Aluminij je najbolj razširjena neželezna kovina in obseg njegove uporabe se še naprej širi. Obstaja več kot 700.000 vrst aluminijastih izdelkov, ki skrbijo za različne industrije, vključno z gradbeništvom, dekoracijo, transportom in vesoljstvom. V tej razpravi bomo raziskali tehnologijo obdelave aluminijastih izdelkov in kako se izogniti deformacijam med obdelavo.
Prednosti in značilnosti aluminija vključujejo:
- Nizka gostota: Aluminij ima gostoto približno 2,7 g/cm³, kar je približno ena tretjina gostote železa ali bakra.
- Visoka plastičnost:Aluminij ima odlično duktilnost, zaradi česar se lahko oblikuje v različne izdelke s pomočjo metod obdelave pod pritiskom, kot sta ekstrudiranje in raztezanje.
- Odpornost proti koroziji:Aluminij naravno razvije zaščitno oksidno plast na svoji površini, bodisi v naravnih pogojih ali z anodizacijo, ki nudi boljšo odpornost proti koroziji v primerjavi z jeklom.
- Enostaven za krepitev:Čeprav ima čisti aluminij nizko stopnjo trdnosti, se lahko njegova trdnost znatno poveča z eloksiranjem.
- Olajša površinsko obdelavo:Površinska obdelava lahko izboljša ali spremeni lastnosti aluminija. Postopek eloksiranja je dobro uveljavljen in se pogosto uporablja pri obdelavi aluminijastih izdelkov.
- Dobra prevodnost in možnost recikliranja:Aluminij je odličen prevodnik električne energije in ga je enostavno reciklirati.
Tehnologija obdelave aluminijastih izdelkov
Štancanje izdelkov iz aluminija
1. Hladno žigosanje
Uporabljen material so aluminijevi peleti. Ti peleti so oblikovani v enem samem koraku z uporabo ekstruzijskega stroja in kalupa. Ta postopek je idealen za ustvarjanje stebrastih izdelkov ali oblik, ki jih je težko doseči z raztezanjem, kot so eliptične, kvadratne in pravokotne oblike. (Kot je prikazano na sliki 1, stroj; slika 2, aluminijevi peleti; in slika 3, izdelek)
Tonaža uporabljenega stroja je povezana s površino prečnega prereza izdelka. Reža med zgornjim udarcem matrice in spodnjo matrico iz volframovega jekla določa debelino stene izdelka. Ko je stiskanje končano, navpična vrzel od zgornjega udarca matrice do spodnje matrice označuje zgornjo debelino izdelka. (Kot je prikazano na sliki 4)
Prednosti: Kratek cikel odpiranja kalupa, nižji stroški razvoja kot raztegljivi kalup. Slabosti: Dolg proizvodni proces, veliko nihanje velikosti izdelka med procesom, visoki stroški dela.
2. Raztezanje
Uporabljen material: aluminijasta pločevina. Uporabite stroj za neprekinjeno oblikovanje in kalup za izvedbo več deformacij, da izpolnite zahteve glede oblike, primerne za telesa brez stebrov (izdelki z ukrivljenim aluminijem). (Kot je prikazano na sliki 5, stroj, sliki 6, kalup in sliki 7, izdelek)
Prednosti:Dimenzije zapletenih in večkrat deformiranih izdelkov so med proizvodnim procesom stabilno nadzorovane, površina izdelka pa je bolj gladka.
Slabosti:Visoki stroški kalupov, razmeroma dolg razvojni cikel in visoke zahteve glede izbire in natančnosti strojev.
Površinska obdelava aluminijastih izdelkov
1. Peskanje (shot peening)
Postopek čiščenja in hrapavosti kovinske površine z vplivom hitrega toka peska.
Ta metoda obdelave aluminijaste površine poveča čistost in hrapavost površine obdelovanca. Posledično se izboljšajo mehanske lastnosti površine, kar vodi do boljše odpornosti proti utrujenosti. Ta izboljšava poveča oprijem med površino in morebitnimi nanesenimi premazi, kar podaljša obstojnost premaza. Poleg tega olajša izravnavo in estetski videz premaza. Ta postopek je običajno viden v različnih izdelkih Apple.
2. Poliranje
Metoda obdelave uporablja mehanske, kemične ali elektrokemične tehnike za zmanjšanje hrapavosti površine obdelovanca, rezultat pa je gladka in sijoča površina. Postopek poliranja lahko razvrstimo v tri glavne vrste: mehansko poliranje, kemično poliranje in elektrolitsko poliranje. S kombiniranjem mehanskega poliranja z elektrolitskim poliranjem lahko aluminijasti deli dosežejo zrcalno končno obdelavo, podobno kot pri nerjavnem jeklu. Ta postopek daje občutek vrhunske preprostosti, mode in futuristične privlačnosti.
3. Vlečenje žice
Vlečenje kovinske žice je proizvodni proces, pri katerem se črte z brusnim papirjem večkrat strgajo iz aluminijastih plošč. Vlečenje žice lahko razdelimo na ravno vlečenje žice, naključno vlečenje žice, spiralno vlečenje žice in vlečenje niti. Postopek vlečenja kovinske žice lahko jasno prikaže vsako fino svileno oznako, tako da ima mat kovina fin sijaj las, izdelek pa ima modo in tehnologijo.
4. Visoko svetlobno rezanje
Rezanje svetlih delov uporablja stroj za natančno graviranje za ojačitev diamantnega noža na vretenu stroja za natančno graviranje z visoko hitrostjo vrtenja (običajno 20.000 vrtljajev na minuto) za rezanje delov in ustvarjanje lokalnih svetlih površin na površini izdelka. Na svetlost rezalnih svetil vpliva hitrost rezkalnega svedra. Višja kot je hitrost vrtanja, svetlejši so rezalni poudarki. Nasprotno pa temnejši kot so rezalni deli, večja je verjetnost, da bodo na njih ostali sledi noža. Rezanje z visokim sijajem je še posebej pogosto pri mobilnih telefonih, kot je iPhone 5. V zadnjih letih so nekateri kovinski okvirji televizorjev višjega cenovnega razreda prevzeli visok sijajCNC rezkanjetehnologija, postopki eloksiranja in ščetkanja pa naredijo televizor poln modne in tehnološke ostrine.
5. Anodiziranje
Anodizacija je elektrokemični postopek, ki oksidira kovine ali zlitine. Med tem procesom aluminij in njegove zlitine razvijejo oksidni film, ko v določenem elektrolitu pod določenimi pogoji deluje električni tok. Anodiziranje poveča površinsko trdoto in odpornost proti obrabi aluminija, podaljša njegovo življenjsko dobo in izboljša njegov estetski videz. Ta postopek je postal bistvena sestavina površinske obdelave aluminija in je trenutno ena najbolj razširjenih in uspešnih razpoložljivih metod.
6. Dvobarvna anoda
Dvobarvna anoda se nanaša na postopek eloksiranja izdelka za nanos različnih barv na določena področja. Čeprav se ta dvobarvna tehnika eloksiranja redko uporablja v televizijski industriji zaradi svoje zapletenosti in visokih stroškov, kontrast med obema barvama izboljša vrhunski in edinstven videz izdelka.
Obstaja več dejavnikov, ki prispevajo k deformaciji aluminijastih delov pri obdelavi, vključno z lastnostmi materiala, obliko dela in proizvodnimi pogoji. Glavni vzroki za deformacijo so: notranja napetost, ki je prisotna v surovcu, rezalne sile in toplota, ki nastanejo med obdelavo, in sile, ki nastanejo med vpenjanjem. Za zmanjšanje teh deformacij je mogoče izvesti posebne procesne ukrepe in operativne veščine.
Procesni ukrepi za zmanjšanje deformacije pri obdelavi
1. Zmanjšajte notranjo napetost surovca
Naravno ali umetno staranje, skupaj z obdelavo z vibracijami, lahko pomaga zmanjšati notranjo napetost surovca. Predobdelava je tudi učinkovita metoda za ta namen. Pri blanku z debelo glavo in velikimi ušesi lahko med obdelavo pride do znatne deformacije zaradi znatnega roba. S predhodno obdelavo odvečnih delov surovca in zmanjšanjem roba na vsakem območju ne moremo le zmanjšati deformacije, ki nastanejo med nadaljnjo obdelavo, ampak tudi zmanjšati del notranjih napetosti, ki so prisotne po predobdelavi.
2. Izboljšajte rezalno sposobnost orodja
Material orodja in geometrijski parametri pomembno vplivajo na rezalno silo in toploto. Pravilna izbira orodja je bistvenega pomena za zmanjšanje deformacije obdelovalnih delov.
1) Razumna izbira geometrijskih parametrov orodja.
① Nagibni kot:Pod pogojem ohranjanja trdnosti rezila je nagibni kot ustrezno izbran tako, da je večji. Po eni strani lahko brusi oster rob, po drugi strani pa lahko zmanjša rezalno deformacijo, naredi gladko odstranjevanje ostružkov in tako zmanjša rezalno silo in temperaturo rezanja. Izogibajte se uporabi orodij z negativnim nagibnim kotom.
② Zadnji kot:Velikost zadnjega kota neposredno vpliva na obrabo zadnje ploskve orodja in kakovost obdelane površine. Debelina reza je pomemben pogoj za izbiro hrbtnega kota. Med grobim rezkanjem morajo biti zaradi velike hitrosti podajanja, velike rezalne obremenitve in velikega ustvarjanja toplote pogoji za odvajanje toplote orodja dobri. Zato je treba kot hrbta izbrati manjši. Med finim rezkanjem mora biti rob oster, trenje med hrbtno površino orodja in obdelano površino mora biti zmanjšano, elastična deformacija pa mora biti zmanjšana. Zato je treba kot hrbta izbrati večji.
③ Kot vijačnice:Da bo rezkanje gladko in zmanjšana sila rezkanja, je treba kot vijačnice izbrati čim večji.
④ Glavni odklonski kot:Ustrezno zmanjšanje glavnega odklonskega kota lahko izboljša pogoje odvajanja toplote in zmanjša povprečno temperaturo območja obdelave.
2) Izboljšajte strukturo orodja.
Zmanjšajte število rezkalnih zob in povečajte prostor za odrezke:
Ker aluminijevi materiali izkazujejo visoko plastičnost in znatne rezalne deformacije med obdelavo, je bistveno ustvariti večji prostor za odrezke. To pomeni, da mora biti polmer dna utora za odrezke večji, število zob na rezkarju pa zmanjšano.
Fino brušenje rezalnih zob:
Vrednost hrapavosti rezalnih robov rezalnih zob mora biti manjša od Ra = 0,4 µm. Priporočljivo je, da pred uporabo novega rezalnika večkrat nežno obrusite sprednji in zadnji del zob rezalnika s finim oljnim kamnom, da odstranite morebitne robove ali rahle žagaste vzorce, ki so ostali po postopku ostrenja. To ne le pomaga pri zmanjševanju toplote pri rezanju, ampak tudi zmanjšuje deformacije pri rezanju.
Standardi za strogo kontrolo obrabe orodja:
Ko se orodja obrabijo, se površinska hrapavost obdelovanca poveča, temperatura rezanja se dvigne, obdelovanec pa lahko trpi zaradi povečane deformacije. Zato je ključnega pomena izbira materialov orodja z odlično odpornostjo proti obrabi in zagotavljanje, da obraba orodja ne presega 0,2 mm. Če obraba preseže to mejo, lahko povzroči nastanek odkruškov. Med rezanjem mora biti temperatura obdelovanca na splošno pod 100 °C, da se prepreči deformacija.
3. Izboljšajte način vpenjanja obdelovanca. Za tankostenske aluminijaste obdelovance s slabo togostjo se lahko za zmanjšanje deformacije uporabijo naslednje metode vpenjanja:
① Pri tankostenskih delih puše lahko uporaba tričeljustne samocentrirne vpenjalne glave ali vzmetne vpenjalne klešče za radialno vpenjanje povzroči deformacijo obdelovanca, ko se po obdelavi zrahlja. Da bi se izognili tej težavi, je bolje uporabiti metodo aksialnega vpenjanja čelne strani, ki nudi večjo togost. Postavite notranjo luknjo dela, ustvarite navojni trn in ga vstavite v notranjo luknjo. Nato s pokrivno ploščo vpnite končno stran in jo trdno pritrdite z matico. Ta metoda pomaga preprečiti deformacijo vpenjanja pri obdelavi zunanjega kroga, kar zagotavlja zadovoljivo natančnost obdelave.
② Pri obdelavi tankostenskih obdelovancev iz pločevine je priporočljiva uporaba vakuumskega priseska, da dosežete enakomerno porazdeljeno vpenjalno silo. Poleg tega lahko uporaba manjše količine rezanja pomaga preprečiti deformacijo obdelovanca.
Druga učinkovita metoda je napolnitev notranjosti obdelovanca z medijem, da se poveča njegova togost obdelave. Na primer, talino sečnine, ki vsebuje 3 % do 6 % kalijevega nitrata, lahko vlijemo v obdelovanec. Po obdelavi lahko obdelovanec potopimo v vodo ali alkohol, da se polnilo raztopi in ga nato izlijemo.
4. Smiselna ureditev procesov
Med rezanjem z visoko hitrostjo postopek rezkanja pogosto ustvarja tresljaje zaradi velikih dovoljenj obdelave in prekinjenega rezanja. Ta vibracija lahko negativno vpliva na natančnost obdelave in hrapavost površine. Kot rezultat,CNC proces visoke hitrosti rezanjaje običajno razdeljen na več stopenj: grobo obdelavo, polkončno obdelavo, čiščenje kotov in končno obdelavo. Za dele, ki zahtevajo visoko natančnost, bo morda potrebna sekundarna polkončna obdelava pred končno obdelavo.
Po fazi grobega obdelave je priporočljivo pustiti, da se deli naravno ohladijo. To pomaga odpraviti notranjo napetost, ki nastane med grobim obdelavo, in zmanjša deformacijo. Dodatek za obdelavo, ki ostane po grobem obdelavi, mora biti večji od pričakovane deformacije, na splošno med 1 in 2 mm. Med fazo končne obdelave je pomembno vzdrževati enoten dodatek za obdelavo na končni površini, običajno med 0,2 in 0,5 mm. Ta enakomernost zagotavlja, da rezalno orodje ostane v stabilnem stanju med obdelavo, kar bistveno zmanjša rezalne deformacije, izboljša kakovost površine in zagotavlja natančnost izdelka.
Operativne spretnosti za zmanjšanje deformacije pri obdelavi
Aluminijasti deli se med obdelavo deformirajo. Poleg zgoraj navedenih razlogov je pri dejanskem obratovanju zelo pomemben tudi način delovanja.
1. Za dele z velikimi dovoljenji za obdelavo je priporočljiva simetrična obdelava za izboljšanje odvajanja toplote med obdelavo in preprečevanje koncentracije toplote. Na primer, pri obdelavi pločevine debeline 90 mm na 60 mm, če je ena stran rezkana takoj za drugo stranjo, lahko končne mere povzročijo toleranco ravnosti 5 mm. Če pa se uporabi pristop simetrične obdelave s ponovljenim podajanjem, kjer je vsaka stran obdelana na končno velikost dvakrat, se lahko ravnost izboljša na 0,3 mm.
2. Če je na delih pločevine več votlin, ni priporočljivo uporabljati metode zaporedne obdelave, pri kateri bi obravnavali eno votlino naenkrat. Ta pristop lahko privede do neenakomernih sil na dele, kar povzroči deformacijo. Namesto tega uporabite večplastno metodo obdelave, pri kateri so vse votline v plasti obdelane hkrati, preden se premaknete na naslednjo plast. To zagotavlja enakomerno porazdelitev napetosti na dele in zmanjša tveganje deformacije.
3. Za zmanjšanje rezalne sile in toplote je pomembno, da prilagodite količino rezanja. Med tremi komponentami količine rezanja količina rezanja nazaj pomembno vpliva na rezalno silo. Če je dodatek za obdelavo prevelik in je rezalna sila med enim prehodom prevelika, lahko povzroči deformacijo delov, negativno vpliva na togost vretena stroja in zmanjša vzdržljivost orodja.
Čeprav lahko zmanjšanje količine povratnega rezanja podaljša življenjsko dobo orodja, lahko tudi zmanjša učinkovitost proizvodnje. Vendar lahko visokohitrostno rezkanje pri CNC obdelavi učinkovito reši to težavo. Z zmanjšanjem količine povratnega rezanja in ustrezno povečanjem podajalne hitrosti in hitrosti strojnega orodja je mogoče zmanjšati rezalno silo brez ogrožanja učinkovitosti obdelave.
4. Zaporedje rezalnih operacij je pomembno. Groba obdelava se osredotoča na maksimiranje učinkovitosti obdelave in povečanje stopnje odstranjevanja materiala na časovno enoto. Običajno se za to fazo uporablja obratno rezkanje. Pri vzvratnem rezkanju se odvečni material s površine surovca odstrani z največjo hitrostjo in v najkrajšem možnem času, kar učinkovito oblikuje osnovni geometrijski profil za končno fazo.
Po drugi strani pa končna obdelava daje prednost visoki natančnosti in kakovosti, zaradi česar je rezkanje navzdol prednostna tehnika. Pri rezkanju navzdol se debelina reza postopoma zmanjšuje od največje do nič. Ta pristop znatno zmanjša utrjevanje ob delu in minimizira deformacijo delov, ki se obdelujejo.
5. Tankostenski obdelovanci se pogosto deformirajo zaradi vpenjanja med obdelavo, kar je izziv, ki je prisoten tudi v končni fazi. Da bi zmanjšali to deformacijo, je priporočljivo sprostiti vpenjalno napravo, preden je med končno obdelavo dosežena končna velikost. To omogoča, da se obdelovanec vrne v svojo prvotno obliko, nato pa ga je mogoče nežno ponovno vpeti – kar zadostuje le za držanje obdelovanca na mestu – glede na občutek operaterja. Ta metoda pomaga doseči idealne rezultate obdelave.
Če povzamemo, vpenjalno silo je treba uporabiti čim bližje podporni površini in usmeriti vzdolž najmočnejše toge osi obdelovanca. Čeprav je ključnega pomena preprečiti, da bi se obdelovanec zrahljal, mora biti vpenjalna sila čim manjša, da se zagotovijo najboljši rezultati.
6. Pri obdelavi delov z votlinami ne dovolite, da rezkalo prodre neposredno v material, kot bi to storil sveder. Ta pristop lahko privede do nezadostnega prostora za odrezke za rezkalo, kar povzroči težave, kot so nemoteno odstranjevanje odrezkov, pregrevanje, širjenje in morebitno zrušitev odrezkov ali zlom komponent.
Namesto tega najprej uporabite sveder, ki je enake velikosti ali večji od rezkarja, da ustvarite začetno luknjo za rezkalo. Nato se rezkalnik uporablja za operacije rezkanja. Druga možnost je, da uporabite programsko opremo CAM za ustvarjanje programa za spiralno rezanje za nalogo.
Če želite izvedeti več ali povpraševanje, vas prosimo, da kontaktirateinfo@anebon.com
Posebnost ekipe Anebon in zavest o storitvah sta podjetju pomagali pridobiti odličen ugled med strankami po vsem svetu zaradi ponudbe po dostopni ceniCNC obdelovalni deli, CNC rezalni deli inCNC stružnicaobdelovalni deli. Glavni cilj Anebona je pomagati strankam pri doseganju njihovih ciljev. Podjetje si zelo prizadeva ustvariti situacijo, v kateri zmagajo vsi, in vas vabi, da se jim pridružite.
Čas objave: 27. nov. 2024