Aluminium er det mest brukte ikke-jernholdige metallet, og dets bruksområde fortsetter å utvide seg. Det er over 700 000 typer aluminiumsprodukter, som henvender seg til ulike bransjer, inkludert konstruksjon, dekorasjon, transport og romfart. I denne diskusjonen vil vi utforske prosesseringsteknologien til aluminiumsprodukter og hvordan man unngår deformasjon under behandlingen.
Fordelene og egenskapene til aluminium inkluderer:
- Lav tetthet: Aluminium har en tetthet på ca. 2,7 g/cm³, som er omtrent en tredjedel av jern eller kobber.
- Høy plastisitet:Aluminium har utmerket duktilitet, slik at det kan formes til ulike produkter gjennom trykkbehandlingsmetoder, som ekstrudering og strekking.
- Korrosjonsbestandighet:Aluminium utvikler naturlig en beskyttende oksidfilm på overflaten, enten under naturlige forhold eller gjennom anodisering, og gir overlegen korrosjonsbestandighet sammenlignet med stål.
- Lett å styrke:Selv om rent aluminium har et lavt styrkenivå, kan dets styrke økes betydelig gjennom anodisering.
- Forenkler overflatebehandling:Overflatebehandlinger kan forbedre eller modifisere egenskapene til aluminium. Anodiseringsprosessen er veletablert og mye brukt i aluminiumsproduktbehandling.
- God ledningsevne og resirkulerbarhet:Aluminium er en utmerket leder av elektrisitet og er lett å resirkulere.
Behandlingsteknologi for aluminiumprodukter
Stempling av aluminiumsprodukter
1. Kaldstempling
Materialet som brukes er aluminiumpellets. Disse pellets formes i et enkelt trinn ved hjelp av en ekstruderingsmaskin og en form. Denne prosessen er ideell for å lage søyleformede produkter eller former som er utfordrende å oppnå gjennom strekking, for eksempel elliptiske, firkantede og rektangulære former. (Som vist i figur 1, maskinen; figur 2, aluminiumpelletene; og figur 3, produktet)
Tonnasjen til maskinen som brukes er relatert til tverrsnittsarealet til produktet. Gapet mellom den øvre dysestansen og den nedre dysen laget av wolframstål bestemmer veggtykkelsen til produktet. Når pressingen er fullført, indikerer det vertikale gapet fra den øvre dysestansen til den nedre dysen den øverste tykkelsen på produktet.(Som vist i figur 4)
Fordeler: Kort åpningssyklus for støpeform, lavere utviklingskostnad enn strekkform. Ulemper: Lang produksjonsprosess, store variasjoner i produktstørrelse under prosessen, høye arbeidskostnader.
2. Stretching
Materiale brukt: aluminiumsplate. Bruk kontinuerlig støpemaskin og støpeform for å utføre flere deformasjoner for å møte formkravene, egnet for ikke-søyleformede kropper (produkter med buet aluminium). (Som vist i figur 5, maskin, figur 6, form og figur 7, produkt)
Fordeler:Dimensjonene til komplekse og multi-deformerte produkter kontrolleres stabilt under produksjonsprosessen, og produktoverflaten er jevnere.
Ulemper:Høye formkostnader, relativt lang utviklingssyklus og høye krav til maskinvalg og presisjon.
Overflatebehandling av aluminiumsprodukter
1. Sandblåsing (kultblending)
Prosessen med å rense og rugjøre metalloverflaten ved påvirkning av høyhastighets sandstrøm.
Denne metoden for overflatebehandling av aluminium forbedrer renheten og ruheten til arbeidsstykkets overflate. Som et resultat blir de mekaniske egenskapene til overflaten forbedret, noe som fører til bedre utmattelsesmotstand. Denne forbedringen øker vedheften mellom overflaten og eventuelle belegg som påføres, og forlenger beleggets holdbarhet. I tillegg letter det utjevningen og det estetiske utseendet til belegget. Denne prosessen er ofte sett i forskjellige Apple-produkter.
2. Polering
Behandlingsmetoden bruker mekaniske, kjemiske eller elektrokjemiske teknikker for å redusere overflateruheten til et arbeidsstykke, noe som resulterer i en jevn og skinnende overflate. Poleringsprosessen kan kategoriseres i tre hovedtyper: mekanisk polering, kjemisk polering og elektrolytisk polering. Ved å kombinere mekanisk polering med elektrolytisk polering, kan aluminiumsdeler oppnå en speillignende finish som ligner på rustfritt stål. Denne prosessen gir en følelse av avansert enkelhet, mote og en futuristisk appell.
3. Trådtegning
Metalltrådtrekking er en produksjonsprosess der linjer gjentatte ganger skrapes ut av aluminiumsplater med sandpapir. Trådtrekking kan deles inn i rett trådtrekking, tilfeldig trådtrekking, spiral trådtrekking og tråd trådtrekking. Metalltrådtrekkeprosessen kan tydelig vise alle fine silkemerker slik at det matte metallet får en fin hårglans, og produktet har både mote og teknologi.
4. Høy lys skjæring
Høydepunktskjæring bruker en presisjonsgraveringsmaskin for å forsterke diamantkniven på den høyhastighets roterende (vanligvis 20 000 rpm) presisjonsgraveringsmaskinspindelen for å kutte deler og produsere lokale høydepunkter på produktoverflaten. Lysstyrken til skjærehøydepunktene påvirkes av freseborhastigheten. Jo høyere borehastighet, desto lysere blir skjærehøydepunktene. Omvendt, jo mørkere skjærehøydepunktene er, jo mer sannsynlig er det at de produserer knivmerker. Høyglansskjæring er spesielt vanlig i mobiltelefoner, som iPhone 5. De siste årene har noen avanserte TV-metallrammer tatt i bruk høyglansCNC fresingteknologi, og anodiserings- og børsteprosessene gjør TV-en full av mote og teknologisk skarphet.
5. Anodisering
Anodisering er en elektrokjemisk prosess som oksiderer metaller eller legeringer. Under denne prosessen utvikler aluminium og dets legeringer en oksidfilm når en elektrisk strøm påføres i en bestemt elektrolytt under visse forhold. Anodisering forbedrer overflatehardheten og slitestyrken til aluminium, forlenger levetiden og forbedrer dens estetiske appell. Denne prosessen har blitt en viktig komponent i overflatebehandling av aluminium og er for tiden en av de mest brukte og vellykkede metodene som er tilgjengelige.
6. Tofarget anode
En tofarget anode refererer til prosessen med å anodisere et produkt for å påføre forskjellige farger på bestemte områder. Selv om denne tofarge-anodiseringsteknikken sjelden brukes i TV-industrien på grunn av dens kompleksitet og høye kostnader, forbedrer kontrasten mellom de to fargene produktets eksklusive og unike utseende.
Det er flere faktorer som bidrar til bearbeidingsdeformasjonen av aluminiumsdeler, inkludert materialegenskaper, delform og produksjonsforhold. Hovedårsakene til deformasjon inkluderer: indre spenninger i emnet, skjærekrefter og varme generert under bearbeiding, og krefter som utøves under fastspenning. For å minimere disse deformasjonene, kan spesifikke prosesstiltak og driftskompetanse implementeres.
Prosesstiltak for å redusere prosessdeformasjon
1. Reduser den indre spenningen til emnet
Naturlig eller kunstig aldring, sammen med vibrasjonsbehandling, kan bidra til å redusere den indre belastningen til et emne. Forbehandling er også en effektiv metode for dette formålet. For et emne med fett hode og store ører kan det oppstå betydelig deformasjon under bearbeiding på grunn av den betydelige marginen. Ved å forbehandle de overflødige delene av emnet og redusere marginen i hvert område, kan vi ikke bare minimere deformasjonen som oppstår under etterfølgende bearbeiding, men også lindre noe av den indre spenningen som er tilstede etter forbehandling.
2. Forbedre skjæreevnen til verktøyet
Verktøyets materiale og geometriske parametere påvirker skjærekraft og varme betydelig. Riktig verktøyvalg er avgjørende for å minimere delers prosessdeformasjon.
1) Rimelig utvalg av verktøyets geometriske parametere.
① Rivevinkel:Under betingelsen om å opprettholde styrken til bladet, er skråvinkelen passende valgt til å være større. På den ene siden kan den slipe en skarp egg, og på den annen side kan den redusere skjæredeformasjon, gjøre sponfjerning jevn, og dermed redusere skjærekraft og skjæretemperatur. Unngå å bruke verktøy med negativ skråvinkel.
② Ryggvinkel:Størrelsen på ryggvinkelen har direkte innvirkning på slitasjen på ryggverktøyets overflate og kvaliteten på den maskinerte overflaten. Kuttetykkelse er en viktig betingelse for valg av ryggvinkel. Under grovfresing, på grunn av den store matehastigheten, tunge skjærebelastningen og høy varmeutvikling, kreves det at verktøyets varmeavledningsforhold er gode. Derfor bør ryggvinkelen velges til å være mindre. Ved finfresing kreves det at kanten er skarp, friksjonen mellom den bakre verktøyflaten og den bearbeidede overflaten må reduseres, og elastisk deformasjon må reduseres. Derfor bør ryggvinkelen velges til å være større.
③ Helixvinkel:For å gjøre fresingen jevn og redusere fresekraften, bør spiralvinkelen velges så stor som mulig.
④ Hovedavbøyningsvinkel:Passende reduksjon av hovedavbøyningsvinkelen kan forbedre varmespredningsforholdene og redusere gjennomsnittstemperaturen i prosessområdet.
2) Forbedre verktøystrukturen.
Reduser antall fresetenner og øk sponplass:
Siden aluminiumsmaterialer viser høy plastisitet og betydelig skjæredeformasjon under bearbeiding, er det viktig å skape et større sponrom. Dette betyr at radien på sponsporbunnen bør være større, og antall tenner på fresen bør reduseres.
Finsliping av kuttertenner:
Ruhetsverdien til skjærekantene til kuttertennene bør være mindre enn Ra = 0,4 µm. Før du bruker en ny kutter, er det tilrådelig å slipe forsiden og baksiden av kuttertennene forsiktig med en fin oljestein flere ganger for å eliminere eventuelle grader eller små sagtannmønstre som er igjen fra slipeprosessen. Dette hjelper ikke bare med å redusere skjærevarme, men minimerer også skjæredeformasjon.
Strengt kontrollerende verktøyslitasjestandarder:
Etter hvert som verktøyene slites, øker overflateruheten til arbeidsstykket, skjæretemperaturen øker, og arbeidsstykket kan lide av økt deformasjon. Derfor er det avgjørende å velge verktøymaterialer med utmerket slitestyrke, og sørge for at verktøyslitasjen ikke overstiger 0,2 mm. Hvis slitasjen overskrider denne grensen, kan det føre til spondannelse. Under skjæring bør temperaturen på arbeidsstykket generelt holdes under 100°C for å forhindre deformasjon.
3. Forbedre fastspenningsmetoden til arbeidsstykket. For tynnveggede aluminiumsarbeidsstykker med dårlig stivhet kan følgende klemmemetoder brukes for å redusere deformasjon:
① For tynnveggede bøsningsdeler kan bruk av en trekjeft selvsentrerende chuck eller en fjærhylse for radiell innspenning føre til deformering av arbeidsstykket når det er løsnet etter bearbeiding. For å unngå dette problemet er det bedre å bruke en klemmemetode for aksial endeflate som gir større stivhet. Plasser det indre hullet i delen, lag en gjenget gjennomgående dor, og sett den inn i det indre hullet. Bruk deretter en dekkplate til å klemme endeflaten og fest den godt med en mutter. Denne metoden bidrar til å forhindre klemdeformasjon ved behandling av den ytre sirkelen, og sikrer tilfredsstillende prosesseringsnøyaktighet.
② Ved bearbeiding av tynnveggede metallplater anbefales det å bruke en vakuumsugekopp for å oppnå en jevnt fordelt klemkraft. I tillegg kan bruk av en mindre kuttemengde bidra til å forhindre deformasjon av arbeidsstykket.
En annen effektiv metode er å fylle det indre av arbeidsstykket med et medium for å forbedre bearbeidingsstivheten. For eksempel kan en ureasmelte som inneholder 3% til 6% kaliumnitrat helles inn i arbeidsstykket. Etter bearbeiding kan arbeidsstykket dyppes i vann eller alkohol for å løse opp fyllstoffet og deretter helle det ut.
4. Rimelig tilrettelegging av prosesser
Under høyhastighetsskjæring genererer freseprosessen ofte vibrasjoner på grunn av store maskineringstillegg og periodisk kutting. Denne vibrasjonen kan påvirke maskineringsnøyaktigheten og overflateruheten negativt. Som et resultat harCNC høyhastighets skjæreprosesser vanligvis delt inn i flere stadier: grovbearbeiding, semi-finishing, vinkelrengjøring og etterbehandling. For deler som krever høy presisjon, kan en sekundær semi-finishing være nødvendig før etterbehandling.
Etter grovbearbeidingsstadiet er det tilrådelig å la delene avkjøles naturlig. Dette bidrar til å eliminere den indre spenningen som genereres under grovarbeiding og reduserer deformasjon. Maskineringsgodtgjørelsen som er igjen etter grovbearbeiding bør være større enn forventet deformasjon, vanligvis mellom 1 og 2 mm. Under etterbehandlingsstadiet er det viktig å opprettholde en jevn bearbeidingsgodtgjørelse på den ferdige overflaten, typisk mellom 0,2 til 0,5 mm. Denne jevnheten sikrer at skjæreverktøyet forblir i en stabil tilstand under bearbeiding, noe som reduserer skjæredeformasjonen betydelig, forbedrer overflatekvaliteten og sikrer produktnøyaktighet.
Operasjonelle ferdigheter for å redusere prosesseringsdeformasjon
Aluminiumsdeler deformeres under bearbeiding. I tillegg til de ovennevnte årsakene er operasjonsmetoden også svært viktig i faktisk drift.
1. For deler som har store bearbeidingskvoter, anbefales symmetrisk bearbeiding for å forbedre varmeavgivelsen under bearbeiding og for å forhindre varmekonsentrasjon. For eksempel, når du behandler en 90 mm tykk plate ned til 60 mm, hvis den ene siden freses rett etter den andre siden, kan de endelige dimensjonene resultere i en flathetstoleranse på 5 mm. Imidlertid, hvis en gjentatt matingssymmetrisk prosesseringsmetode brukes, hvor hver side maskineres til sin endelige størrelse to ganger, kan flatheten forbedres til 0,3 mm.
2. Når det er flere hulrom på arkdelene, er det ikke tilrådelig å bruke den sekvensielle behandlingsmetoden for å adressere ett hulrom om gangen. Denne tilnærmingen kan føre til ujevne krefter på delene, noe som resulterer i deformasjon. Bruk i stedet en lagdelt prosesseringsmetode hvor alle hulrom i et lag behandles samtidig før du går videre til neste lag. Dette sikrer jevn spenningsfordeling på delene og minimerer risikoen for deformasjon.
3. For å redusere skjærekraft og varme, er det viktig å justere skjæremengden. Blant de tre komponentene i skjæremengden, påvirker tilbakeskjæringsmengden skjærekraften betydelig. Hvis bearbeidingsgodtgjørelsen er for stor og skjærekraften under en enkelt omgang er for høy, kan det føre til deformasjon av delene, negativt påvirke stivheten til maskinspindelen og redusere verktøyets holdbarhet.
Selv om reduksjon av tilbakeskjæringsmengden kan øke verktøyets levetid, kan det også redusere produksjonseffektiviteten. Imidlertid kan høyhastighetsfresing i CNC-maskinering effektivt løse dette problemet. Ved å redusere tilbakeskjæringsmengden og tilsvarende øke matehastigheten og maskinens hastighet, kan skjærekraften reduseres uten at det går på bekostning av maskineringseffektiviteten.
4. Rekkefølgen av kutteoperasjoner er viktig. Grov bearbeiding fokuserer på å maksimere maskineringseffektiviteten og øke materialfjerningshastigheten per tidsenhet. Vanligvis brukes omvendt fresing for denne fasen. Ved omvendt fresing fjernes overflødig materiale fra overflaten av emnet med høyeste hastighet og på kortest mulig tid, og danner effektivt en grunnleggende geometrisk profil for sluttfasen.
På den annen side prioriterer etterbehandling høy presisjon og kvalitet, noe som gjør dunfresing til den foretrukne teknikken. Ved nedfresing avtar tykkelsen på kuttet gradvis fra maksimum til null. Denne tilnærmingen reduserer arbeidsherding betydelig og minimerer deformasjon av delene som maskineres.
5. Tynnveggede arbeidsstykker opplever ofte deformasjon på grunn av fastklemming under bearbeiding, en utfordring som vedvarer selv under etterbehandlingsstadiet. For å minimere denne deformasjonen, er det tilrådelig å løsne klemanordningen før den endelige størrelsen oppnås under etterbehandlingen. Dette gjør at arbeidsstykket kan gå tilbake til sin opprinnelige form, hvoretter det kan spennes forsiktig inn igjen – tilstrekkelig bare til å holde arbeidsstykket på plass – basert på operatørens følelse. Denne metoden bidrar til å oppnå de ideelle behandlingsresultatene.
Oppsummert bør klemkraften påføres så nær støtteflaten som mulig og rettes langs arbeidsstykkets sterkeste stive akse. Selv om det er avgjørende å forhindre at arbeidsstykket løsner, bør klemkraften holdes på et minimum for å sikre optimale resultater.
6. Ved bearbeiding av deler med hulrom, unngå å la fresen trenge direkte inn i materialet som en borkrone ville gjort. Denne tilnærmingen kan føre til utilstrekkelig sponplass for freseren, og forårsake problemer som ujevn sponfjerning, overoppheting, ekspansjon og potensiell sponkollaps eller brudd på komponentene.
I stedet bruker du først en borkrone som har samme størrelse eller større enn fresen for å lage det første kutterhullet. Deretter brukes fresen til freseoperasjoner. Alternativt kan du bruke CAM-programvare til å generere et spiralskjæringsprogram for oppgaven.
Hvis du vil vite mer eller spørre, ta gjerne kontaktinfo@anebon.com
Anebon-teamets spesialitet og servicebevissthet har hjulpet selskapet med å få et utmerket rykte blant kunder over hele verden for å tilby rimeligeCNC maskineringsdeler, CNC-skjærende deler, ogCNC dreiebenkmaskinering av deler. Hovedmålet med Anebon er å hjelpe kundene med å nå sine mål. Selskapet har gjort en enorm innsats for å skape en vinn-vinn-situasjon for alle og ønsker deg velkommen til å bli med dem.
Innleggstid: 27. november 2024