Prozessmaßnahmen und Bedienkenntnisse zur Reduzierung der Verformung von Aluminiumteilen

Es gibt viele Gründe für die Verformung von Aluminiumteilen, die mit dem Material, der Form des Teils und den Produktionsbedingungen zusammenhängen. Es gibt hauptsächlich die folgenden Aspekte: Verformung durch innere Spannung des Rohlings, Verformung durch Schnittkraft und Schnittwärme sowie Verformung durch Klemmkraft.

【1】Prozessmaßnahmen zur Reduzierung der Verarbeitungsverformung

1. Reduzieren Sie die innere Spannung des Rohlings

Durch natürliche oder künstliche Alterung und Vibrationsbehandlung kann die innere Spannung des Rohlings teilweise beseitigt werden. Auch die Vorverarbeitung ist eine effektive Prozessmethode. Beim Rohling mit dickem Kopf und großen Ohren ist aufgrund des großen Aufmaßes auch die Verformung nach der Bearbeitung groß. Wenn der überschüssige Teil des Rohlings vorbearbeitet wird und das Aufmaß jedes Teils verringert wird, kann dies nicht nur die Verarbeitungsverformung des nachfolgenden Prozesses verringern, sondern auch einen Teil der inneren Spannung nach der Vorbearbeitung für einen Zeitraum von 10 Minuten abbauen Zeit.

2. Verbessern Sie die Schneidfähigkeit des Werkzeugs

Die Material- und Geometrieparameter des Werkzeugs haben einen wichtigen Einfluss auf die Schnittkraft und Schnittwärme. Die richtige Auswahl des Werkzeugs ist sehr wichtig, um die Bearbeitungsverformung des Teils zu reduzieren.

(1) Angemessene Auswahl der geometrischen Parameter des Werkzeugs.

①Spannwinkel: Unter der Bedingung, dass die Festigkeit der Klinge erhalten bleibt, wird der Spanwinkel entsprechend größer gewählt, um einerseits eine scharfe Kante zu schleifen und andererseits die Schnittverformung zu verringern glätten Sie die Spanabfuhr und reduzieren Sie dann die Schnittkraft und die Schnitttemperatur. Verwenden Sie niemals Werkzeuge mit negativem Spanwinkel.

②Freiwinkel: Die Größe des Freiwinkels hat einen direkten Einfluss auf den Verschleiß der Freifläche und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche. Die Schnittstärke ist eine wichtige Bedingung für die Wahl des Freiwinkels. Beim Schruppfräsen erfordert das Werkzeug aufgrund der großen Vorschubgeschwindigkeit, der hohen Schnittlast und der großen Wärmeentwicklung eine gute Wärmeableitung. Daher sollte der Freiwinkel kleiner gewählt werden. Beim Feinfräsen muss die Schneidkante scharf sein, die Reibung zwischen der Freifläche und der bearbeiteten Oberfläche wird verringert und die elastische Verformung wird verringert. Daher sollte der Freiwinkel größer sein.

③ Helixwinkel: Um das Fräsen gleichmäßiger zu gestalten und die Fräskraft zu reduzieren, sollte der Helixwinkel so groß wie möglich sein.

④Hauptneigungswinkel: Eine ordnungsgemäße Reduzierung des Hauptneigungswinkels kann die Wärmeableitungsbedingungen verbessern und die Durchschnittstemperatur des Verarbeitungsbereichs senken.

(2) Verbessern Sie die Werkzeugstruktur.

①Reduzieren Sie die Zähnezahl des Fräsers und vergrößern Sie den Spanraum. Aufgrund der großen Plastizität des Aluminiummaterials und der großen Schnittverformung während der Bearbeitung ist ein großer Spanraum erforderlich, daher sollte der Grundradius der Spanrille groß und die Anzahl der Fräserzähne klein sein.

② Zähne fein schleifen. Der Rauheitswert der Schneidkante der Fräszähne sollte weniger als Ra=0,4 um betragen. Bevor Sie ein neues Messer verwenden, sollten Sie die Vorder- und Rückseite der Messerzähne einige Male mit einem feinen Ölstein leicht schärfen, um die beim Schärfen der Zähne entstandenen Grate und leichten Zacken zu entfernen. Auf diese Weise kann nicht nur die Schnittwärme reduziert werden, sondern auch die Schnittverformung ist relativ gering.

③ Kontrollieren Sie streng den Verschleißstandard des Werkzeugs. Nach dem Verschleiß des Werkzeugs erhöht sich der Oberflächenrauheitswert des Werkstücks, die Schnitttemperatur steigt und die Verformung des Werkstücks nimmt zu. Daher sollte zusätzlich zur Auswahl von Werkzeugmaterialien mit guter Verschleißfestigkeit der Werkzeugverschleißstandard nicht größer als 0,2 mm sein, da sonst leicht eine Aufbauschneide entsteht. Beim Schneiden sollte die Temperatur des Werkstücks generell 100 °C nicht überschreiten, um Verformungen zu vermeiden.

3. Verbessern Sie die Spannmethode des Werkstücks

Bei dünnwandigen Aluminiumwerkstücken mit geringer Steifigkeit können folgende Spannmethoden zur Reduzierung der Verformung eingesetzt werden:

①Wenn bei dünnwandigen Buchsenteilen das selbstzentrierende Dreibackenfutter oder das Federfutter zum radialen Spannen verwendet wird, verformt sich das Werkstück nach dem Lösen nach der Bearbeitung zwangsläufig. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Methode des Pressens der axialen Endfläche mit besserer Steifigkeit verwendet werden. Positionieren Sie das Innenloch des Teils, stellen Sie einen Gewindedorn her, führen Sie ihn in das Innenloch des Teils ein, drücken Sie die Endfläche mit einer Abdeckplatte darauf und ziehen Sie ihn dann mit einer Mutter fest. Bei der Bearbeitung des Außenkreises kann eine Klemmverformung vermieden werden, um eine zufriedenstellende Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen.

② Bei der Bearbeitung dünnwandiger und dünnblechiger Werkstücke ist es am besten, Vakuumsaugnäpfe zu verwenden, um eine gleichmäßig verteilte Spannkraft zu erzielen, und dann mit geringem Schnitt zu bearbeiten, was eine Verformung des Werkstücks gut verhindern kann.

Darüber hinaus kann auch die Verpackungsmethode verwendet werden. Um die Prozesssteifigkeit dünnwandiger Werkstücke zu erhöhen, kann ein Medium in das Werkstück eingefüllt werden, um die Verformung des Werkstücks beim Spannen und Schneiden zu reduzieren. Beispielsweise wird Harnstoffschmelze mit 3 bis 6 % Kaliumnitrat in das Werkstück gegossen. Nach der Bearbeitung kann das Werkstück in Wasser oder Alkohol getaucht und der Füllstoff gelöst und ausgegossen werden.

4. Angemessene Gestaltung der Prozesse

WährendHochgeschwindigkeitsschneidenAufgrund der großen Bearbeitungszugabe und des unterbrochenen Schnitts erzeugt der Fräsprozess häufig Vibrationen, die sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit auswirken. Daher kann der CNC-Hochgeschwindigkeitsschneidprozess im Allgemeinen in folgende Prozesse unterteilt werden: Schruppen, Halbschlichten, Eckenräumen, Schlichten und andere Prozesse. Bei Teilen mit hohen Präzisionsanforderungen ist es manchmal erforderlich, eine sekundäre Vorbearbeitung und anschließende Endbearbeitung durchzuführen. Nach der Grobbearbeitung können die Teile auf natürliche Weise abgekühlt werden, wodurch die durch die Grobbearbeitung verursachten inneren Spannungen beseitigt und Verformungen reduziert werden. Das nach der Grobbearbeitung verbleibende Aufmaß sollte größer sein als die Verformung, im Allgemeinen 1 bis 2 mm. Während der Endbearbeitung sollte die Endoberfläche der Teile eine gleichmäßige Bearbeitungszugabe von im Allgemeinen 0,2 bis 0,5 mm beibehalten, damit sich das Werkzeug während des Bearbeitungsprozesses in einem stabilen Zustand befindet, wodurch Schnittverformungen erheblich reduziert und eine gute Oberflächenbearbeitungsqualität erzielt werden können Gewährleistung der Produktgenauigkeit.

【2】 die Bedienfähigkeiten zur Reduzierung der Verarbeitungsverformung

Zusätzlich zu den oben genannten Gründen werden die Teile von Aluminiumteilen während der Verarbeitung verformt. Im tatsächlichen Betrieb ist auch die Betriebsmethode sehr wichtig.

1. Bei Teilen mit großer Bearbeitungszugabe sollte während der Bearbeitung eine symmetrische Bearbeitung angewendet werden, um eine bessere Wärmeableitung während des Bearbeitungsprozesses zu gewährleisten und eine Wärmekonzentration zu vermeiden. Wenn ein 90 mm dickes Blech auf 60 mm bearbeitet werden muss, wenn eine Seite gefräst wird und die andere Seite sofort gefräst wird und die endgültige Größe auf einmal bearbeitet wird, erreicht die Ebenheit 5 mm; Bei symmetrischer Bearbeitung mit wiederholtem Vorschub wird jede Seite zweimal bearbeitet, bis das Endmaß eine Ebenheit von 0,3 mm gewährleisten kann.

2. Wenn die Plattenteile mehrere Hohlräume aufweisen, ist es nicht geeignet, während der Verarbeitung die sequentielle Bearbeitungsmethode von einem Hohlraum und einem Hohlraum zu verwenden, da dies aufgrund ungleichmäßiger Belastung leicht zu einer Verformung der Teile führen kann. Es wird eine mehrschichtige Verarbeitung angewendet, bei der jede Schicht gleichzeitig in allen Hohlräumen verarbeitet wird. Anschließend wird die nächste Schicht verarbeitet, um die Teile gleichmäßig zu belasten und Verformungen zu reduzieren.

3. Reduzieren Sie die Schnittkraft und die Schnittwärme, indem Sie die Schnittmenge ändern. Unter den drei Elementen der Schnittstärke hat die Stärke des Rückgriffs einen großen Einfluss auf die Schnittkraft. Wenn die Bearbeitungszugabe zu groß ist, ist die Schnittkraft eines Durchgangs zu groß, was nicht nur die Teile verformt, sondern auch die Steifigkeit der Werkzeugmaschinenspindel beeinträchtigt und die Haltbarkeit des Werkzeugs verringert. Wenn die Menge der vom Rücken gefressenen Messer verringert wird, wird die Produktionseffizienz erheblich verringert. Bei der CNC-Bearbeitung wird jedoch Hochgeschwindigkeitsfräsen eingesetzt, wodurch dieses Problem gelöst werden kann. Bei gleichzeitiger Reduzierung des Hinterschnitts kann bei entsprechender Erhöhung des Vorschubs und Erhöhung der Geschwindigkeit der Werkzeugmaschine die Schnittkraft reduziert und gleichzeitig die Bearbeitungseffizienz sichergestellt werden.

4. Auch auf die Reihenfolge der Messerbewegungen sollte geachtet werden. Bei der Grobbearbeitung liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Bearbeitungseffizienz und der Verfolgung der Abtragsrate pro Zeiteinheit. Generell kann das Gegenlauffräsen eingesetzt werden. Das heißt, das überschüssige Material auf der Oberfläche des Rohlings wird mit der schnellsten Geschwindigkeit und in kürzester Zeit entfernt und die für die Endbearbeitung erforderliche geometrische Kontur wird grundsätzlich geformt. Während beim Finishen hohe Präzision und hohe Qualität im Vordergrund stehen, empfiehlt sich das Gleichlauffräsen. Da die Schnittdicke der Fräszähne beim Gleichlauffräsen allmählich vom Maximum auf Null abnimmt, wird der Grad der Kaltverfestigung stark reduziert und auch der Verformungsgrad des Teils verringert.

5. Dünnwandige Werkstücke verformen sich durch die Spannung während der Bearbeitung und eine gleichmäßige Nachbearbeitung ist unumgänglich. Um die Verformung des Werkstücks auf ein Minimum zu reduzieren, können Sie vor dem Fertigstellen der endgültigen Größe das Pressstück lösen, sodass das Werkstück ungehindert in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren kann, und es dann leicht drücken, solange das Werkstück möglich ist geklemmt (komplett). Je nach Handgefühl kann so der ideale Verarbeitungseffekt erzielt werden. Kurz gesagt, der Angriffspunkt der Spannkraft liegt vorzugsweise auf der Auflagefläche und die Spannkraft sollte in Richtung einer guten Steifigkeit des Werkstücks ausgeübt werden. Um sicherzustellen, dass das Werkstück nicht locker ist, gilt: Je kleiner die Spannkraft, desto besser.

6. Achten Sie bei der Bearbeitung von Teilen mit Hohlraum darauf, dass der Fräser beim Bearbeiten des Hohlraums nicht wie ein Bohrer direkt in das Teil eintaucht, da der Fräser nicht genügend Platz für die Späneaufnahme hat und die Spanabfuhr schlecht ist, was zu Überhitzung und Ausdehnung führt und Zusammenbruch der Teile. Messer, gebrochene Messer und andere ungünstige Phänomene. Bohren Sie das Loch zunächst mit einem Bohrer in der gleichen Größe wie der Fräser oder einer Größe größer und fräsen Sie es dann mit demFräser. Alternativ kann eine CAM-Software zur Erstellung von Helix-Einschraubprogrammen verwendet werden.

Der Hauptfaktor, der sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität von Aluminiumteilen auswirkt, besteht darin, dass diese Teile während des Bearbeitungsprozesses zu Verformungen neigen, was vom Bediener bestimmte Betriebserfahrungen und Fähigkeiten erfordert.