbruge.
Forarbejdningsteknologi for aluminiumprodukter
Stempling af aluminiumsprodukter
1. Koldstempling
Det anvendte materiale er aluminium piller. Disse pellets formes i et enkelt trin ved hjælp af en ekstruderingsmaskine og en form. Denne proces er ideel til at skabe søjleformede produkter eller former, der er udfordrende at opnå gennem strækning, såsom elliptiske, firkantede og rektangulære former. (Som vist i figur 1, maskinen; figur 2, aluminiumspillerne; og figur 3, produktet)
Den anvendte maskines tonnage er relateret til produktets tværsnitsareal. Mellemrummet mellem den øvre dyse og den nederste dyse lavet af wolframstål bestemmer produktets vægtykkelse. Når presningen er fuldført, angiver det lodrette mellemrum fra den øvre matrice til den nederste matrice produktets øverste tykkelse.(Som vist i figur 4)
Fordele: Kort formåbningscyklus, lavere udviklingsomkostninger end strækkeform. Ulemper: Lang produktionsproces, store udsving i produktstørrelsen under processen, høje lønomkostninger.
2. Udstrækning
Anvendt materiale: aluminiumsplade. Brug kontinuerlig formmaskine og form til at udføre flere deformationer for at opfylde formkravene, velegnet til ikke-søjleformede kroppe (produkter med buet aluminium). (Som vist i figur 5, maskine, figur 6, form og figur 7, produkt)
Fordele:Dimensionerne af komplekse og multideforme produkter styres stabilt under produktionsprocessen, og produktoverfladen er glattere.
Ulemper:Høje formomkostninger, relativt lang udviklingscyklus og høje krav til maskinvalg og præcision.
Overfladebehandling af aluminiumsprodukter
1. Sandblæsning (skudblæsning)
Processen med at rense og gøre metaloverfladen ru ved påvirkningen af højhastighedssandstrømning.
Denne metode til overfladebehandling af aluminium forbedrer renheden og ruheden af emnets overflade. Som et resultat forbedres overfladens mekaniske egenskaber, hvilket fører til bedre udmattelsesbestandighed. Denne forbedring øger vedhæftningen mellem overfladen og eventuelle påførte belægninger, hvilket forlænger belægningens holdbarhed. Derudover letter det udjævningen og det æstetiske udseende af belægningen. Denne proces ses almindeligvis i forskellige Apple-produkter.
2. Polering
Bearbejdningsmetoden anvender mekaniske, kemiske eller elektrokemiske teknikker til at reducere overfladeruheden af et emne, hvilket resulterer i en glat og skinnende overflade. Poleringsprocessen kan kategoriseres i tre hovedtyper: mekanisk polering, kemisk polering og elektrolytisk polering. Ved at kombinere mekanisk polering med elektrolytisk polering kan aluminiumsdele opnå en spejllignende finish svarende til den i rustfrit stål. Denne proces giver en følelse af avanceret enkelhed, mode og en futuristisk appel.
3. Trådtegning
Metaltrådstrækning er en fremstillingsproces, hvor streger gentagne gange skrabes ud af aluminiumsplader med sandpapir. Trådtegning kan opdeles i lige trådtrækning, tilfældig trådtrækning, spiraltrådstrækning og trådtrådstrækning. Metaltrådstrækningsprocessen kan tydeligt vise alle fine silkemærker, så det matte metal får en fin hårglans, og produktet har både mode og teknologi.
4. Højlysskæring
Highlight-skæring bruger en præcisionsgraveringsmaskine til at forstærke diamantkniven på den højhastighedsroterende (generelt 20.000 rpm) præcisionsgraveringsmaskinespindel til at skære dele og producere lokale fremhævede områder på produktoverfladen. Lysstyrken af skærehøjdepunkterne påvirkes af fræseborehastigheden. Jo hurtigere borehastighed, jo lysere skærehøjdepunkter. Omvendt, jo mørkere skærehøjdepunkterne er, jo større er sandsynligheden for, at de producerer knivmærker. Højglansskæring er især almindeligt i mobiltelefoner, såsom iPhone 5. I de senere år har nogle high-end tv-metalrammer taget i brug højglansCNC fræsningteknologi, og anodiserings- og børsteprocesserne gør tv'et fuld af mode og teknologisk skarphed.
5. Anodisering
Anodisering er en elektrokemisk proces, der oxiderer metaller eller legeringer. Under denne proces udvikler aluminium og dets legeringer en oxidfilm, når en elektrisk strøm påføres i en specifik elektrolyt under visse forhold. Anodisering øger overfladens hårdhed og slidstyrke af aluminium, forlænger dets levetid og forbedrer dets æstetiske appel. Denne proces er blevet en vital komponent i aluminiums overfladebehandling og er i øjeblikket en af de mest udbredte og succesrige metoder, der findes.
6. Tofarvet anode
En tofarvet anode refererer til processen med anodisering af et produkt for at anvende forskellige farver på specifikke områder. Selvom denne to-farve anodiseringsteknik sjældent anvendes i tv-industrien på grund af dens kompleksitet og høje omkostninger, forbedrer kontrasten mellem de to farver produktets avancerede og unikke udseende.
Der er flere faktorer, der bidrager til bearbejdningen af deformation af aluminiumsdele, herunder materialeegenskaber, delens form og produktionsforhold. De vigtigste årsager til deformation omfatter: indre spændinger i emnet, skærekræfter og varme genereret under bearbejdning og kræfter udøvet under fastspænding. For at minimere disse deformationer kan specifikke procesforanstaltninger og driftsfærdigheder implementeres.
Procesforanstaltninger for at reducere behandlingsdeformation
1. Reducer den indre belastning af emnet
Naturlig eller kunstig aldring kan sammen med vibrationsbehandling hjælpe med at reducere den indre belastning af et emne. Forbehandling er også en effektiv metode til dette formål. For et emne med et fedt hoved og store ører kan der opstå betydelig deformation under forarbejdningen på grund af den betydelige margin. Ved at forbehandle de overskydende dele af emnet og reducere marginen i hvert område, kan vi ikke kun minimere den deformation, der opstår under den efterfølgende bearbejdning, men også afhjælpe en del af den indre spænding, der er til stede efter forbearbejdningen.
2. Forbedre værktøjets skæreevne
Værktøjets materiale og geometriske parametre påvirker skærekraft og varme markant. Korrekt værktøjsvalg er afgørende for at minimere deles bearbejdningsdeformation.
1) Rimeligt udvalg af værktøjets geometriske parametre.
① Rivevinkel:Under betingelsen om at bevare styrken af bladet, er spånvinklen passende valgt til at være større. På den ene side kan den slibe en skarp kant, og på den anden side kan den reducere skæredeformation, gøre spånfjernelsen glat og dermed reducere skærekraft og skæretemperatur. Undgå at bruge værktøjer med negativ skråvinkel.
② Rygvinkel:Størrelsen af rygvinklen har en direkte indflydelse på sliddet på rygværktøjets overflade og kvaliteten af den bearbejdede overflade. Skæretykkelse er en vigtig betingelse for valg af rygvinkel. Under grovfræsning skal værktøjets varmeafledningsbetingelser være gode på grund af den store tilspændingshastighed, tunge skærebelastning og høj varmeudvikling. Derfor bør rygvinklen vælges til at være mindre. Ved finfræsning skal kanten være skarp, friktionen mellem den bagerste værktøjsflade og den bearbejdede overflade skal reduceres, og den elastiske deformation skal reduceres. Derfor bør rygvinklen vælges til at være større.
③ Helixvinkel:For at gøre fræsningen jævn og reducere fræsekraften bør spiralvinklen vælges så stor som muligt.
④ Hovedafbøjningsvinkel:En passende reduktion af hovedafbøjningsvinklen kan forbedre varmeafledningsforholdene og reducere den gennemsnitlige temperatur i behandlingsområdet.
2) Forbedre værktøjets struktur.
Reducer antallet af fræsetænder og øg spånpladsen:
Da aluminiumsmaterialer udviser høj plasticitet og betydelig skærende deformation under forarbejdning, er det vigtigt at skabe et større spånrum. Det betyder, at radius af spånrillebunden skal være større, og antallet af tænder på fræseren skal reduceres.
Finslibning af skæretænder:
Ruhedsværdien af skæretændernes skær bør være mindre end Ra = 0,4 µm. Før du bruger en ny fræser, er det tilrådeligt at slibe forsiden og bagsiden af skæretænderne forsigtigt med en fin oliesten flere gange for at fjerne grater eller små savtandsmønstre, der er tilbage fra slibningsprocessen. Dette hjælper ikke kun med at reducere skærevarmen, men minimerer også skæredeformation.
Streng kontrol med værktøjsslidstandarder:
Efterhånden som værktøjet slides, øges overfladeruheden af emnet, skæretemperaturen stiger, og emnet kan lide af øget deformation. Derfor er det afgørende at vælge værktøjsmaterialer med fremragende slidstyrke, og sikre at værktøjsslid ikke overstiger 0,2 mm. Hvis sliddet overstiger denne grænse, kan det føre til spåndannelse. Under skæring skal emnets temperatur generelt holdes under 100°C for at forhindre deformation.
3. Forbedre fastspændingsmetoden for emnet. For tyndvæggede aluminium-emner med dårlig stivhed kan følgende spændemetoder bruges til at reducere deformation:
① For tyndvæggede bøsningsdele kan brug af en tre-kæber selvcentrerende borepatron eller en fjederspændespænde til radial fastspænding føre til deformering af emnet, når det er løsnet efter bearbejdning. For at undgå dette problem er det bedre at bruge en aksial endefladeklemmemetode, der giver større stivhed. Placer delens indvendige hul, skab en gevindgennemføringsdorn, og indsæt den i det indre hul. Brug derefter en dækplade til at klemme endefladen og fastgør den tæt med en møtrik. Denne metode hjælper med at forhindre klemdeformation ved bearbejdning af den ydre cirkel, hvilket sikrer tilfredsstillende behandlingsnøjagtighed.
② Ved bearbejdning af tyndvæggede metalpladeemner anbefales det at bruge en vakuumsugekop for at opnå en ensartet fordelt klemkraft. Derudover kan brug af en mindre skæremængde hjælpe med at forhindre deformation af emnet.
En anden effektiv metode er at fylde det indre af emnet med et medium for at øge dets bearbejdningsstivhed. For eksempel kan en urinstofsmelte indeholdende 3% til 6% kaliumnitrat hældes i emnet. Efter bearbejdning kan emnet nedsænkes i vand eller alkohol for at opløse fyldstoffet og derefter hælde det ud.
4. Rimelig tilrettelæggelse af processer
Under højhastighedsskæring genererer fræseprocessen ofte vibrationer på grund af store bearbejdningsmængder og intermitterende skæring. Denne vibration kan negativt påvirke bearbejdningsnøjagtigheden og overfladeruheden. Som følge herafCNC højhastigheds skæreproceser typisk opdelt i flere faser: skrubning, semi-finishing, vinkelrensning og efterbehandling. For dele, der kræver høj præcision, kan en sekundær semi-finish være nødvendig før efterbehandling.
Efter skrubningsfasen anbefales det at lade delene afkøle naturligt. Dette hjælper med at eliminere den indre spænding, der genereres under skrub og reducerer deformation. Bearbejdningsgodtgørelsen efter skrubning skal være større end den forventede deformation, generelt mellem 1 og 2 mm. Under efterbehandlingsfasen er det vigtigt at opretholde en ensartet bearbejdningstillæg på den færdige overflade, typisk mellem 0,2 til 0,5 mm. Denne ensartethed sikrer, at skæreværktøjet forbliver i en stabil tilstand under forarbejdningen, hvilket reducerer skæredeformation markant, forbedrer overfladekvaliteten og sikrer produktnøjagtighed.
Operationelle færdigheder til at reducere behandlingsdeformation
Aluminiumsdele deformeres under forarbejdning. Ud over ovenstående årsager er operationsmetoden også meget vigtig i den faktiske drift.
1. For dele, der har store bearbejdningskvoter, anbefales symmetrisk bearbejdning for at forbedre varmeafledningen under bearbejdning og for at forhindre varmekoncentration. For eksempel, ved bearbejdning af en 90 mm tyk plade ned til 60 mm, hvis den ene side fræses umiddelbart efter den anden side, kan de endelige dimensioner resultere i en planhedstolerance på 5 mm. Men hvis der anvendes en gentagen fremføringssymmetrisk proces, hvor hver side bearbejdes til sin endelige størrelse to gange, kan planheden forbedres til 0,3 mm.
2. Når der er flere hulrum på arkdelene, er det ikke tilrådeligt at bruge den sekventielle behandlingsmetode til adressering af et hulrum ad gangen. Denne tilgang kan føre til ujævne kræfter på delene, hvilket resulterer i deformation. Brug i stedet en lagdelt behandlingsmetode, hvor alle hulrum i et lag behandles samtidigt, før du går videre til næste lag. Dette sikrer en jævn spændingsfordeling på delene og minimerer risikoen for deformation.
3. For at reducere skærekraft og varme er det vigtigt at justere skæremængden. Blandt de tre komponenter i skæremængden påvirker tilbageskæringsmængden skærekraften væsentligt. Hvis bearbejdningsgodtgørelsen er for stor, og skærekraften under en enkelt omgang er for høj, kan det føre til deformation af delene, negativt påvirke værktøjsmaskinens spindels stivhed og reducere værktøjets holdbarhed.
Mens reduktion af tilbageskæringsmængden kan forbedre værktøjets levetid, kan det også reducere produktionseffektiviteten. Imidlertid kan højhastighedsfræsning i CNC-bearbejdning effektivt løse dette problem. Ved at reducere tilbageskæringsmængden og tilsvarende øge tilspændingshastigheden og værktøjsmaskinens hastighed kan skærekraften sænkes uden at gå på kompromis med bearbejdningseffektiviteten.
4. Rækkefølgen af skæreoperationer er vigtig. Grov bearbejdning fokuserer på at maksimere bearbejdningseffektiviteten og øge materialefjernelseshastigheden pr. tidsenhed. Typisk anvendes omvendt fræsning til denne fase. Ved omvendt fræsning fjernes overskydende materiale fra overfladen af emnet ved den højeste hastighed og på kortest mulig tid, hvilket effektivt danner en grundlæggende geometrisk profil for efterbehandlingsfasen.
På den anden side prioriterer efterbehandling høj præcision og kvalitet, hvilket gør dunfræsning til den foretrukne teknik. Ved nedfræsning falder tykkelsen af snittet gradvist fra maksimum til nul. Denne fremgangsmåde reducerer arbejdshærdningen markant og minimerer deformation af de dele, der bearbejdes.
5. Tyndvæggede emner oplever ofte deformation på grund af fastspænding under bearbejdningen, en udfordring, der varer ved selv under efterbehandlingsfasen. For at minimere denne deformation er det tilrådeligt at løsne spændeanordningen, før den endelige størrelse opnås under efterbehandlingen. Dette gør det muligt for arbejdsemnet at vende tilbage til sin oprindelige form, hvorefter det forsigtigt kan fastspændes igen - tilstrækkeligt kun til at holde emnet på plads - baseret på operatørens fornemmelse. Denne metode hjælper med at opnå de ideelle behandlingsresultater.
Sammenfattende skal spændekraften påføres så tæt som muligt på støttefladen og rettes langs emnets stærkeste stive akse. Selvom det er afgørende at forhindre, at emnet løsner sig, bør spændekraften holdes på et minimum for at sikre optimale resultater.
6. Ved bearbejdning af dele med hulrum, undgå at lade fræseren trænge direkte ind i materialet, som en borekrone ville. Denne tilgang kan føre til utilstrækkelig spånplads til fræseren, hvilket forårsager problemer som ujævn spånfjernelse, overophedning, ekspansion og potentielt spånsammenbrud eller brud på komponenterne.
I stedet skal du først bruge en borekrone, der har samme størrelse eller større end fræseren til at skabe det første fræsehul. Derefter bruges fræseren til fræseoperationer. Alternativt kan du bruge CAM-software til at generere et spiralskæringsprogram til opgaven.
Hvis du vil vide mere eller forespørgsel, er du velkommen til at kontakteinfo@anebon.com
Anebon-teamets specialitet og servicebevidsthed har hjulpet virksomheden med at få et fremragende ry blandt kunder over hele verden for at tilbyde overkommeligeCNC-bearbejdningsdele, CNC skærende dele, ogCNC drejebænkbearbejdning af dele. Anebons primære mål er at hjælpe kunder med at nå deres mål. Virksomheden har gjort en enorm indsats for at skabe en win-win situation for alle og byder dig velkommen til at slutte dig til dem.
Indlægstid: 27. november 2024