Numerosos factores contribuyen a la distorsión de los componentes de aluminio durante el proceso de fabricación, incluidas las propiedades del material, la geometría de la pieza y los parámetros de producción.
Los factores principales abarcan la tensión interna dentro de la materia prima, la distorsión resultante de las fuerzas de mecanizado y el calor, y la deformación inducida por la presión de sujeción.
1. Medidas de proceso para reducir la deformación del procesamiento.
1. Reducir la tensión interna del espacio en blanco.
La tensión interna de la materia prima puede aliviarse en cierta medida mediante procedimientos de envejecimiento y vibración naturales o artificiales. El procesamiento preliminar también es un método viable. En el caso de materias primas con voladizos generosos y protuberancias importantes, la distorsión posterior al procesamiento también es significativa.
Procesar la porción sobrante de la materia prima de antemano y disminuir el saliente de cada sección no sólo puede mitigar la distorsión del procesamiento en procedimientos posteriores, sino que también permite reservarla durante un período posterior al procesamiento preliminar, lo que puede aliviar aún más algunos de los problemas. tensión interna.
2. Mejorar la capacidad de corte de la herramienta.
La fuerza de corte y el calor de corte durante el mecanizado están influenciados significativamente por la composición del material y la forma específica de la herramienta. Seleccionar la herramienta adecuada es vital para minimizar la distorsión durante el procesamiento de piezas.
1) Seleccionar razonablemente los parámetros geométricos de la herramienta.
①El ángulo de inclinación juega un papel fundamental en las operaciones de corte. Es importante seleccionar cuidadosamente un ángulo de ataque mayor y al mismo tiempo garantizar que se mantenga la resistencia de la hoja. Un ángulo de ataque más grande no sólo ayuda a lograr un filo más afilado, sino que también minimiza la distorsión de corte y facilita la eliminación eficiente de la viruta, lo que reduce la fuerza de corte y la temperatura. Se deben evitar a toda costa las herramientas con ángulos de ataque negativos.
②Ángulo de alivio: la magnitud del ángulo de alivio afecta significativamente el desgaste del flanco y la calidad de la superficie mecanizada. La selección del ángulo de relieve depende del espesor del corte. En el fresado de desbaste, donde hay una velocidad de avance sustancial, una carga de corte pesada y una alta generación de calor, es crucial garantizar una disipación de calor óptima de la herramienta. Por lo tanto, se debe elegir un ángulo de relieve menor. Por el contrario, para el fresado fino, es necesario un filo afilado para minimizar la fricción entre el flanco y la superficie mecanizada y reducir la deformación elástica. En consecuencia, se recomienda un ángulo libre mayor.
③Ángulo de hélice: para que el fresado sea suave y reducir la fuerza de fresado, el ángulo de hélice debe ser lo más grande posible.
④ Ángulo de desviación principal: Reducir adecuadamente el ángulo de desviación principal puede mejorar las condiciones de disipación de calor y reducir la temperatura promedio del área de procesamiento.
2) Mejorar la estructura de la herramienta.
①Para mejorar la evacuación de la viruta, es importante disminuir la cantidad de dientes de la fresa y aumentar el espacio para la viruta. Debido a la mayor plasticidad de las piezas de aluminio, se produce una mayor deformación de corte durante el procesamiento, lo que requiere un mayor espacio para las virutas. Por ello se recomienda un mayor radio inferior para la ranura de viruta y una reducción del número de dientes de la fresa.
②Realice un rectificado preciso de los dientes de la hoja, asegurándose de que el valor de rugosidad del filo sea inferior a Ra=0,4um. Cuando se utiliza un cuchillo nuevo, es aconsejable esmerilar ligeramente tanto la parte delantera como la trasera de los dientes utilizando una piedra de aceite fina para eliminar las rebabas y las pequeñas irregularidades que puedan haber resultado del afilado. Este proceso no sólo reduce el calor de corte sino que también minimiza la deformación del corte.
③Es esencial controlar de cerca los estándares de desgaste de las herramientas de corte. A medida que la herramienta se desgasta, el valor de rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo aumenta, la temperatura de corte aumenta y la deformación de la pieza de trabajo se vuelve más pronunciada. Además de elegir materiales para herramientas de corte con excelente resistencia al desgaste, es crucial cumplir con un límite máximo de desgaste de la herramienta de 0,2 mm para evitar la aparición de filos acumulados. Durante las operaciones de corte, se recomienda mantener la temperatura de la pieza de trabajo por debajo de 100°C para evitar deformaciones.
3. Mejorar el método de sujeción de las piezas de trabajo.
Para piezas de aluminio de paredes delgadas con poca rigidez, se pueden utilizar los siguientes métodos de sujeción para reducir la deformación:
①Cuando se trabaja con piezas de casquillo de paredes delgadas, el uso de un mandril autocentrante de tres mordazas o un mandril de resorte para sujetar las piezas radialmente puede provocar la deformación de la pieza de trabajo cuando se afloja después del procesamiento. En tales casos, es aconsejable emplear un método de compresión de la cara del extremo axial más fuerte. Comience ubicando el orificio interior de la pieza, creando un mandril roscado personalizado e insertándolo en el orificio interior. Utilice una placa de cubierta para aplicar presión en la cara del extremo y luego asegúrela en su lugar con una tuerca. Al emplear este enfoque, puede evitar la deformación de la sujeción durante el procesamiento del círculo exterior, lo que mejora la precisión del procesamiento.
②Cuando se trabaja con piezas de chapa de pared delgada, se recomienda utilizar tecnología de sujeción magnética para lograr una fuerza de sujeción uniforme, junto con parámetros de corte más finos. Este enfoque mitiga eficazmente el riesgo de deformación de la pieza de trabajo durante el procesamiento. Como alternativa, se puede implementar soporte interno para mejorar la estabilidad de los componentes de paredes delgadas.
Al infundir en la pieza de trabajo un medio de soporte, como una solución de urea que contenga entre un 3% y un 6% de nitrato de potasio, se puede minimizar la probabilidad de deformación durante la sujeción y el corte. Este relleno se puede disolver y eliminar posteriormente sumergiendo la pieza de trabajo en agua o alcohol después del procesamiento.
4. Organizar el proceso de forma razonable
En el curso del corte a alta velocidad, el proceso de fresado es propenso a vibraciones debido al importante margen de mecanizado y al corte intermitente, lo que genera impactos adversos en la precisión del mecanizado y la rugosidad de la superficie. En consecuencia, el procedimiento de corte CNC de alta velocidad normalmente abarca varias etapas, a saber, mecanizado en desbaste, semiacabado, limpieza de esquinas y acabado, entre otras.
En los casos en que los componentes exigen alta precisión, puede ser necesario ejecutar un semiacabado secundario seguido de un acabado. Después del mecanizado de desbaste, es beneficioso permitir que las piezas se enfríen de forma natural para aliviar la tensión interna inducida por el mecanizado de desbaste y minimizar la deformación. El margen que queda después del mecanizado de desbaste debe exceder el nivel de deformación, que suele oscilar entre 1 y 2 mm.
Además, al realizar el acabado, es imperativo mantener un margen de mecanizado constante en la superficie acabada de la pieza, que normalmente oscila entre 0,2 y 0,5 mm. Esta práctica garantiza que la herramienta permanezca en condiciones estables durante el procesamiento, lo que mitiga significativamente la deformación del corte, logra una calidad superior en el procesamiento de la superficie y mantiene la precisión del producto.
2. Habilidades operativas para reducir la deformación del procesamiento.
Piezas hechas depiezas de aluminio mecanizadas cncse deforman durante el procesamiento. Además de las razones anteriores, el método operativo también es muy importante en el funcionamiento real.
1. Para componentes con un margen de mecanizado sustancial, es esencial emplear técnicas de procesamiento simétrico para mejorar la disipación de calor durante el mecanizado y evitar la concentración de calor. A modo de ilustración, cuando se reduce una lámina de 90 mm de espesor a 60 mm, se fresa un lado y luego se fresa inmediatamente el otro, seguido de un único proceso de dimensionamiento final, se obtiene una planitud de 5 mm. Por el contrario, emplear un procesamiento simétrico repetido, con cada lado fresado en dos etapas, garantiza un tamaño final con una planitud de 0,3 mm.
2. Si hay varias muescas en el componente de la placa, no se recomienda emplear el método de procesamiento paso a paso para cada muesca individual. Esto podría provocar una distribución irregular de las tensiones y la posterior deformación del componente. En su lugar, considere implementar un procesamiento en capas para mecanizar todas las indentaciones simultáneamente en cada capa, antes de pasar a la siguiente capa. Esto ayudará a garantizar una distribución uniforme de la tensión y minimizará la deformación.
3. Para mitigar la fuerza de corte y el calor, se puede ajustar la cantidad de corte. Entre los tres factores de cantidad de corte, la cantidad de corte posterior afecta significativamente la fuerza de corte. Un margen de mecanizado y una fuerza de corte excesivos pueden provocar la deformación de la pieza, comprometer la rigidez del husillo de la máquina herramienta y reducir la durabilidad de la herramienta. Una disminución en la cantidad de recorte puede reducir sustancialmente la eficiencia de la producción. No obstante, el fresado de alta velocidad en el mecanizado CNC puede solucionar este problema. Al disminuir simultáneamente la cantidad de corte posterior y aumentar la velocidad de avance y de la máquina herramienta, se puede disminuir la fuerza de corte mientras se mantiene la eficiencia del procesamiento.
4. También se debe prestar atención a la secuencia de corte. En el mecanizado de desbaste, la atención se centra en mejorar la eficiencia del procesamiento y esforzarse por lograr la máxima eliminación de material por unidad de tiempo. Generalmente se prefiere el fresado ascendente. Esto significa que el material sobrante de la superficie de la pieza se elimina a la mayor velocidad y en el menor tiempo posible para establecer el contorno geométrico requerido para el acabado. Por otro lado, el proceso de acabado prioriza la alta precisión y la calidad superior, por lo que se recomienda el fresado. A medida que el espesor de corte de la herramienta disminuye gradualmente desde el máximo hasta cero durante el fresado, se reduce significativamente el endurecimiento por trabajo y se minimiza la deformación de la pieza.
5. La deformación de piezas de pared delgada causada por la sujeción durante el procesamiento es un problema inevitable, incluso después de haberlas terminado. Para minimizar la deformación de la pieza de trabajo, se recomienda liberar la presión antes del acabado para lograr las dimensiones finales. Esto permite que la pieza de trabajo vuelva naturalmente a su forma original. Posteriormente, la presión se puede aumentar con cuidado hasta que la pieza de trabajo esté completamente sujeta, logrando el efecto de procesamiento deseado. Lo ideal es que la fuerza de sujeción se aplique a la superficie de soporte, alineándose con la rigidez de la pieza de trabajo. Aunque se garantiza que la pieza de trabajo permanezca segura, es preferible utilizar una fuerza de sujeción mínima.
6. Al mecanizar piezas con un espacio hueco, es aconsejable evitar que la fresa penetre directamente en la pieza a modo de taladro durante el proceso. Esto puede provocar un espacio de viruta limitado para la fresa, una evacuación de viruta obstaculizada y el consiguiente sobrecalentamiento, expansión y deterioro de las piezas. Pueden producirse sucesos no deseados como distorsión y rotura de la herramienta. Se recomienda utilizar inicialmente una broca de igual tamaño o ligeramente mayor que la fresa para perforar el agujero y posteriormente emplear la fresa para el mecanizado. Alternativamente, se puede generar un programa de corte en espiral utilizando el software CAM.
El principal desafío que influye en la precisión de la fabricación de piezas de aluminio y la calidad de su acabado superficial es la susceptibilidad de estas piezas a la distorsión durante el procesamiento. Esto requiere que el operador posea un cierto nivel de experiencia y competencia operativa.
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Hora de publicación: 02-feb-2024