Aluminij je najčešće korišteni obojeni metal, a njegova se primjena nastavlja širiti. Postoji više od 700.000 vrsta aluminijskih proizvoda koji služe raznim industrijama, uključujući građevinarstvo, dekoraciju, transport i zrakoplovstvo. U ovoj raspravi istražit ćemo tehnologiju obrade aluminijskih proizvoda i kako izbjeći deformacije tijekom obrade.
Prednosti i karakteristike aluminija uključuju:
- Niska gustoća: Aluminij ima gustoću od oko 2,7 g/cm³, što je otprilike jedna trećina gustoće željeza ili bakra.
- Visoka plastičnost:Aluminij ima izvrsnu duktilnost, što mu omogućuje da se oblikuje u različite proizvode metodama obrade pod pritiskom, kao što su ekstruzija i istezanje.
- Otpornost na koroziju:Aluminij prirodno razvija zaštitni oksidni film na svojoj površini, bilo u prirodnim uvjetima ili anodizacijom, nudeći superiornu otpornost na koroziju u usporedbi s čelikom.
- Lako se ojačava:Iako čisti aluminij ima nisku razinu čvrstoće, njegova se čvrstoća može znatno povećati eloksiranjem.
- Olakšava površinsku obradu:Površinski tretmani mogu poboljšati ili modificirati svojstva aluminija. Proces eloksiranja dobro je uhodan i naširoko se koristi u obradi aluminijskih proizvoda.
- Dobra vodljivost i mogućnost recikliranja:Aluminij je izvrstan vodič električne energije i lako se reciklira.
Tehnologija obrade aluminijskih proizvoda
Štancanje aluminijskih proizvoda
1. Hladno žigosanje
Materijal koji se koristi su aluminijske kuglice. Ovi se peleti oblikuju u jednom koraku pomoću stroja za ekstruziju i kalupa. Ovaj je postupak idealan za stvaranje stupčastih proizvoda ili oblika koje je teško postići istezanjem, kao što su eliptični, kvadratni i pravokutni oblici. (Kao što je prikazano na slici 1, stroj; slika 2, aluminijske kuglice; i slika 3, proizvod)
Tonaža korištenog stroja povezana je s površinom poprečnog presjeka proizvoda. Razmak između gornje matrice i donje matrice od volframovog čelika određuje debljinu stijenke proizvoda. Nakon što je prešanje završeno, okomiti razmak od gornjeg izbojca matrice do donje matrice označava gornju debljinu proizvoda. (Kao što je prikazano na slici 4)
Prednosti: Kratak ciklus otvaranja kalupa, niži troškovi razvoja od rastezljivog kalupa. Nedostaci: Dug proces proizvodnje, velika fluktuacija veličine proizvoda tijekom procesa, visoka cijena rada.
2. Istezanje
Materijal koji se koristi: aluminijski lim. Upotrijebite kontinuirani kalupni stroj i kalup za izvođenje višestrukih deformacija kako biste ispunili zahtjeve oblika, prikladno za tijela bez stupova (proizvodi sa zakrivljenim aluminijem). (Kao što je prikazano na slici 5, stroj, slici 6, kalup i slici 7, proizvod)
Prednosti:Dimenzije složenih i višestruko deformiranih proizvoda stabilno se kontroliraju tijekom procesa proizvodnje, a površina proizvoda je glatkija.
Nedostaci:Visoka cijena kalupa, relativno dug razvojni ciklus i visoki zahtjevi za odabir i preciznost stroja.
Površinska obrada aluminijskih proizvoda
1. Pjeskarenje (sačmarenje)
Proces čišćenja i ohrapavljanja metalne površine djelovanjem brze struje pijeska.
Ova metoda obrade površine aluminija povećava čistoću i hrapavost površine izratka. Kao rezultat, mehanička svojstva površine su poboljšana, što dovodi do bolje otpornosti na zamor. Ovo poboljšanje povećava prianjanje između površine i svih nanesenih premaza, produžujući trajnost premaza. Dodatno, olakšava izravnavanje i estetski izgled premaza. Ovaj se proces obično može vidjeti u raznim Apple proizvodima.
2. Poliranje
Metoda obrade koristi mehaničke, kemijske ili elektrokemijske tehnike za smanjenje površinske hrapavosti obratka, što rezultira glatkom i sjajnom površinom. Proces poliranja može se kategorizirati u tri glavne vrste: mehaničko poliranje, kemijsko poliranje i elektrolitičko poliranje. Kombinacijom mehaničkog poliranja s elektrolitičkim poliranjem, aluminijski dijelovi mogu postići zrcalni završetak sličan onom od nehrđajućeg čelika. Ovaj proces daje osjećaj vrhunske jednostavnosti, mode i futurističke privlačnosti.
3. Crtanje žice
Izvlačenje metalne žice proizvodni je proces u kojem se linije brusnim papirom više puta stružu s aluminijskih ploča. Izvlačenje žice može se podijeliti na ravno izvlačenje žice, nasumično izvlačenje žice, spiralno izvlačenje žice i izvlačenje niti. Proces izvlačenja metalne žice može jasno pokazati svaku finu svilenu oznaku tako da mat metal ima fini sjaj kose, a proizvod ima i modu i tehnologiju.
4. Visoko svjetlo rezanje
Rezanje istaknutih dijelova koristi precizni stroj za graviranje za ojačavanje dijamantnog noža na vretenu stroja za precizno graviranje velikom brzinom (obično 20.000 o/min) za rezanje dijelova i stvaranje lokalnih istaknutih područja na površini proizvoda. Na svjetlinu reznih svjetla utječe brzina glodala. Što je veća brzina bušilice, svjetliji su dijelovi pri rezanju. Suprotno tome, što su svijetli dijelovi tamniji, to je vjerojatnije da će ostaviti tragove noža. Rezanje u visokom sjaju osobito je uobičajeno u mobilnim telefonima, kao što je iPhone 5. Posljednjih godina, neki vrhunski metalni okviri za televizore usvojili su visoki sjajCNC glodanjetehnologija, a procesi eloksiranja i brušenja čine televizor punim modne i tehnološke oštrine.
5. Anodiziranje
Anodizacija je elektrokemijski proces koji oksidira metale ili legure. Tijekom ovog procesa, aluminij i njegove legure razvijaju oksidni film kada se električna struja primijeni u određenom elektrolitu pod određenim uvjetima. Anodizacija povećava površinsku tvrdoću i otpornost na habanje aluminija, produljuje njegov vijek trajanja i poboljšava njegovu estetsku privlačnost. Ovaj proces je postao vitalna komponenta površinske obrade aluminija i trenutno je jedna od najčešće korištenih i najuspješnijih dostupnih metoda.
6. Dvobojna anoda
Dvobojna anoda odnosi se na postupak eloksiranja proizvoda za nanošenje različitih boja na određena područja. Iako se ova tehnika anodiziranja u dvije boje rijetko koristi u televizijskoj industriji zbog svoje složenosti i visoke cijene, kontrast između dviju boja poboljšava vrhunski i jedinstveni izgled proizvoda.
Nekoliko je čimbenika koji pridonose obradi deformacija aluminijskih dijelova, uključujući svojstva materijala, oblik dijela i uvjete proizvodnje. Glavni uzroci deformacije uključuju: unutarnje naprezanje prisutno u izrezku, sile rezanja i toplinu koja se stvara tijekom strojne obrade, te sile koje djeluju tijekom stezanja. Kako bi se te deformacije svele na najmanju moguću mjeru, mogu se primijeniti specifične procesne mjere i operativne vještine.
Procesne mjere za smanjenje obradne deformacije
1. Smanjite unutarnje naprezanje praznine
Prirodno ili umjetno starenje, zajedno s tretmanom vibracijama, može pomoći u smanjenju unutarnjeg naprezanja praznine. Predobrada je također učinkovita metoda za ovu svrhu. Za blank s debelom glavom i velikim ušima, tijekom obrade može doći do značajne deformacije zbog značajne margine. Prethodnom obradom suvišnih dijelova ispune i smanjenjem ruba u svakom području, ne samo da možemo minimizirati deformacije koje se javljaju tijekom naknadne obrade, već i ublažiti dio unutarnjeg naprezanja prisutnog nakon predobrade.
2. Poboljšajte sposobnost rezanja alata
Materijal alata i geometrijski parametri značajno utječu na snagu rezanja i toplinu. Odgovarajući odabir alata ključan je za smanjenje deformacije dijelova prilikom obrade.
1) Razuman odabir geometrijskih parametara alata.
① Nagibni kut:Pod uvjetom održavanja čvrstoće oštrice, nagibni kut je odgovarajuće odabran da bude veći. S jedne strane, može brusiti oštar rub, a s druge strane, može smanjiti deformaciju rezanja, učiniti uklanjanje strugotine glatkim i time smanjiti silu rezanja i temperaturu rezanja. Izbjegavajte korištenje alata s negativnim nagibnim kutom.
② Zadnji kut:Veličina stražnjeg kuta ima izravan utjecaj na istrošenost stražnje strane alata i kvalitetu obrađene površine. Debljina rezanja važan je uvjet za odabir stražnjeg kuta. Tijekom grubog glodanja, zbog velike brzine posmaka, velikog opterećenja rezanja i velikog stvaranja topline, uvjeti rasipanja topline alata moraju biti dobri. Stoga bi stražnji kut trebao biti manji. Tijekom finog glodanja, rub mora biti oštar, trenje između zadnje strane alata i obrađene površine mora biti smanjeno, a elastična deformacija mora biti smanjena. Stoga bi stražnji kut trebao biti veći.
③ Kut zavojnice:Kako bi glodanje bilo glatko i smanjila sila glodanja, kut zavojnice treba odabrati što veći.
④ Glavni kut otklona:Odgovarajuće smanjenje glavnog kuta otklona može poboljšati uvjete odvođenja topline i smanjiti prosječnu temperaturu područja obrade.
2) Poboljšajte strukturu alata.
Smanjite broj zubaca glodala i povećajte prostor za strugotinu:
Budući da aluminijski materijali pokazuju visoku plastičnost i značajne rezne deformacije tijekom obrade, bitno je stvoriti veći prostor za strugotinu. To znači da polumjer dna utora za strugotinu treba biti veći, a broj zubaca na glodalu treba smanjiti.
Fino brušenje zubaca rezača:
Vrijednost hrapavosti reznih rubova zuba rezača treba biti manja od Ra = 0,4 µm. Prije uporabe novog rezača, preporučljivo je nekoliko puta nježno izbrusiti prednji i stražnji dio zubaca rezača finim uljnim kamenom kako biste uklonili sve neravnine ili neznatne pilaste uzorke preostale od procesa oštrenja. Ovo ne samo da pomaže u smanjenju topline prilikom rezanja, već također smanjuje deformaciju rezanja.
Strogo kontrolirani standardi trošenja alata:
Kako se alati troše, hrapavost površine obratka se povećava, temperatura rezanja raste, a obradak može pretrpjeti povećanu deformaciju. Stoga je ključno odabrati materijale alata s izvrsnom otpornošću na trošenje i osigurati da trošenje alata ne prelazi 0,2 mm. Ako trošenje prijeđe ovu granicu, može doći do stvaranja strugotina. Tijekom rezanja, temperaturu obratka općenito treba održavati ispod 100°C kako bi se spriječila deformacija.
3. Poboljšati način stezanja izratka. Za aluminijske izratke s tankim stijenkama i slabom krutošću, mogu se koristiti sljedeće metode stezanja za smanjenje deformacije:
① Za dijelove čahure s tankim stijenkama, korištenje samocentrirajuće stezne glave s tri čeljusti ili stezne čahure s oprugom za radijalno stezanje može dovesti do deformacije obratka nakon što se olabavi nakon obrade. Kako bi se izbjegao ovaj problem, bolje je koristiti aksijalni način stezanja čeone strane koji nudi veću krutost. Namjestite unutarnju rupu dijela, napravite trn s navojem i umetnite je u unutarnju rupu. Zatim upotrijebite pokrovnu ploču za stezanje čeone strane i čvrsto je pričvrstite maticom. Ova metoda pomaže u sprječavanju stezne deformacije prilikom obrade vanjskog kruga, osiguravajući zadovoljavajuću točnost obrade.
② Prilikom obrade izradaka od tankog lima, preporučljivo je koristiti vakuumsku vakuumsku čašicu kako bi se postigla ravnomjerno raspoređena sila stezanja. Dodatno, korištenje manje količine rezanja može spriječiti deformaciju obratka.
Još jedna učinkovita metoda je ispunjavanje unutrašnjosti izratka s medijem kako bi se povećala krutost obrade. Na primjer, talina uree koja sadrži 3% do 6% kalijevog nitrata može se uliti u obradak. Nakon obrade izradak se može uroniti u vodu ili alkohol da se punilo otopi, a zatim ga izliti.
4. Razumno uređenje procesa
Tijekom rezanja velikom brzinom, proces mljevenja često stvara vibracije zbog velikih dopuštenja obrade i isprekidanog rezanja. Ove vibracije mogu negativno utjecati na točnost obrade i hrapavost površine. Kao rezultat toga,CNC brzi proces rezanjaobično se dijeli u nekoliko faza: gruba obrada, polu-završna obrada, čišćenje kuta i završna obrada. Za dijelove koji zahtijevaju visoku preciznost, sekundarna polu-završna obrada može biti potrebna prije završne obrade.
Nakon faze grube obrade, preporučljivo je pustiti dijelove da se prirodno ohlade. To pomaže eliminirati unutarnje naprezanje koje nastaje tijekom grube obrade i smanjuje deformacije. Dodatak za strojnu obradu koji ostane nakon grube obrade trebao bi biti veći od očekivane deformacije, općenito između 1 do 2 mm. Tijekom faze završne obrade, važno je održavati jednoliku dopuštenost za obradu na gotovoj površini, obično između 0,2 do 0,5 mm. Ova ujednačenost osigurava da rezni alat ostaje u stabilnom stanju tijekom obrade, što značajno smanjuje reznu deformaciju, poboljšava kvalitetu površine i osigurava točnost proizvoda.
Operativne vještine za smanjenje deformacije obrade
Aluminijski dijelovi deformiraju se tijekom obrade. Uz gore navedene razloge, način rada je također vrlo važan u stvarnom radu.
1. Za dijelove koji imaju velike dopuštene obrade, preporučuje se simetrična obrada kako bi se poboljšala disipacija topline tijekom strojne obrade i spriječila koncentracija topline. Na primjer, pri obradi lima debljine 90 mm do 60 mm, ako se jedna strana gloda odmah nakon druge strane, konačne dimenzije mogu rezultirati tolerancijom ravnosti od 5 mm. Međutim, ako se koristi pristup simetrične obrade s ponovljenim uvlačenjem, gdje se svaka strana dvaput obrađuje do svoje konačne veličine, ravnost se može poboljšati na 0,3 mm.
2. Kada postoji više šupljina na dijelovima lima, nije preporučljivo koristiti sekvencijalnu metodu obrade obrađivanja jedne po jedne šupljine. Ovakav pristup može dovesti do nejednakih sila na dijelovima, što rezultira deformacijom. Umjesto toga, koristite slojevitu metodu obrade gdje se sve šupljine u sloju obrađuju istovremeno prije prelaska na sljedeći sloj. To osigurava ravnomjernu raspodjelu naprezanja na dijelove i smanjuje rizik od deformacije.
3. Za smanjenje sile rezanja i topline važno je prilagoditi količinu rezanja. Među tri komponente količine rezanja, količina zadnjeg rezanja značajno utječe na silu rezanja. Ako je dodatak za obradu prevelik, a sila rezanja tijekom jednog prolaza prevelika, to može dovesti do deformacije dijelova, negativno utjecati na krutost vretena alatnog stroja i smanjiti trajnost alata.
Iako smanjenje količine zadnjeg rezanja može produžiti vijek trajanja alata, ono također može smanjiti učinkovitost proizvodnje. Međutim, glodanje velikom brzinom u CNC obradi može učinkovito riješiti ovaj problem. Smanjenjem količine povratnog rezanja i odgovarajućim povećanjem brzine napredovanja i brzine alatnog stroja, sila rezanja može se smanjiti bez ugrožavanja učinkovitosti obrade.
4. Redoslijed operacija rezanja je važan. Gruba strojna obrada usmjerena je na maksimiziranje učinkovitosti strojne obrade i povećanje stope skidanja materijala po jedinici vremena. Obično se za ovu fazu koristi obrnuto glodanje. Kod obrnutog glodanja, višak materijala s površine obrasca uklanja se najvećom brzinom i u najkraćem mogućem vremenu, učinkovito formirajući osnovni geometrijski profil za završnu fazu.
S druge strane, završna obrada daje prednost visokoj preciznosti i kvaliteti, pa je glodanje preferirana tehnika. Kod donjeg glodanja, debljina reza postupno se smanjuje od maksimuma do nule. Ovaj pristup značajno smanjuje otvrdnjavanje i minimizira deformaciju dijelova koji se obrađuju.
5. Izratki s tankim stijenkama često se deformiraju zbog stezanja tijekom obrade, što je izazov koji postoji čak i tijekom završne faze. Kako bi se ta deformacija svela na najmanju moguću mjeru, preporučljivo je olabaviti steznu napravu prije nego što se postigne konačna veličina tijekom završne obrade. To omogućuje izratku da se vrati u svoj izvorni oblik, nakon čega se može nježno ponovno stegnuti—dovoljno samo da se izradak drži na mjestu—na temelju osjećaja operatera. Ova metoda pomaže u postizanju idealnih rezultata obrade.
Ukratko, sila stezanja treba biti primijenjena što je moguće bliže površini potpore i usmjerena duž najjače krute osi obratka. Iako je ključno spriječiti da se obradak olabavi, sila stezanja treba biti minimalna kako bi se osigurali optimalni rezultati.
6. Prilikom obrade dijelova sa šupljinama, izbjegavajte da glodalo prodre izravno u materijal kao što bi to učinilo svrdlo. Ovakav pristup može dovesti do nedovoljnog prostora za strugotinu za glodalo, uzrokujući probleme poput nesmetanog uklanjanja strugotine, pregrijavanja, širenja i mogućeg kolapsa strugotine ili loma komponenti.
Umjesto toga, prvo upotrijebite svrdlo koje je iste veličine ili veće od glodala kako biste napravili početnu rupu za glodalo. Nakon toga se glodalo koristi za operacije glodanja. Alternativno, možete koristiti CAM softver za generiranje programa spiralnog rezanja za zadatak.
Ako želite saznati više ili postaviti upit, slobodno nas kontaktirajteinfo@anebon.com
Specijalnost Anebon tima i svijest o pružanju usluga pomogli su tvrtki da stekne izvrsnu reputaciju među kupcima diljem svijeta zbog ponude pristupačnihCNC obrada dijelova, CNC dijelovi za rezanje iCNC tokarski strojdijelovi za strojnu obradu. Primarni cilj Anebona je pomoći klijentima da postignu svoje ciljeve. Tvrtka ulaže ogromne napore u stvaranje situacije u kojoj svi pobjeđuju i poziva vas da im se pridružite.
Vrijeme objave: 27. studenoga 2024