Istnieje wiele przyczyn deformacji części aluminiowych, które są związane z materiałem, kształtem części i warunkami produkcji. Są to głównie następujące aspekty: deformacja spowodowana naprężeniami wewnętrznymi półfabrykatu, deformacja spowodowana siłą skrawania i ciepłem skrawania oraz deformacja spowodowana siłą docisku.
【1】Środki procesowe mające na celu zmniejszenie deformacji podczas przetwarzania
1. Zmniejsz wewnętrzne naprężenie półfabrykatu
Naturalne lub sztuczne starzenie i obróbka wibracyjna mogą częściowo wyeliminować wewnętrzne naprężenia półfabrykatu. Obróbka wstępna jest również skuteczną metodą procesową. W przypadku blanku z grubą główką i dużymi uszami, ze względu na duży naddatek, odkształcenie po obróbce jest również duże. Jeśli nadmiarowa część półwyrobu zostanie wstępnie obrobiona, a naddatek każdej części zostanie zmniejszony, może to nie tylko zmniejszyć odkształcenie technologiczne w kolejnym procesie, ale także uwolnić część naprężeń wewnętrznych po wstępnej obróbce na okres czas.
2. Popraw zdolność cięcia narzędzia
Istotny wpływ na siłę skrawania i ciepło skrawania mają parametry materiałowe i geometryczne narzędzia. Właściwy dobór narzędzia jest bardzo ważny, aby zmniejszyć deformację obróbczą części.
(1) Rozsądny dobór parametrów geometrycznych narzędzia.
①Kąt natarcia: Pod warunkiem zachowania wytrzymałości ostrza, kąt natarcia jest odpowiednio dobrany tak, aby był większy, z jednej strony może szlifować ostrą krawędź, a z drugiej strony może zmniejszyć odkształcenia skrawania, sprawić, że usuwanie wiórów będzie gładkie, a następnie zmniejsz siłę skrawania i temperaturę skrawania. Nigdy nie używaj narzędzi o ujemnym kącie natarcia.
②Kąt przyłożenia: Wielkość kąta przyłożenia ma bezpośredni wpływ na zużycie powierzchni bocznej i jakość obrabianej powierzchni. Grubość cięcia jest ważnym warunkiem wyboru kąta przyłożenia. Podczas frezowania zgrubnego, ze względu na duży posuw, duże obciążenie skrawania i duże wytwarzanie ciepła, narzędzie wymaga dobrych warunków odprowadzania ciepła. Dlatego należy wybrać mniejszy kąt przyłożenia. Podczas frezowania dokładnego krawędź skrawająca musi być ostra, tarcie między powierzchnią przyłożenia a obrabianą powierzchnią jest zmniejszone, a odkształcenie sprężyste jest zmniejszone. Dlatego kąt przyłożenia powinien być większy.
③ Kąt linii śrubowej: Aby frezowanie było gładkie i aby zmniejszyć siłę frezowania, kąt linii śrubowej powinien być jak największy.
④Główny kąt deklinacji: Prawidłowe zmniejszenie głównego kąta deklinacji może poprawić warunki rozpraszania ciepła i obniżyć średnią temperaturę obszaru przetwarzania.
(2) Popraw strukturę narzędzia.
①Zmniejsz liczbę zębów frezu i zwiększ przestrzeń na wióry. Ze względu na dużą plastyczność materiału aluminiowego i duże odkształcenia skrawania podczas obróbki wymagana jest duża przestrzeń na wióry, dlatego dolny promień rowka wiórowego powinien być duży, a liczba zębów frezu powinna być mała.
② Drobno szlifuj zęby. Wartość chropowatości krawędzi tnącej zębów frezu powinna być mniejsza niż Ra=0,4um. Przed użyciem nowego noża należy kilka razy delikatnie naostrzyć przednią i tylną część zębów noża za pomocą drobnego kamienia olejowego, aby wyeliminować zadziory i drobne ząbki powstałe po ostrzeniu zębów. W ten sposób można nie tylko zmniejszyć ciepło skrawania, ale także odkształcenie skrawania jest stosunkowo małe.
③ Ściśle kontroluj poziom zużycia narzędzia. Po zużyciu narzędzia zwiększa się chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego, wzrasta temperatura skrawania i wzrasta odkształcenie przedmiotu obrabianego. Dlatego oprócz doboru materiałów narzędziowych o dobrej odporności na zużycie, norma zużycia narzędzia nie powinna być większa niż 0,2 mm, w przeciwnym razie łatwo jest wytworzyć narost na krawędzi. Podczas cięcia temperatura przedmiotu obrabianego nie powinna zazwyczaj przekraczać 100 ℃, aby zapobiec odkształceniom.
3. Popraw metodę mocowania przedmiotu obrabianego
W przypadku cienkościennych elementów aluminiowych o słabej sztywności można zastosować następujące metody mocowania w celu zmniejszenia odkształceń:
①W przypadku cienkościennych części tulei, jeśli do mocowania promieniowego używany jest trójszczękowy uchwyt samocentrujący lub uchwyt sprężynowy, po zwolnieniu po obróbce przedmiot obrabiany nieuchronnie ulegnie deformacji. W tym momencie należy zastosować metodę dociskania osiowej powierzchni czołowej o większej sztywności. Umieścić wewnętrzny otwór części, wykonać gwintowany trzpień, włożyć go do wewnętrznego otworu części, docisnąć powierzchnię czołową z nałożoną na nią pokrywą, a następnie dokręcić nakrętką. Podczas obróbki koła zewnętrznego można uniknąć odkształceń mocowania, aby uzyskać zadowalającą dokładność obróbki.
② Podczas obróbki cienkościennych i cienkościennych przedmiotów najlepiej jest użyć przyssawek próżniowych, aby uzyskać równomiernie rozłożoną siłę mocowania, a następnie poddać obróbce niewielką ilość cięcia, co może dobrze zapobiec deformacji przedmiotu obrabianego.
Ponadto można również zastosować metodę pakowania. W celu zwiększenia sztywności procesu cienkościennych detali, wewnątrz przedmiotu obrabianego można wypełnić medium, aby zmniejszyć jego odkształcenia podczas mocowania i cięcia. Na przykład stopiony mocznik zawierający od 3% do 6% azotanu potasu wlewa się do przedmiotu obrabianego. Po obróbce przedmiot można zanurzyć w wodzie lub alkoholu, a wypełniacz rozpuścić i wylać.
4. Rozsądna organizacja procesów
Podczascięcie z dużą prędkością, ze względu na duży naddatek na obróbkę i obróbkę przerywaną, w procesie frezowania często powstają drgania, które wpływają na dokładność obróbki i chropowatość powierzchni. Dlatego proces szybkiego cięcia CNC można ogólnie podzielić na: obróbkę zgrubną, półwykańczającą, oczyszczanie naroży, obróbkę wykańczającą i inne procesy. W przypadku części o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji czasami konieczne jest wykonanie wtórnej półwykańczającej, a następnie wykończeniowej. Po obróbce zgrubnej części można chłodzić w sposób naturalny, eliminując naprężenia wewnętrzne spowodowane obróbką zgrubną i redukując odkształcenia. Naddatek pozostały po obróbce zgrubnej powinien być większy niż odkształcenie, zwykle od 1 do 2 mm. Podczas wykańczania powierzchnia wykańczająca części powinna utrzymywać równomierny naddatek na obróbkę, zwykle 0,2 ~ 0,5 mm, tak aby narzędzie było w stabilnym stanie podczas procesu obróbki, co może znacznie zmniejszyć odkształcenia skrawania, uzyskać dobrą jakość obróbki powierzchni i zapewnić dokładność Produktu.
【2】 umiejętności operacyjne w celu zmniejszenia deformacji przetwarzania
Oprócz powyższych powodów części części aluminiowych ulegają deformacji podczas obróbki. W praktyce bardzo ważny jest także sposób działania.
1. W przypadku części z dużym naddatkiem na obróbkę, aby zapewnić im lepsze warunki odprowadzania ciepła podczas procesu obróbki i uniknąć koncentracji ciepła, należy zastosować obróbkę symetryczną podczas obróbki. Jeśli blacha o grubości 90 mm ma zostać obrobiona do grubości 60 mm, jeśli jedna strona zostanie wyfrezowana, a druga zostanie natychmiast wyfrezowana, a ostateczny rozmiar zostanie przetworzony za jednym razem, płaskość osiągnie 5 mm; jeśli jest obrabiany symetrycznie z wielokrotnym podawaniem, każda strona jest obrabiana dwukrotnie, aby ostateczny wymiar mógł zagwarantować płaskość 0,3 mm.
2. Jeżeli na częściach płytowych znajduje się wiele wnęk, nie należy stosować metody sekwencyjnego przetwarzania jednej wnęki i jednej wnęki podczas obróbki, co z łatwością spowoduje deformację części z powodu nierównomiernego naprężenia. Przyjęto przetwarzanie wielowarstwowe, a każda warstwa jest przetwarzana jednocześnie we wszystkich wnękach, a następnie przetwarzana jest następna warstwa, aby równomiernie naprężyć części i zmniejszyć odkształcenia.
3. Zmniejsz siłę cięcia i ciepło cięcia, zmieniając wielkość cięcia. Spośród trzech elementów wielkości skrawania, duży wpływ na siłę skrawania ma wielkość sprzężenia zwrotnego. Jeżeli naddatek obróbkowy będzie zbyt duży, siła skrawania w jednym przejściu będzie zbyt duża, co nie tylko odkształci części, ale także wpłynie na sztywność wrzeciona obrabiarki i zmniejszy trwałość narzędzia. Jeśli zmniejszy się ilość noży, które należy zjeść grzbietem, wydajność produkcji zostanie znacznie zmniejszona. Jednak w obróbce CNC stosuje się frezowanie z dużą prędkością, co może rozwiązać ten problem. Zmniejszając ilość podcięć wstecznych, pod warunkiem odpowiedniego zwiększenia posuwu i zwiększenia prędkości obrabiarki, można zmniejszyć siłę skrawania przy jednoczesnym zapewnieniu wydajności obróbki.
4. Należy również zwrócić uwagę na kolejność ruchów nożem. Obróbka zgrubna kładzie nacisk na poprawę wydajności obróbki i dążenie do szybkości usuwania w jednostce czasu. Zasadniczo można zastosować frezowanie przeciwbieżne. Oznacza to, że nadmiar materiału na powierzchni półwyrobu jest usuwany z największą szybkością i w najkrótszym czasie i zasadniczo formowany jest kontur geometryczny wymagany do wykończenia. Podczas gdy obróbka kładzie nacisk na wysoką precyzję i wysoką jakość, zaleca się stosowanie frezowania współbieżnego. Ponieważ podczas frezowania współbieżnego grubość cięcia zębów frezu stopniowo maleje od maksimum do zera, stopień umocnienia przez zgniot jest znacznie zmniejszony, a także zmniejsza się stopień odkształcenia części.
5. Przedmioty cienkościenne ulegają deformacji w wyniku zaciskania podczas obróbki i nie da się uniknąć nawet obróbki wykańczającej. Aby zminimalizować odkształcenia przedmiotu obrabianego, można przed zakończeniem ostatecznego wymiarowania poluzować docisk, tak aby przedmiot mógł swobodnie powrócić do stanu pierwotnego, a następnie lekko go docisnąć, o ile przedmiot da się zaciśnięty (całkowicie). W zależności od wyczucia dłoni) można w ten sposób uzyskać idealny efekt obróbki. Jednym słowem, najlepiej, aby punkt działania siły docisku znajdował się na powierzchni nośnej, a siła docisku powinna być przyłożona w kierunku dobrej sztywności przedmiotu obrabianego. Zakładając, że obrabiany przedmiot nie jest luźny, im mniejsza siła mocowania, tym lepiej.
6. Podczas obróbki części z wgłębieniem staraj się nie dopuścić, aby frez zagłębił się bezpośrednio w część jak wiertło podczas obróbki wnęki, co spowoduje niewystarczającą przestrzeń dla frezu na przyjęcie wiórów i słabe usuwanie wiórów, co spowoduje przegrzanie i rozszerzanie i zapadnięcie się części. Noże, połamane noże i inne niekorzystne zjawiska. Najpierw wywierć otwór wiertłem o tym samym rozmiarze co frez lub o jeden rozmiar większym, a następnie wyfrezuj go za pomocąfrez. Alternatywnie, do tworzenia programów skręcania śrubowego można wykorzystać oprogramowanie CAM.
Głównym czynnikiem wpływającym na dokładność obróbki i jakość powierzchni części aluminiowych jest podatność takich części na odkształcenia w procesie obróbki, co wymaga od operatora odpowiedniego doświadczenia i umiejętności obsługi.
Czas publikacji: 7 września 2022 r