Hliník je najpoužívanejší neželezný kov a rozsah jeho aplikácií sa neustále rozširuje. Existuje viac ako 700 000 druhov hliníkových výrobkov, ktoré sú určené pre rôzne priemyselné odvetvia vrátane stavebníctva, dekorácií, dopravy a letectva. V tejto diskusii preskúmame technológiu spracovania hliníkových výrobkov a ako sa vyhnúť deformácii počas spracovania.
Medzi výhody a vlastnosti hliníka patria:
- Nízka hustota: Hliník má hustotu približne 2,7 g/cm³, čo je zhruba tretina hustoty železa alebo medi.
- Vysoká plasticita:Hliník má vynikajúcu ťažnosť, čo umožňuje jeho tvarovanie do rôznych produktov pomocou metód tlakového spracovania, ako je extrúzia a preťahovanie.
- Odolnosť proti korózii:Hliník prirodzene vytvára na svojom povrchu ochranný oxidový film, buď v prirodzených podmienkach, alebo prostredníctvom eloxovania, čím ponúka vynikajúcu odolnosť proti korózii v porovnaní s oceľou.
- Jednoduché posilnenie:Hoci čistý hliník má nízku úroveň pevnosti, jeho pevnosť možno výrazne zvýšiť eloxovaním.
- Uľahčuje povrchovú úpravu:Povrchové úpravy môžu zlepšiť alebo upraviť vlastnosti hliníka. Proces eloxovania je dobre zavedený a široko používaný pri spracovaní hliníkových výrobkov.
- Dobrá vodivosť a recyklovateľnosť:Hliník je vynikajúci vodič elektriny a ľahko sa recykluje.
Technológia spracovania hliníkových výrobkov
Lisovanie hliníkových výrobkov
1. Razenie za studena
Použitým materiálom sú hliníkové pelety. Tieto pelety sa tvarujú v jedinom kroku pomocou extrúzneho stroja a formy. Tento proces je ideálny na vytváranie stĺpcových produktov alebo tvarov, ktoré je náročné dosiahnuť rozťahovaním, ako sú eliptické, štvorcové a obdĺžnikové tvary. (Ako je znázornené na obrázku 1, stroj; obrázok 2, hliníkové pelety; a obrázok 3, produkt)
Tonáž použitého stroja súvisí s plochou prierezu výrobku. Medzera medzi horným razníkom a spodným razníkom vyrobeným z volfrámovej ocele určuje hrúbku steny výrobku. Po dokončení lisovania vertikálna medzera od horného razidla k spodnému razníku označuje hornú hrúbku produktu (ako je znázornené na obrázku 4)
Výhody: Krátky cyklus otvárania formy, nižšie náklady na vývoj ako naťahovanie formy. Nevýhody: Dlhý výrobný proces, veľké kolísanie veľkosti produktu počas procesu, vysoká cena práce.
2. Strečing
Použitý materiál: hliníkový plech. Použite stroj na nepretržitú formu a formu na vykonanie viacerých deformácií, aby ste splnili požiadavky na tvar, vhodné pre nestĺpové telesá (výrobky so zakriveným hliníkom). (Ako je znázornené na obrázku 5, stroj, obrázku 6, forma a obrázku 7, výrobok)
Výhody:Rozmery zložitých a viacnásobne deformovaných výrobkov sú počas výrobného procesu stabilne kontrolované a povrch výrobku je hladší.
Nevýhody:Vysoké náklady na formy, relatívne dlhý vývojový cyklus a vysoké požiadavky na výber a presnosť stroja.
Povrchová úprava hliníkových výrobkov
1. Pieskovanie (pieskovanie)
Proces čistenia a zdrsňovania kovového povrchu pôsobením vysokorýchlostného prúdu piesku.
Tento spôsob povrchovej úpravy hliníka zvyšuje čistotu a drsnosť povrchu obrobku. Vďaka tomu sa zlepšujú mechanické vlastnosti povrchu, čo vedie k lepšej odolnosti proti únave. Toto zlepšenie zvyšuje priľnavosť medzi povrchom a akýmikoľvek aplikovanými nátermi, čím sa predlžuje životnosť náteru. Okrem toho uľahčuje vyrovnanie a estetický vzhľad náteru. Tento proces je bežne viditeľný v rôznych produktoch Apple.
2. Leštenie
Spôsob spracovania využíva mechanické, chemické alebo elektrochemické techniky na zníženie drsnosti povrchu obrobku, výsledkom čoho je hladký a lesklý povrch. Proces leštenia možno rozdeliť do troch hlavných typov: mechanické leštenie, chemické leštenie a elektrolytické leštenie. Kombináciou mechanického leštenia s elektrolytickým leštením môžu hliníkové diely dosiahnuť zrkadlový povrch podobný nerezovej oceli. Tento proces dodáva zmysel pre špičkovú jednoduchosť, módu a futuristickú príťažlivosť.
3. Drôtovanie
Ťahanie kovového drôtu je výrobný proces, pri ktorom sa brúsnym papierom opakovane vyškrabujú línie z hliníkových dosiek. Ťahanie drôtu možno rozdeliť na ťahanie rovného drôtu, ťahanie náhodného drôtu, ťahanie špirálového drôtu a ťahanie niťového drôtu. Proces ťahania kovového drôtu môže jasne ukázať každú jemnú značku hodvábu, takže matný kov má jemný lesk vlasov a výrobok má módu aj technológiu.
4. Rezanie vysokým svetlom
Rezanie zvýrazňovaním využíva presný gravírovací stroj na zosilnenie diamantového noža na vysokorýchlostnom rotujúcom (všeobecne 20 000 ot./min) vretene presného gravírovacieho stroja na rezanie dielov a vytváranie lokálnych zvýraznených oblastí na povrchu produktu. Svetlosť rezných odleskov je ovplyvnená rýchlosťou frézovania. Čím vyššia je rýchlosť vŕtania, tým jasnejšie sú odlesky. Naopak, čím tmavšie sú odlesky pri rezaní, tým je pravdepodobnejšie, že vytvoria stopy po nožoch. Rezanie s vysokým leskom je bežné najmä v mobilných telefónoch, ako je napríklad iPhone 5. V posledných rokoch sa u niektorých špičkových kovových rámov televízorov používa vysoký leskCNC frézovanieTechnológia a procesy eloxovania a kefovania robia z televízora módu a technologickú ostrosť.
5. Eloxovanie
Eloxovanie je elektrochemický proces, ktorý oxiduje kovy alebo zliatiny. Počas tohto procesu hliník a jeho zliatiny vytvárajú oxidový film, keď sa v špecifickom elektrolyte za určitých podmienok aplikuje elektrický prúd. Eloxovanie zvyšuje tvrdosť povrchu a odolnosť hliníka proti opotrebeniu, predlžuje jeho životnosť a zlepšuje jeho estetický vzhľad. Tento proces sa stal dôležitou súčasťou povrchovej úpravy hliníka a v súčasnosti je jednou z najpoužívanejších a najúspešnejších dostupných metód.
6. Dvojfarebná anóda
Dvojfarebná anóda označuje proces eloxovania produktu na nanášanie rôznych farieb na konkrétne oblasti. Hoci sa táto dvojfarebná anodizačná technika používa v televíznom priemysle len zriedka kvôli jej zložitosti a vysokej cene, kontrast medzi týmito dvoma farbami zvyšuje špičkový a jedinečný vzhľad produktu.
Existuje niekoľko faktorov, ktoré prispievajú k deformácii hliníkových dielov pri spracovaní, vrátane materiálových vlastností, tvaru dielu a výrobných podmienok. Medzi hlavné príčiny deformácie patria: vnútorné napätie prítomné v polotovare, rezné sily a teplo vznikajúce pri obrábaní a sily pôsobiace pri upínaní. Na minimalizáciu týchto deformácií je možné implementovať špecifické procesné opatrenia a prevádzkové zručnosti.
Procesné opatrenia na zníženie deformácie spracovania
1. Znížte vnútorné napätie polotovaru
Prirodzené alebo umelé starnutie spolu s úpravou vibráciami môže pomôcť znížiť vnútorné napätie polotovaru. Účinnou metódou na tento účel je aj predbežné spracovanie. U polotovaru s tučnou hlavou a veľkými ušami môže dôjsť počas spracovania k výraznej deformácii v dôsledku značnej rezervy. Predspracovaním prebytočných častí polotovaru a znížením okraja v každej oblasti môžeme nielen minimalizovať deformáciu, ktorá nastáva počas následného spracovania, ale aj zmierniť určité vnútorné napätie prítomné po predbežnom spracovaní.
2. Zlepšite reznú schopnosť nástroja
Materiálové a geometrické parametre nástroja výrazne ovplyvňujú reznú silu a teplo. Správny výber nástroja je nevyhnutný na minimalizáciu deformácií pri spracovaní dielov.
1) Rozumný výber geometrických parametrov nástroja.
① Uhol sklonu:Pod podmienkou zachovania pevnosti čepele je uhol čela vhodne zvolený väčší. Na jednej strane môže brúsiť ostrú hranu a na druhej strane môže znížiť deformáciu rezu, zabezpečiť hladký odvod triesok a tým znížiť reznú silu a teplotu rezu. Vyhnite sa používaniu nástrojov so záporným uhlom čela.
② Uhol chrbta:Veľkosť uhla chrbta má priamy vplyv na opotrebovanie čela zadného nástroja a kvalitu obrobeného povrchu. Hrúbka rezu je dôležitou podmienkou pre výber uhla chrbta. Počas hrubovacieho frézovania sa v dôsledku veľkého posuvu, vysokého rezného zaťaženia a vysokého vývinu tepla vyžaduje, aby boli podmienky na odvod tepla nástroja dobré. Preto by mal byť uhol chrbta zvolený menší. Pri jemnom frézovaní sa vyžaduje ostrá hrana, musí sa znížiť trenie medzi zadným čelom nástroja a obrobenou plochou a musí sa znížiť elastická deformácia. Preto by mal byť uhol chrbta zvolený väčší.
③ Uhol skrutkovice:Aby bolo frézovanie hladké a znížila sa sila frézovania, mal by byť uhol skrutkovice zvolený čo najväčší.
④ Hlavný uhol vychýlenia:Príslušné zníženie hlavného uhla vychýlenia môže zlepšiť podmienky rozptylu tepla a znížiť priemernú teplotu oblasti spracovania.
2) Zlepšite štruktúru nástroja.
Znížte počet zubov frézy a zväčšite priestor na triesku:
Pretože hliníkové materiály vykazujú vysokú plasticitu a výraznú deformáciu rezu počas spracovania, je nevyhnutné vytvoriť väčší priestor pre triesky. To znamená, že polomer dna drážky na triesky by mal byť väčší a počet zubov na fréze by sa mal znížiť.
Jemné brúsenie rezacích zubov:
Hodnota drsnosti rezných hrán zubov frézy by mala byť menšia ako Ra = 0,4 µm. Pred použitím novej frézy je vhodné niekoľkokrát jemne prebrúsiť prednú a zadnú časť zubov frézy jemným olejovým kameňom, aby sa odstránili akékoľvek otrepy alebo jemné pilovité stopy, ktoré zostali po procese ostrenia. To nielen pomáha pri znižovaní rezného tepla, ale tiež minimalizuje deformáciu rezania.
Prísne kontrolujte normy opotrebovania nástrojov:
Keď sa nástroje opotrebúvajú, drsnosť povrchu obrobku sa zvyšuje, teplota rezania stúpa a obrobok môže trpieť zvýšenou deformáciou. Preto je dôležité zvoliť materiály nástrojov s vynikajúcou odolnosťou proti opotrebovaniu a zabezpečiť, aby opotrebovanie nástroja nepresiahlo 0,2 mm. Ak opotrebovanie prekročí túto hranicu, môže to viesť k tvorbe triesok. Počas rezania by sa teplota obrobku mala vo všeobecnosti udržiavať pod 100 °C, aby sa zabránilo deformácii.
3. Zlepšite spôsob upínania obrobku. Pre tenkostenné hliníkové obrobky so slabou tuhosťou možno na zníženie deformácie použiť nasledujúce spôsoby upínania:
① Pri tenkostenných častiach puzdier môže použitie trojčeľusťového samostrediaceho skľučovadla alebo pružinovej klieštiny na radiálne upínanie viesť k deformácii obrobku, keď sa po spracovaní uvoľní. Aby ste sa vyhli tomuto problému, je lepšie použiť metódu axiálneho upínania čelnej plochy, ktorá ponúka väčšiu tuhosť. Umiestnite vnútorný otvor dielu, vytvorte priechodný tŕň so závitom a vložte ho do vnútorného otvoru. Potom pomocou krycej dosky upnite čelnú plochu a pevne ju zaistite maticou. Táto metóda pomáha predchádzať deformácii zovretia pri spracovaní vonkajšieho kruhu a zabezpečuje uspokojivú presnosť spracovania.
② Pri spracovaní obrobkov z tenkostenného plechu sa odporúča použiť vákuovú prísavku na dosiahnutie rovnomerne rozloženej upínacej sily. Navyše, použitie menšieho množstva rezu môže pomôcť zabrániť deformácii obrobku.
Ďalšou účinnou metódou je vyplniť vnútro obrobku médiom, aby sa zvýšila jeho tuhosť pri spracovaní. Napríklad tavenina močoviny obsahujúca 3 % až 6 % dusičnanu draselného sa môže naliať do obrobku. Po spracovaní môže byť obrobok ponorený do vody alebo alkoholu, aby sa rozpustil plnivo a potom sa vyleje.
4. Rozumné usporiadanie procesov
Počas vysokorýchlostného rezania proces frézovania často generuje vibrácie v dôsledku veľkých prídavkov na obrábanie a prerušovaného rezania. Tieto vibrácie môžu negatívne ovplyvniť presnosť obrábania a drsnosť povrchu. V dôsledku tohoCNC vysokorýchlostný proces rezaniasa zvyčajne delí na niekoľko etáp: hrubovanie, polodokončovanie, uhlové čistenie a dokončovanie. Pre diely, ktoré vyžadujú vysokú presnosť, môže byť pred dokončením potrebné sekundárne polodokončenie.
Po fáze hrubovania je vhodné nechať diely prirodzene vychladnúť. To pomáha eliminovať vnútorné napätie vznikajúce pri hrubovaní a znižuje deformáciu. Prídavok na obrábanie, ktorý zostane po hrubovaní, by mal byť väčší ako očakávaná deformácia, vo všeobecnosti medzi 1 až 2 mm. Počas dokončovacej fázy je dôležité udržiavať rovnomerný prídavok na obrábanie na hotovom povrchu, typicky medzi 0,2 až 0,5 mm. Táto rovnomernosť zaisťuje, že rezný nástroj zostáva počas spracovania v stabilnom stave, čo výrazne znižuje deformáciu rezu, zlepšuje kvalitu povrchu a zabezpečuje presnosť produktu.
Prevádzkové zručnosti na zníženie deformácie spracovania
Hliníkové časti sa počas spracovania deformujú. Okrem vyššie uvedených dôvodov je v skutočnej prevádzke veľmi dôležitý aj spôsob prevádzky.
1. V prípade dielov, ktoré majú veľké tolerancie na spracovanie, sa odporúča symetrické spracovanie na zlepšenie odvodu tepla počas obrábania a na zabránenie koncentrácii tepla. Napríklad pri spracovaní plechu s hrúbkou 90 mm na 60 mm, ak sa jedna strana frézuje bezprostredne po druhej strane, konečné rozmery môžu viesť k tolerancii rovinnosti 5 mm. Ak sa však použije prístup symetrického spracovania s opakovaným podávaním, kde je každá strana opracovaná na svoju konečnú veľkosť dvakrát, rovinnosť sa môže zlepšiť na 0,3 mm.
2. Ak je na dielcoch plechu viacero dutín, neodporúča sa používať metódu postupného spracovania adresovania jednej dutiny naraz. Tento prístup môže viesť k nerovnomerným silám pôsobiacim na diely, čo vedie k deformácii. Namiesto toho použite metódu vrstveného spracovania, kde sú všetky dutiny vo vrstve spracované súčasne pred prechodom na ďalšiu vrstvu. To zaisťuje rovnomerné rozloženie napätia na diely a minimalizuje riziko deformácie.
3. Na zníženie sily rezu a tepla je dôležité upraviť množstvo rezu. Spomedzi troch zložiek množstva rezu má množstvo spätného rezu významný vplyv na silu rezu. Ak je prídavok na obrábanie nadmerný a rezná sila počas jedného prechodu je príliš vysoká, môže to viesť k deformácii dielov, negatívne ovplyvniť tuhosť vretena obrábacieho stroja a znížiť životnosť nástroja.
Zatiaľ čo zníženie množstva spätného rezu môže zvýšiť životnosť nástroja, môže tiež znížiť efektivitu výroby. Vysokorýchlostné frézovanie v CNC obrábaní však môže tento problém efektívne vyriešiť. Znížením množstva spätného rezu a zodpovedajúcim zvýšením rýchlosti posuvu a rýchlosti obrábacieho stroja možno znížiť reznú silu bez zníženia účinnosti obrábania.
4. Dôležitá je postupnosť operácií rezania. Hrubé obrábanie sa zameriava na maximalizáciu efektivity obrábania a zvýšenie rýchlosti úberu materiálu za jednotku času. Typicky sa pre túto fázu používa spätné mletie. Pri spätnom frézovaní sa prebytočný materiál z povrchu polotovaru odstraňuje najvyššou rýchlosťou a v čo najkratšom čase, čím sa efektívne vytvorí základný geometrický profil pre dokončovaciu fázu.
Na druhej strane, konečná úprava uprednostňuje vysokú presnosť a kvalitu, vďaka čomu je frézovanie preferovanou technikou. Pri spodnom frézovaní sa hrúbka rezu postupne znižuje z maxima na nulu. Tento prístup výrazne znižuje pracovné spevnenie a minimalizuje deformáciu obrábaných dielov.
5. Tenkostenné obrobky sa často deformujú v dôsledku upnutia počas spracovania, čo je problém, ktorý pretrváva aj počas dokončovacej fázy. Aby sa minimalizovala táto deformácia, je vhodné uvoľniť upínacie zariadenie pred dosiahnutím konečnej veľkosti pri dokončovaní. To umožňuje, aby sa obrobok vrátil do svojho pôvodného tvaru, potom ho možno jemne znova upnúť – postačuje len na to, aby obrobok držal na mieste – podľa pocitu operátora. Táto metóda pomáha dosiahnuť ideálne výsledky spracovania.
Stručne povedané, upínacia sila by mala pôsobiť čo najbližšie k nosnému povrchu a smerovať pozdĺž najsilnejšej tuhej osi obrobku. Aj keď je dôležité zabrániť uvoľneniu obrobku, upínacia sila by mala byť minimálna, aby sa zabezpečili optimálne výsledky.
6. Pri obrábaní dielov s dutinami zabráňte tomu, aby fréza prenikla priamo do materiálu, ako by to urobil vrták. Tento prístup môže viesť k nedostatočnému priestoru pre triesky pre frézu, čo spôsobuje problémy, ako je neplynulý odvod triesky, prehrievanie, rozťahovanie a potenciálne zrútenie triesky alebo zlomenie komponentov.
Namiesto toho najprv použite vrták, ktorý je rovnakej veľkosti alebo väčší ako fréza, aby ste vytvorili počiatočný otvor pre frézu. Potom sa fréza používa na frézovacie operácie. Prípadne môžete použiť softvér CAM na vytvorenie programu na špirálové rezanie pre danú úlohu.
Ak chcete vedieť viac alebo sa chcete opýtať, neváhajte nás kontaktovaťinfo@anebon.com
Špecializácia a povedomie o službách tímu Anebon pomohli spoločnosti získať vynikajúcu povesť medzi zákazníkmi na celom svete za to, že ponúka cenovo dostupné produktyCNC obrábanie dielov, CNC rezacie diely aCNC sústruhobrábanie dielov. Primárnym cieľom Anebonu je pomôcť zákazníkom dosiahnuť ich ciele. Spoločnosť vynakladá obrovské úsilie na vytvorenie obojstranne výhodnej situácie pre všetkých a víta vás, aby ste sa k nim pridali.
Čas odoslania: 27. novembra 2024