Полная коллекция методов обработки алюминиевых изделий

Алюминий является наиболее распространенным и широко используемым металлическим материалом среди цветных металлов, и диапазон его применения постоянно расширяется. Алюминиевые изделия, производимые с использованием алюминиевых материалов, разнообразны и бесчисленны, по статистике их насчитывается более 700 000 видов. От строительной и отделочной промышленности до транспортной и аэрокосмической промышленности — различные отрасли имеют разные потребности. Сегодня редактор познакомит с технологией обработки алюминиевых изделий и способами избежать деформации при обработке.
Преимущества и характеристики алюминия заключаются в следующем:
1. Низкая плотность. Плотность алюминия составляет около 2,7 г/см3. Его плотность составляет всего одну треть от плотности железа или меди.
2. Высокая пластичность. Алюминий обладает хорошей пластичностью, и из него можно изготавливать различные изделия с помощью методов обработки под давлением, таких как экструзия и растяжение.
3. Коррозионная стойкость. Алюминий — это сильно отрицательно заряженный металл, который в естественных условиях или при анодном окислении образует на своей поверхности защитную оксидную пленку и имеет гораздо лучшую коррозионную стойкость, чем сталь.
4. Легко подкрепить. Прочность чистого алюминия невысока, но ее можно повысить путем анодирования.
5. Легкая обработка поверхности. Обработка поверхности может дополнительно улучшить или изменить свойства поверхности алюминия. Процесс анодирования алюминия достаточно отработан и стабилен в работе и широко используется при обработке алюминиевых изделий.
6. Хорошая проводимость, легко перерабатывать.
Технология обработки алюминиевых изделий
Штамповка алюминиевых изделий
1. Холодная штамповка
Используйте материал с частицами алюминия. Использование экструзионных машин и форм для одноразового формования подходит для изделий цилиндрической формы или форм изделий, которых трудно достичь в процессах растяжения, таких как изделия эллиптической, квадратной и прямоугольной формы. (Как показано на Рис. 1. Машина, Рис. 2. Алюминиевые частицы и Рис. 3. Продукт)
Тоннаж используемой машины зависит от площади поперечного сечения продукта. Зазор между верхним пуансоном и вольфрамовой сталью нижней матрицы представляет собой толщину стенки изделия, а вертикальный зазор до нижней мертвой точки, когда верхний пуансон и вольфрамовая сталь нижней матрицы прессуются, представляет собой толщину верхней части изделия. . (Как показано на рисунке 4)

Преимущества: Короткий цикл открытия формы и более низкая стоимость разработки по сравнению с формами для вытягивания.
Недостатки: производственный процесс длительный, размер продукта сильно колеблется в ходе процесса, а стоимость рабочей силы высока.
2. Растянуть
Используйте алюминиевый листовой материал. Использование машины непрерывного формования и пресс-формы для многократной деформации для удовлетворения требований к форме, подходящей для нецилиндрических тел (алюминиевые изделия с изгибом). (Как показано на рис. 5. Машина, рис. 6. Пресс-форма и рис. 7. Изделие)

Преимущества: Сложные и многократно деформируемые изделия имеют стабильный контроль размеров в процессе производства, а поверхность изделия относительно гладкая.
Недостатки: Высокая стоимость пресс-формы, относительно длительный цикл разработки, высокие требования к выбору станка и точности.
Обработка поверхности алюминиевых изделий
1. Пескоструйная обработка (дробеструйная обработка)
Процесс очистки и придания шероховатости металлическим поверхностям с использованием воздействия высокоскоростного потока песка.
Данным методом поверхностной обработки алюминиевых деталей можно добиться определенной степени чистоты и различной шероховатости поверхности заготовки, улучшить механические свойства поверхности заготовки, тем самым повысить усталостную стойкость заготовки, повысить ее сцепление с покрытием, продление срока службы покрытия, а также облегчение выравнивания и декорирования покрытия. Этот процесс мы часто видим в различных продуктах Apple.
2. Полировка
Метод обработки, в котором используются механические, химические или электрохимические воздействия для уменьшения шероховатости поверхности заготовок с целью получения блестящей и плоской поверхности. Процесс полировки в основном включает в себя механическую полировку, химическую полировку и электролитическую полировку. Алюминиевые детали могут достигать зеркального эффекта, подобного нержавеющей стали, после механической и электролитической полировки. Этот процесс дает людям ощущение элитного, простого и модного будущего.
3. Чертеж проволоки
Рисование металлической проволоки — это производственный процесс многократного соскабливания алюминиевых пластин наждачной бумагой для создания линий. Рисунок можно разделить на рисунок прямой линии, рисунок неправильной линии, рисунок спиральной линии и рисунок резьбы. Процесс волочения металлической проволоки позволяет четко показать каждый крошечный след, придавая волосам тонкий блеск на металлической матовой поверхности, а продукт сочетает в себе моду и технологии.
4. Глянцевая резка
С помощью прецизионного резьбонарезного станка алмазный нож закрепляется на быстровращающемся (обычно 20000 об/мин) шпинделе прецизионного резьбонарезного станка для резки деталей, создавая локальные блестящие участки на поверхности изделия. На яркость бликов резания влияет скорость вращения фрезерного сверла. Чем выше скорость сверла, тем ярче блики резания, в то время как верно обратное: оно становится темнее и более подвержено образованию линий инструмента. Высокий глянец и резка с высоким глянцем особенно распространены при использовании мобильных телефонов, таких как iPhone 5. В последние годы в некоторых металлических рамах для телевизоров высокого класса была применена технология фрезерования с высоким глянцем в сочетании с процессами анодирования и волочения проволоки, что делает Телевизор в целом полон моды и технологической остроты.
5. Анодирование
Анодированием называется электрохимическое окисление металлов или сплавов, при котором алюминий и его сплавы образуют оксидную пленку на алюминиевых изделиях (анодах) в соответствующих электролитах и ​​определенных условиях процесса за счет действия приложенного тока. Анодирование не только устраняет дефекты поверхностной твердости и износостойкости алюминия, но также продлевает срок его службы и улучшает эстетику. Он стал незаменимой частью обработки поверхности алюминия и в настоящее время является наиболее широко используемым и успешным процессом.
6. Двухцветный анод.
Двухцветный анод означает анодирование продукта и присвоение разных цветов определенным областям. Процесс двухцветного анодирования реже используется в телевизионной индустрии из-за его сложности и высокой стоимости; Но контраст между двумя цветами лучше отражает высококачественный и уникальный внешний вид продукта.
Технологические мероприятия и эксплуатационные навыки по снижению деформации при обработке алюминия
Существует множество причин деформации алюминиевых деталей во время обработки, которые связаны с материалом, формой детали, условиями производства и т. д. В основном это следующие аспекты: деформация, вызванная внутренним напряжением в заготовке, деформация, вызванная силой резания и резкой. нагрев и деформация, вызванная силой зажима.
Технологические мероприятия по снижению деформации обработки
1. Уменьшите внутренний стресс при выращивании шерсти.
Естественное или искусственное старение и вибрационная обработка позволяют частично устранить внутренние напряжения заготовки. Предварительная обработка также является эффективным технологическим методом. Из-за большого запаса после обработки также возникает большая деформация грубых частей толстой головы и больших ушей. Если лишние части заготовки предварительно обработаны и избыток каждой детали уменьшен, это может не только уменьшить деформацию обработки последующих процессов, но и снять некоторое внутреннее напряжение после того, как заготовка останется на некоторое время после предварительной обработки.
2. Улучшение режущей способности режущего инструмента.
Материал и геометрические параметры режущих инструментов оказывают важное влияние на силу резания и теплоту резания. Правильный выбор режущего инструмента имеет решающее значение для снижения деформации при обработке детали.
1) Разумно подбирать геометрические параметры режущего инструмента.
① Передний угол: сохраняя прочность режущей кромки, выбор большего переднего угла может не только заточить кромку, но и уменьшить деформацию резания, делая удаление стружки плавным, тем самым уменьшая силу резания и температуру резания. Избегайте использования инструментов с отрицательным передним углом.
② Задний угол: Размер заднего угла напрямую влияет на износ задней режущей поверхности и качество обработанной поверхности. Толщина реза – важное условие выбора заднего угла. При черновом фрезеровании из-за большой скорости подачи, большой нагрузки при резании и высокого тепловыделения необходимо, чтобы инструмент имел хорошие условия отвода тепла. Поэтому следует выбирать меньший угол спинки. При прецизионном фрезеровании необходимо иметь острую кромку, чтобы уменьшить трение между задней режущей поверхностью и обрабатываемой поверхностью, а также уменьшить упругую деформацию. Поэтому следует выбирать больший угол наклона спинки.
③ Угол спирали: чтобы обеспечить плавное фрезерование и уменьшить усилие фрезерования, угол спирали следует выбирать как можно большим.
④ Угол основного отклонения: соответствующее уменьшение угла основного отклонения может улучшить условия рассеивания тепла и снизить среднюю температуру в зоне обработки.
2) Улучшить структуру инструмента.
① Уменьшите количество зубьев фрезы и увеличьте пространство для удержания стружки. Из-за высокой пластичности алюминиевых материалов во время обработки возникают значительные деформации резания, что требует большего пространства для удерживания стружки. Поэтому желательно иметь больший радиус дна канавки для удержания стружки и меньшее количество зубьев фрезы.
② Тонкая шлифовка зубьев полотна. Величина шероховатости режущей кромки зубьев фрезы должна быть менее Ra=0.4um. Перед использованием нового ножа следует несколько раз аккуратно отшлифовать переднюю и заднюю часть зубьев лезвия тонким камнем, чтобы устранить оставшиеся заусенцы и небольшие зазубрины при шлифовке зубьев лезвия. Таким образом, можно не только снизить тепловыделение при резке, но и уменьшить деформацию при резке.
③ Строго контролировать стандарты износа режущих инструментов. После изнашивания инструмента увеличивается величина шероховатости поверхности заготовки, повышается температура резания и соответственно увеличивается деформация заготовки. Таким образом, помимо выбора инструментальных материалов с хорошей износостойкостью, стандарт износа инструмента не должен превышать 0,2 мм, в противном случае легко образоваться отложения стружки. Во время резки температура заготовки обычно не должна превышать 100 градусов, чтобы предотвратить деформацию.
3. Совершенствование метода зажима заготовок.
Для тонкостенных алюминиевых деталей с плохой жесткостью для уменьшения деформации можно использовать следующие способы зажима:
① Для тонкостенных деталей гильзы, если для радиального зажима используется трехкулачковый самоцентрирующийся патрон или пружинный патрон, после ослабления после обработки заготовка неизбежно деформируется. На этом этапе следует использовать метод сжатия осевого торца с хорошей жесткостью. Используя для позиционирования внутреннее отверстие детали, сделайте сквозной резьбовой вал и вставьте его во внутреннее отверстие детали. С помощью накладки плотно прижмите торцевую поверхность, а затем затяните ее гайкой. При обработке внешнего круга можно избежать деформации зажима и добиться удовлетворительной точности обработки.
② При обработке тонкостенных тонколистовых заготовок лучше всего использовать вакуумные присоски для получения равномерно распределенной силы зажима, а затем использовать меньшие объемы резания для обработки, что может эффективно предотвратить деформацию заготовки.
Дополнительно можно использовать и метод начинки. Чтобы повысить технологическую жесткость тонкостенных заготовок, внутри заготовки можно заполнить среду, чтобы уменьшить деформацию в процессах зажима и резки. Например, впрыскивание в заготовку расплава карбамида, содержащего от 3% до 6% нитрата калия, а после обработки погружение заготовки в воду или спирт может растворить и вылить наполнитель.
4. Разумно организовать процесс
При высокоскоростной резке из-за большого припуска на обработку и прерывистого резания в процессе фрезерования часто возникает вибрация, которая влияет на точность обработки и шероховатость поверхности. Таким образом, процесс высокоскоростной резки с ЧПУ обычно можно разделить на черновую обработку, полуточную обработку, обработку углов, прецизионную обработку и другие процессы. Для деталей с высокими требованиями к точности иногда требуется вторичная полуточная обработка с последующей прецизионной обработкой. После черновой обработки детали можно охладить естественным путем, чтобы устранить внутренние напряжения, возникающие в результате черновой обработки, и уменьшить деформацию. Припуск, оставшийся после черновой обработки, должен быть больше деформации, обычно 1-2 мм. Во время прецизионной обработки поверхность деталей должна поддерживать равномерный припуск на обработку, обычно в диапазоне от 0,2 до 0,5 мм, чтобы поддерживать режущий инструмент в стабильном состоянии во время процесса обработки. Это может значительно уменьшить деформацию резки, обеспечить хорошее качество обработки поверхности и обеспечить точность изделия.
Навыки работы по уменьшению механической деформации
Деформация алюминиевых деталей в процессе механической обработки обусловлена ​​не только вышеуказанными причинами, но и важностью эксплуатационных приемов в практических операциях.
1. Для деталей с большим припуском на обработку, чтобы обеспечить лучшие условия рассеивания тепла в процессе обработки и избежать концентрации тепла, во время обработки следует использовать симметричную обработку. Если имеется листовой металл толщиной 90мм, который необходимо обработать до 60мм, если одна сторона фрезеруется, а другая сторона фрезеруется сразу, а плоскостность достигает 5 мм при обработке до окончательного размера за один проход; Если используется симметричная обработка с повторной подачей, каждая сторона обрабатывается дважды до окончательного размера, обеспечивая плоскостность 0,3 мм.
2. Если на листовой детали имеется несколько полостей, нецелесообразно при обработке использовать метод последовательной обработки одной полости для каждой полости, так как это легко может вызвать неравномерность напряжения на детали и деформацию. Применяя несколько слоев обработки, каждый слой обрабатывается одновременно во всех полостях, насколько это возможно, а затем обрабатывается следующий слой, чтобы обеспечить равномерную нагрузку на детали и уменьшить деформацию.
3. Уменьшите силу резания и нагрев, изменив интенсивность резания. Среди трех элементов параметров резания обратная подача оказывает значительное влияние на силу резания. Если припуск на обработку слишком велик, а сила резания за один проход слишком велика, это не только вызовет деформацию деталей, но также повлияет на жесткость шпинделя станка и снизит долговечность инструмента. Если уменьшить объем обратной резки, это значительно снизит эффективность производства. Однако для решения этой проблемы при обработке на станках с ЧПУ обычно используется высокоскоростное фрезерование. При уменьшении количества обратного резания, при соответствующем увеличении скорости подачи и увеличении скорости станка, сила резания может быть уменьшена, обеспечивая при этом эффективность обработки.
4. Порядок нарезки также нужно тщательно продумать. При черновой обработке основное внимание уделяется повышению эффективности обработки и достижению скорости резания в единицу времени. Обычно можно использовать обратное фрезерование. Отрежьте лишний материал на поверхности заготовки на максимально высокой скорости и в кратчайшие сроки и сформируйте геометрический контур, необходимый для точной обработки. Прецизионная обработка предполагает высокую точность и качество, поэтому рекомендуется использовать прямое фрезерование. Поскольку при прямом фрезеровании толщина резания зубьев фрезы постепенно уменьшается от максимальной до нуля, степень наклепа значительно снижается, а также снижается степень деформации деталей.
5. Тонкостенные заготовки в процессе обработки подвергаются деформации из-за зажатия, чего сложно избежать даже при прецизионной обработке. Чтобы свести к минимуму деформацию заготовки, зажимную часть можно ослабить до достижения окончательного размера во время прецизионной обработки, что позволит заготовке свободно вернуться в исходное состояние. Затем его можно слегка затянуть, чтобы обеспечить надежное закрепление заготовки (полностью на ощупь), что позволяет достичь желаемого эффекта обработки. Короче говоря, лучше всего, чтобы сила зажима действовала на опорную поверхность, а сила зажима должна действовать в направлении хорошей жесткости заготовки. Учитывая, что заготовка не болтается, чем меньше сила зажима, тем лучше.
6. При обработке деталей с полостью желательно не допускать непосредственного проникновения фрезы в деталь, как сверла, что приводит к недостаточному стружкоотделению фрезы, негладкому снятию стружки, перегреву, расширению, поломке инструмента и др. неблагоприятные явления. Сначала используйте сверло того же размера или на один размер больше, чем фреза, чтобы просверлить отверстие для инструмента, а затем используйте фрезу для его фрезерования. В качестве альтернативы можно использовать программное обеспечение CAM для создания программ спиральной резки.