アルミ製品加工技術

アルミニウムは非鉄金属材料の中で最も広く使われており、その応用範囲は今も拡大しています。アルミニウム素材を使用して70万種類以上のアルミニウム製品が製造されています。統計によると、アルミニウム製品は70万種類以上あり、建設・装飾業界、運輸業界、航空宇宙業界など、さまざまな業界で異なるニーズがあります。今日はXiaobianがアルミニウム製品の加工技術と加工変形を避ける方法を紹介します。CNC加工部品

アルミニウムの利点と特徴は次のとおりです。

1. 密度が低い。アルミニウムの密度は約 2.7 g/cm3 です。その密度は鉄や銅のわずか1/3です。
2. 高い可塑性。アルミニウムは柔軟性があり、押し出しや延伸などの加圧加工方法により様々な製品を作ることができます。
3. 耐食性。アルミニウムは非常にマイナスに帯電した金属であり、自然条件下または陽極酸化処理により表面に保護酸化膜が形成されます。鋼よりもはるかに優れた耐食性を持っています。
4、強化しやすい。純アルミニウムは強度があまり高くありませんが、アルマイト加工を施すことで強度を高めることができます。
5. 表面処理が容易です。表面処理により、アルミニウムの表面特性をさらに強化または変更できます。アルミニウムの陽極酸化プロセスは非常に成熟しており、安定しており、アルミニウム製品の加工に広く使用されています。
6. 導電性が良く、リサイクルが容易です。

アルミ製品の加工技術

アルミ製品の打ち抜き加工
1.コールドパンチ
材質はアルミペレットを使用。押出機と金型を用いて一括成形するため、円柱状の製品や、楕円形、正方形、長方形などの延伸加工では難しい製品形状に適しています。
使用される機械のトン数は製品の断面積に関係します。製品の肉厚は、上型パンチと下型タングステン鋼の間のギャップです。上型パンチと下型タングステン鋼を一緒にプレスしたとき、下死点までの垂直隙間は製品の上面厚さになります。アルミ部分

メリット：型開きサイクルが短く、絞り型に比べて開発コストが安くなります。
短所：製造工程が長く、製品サイズの変動が大きく、人件費が高い。
2.ストレッチ
素材はアルミスキンを使用。形状要件を満たすために連続金型機や金型を使用することが多く、非円筒体 (湾曲した製品を含むアルミニウム製品) の変形に適しています。
利点: より複雑で複数の変形を伴う製品は、生産プロセスでの寸法制御が安定しており、製品の表面がより滑らかです。
欠点: 金型のコストが高い、開発サイクルが比較的長い、機械の選択と精度の要件が高い。

アルミニウム製品の表面処理

1.サンドブラスト（ショットピーニング）
高速の砂流の衝撃を利用して金属表面を洗浄および粗面化するプロセス。
この方法によるアルミニウム部品の表面処理は、ワークピースの表面にある程度の清浄度と異なる粗さを得ることができるため、ワークピースの表面の機械的特性が改善され、ワー​​クピースの耐疲労性が向上し、耐疲労性が向上します。塗装との隙間。塗膜の密着性により塗膜の耐久性が向上し、塗膜のレベリングや装飾性も向上します。このプロセスで、Apple の製品が優れていることがわかります。2. 研磨
機械的、化学的、または電気化学的作用を利用してワークピースの表面粗さを低減し、光沢のある平坦な表面を得る加工方法です。研磨工程は機械研磨、化学研磨、電解研磨に分けられます。機械研磨＋電解研磨を行うことにより、アルミ部品をステンレスの鏡面効果に近づけることができます。このプロセスは人々にハイエンドのシンプルさとファッショナブルな未来の感覚を与えます。
3. 描画
金属線引き加工は、アルミ板をサンドペーパーで繰り返し削って線を出していく製造工程です。描画はストレート、ランダム、スパイラル、スレッドに分けられます。金属線引き加工により、微細なシルクマークまで鮮明に表現できるため、金属マットの中に上品な髪の光沢が現れ、ファッション性と技術感を兼ね備えた製品となります。
4. 高光沢カット
彫刻機では、彫刻機の主軸にダイヤモンドナイフを補強し、高速回転（通常20,000rpm）で部品を切削し、製品表面に局所的なハイライト領域を生成します。切削ハイライトの明るさは、フライスドリルの速度に影響されます。ドリル速度が速いほど、切断ハイライトは明るくなり、逆も同様で、暗くなり、切断線を作成しやすくなります。高光沢および高光沢カッティングは主にiPhoneなどの携帯電話に使用されます。一部のハイエンド TV 金属フレームは、最近高光沢フライス加工プロセスを採用しています。さらに、陽極酸化処理と伸線処理により、テレビセットはファッションとテクノロジーに満ちています。
5. 陽極酸化処理
陽極酸化とは、金属または合金の電気化学的酸化を指します。対応する電解液と特定のプロセス条件下では、アルミニウムとその合金は、印加電流の作用によりアルミニウム製品 (アノード) 上に酸化膜を形成します。陽極酸化処理は、アルミニウムの表面硬度と耐摩耗性の欠点を解決するだけでなく、アルミニウムの耐用年数を延ばし、美観を向上させます。アルミニウムの表面処理には欠かせないものとなっており、現在最も広く使用されており、非常に成功しています。クラフト
6. 2色陽極
2色アルマイトとは、1つの製品にアルマイト処理を施し、特定の領域に異なる色を与えることを指します。 2色陽極酸化処理はプロセスが複雑でコストが高いため、テレビ業界ではほとんど使用されていません。それでも、2 つの色のコントラストは、

製品のハイエンドでユニークな外観をよりよく反映します。

アルミ加工の変形を軽減する工程対策と作業スキル
アルミニウム部品の変形には、材質、部品の形状、製造条件など、さまざまな原因が考えられます。ブランクの内部応力による変形、切削力や切削熱による変形、クランプ力による変形が主に挙げられます。
加工変形を軽減する加工対策
1. 毛髪文化の内部ストレスを軽減します。
自然または人工の時効処理と振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。前処理も有効な処理方法です。余裕が大きいため、ヘッドが太く耳が大きいブランクは加工後の変形も大きくなります。ブランクの余分な部分を前処理し、各部の公差を小さくしたとします。その場合、後続工程の加工変形を軽減し、前処理をしばらく行った後に内部応力の一部を解放することができます。
2. 工具の切削能力の向上
工具の材質と幾何学的パラメータは、切削力と切削熱に大きな影響を与えます。部品の加工変形を軽減するには、工具を正しく選択する必要があります。
1) 工具の幾何学的パラメータの合理的な選択。
①すくい角：刃の強度を維持する条件で、すくい角は大きくなるように適切に選択されます。鋭利な刃先を研削できる一方で、切削変形を低減し、切りくずの除去をスムーズにし、切削抵抗と切削温度を下げることができます。負のすくい角の工具は絶対に使用しないでください。
②逃げ角：逃げ角の大きさは逃げ面の摩耗や加工面の品質に直接影響します。逃げ角を選択するには、切削厚さが必須の条件です。この工具は、送り速度が大きく、切削負荷が高く、発熱量が大きいため、荒フライス加工中に良好な熱放散が必要です。したがって、逃げ角は小さくなるように選択する必要があります。精密フライス加工では、刃先を鋭利にし、逃げ面と加工面との摩擦を軽減し、弾性変形を軽減する必要があります。したがって、逃げ角はより重要である必要があります。
③ ねじれ角：滑らかに加工力を軽減するために、ねじれ角はできるだけ大きくする必要があります。
④主偏角：中心偏角を適切に小さくすることで放熱状態が改善され、加工エリアの平均温度を下げることができます。
2) ツール構造を改善します。
①フライスの刃数を減らし、チップスペースを増やします。アルミニウム材料の可塑性は非常に高く、加工時の切削変形も大きいため、十分なチップスペースが必要となるため、チップ溝の底半径を大きくし、フライス刃の数を少なくする必要があります。
②歯を細かく研磨します。カッター刃の刃先の粗さ値はRa=0.4um以下にしてください。新しいナイフを使用する前に、目の細かいオイルストーンを使用してナイフの歯の表と裏を数回軽く研いで、歯を研ぐときに残ったバリやわずかな鋸歯を取り除く必要があります。これにより、切削熱を低減でき、切削変形も比較的小さくなります。
③ 工具の摩耗基準を厳格に管理する。工具が摩耗すると、ワークの表面粗さ値が増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が大きくなります。したがって、耐摩耗性の良い工具材料を選択することに加えて、工具摩耗基準が 0.2mm 以下である必要があります。そうしないと、構成エッジが発生しやすくなります。切断時は、変形を防ぐため、ワークの温度は通常100℃を超えないようにしてください。
3. ワークのクランプ方法を改善する
剛性の低い薄肉アルミニウムワークの場合は、次のクランプ方法を使用して変形を軽減できます。
①薄肉ブッシュ部品の場合、ラジアルクランプに三爪セルフセンタチャックやスプリングチャックを使用すると、加工後のリリース後のワークの変形が避けられません。軸方向端面をより剛性の高いプレス方法を採用してください。部品の内穴の位置を決め、ねじ付きマンドレルを作成し、内穴に挿入し、カバープレートをかぶせて端面を押し付け、ナットで締めます。外周加工時のクランプ変形を回避し、良好な精度が得られます。
② 薄肉、薄板のワークを加工する場合は、真空吸着カップを使用してクランプ力を均一に分散させ、少ない切削量で加工するとワークの変形を防ぐことができます。
また、梱包方法も可能です。薄肉ワークの加工剛性を高めるために、ワーク内部に媒体を充填し、クランプ時や切削時のワークの変形を軽減します。たとえば、硝酸カリウムを 3% ～ 6% 含む尿素溶融物をワークピースに注入します。加工後、ワークピースを水またはアルコールに浸し、フィラーを溶解して注ぎ出すことができます。
4. プロセスの合理的な配置
高速切削では、取り代が大きく断続切削となるため、ミーリング加工時に振動が発生しやすく、加工精度や面粗さに影響を与えます。したがって、CNC 高速切削プロセスは、一般に荒加工、中仕上げ、コーナー取り、仕上げ加工などの方法に分けることができます。高精度が要求される部品では、二次的な中仕上げと仕上げを行う必要がある場合があります。荒加工後に部品を自然冷却することで、荒加工による内部応力を取り除き、変形を軽減します。荒加工後の取り代は変形量より大きくする必要があり、通常は 1 ～ 2 mm です。仕上げ加工中、部品の仕上げ面は均一な取り代（一般に 0.2 ～ 0.5 mm）を維持する必要があります。これにより、加工プロセス中に工具が安定し、切削変形が大幅に低減され、良好な表面加工品質が得られ、製品精度が確保されます。

加工歪みを軽減する操作スキル

上記の理由に加えて、アルミ部品は加工中に一部変形が生じます。実際の運用では操作方法も重要です。
1. 取り代が大きい部品では、加工時の放熱状態を良くし、熱の集中を避けるため、加工時に対称加工を採用する必要があります。厚さ90mmのシートを片面をフライス加工し、すぐに反対側をフライス加工して最終サイズを一度に加工すると60mmまで加工する必要がある場合、平面度は5mmに達します。送りを繰り返しながら対称に加工する場合は、各面を2回ずつ加工し、最終寸法は0.3mmの平面度を保証します。スタンピング部分
2. プレート部品に複数のキャビティがある場合、加工中に 1 つのキャビティと 1 つのキャビティという連続した加工方法を使用することは適していません。不均一な応力により部品がすぐに変形してしまいます。多層処理を採用し、各層をすべてのキャビティに同時に処理し、次に次の層を処理することで部品に均一な応力を与え、変形を軽減します。
3. 切削量を変更することで切削抵抗と切削熱を軽減します。切削量の３要素のうちバック食い込み量は切削抵抗に大きく影響します。取り代が大きすぎると、1パスの切削抵抗が大きくなりすぎて部品が変形するだけでなく、工作機械の主軸剛性に影響を及ぼし、刃物が食われる回数である工具の耐久性が低下します。バックが小さくなると生産効率が大幅に低下します。しかし、CNC 加工では高速ミーリングが使用されるため、この問題は解決できます。バックカット量を減らしながら、その分送りを上げて工作機械の速度を上げれば、切削抵抗の低減と加工効率の確保を同時に実現できます。
4. ナイフの動きの順序にも注意を払う必要があります。荒加工では効率を高め、単位時間当たりの除去率を追求します。一般的にはアップカット加工が可能です。つまり、ブランク表面の余分な材料を最速・最短時間で除去し、仕上げに必要な幾何学的輪郭を形成します。仕上げは高精度、高品質を重視しますが、ダウンミーリングを使用することをお勧めします。ダウンフライス加工中、カッター歯の切削厚さは最大値からゼロまで徐々に減少するため、加工硬化の程度が大幅に減少し、部品の変形の程度も減少します。
5. 薄肉ワークは加工中のクランプにより変形します。仕上げさえも避けられない。ワークの変形を最小限に抑えるために、最終寸法が完成する前に、ワークが自由に元の状態に戻り、ワークを（全体的に）クランプできる限り、押さえピースを緩めて軽く押すことができます。 。手の感触に合わせて）理想的な加工効果が得られます。つまり、クランプ力の作用点は支持面上にあり、ワークの剛性が良い方向にクランプ力を加える必要があります。ワークのガタつきを防ぐため、クランプ力は小さいほど良いです。
6. キャビティのある部品を加工する場合、キャビティを加工するときにフライスをドリルのように部品に直接突っ込まないようにしてください。その結果、フライスが切りくずを収容するためのスペースが不足し、切りくずの除去が不十分になり、過熱、膨張が発生します。 、部品の崩壊、ナイフ、破損、その他の好ましくない現象。まず、フライスと同じサイズまたはそれ以上のサイズのドライブで穴を開け、次にフライスでフライス加工します。あるいは、CAM ソフトウェアを使用してスパイラルランダウンプログラムを作成することもできます。