Алюміній є найпоширенішим кольоровим металом, і сфера його застосування продовжує розширюватися. Існує понад 700 000 видів алюмінієвих виробів, які призначені для різних галузей промисловості, включаючи будівництво, декорування, транспорт і аерокосмічну промисловість. У цій дискусії ми дослідимо технологію обробки алюмінієвих виробів і як уникнути деформації під час обробки.
До переваг і характеристик алюмінію відносяться:
- Низька щільність: Алюміній має щільність приблизно 2,7 г/см³, що приблизно на одну третину менше, ніж у заліза або міді.
- Висока пластичність:Алюміній має чудову пластичність, що дозволяє формувати з нього різні вироби за допомогою методів обробки тиском, таких як екструзія та розтягування.
- Стійкість до корозії:Алюміній природним чином утворює захисну оксидну плівку на своїй поверхні, або в природних умовах, або через анодування, пропонуючи кращу стійкість до корозії порівняно зі сталлю.
- Легко зміцнити:Хоча чистий алюміній має низький рівень міцності, його міцність можна значно збільшити за допомогою анодування.
- Полегшує обробку поверхні:Обробка поверхні може покращити або змінити властивості алюмінію. Процес анодування добре відомий і широко використовується в обробці алюмінієвих виробів.
- Хороша провідність і можливість переробки:Алюміній є чудовим провідником електрики і його легко переробити.
Технологія обробки алюмінієвих виробів
Штампування виробів з алюмінію
1. Холодне тиснення
Використовуваний матеріал - алюмінієві гранули. Ці гранули формуються в один етап за допомогою екструзійної машини та форми. Цей процес ідеально підходить для створення стовпчастих виробів або форм, які складно досягти шляхом розтягування, наприклад еліптичних, квадратних і прямокутних форм. (Як показано на малюнку 1, машина; на малюнку 2 — алюмінієві гранули; на малюнку 3 — продукт)
Тоннаж використовуваної машини залежить від площі поперечного перерізу виробу. Зазор між верхнім штампом і нижнім штампом з вольфрамової сталі визначає товщину стінки виробу. Після завершення пресування вертикальний проміжок від верхнього штампа до нижнього штампа вказує на верхню товщину виробу. (Як показано на малюнку 4)
Переваги: короткий цикл відкриття форми, нижча вартість розробки, ніж форма, що розтягується. Недоліки: тривалий процес виробництва, великі коливання розміру продукту під час процесу, висока вартість робочої сили.
2. Розтяжка
Використаний матеріал: алюмінієвий лист. Використовуйте машину безперервної форми та прес-форму для виконання кількох деформацій, щоб відповідати вимогам до форми, що підходить для корпусів без колон (вироби з вигнутим алюмінієм). (Як показано на малюнку 5, машина, на малюнку 6, форма, і на малюнку 7, продукт)
Переваги:Розміри складних і багатодеформованих виробів стабільно контролюються в процесі виробництва, а поверхня виробу стає більш гладкою.
Недоліки:Висока вартість форми, відносно довгий цикл розробки та високі вимоги до вибору машини та точності.
Обробка поверхні виробів з алюмінію
1. Піскоструминна обробка (дробоструминна обробка)
Процес очищення та шорсткості поверхні металу шляхом впливу високошвидкісного потоку піску.
Цей метод обробки поверхні алюмінію підвищує чистоту та шорсткість поверхні заготовки. В результаті покращуються механічні властивості поверхні, що призводить до кращої стійкості до втоми. Це вдосконалення підвищує адгезію між поверхнею та будь-яким нанесеним покриттям, подовжуючи довговічність покриття. Крім того, це сприяє вирівнюванню та естетичному вигляду покриття. Цей процес зазвичай спостерігається в різних продуктах Apple.
2. Полірування
Метод обробки використовує механічні, хімічні або електрохімічні методи для зменшення шорсткості поверхні заготовки, що призводить до отримання гладкої та блискучої поверхні. Процес полірування можна розділити на три основні типи: механічне полірування, хімічне полірування та електролітичне полірування. Поєднуючи механічне полірування з електролітичним поліруванням, алюмінієві деталі можуть отримати дзеркальну обробку, схожу на нержавіючу сталь. Цей процес надає відчуття високої простоти, моди та футуристичної привабливості.
3. Волочіння дроту
Волочіння металевого дроту – це виробничий процес, під час якого з алюмінієвих пластин кілька разів вишкрябують лінії за допомогою наждачного паперу. Волочіння дроту можна розділити на пряме волочіння дроту, випадкове волочіння дроту, спіральне волочіння дроту та волочіння нитки. Процес волочіння металевого дроту може чітко показати кожну тонку шовкову позначку, щоб матовий метал мав тонкий блиск волосся, а продукт був модним і технологічним.
4. Висока легка різка
Для різання світлих ділянок використовується прецизійний гравірувальний верстат для зміцнення алмазного ножа на високошвидкісному обертовому (зазвичай 20 000 об/хв) шпинделі прецизійного гравірувального верстата для вирізання деталей і створення локальних виділених ділянок на поверхні продукту. На яскравість різальних відблисків впливає швидкість фрезерного свердла. Чим вище швидкість свердла, тим яскравіші відблиски. І навпаки, чим темніші відблиски, тим більша ймовірність, що на них залишаться сліди від ножа. Глянцеве різання особливо поширене в мобільних телефонах, таких як iPhone 5. Останніми роками деякі висококласні металеві рамки телевізорів стали глянцевими.Фрезерування з ЧПУтехнологія, а процеси анодування та очищення роблять телевізор повним моди та технологічної різкості.
5. Анодування
Анодування - це електрохімічний процес, який окислює метали або сплави. Під час цього процесу алюміній та його сплави утворюють оксидну плівку, коли електричний струм прикладається до певного електроліту за певних умов. Анодування підвищує твердість поверхні і зносостійкість алюмінію, продовжує термін його служби і покращує естетичний вигляд. Цей процес став життєво важливим компонентом обробки поверхні алюмінію і в даний час є одним з найбільш широко використовуваних і успішних доступних методів.
6. Двоколірний анод
Двоколірний анод означає процес анодування продукту для нанесення різних кольорів на певні ділянки. Хоча цей двоколірний метод анодування рідко використовується в телевізійній індустрії через його складність і високу вартість, контраст між двома кольорами покращує високоякісний і унікальний зовнішній вигляд виробу.
Існує кілька факторів, які сприяють деформації алюмінієвих деталей під час обробки, зокрема властивості матеріалу, форма деталей та умови виробництва. Основні причини деформації включають: внутрішню напругу, наявну в заготовці, сили різання та тепло, що виділяється під час обробки, а також сили, що діють під час затискання. Щоб мінімізувати ці деформації, можна впровадити спеціальні заходи процесу та навички експлуатації.
Технологічні заходи для зменшення деформації обробки
1. Зменшити внутрішню напругу заготовки
Природне або штучне старіння разом із вібраційною обробкою може допомогти зменшити внутрішню напругу заготовки. Попередня обробка також є ефективним методом для цієї мети. Для заготовки з товстою головою і великими вухами при обробці може виникнути значна деформація через значний запас. Завдяки попередній обробці зайвих частин заготовки та зменшенню запасу в кожній області ми можемо не тільки мінімізувати деформацію, яка виникає під час подальшої обробки, але й зменшити деяку внутрішню напругу, що виникає після попередньої обробки.
2. Поліпшити ріжучу здатність інструменту
Матеріал і геометричні параметри інструменту істотно впливають на силу різання і тепло. Правильний вибір інструменту важливий для мінімізації деформації деталей при обробці.
1) Обґрунтований вибір геометричних параметрів інструменту.
① Передній кут:За умови збереження міцності леза передній кут відповідно вибирається більшим. З одного боку, він може відшліфувати гострий край, а з іншого боку, він може зменшити деформацію різання, зробити видалення стружки плавним і, таким чином, зменшити силу різання та температуру різання. Уникайте використання інструментів із негативним переднім кутом.
② Задній кут:Розмір заднього кута безпосередньо впливає на знос задньої поверхні інструменту та якість обробленої поверхні. Важливою умовою вибору кута спинки є товщина різу. Під час чорнового фрезерування через велику швидкість подачі, велике навантаження при різанні та високе виділення тепла умови розсіювання тепла інструментом повинні бути хорошими. Тому задній кут слід вибрати меншим. Під час тонкого фрезерування кромка повинна бути гострою, тертя між задньою поверхнею інструменту та обробленою поверхнею повинно бути зменшено, а пружна деформація повинна бути зменшена. Тому задній кут слід вибирати більший.
③ Кут спіралі:Щоб зробити фрезерування плавним і зменшити зусилля фрезерування, кут нахилу спіралі слід вибирати якомога більший.
④ Головний кут відхилення:Відповідне зменшення основного кута відхилення може покращити умови розсіювання тепла та знизити середню температуру зони обробки.
2) Покращення структури інструменту.
Зменшіть кількість зубів фрези та збільште простір для стружки:
Оскільки алюмінієві матеріали демонструють високу пластичність і значну деформацію різання під час обробки, важливо створити більший простір для стружки. Це означає, що радіус дна канавки для стружки має бути більшим, а кількість зубів на фрезі – зменшеною.
Тонне шліфування зубів фрези:
Величина шорсткості ріжучих кромок зубів фрези повинна бути менше Ra = 0,4 мкм. Перед використанням нового фрези бажано кілька разів обережно відшліфувати передню та задню частини зубів фрези дрібним масляним каменем, щоб усунути будь-які задирки або незначні зубчасті малюнки, що залишилися від процесу заточування. Це не тільки допомагає зменшити нагрівання різання, але й мінімізує деформацію різання.
Строго контрольовані стандарти зносу інструментів:
Коли інструменти зношуються, шорсткість поверхні заготовки збільшується, температура різання підвищується, і заготовка може страждати від підвищеної деформації. Тому вкрай важливо вибирати інструментальні матеріали з відмінною зносостійкістю та стежити, щоб знос інструменту не перевищував 0,2 мм. Якщо знос перевищує цю межу, це може призвести до утворення стружки. Під час різання температура заготовки, як правило, повинна підтримуватися нижче 100 °C, щоб запобігти деформації.
3. Удосконалити спосіб затиску заготовки. Для тонкостінних алюмінієвих заготовок із низькою жорсткістю можна використовувати наступні методи затискання для зменшення деформації:
① Для тонкостінних втулок використання трикулачкового самоцентруючого патрона або пружинної цанги для радіального затискання може призвести до деформації заготовки після її ослаблення після обробки. Щоб уникнути цієї проблеми, краще використовувати метод осьового торцевого затиску, який забезпечує більшу жорсткість. Розташуйте внутрішній отвір деталі, створіть наскрізну оправку з різьбленням і вставте її у внутрішній отвір. Потім за допомогою кришки затисніть торець і щільно закріпіть його гайкою. Цей метод допомагає запобігти деформації затиску при обробці зовнішнього кола, забезпечуючи задовільну точність обробки.
② Під час обробки тонкостінних заготовок з листового металу доцільно використовувати вакуумну присоску для досягнення рівномірно розподіленого зусилля затиску. Крім того, використання меншої кількості різу може допомогти запобігти деформації заготовки.
Іншим ефективним методом є заповнення внутрішньої частини заготовки середовищем для підвищення її жорсткості обробки. Наприклад, у заготовку можна залити розплав сечовини, що містить від 3 до 6 % нітрату калію. Після обробки заготовку можна занурити у воду або спирт для розчинення наповнювача, а потім вилити.
4. Розумна організація процесів
Під час високошвидкісного різання процес фрезерування часто створює вібрацію через великі припуски на обробку та періодичне різання. Ця вібрація може негативно вплинути на точність обробки та шорсткість поверхні. В результаті,Високошвидкісний процес різання з ЧПУзазвичай ділиться на кілька етапів: чорнова обробка, напівчистова обробка, кутове очищення та чистова обробка. Для деталей, які вимагають високої точності, перед чистовою обробкою може знадобитися додаткова напівобробка.
Після етапу чорнової обробки бажано дати деталям охолонути природним шляхом. Це допомагає усунути внутрішню напругу, що виникає під час чорнової обробки, і зменшує деформацію. Припуск на обробку, що залишився після чорнової обробки, повинен бути більшим, ніж очікувана деформація, як правило, від 1 до 2 мм. Під час фінішної обробки важливо підтримувати рівномірний припуск на оброблену поверхню, як правило, від 0,2 до 0,5 мм. Ця рівномірність гарантує, що ріжучий інструмент залишається в стабільному стані під час обробки, що значно зменшує деформацію різання, покращує якість поверхні та забезпечує точність виробу.
Оперативні навички для зменшення деформації обробки
Алюмінієві деталі під час обробки деформуються. На додаток до вищезазначених причин, спосіб експлуатації також дуже важливий у фактичній експлуатації.
1. Для деталей, які мають великі припуски на обробку, рекомендується симетрична обробка для покращення розсіювання тепла під час обробки та запобігання концентрації тепла. Наприклад, під час обробки аркуша товщиною 90 мм до 60 мм, якщо одна сторона фрезерується одразу після іншої сторони, кінцеві розміри можуть призвести до допуску площинності 5 мм. Однак, якщо використовується підхід симетричної обробки з багаторазовою подачею, коли кожна сторона обробляється до остаточного розміру двічі, площинність можна покращити до 0,3 мм.
2. Якщо на листових частинах є кілька порожнин, не рекомендується використовувати послідовний метод обробки, звертаючись до однієї порожнини за раз. Такий підхід може призвести до нерівномірного впливу сил на деталі, що призведе до деформації. Замість цього використовуйте метод багатошарової обробки, коли всі порожнини в шарі обробляються одночасно перед переходом до наступного шару. Це забезпечує рівномірний розподіл напруги на деталях і мінімізує ризик деформації.
3. Щоб зменшити силу різання та нагрівання, важливо відрегулювати кількість різання. Серед трьох компонентів величини різання величина зворотного різання значно впливає на силу різання. Якщо припуск на обробку надмірний, а зусилля різання під час одного проходу занадто велике, це може призвести до деформації деталей, негативно вплинути на жорсткість шпинделя верстата та знизити довговічність інструменту.
Хоча зменшення обсягу зворотного різання може збільшити довговічність інструменту, це також може знизити ефективність виробництва. Однак високошвидкісне фрезерування при обробці з ЧПК може ефективно вирішити цю проблему. Завдяки зменшенню обсягу зворотного різання та відповідному збільшенню швидкості подачі та швидкості верстата, силу різання можна зменшити без шкоди для ефективності обробки.
4. Важливе значення має послідовність виконання операцій різання. Чорнова обробка спрямована на максимізацію ефективності обробки та збільшення швидкості зняття матеріалу за одиницю часу. Як правило, для цієї фази використовується зворотне фрезерування. При зворотному фрезеруванні надлишок матеріалу з поверхні заготовки видаляється на найвищій швидкості та в найкоротший час, ефективно формуючи основний геометричний профіль для фінішної стадії.
З іншого боку, чистова обробка надає перевагу високій точності та якості, що робить фрезерування кращим методом. При пуховому фрезеруванні товщина пропилу поступово зменшується від максимальної до нуля. Такий підхід значно знижує наклеп і зводить до мінімуму деформацію деталей, що обробляються.
5. Тонкостінні заготовки часто деформуються через затискання під час обробки, проблема, яка зберігається навіть на стадії фінішної обробки. Щоб мінімізувати цю деформацію, бажано послабити затискний пристрій до того, як буде досягнуто остаточного розміру під час обробки. Це дозволяє заготовці повернутися до початкової форми, після чого її можна обережно затиснути — достатньо лише для утримання заготовки на місці — на основі відчуття оператора. Цей метод допомагає досягти ідеальних результатів обробки.
Таким чином, сила затиску повинна бути прикладена якомога ближче до опорної поверхні і спрямована вздовж найсильнішої жорсткої осі заготовки. Хоча надзвичайно важливо запобігти ослабленню заготовки, сила затиску має бути мінімальною для забезпечення оптимальних результатів.
6. При обробці деталей із порожнинами не допускайте прямого проникнення фрези в матеріал, як свердло. Такий підхід може призвести до недостатнього простору для стружки для фрези, що спричинить такі проблеми, як неплавне видалення стружки, перегрів, розширення та потенційне руйнування стружки або поломку компонентів.
Натомість спершу використовуйте свердло такого ж розміру або більше, ніж фреза, щоб створити початковий отвір для фрези. Після цього фрезою виконують фрезерні операції. Крім того, ви можете використовувати програмне забезпечення CAM для створення програми спірального різання для цього завдання.
Якщо ви хочете дізнатися більше або отримати запит, будь ласка, не соромтеся звертатисяinfo@anebon.com
Спеціальність команди Anebon і свідомість надання послуг допомогли компанії отримати чудову репутацію серед клієнтів у всьому світі завдяки пропозиції доступнихОбробка деталей з ЧПУ, деталі з ЧПУ таТокарний верстат з ЧПУобробка деталей. Основна мета Anebon — допомогти клієнтам досягти їхніх цілей. Компанія докладає величезних зусиль, щоб створити безпрограшну ситуацію для всіх, і запрошує вас приєднатися до неї.
Час публікації: 27 листопада 2024 р