Алюминий является наиболее широко используемым металлическим материалом в производстве цветных металлов, и область его применения продолжает расширяться. Существует много видов алюминиевых изделий, производимых из алюминиевых материалов. Согласно статистике, существует более 700000 видов алюминиевых изделий. От строительной и отделочной промышленности до транспортной, аэрокосмической и других отраслей промышленности существуют различные потребности. Сегодня мы расскажем, как избежать деформации алюминиевых изделий.
Преимущества и характеристики алюминия заключаются в следующем:
- Низкая плотность. Плотность алюминия составляет около 2,7 г/см3. Его плотность составляет всего 1/3 от плотности железа или меди.
- Высокая пластичность. Алюминий обладает хорошей пластичностью и может быть изготовлен в виде различных изделий прессованием, растяжением и другими способами обработки давлением.
- Устойчивость к коррозии. Алюминий — это металл с сильным отрицательным электричеством. При естественных условиях или анодном окислении на поверхности образуется защитная оксидная пленка, которая обладает гораздо лучшей коррозионной стойкостью, чем сталь.
- Легко укрепляется. Прочность чистого алюминия невысока, но ее можно улучшить с помощью анодирования.
- Легкая обработка поверхности. Обработка поверхности может еще больше улучшить или изменить поверхностные свойства алюминия. Процесс анодирования алюминия является достаточно зрелым и стабильным и широко используется при обработке алюминиевых изделий.
- Хорошая проводимость и легкое восстановление.
Технологические мероприятия по снижению деформации при механической обработке
1. Уменьшите внутреннее напряжение шерстяной культуры
Естественное или искусственное старение и вибрационная обработка могут частично устранить внутреннее напряжение заготовки. Предварительная обработка также является эффективным процессом. Что касается заготовки с толстой головкой и большими ушами, то деформация после обработки также велика из-за большого запаса. Если избыточные части заготовки обрабатываются заранее и избыток каждой детали уменьшается, то может быть уменьшена не только деформация обработки в последующем процессе, но также может быть снято внутреннее напряжение после предварительной обработки и выдержки в течение определенного периода времени.
2. Улучшите режущую способность инструмента
Материал и геометрические параметры инструмента оказывают важное влияние на силу резания и теплоту резания. Правильный выбор инструмента очень важен для уменьшения механической деформации детали.
(1) Разумно выбирайте геометрические параметры инструмента.
① Угол наклона: при условии сохранения прочности режущей кромки угол наклона может быть соответствующим образом выбран большим. С одной стороны, он может затачивать острую кромку, а с другой стороны, он может уменьшить деформацию резания, сделать удаление стружки плавным, а затем снизить усилие резания и температуру резания. Никогда не используйте инструменты с отрицательным углом наклона.
② Угол рельефа: размер угла рельефа оказывает непосредственное влияние на износ рельефной поверхности и качество обработанной поверхности. Толщина реза является важным условием для выбора угла наклона рельефа. При грубом фрезеровании из-за большой скорости подачи, большой нагрузки на резание и большого тепловыделения требуется, чтобы условия отвода тепла инструментом были хорошими. Следовательно, угол зазора должен быть меньше. При окончательном фрезеровании кромка должна быть острой, чтобы уменьшить трение между боковой поверхностью и обрабатываемой поверхностью и уменьшить упругую деформацию. Следовательно, угол сброса должен быть больше.
③ Угол наклона спирали: чтобы сделать фрезерование плавным и уменьшить усилие фрезерования, угол наклона спирали следует выбирать как можно большим.
④ Основной угол отклонения: правильное уменьшение основного угла отклонения может улучшить условия отвода тепла и снизить среднюю температуру в зоне обработки.
(2) Улучшите структуру инструмента.
① Уменьшите количество зубьев фрезы и увеличьте пространство для стружки. Из-за большой пластичности алюминиевых деталей и большой деформации резания при механической обработке требуется большое пространство для удержания стружки, поэтому радиус нижней части канавки для удержания стружки должен быть большим, а количество зубьев фрезы — небольшим.
② Закончите шлифовку зубьев фрезы. Величина шероховатости режущей кромки режущего зуба должна быть меньше RA = 0,4 мкм. Перед использованием нового ножа аккуратно отшлифуйте переднюю и заднюю части зубьев ножа мелким масляным камнем, чтобы устранить заусенцы и небольшие зазубрины, оставшиеся при шлифовании зубьев ножа. Таким образом, можно уменьшить не только теплоту резания, но и деформацию резания.
③ Строго контролируйте норму износа инструмента. После износа инструмента увеличивается шероховатость поверхности заготовки, повышается температура резания и увеличивается деформация заготовки. Поэтому, в дополнение к выбору инструментальных материалов с хорошей износостойкостью, норма износа инструмента не должна превышать 0,2 мм, в противном случае легко образуется скопление стружки. Во время резки температура заготовки не должна превышать 100 ℃, чтобы предотвратить деформацию.
3. Усовершенствуйте способ зажима заготовок
Для тонкостенных алюминиевых заготовок с низкой жесткостью можно использовать следующие методы зажима, чтобы уменьшить деформацию:
① Для тонкостенных алюминиевых заготовок с низкой жесткостью можно использовать следующие методы зажима, чтобы уменьшить деформацию: В это время следует использовать метод осевого торцевого прессования с большей жесткостью. Найдите с помощью внутреннего отверстия детали самодельный шпиндель с резьбой и вставьте его во внутреннее отверстие детали. Используйте накладку, чтобы прижать торец, а затем затяните гайку. При обработке внешнего круга можно избежать деформации зажима, что обеспечивает удовлетворительную точность обработки.
② При обработке тонкостенных заготовок лучше всего выбирать вакуумные присоски для получения равномерно распределенного усилия зажима, а затем обрабатывать их с небольшим количеством резьбы, чтобы предотвратить деформацию заготовки.
В качестве альтернативы может быть использован способ упаковки. Чтобы повысить технологическую жесткость тонкостенных заготовок, в них можно заливать наполнитель для уменьшения деформации заготовок во время зажима и резки. Например, расплав мочевины, содержащий 3% ~ 6% нитрата калия, заливают в заготовку, а после обработки заготовку погружают в воду или спирт, и наполнитель можно растворить и вылить.
4. Разумно организовывать процедуры
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 обработки с ЧПУ в целом можно разделить на: черновую обработку, полуобработку, чистовую обработку углов и другие процессы. Для деталей с высокими требованиями к точности иногда необходимо выполнить вторичную полуобработку, а затем окончательную механическую обработку. После черновой обработки детали можно охладить естественным путем, чтобы устранить внутреннее напряжение, возникающее при черновой обработке, и уменьшить деформацию. Припуск, оставшийся после черновой обработки, должен быть больше, чем деформация, обычно на 1-2 мм. Во время чистовой обработки на обработанной поверхности деталей должен сохраняться равномерный припуск на механическую обработку, обычно 0,2-0,5 мм, чтобы поддерживать инструмент в стабильном состоянии в процессе обработки, значительно снизить деформацию резания, получить хорошее качество обработки поверхности и обеспечить точность изделий.
Навыки работы для уменьшения деформации при механической обработке
В дополнение к вышеперечисленным причинам, метод работы также очень важен при фактической эксплуатации.
- Для деталей с большим припуском на обработку, чтобы обеспечить лучшие условия отвода тепла и избежать концентрации тепла во время обработки, следует применять симметричную обработку.
- Если на пластинчатой детали имеется несколько полостей, то во время обработки не следует применять метод последовательной обработки одной полости и еще одной впадины в отдельности, что легко может привести к неравномерному напряжению детали и деформации. Применяется многослойная обработка, и каждый слой обрабатывается во всех полостях, насколько это возможно, одновременно, а затем обрабатывается следующий слой, так что детали подвергаются равномерному напряжению и деформация уменьшается.
- Усилие резания и теплоту резания можно уменьшить, изменив параметры резания. Среди трех параметров резания большое влияние на силу резания оказывает обратная тяга. Если припуск на обработку слишком велик и усилие резания инструмента слишком велико, это не только деформирует детали, но и повлияет на жесткость шпинделя станка и снизит долговечность инструмента. Если вы уменьшите количество задних ножей, эффективность производства значительно снизится. Однако высокоскоростное фрезерование может решить эту проблему при обработке с ЧПУ. Уменьшая обратную тягу, при соответствующем увеличении подачи и скорости вращения станка можно уменьшить усилие резания и обеспечить эффективность обработки.
- Обратите внимание на порядок нарезки. Черновая обработка направлена на повышение эффективности обработки и достижение скорости резания в единицу времени. Как правило, можно использовать обратное фрезерование. То есть излишки материала на поверхности заготовки срезаются с максимальной скоростью и в кратчайшие сроки, чтобы в основном сформировать геометрический профиль, необходимый для финишной обработки. В то время как чистовая обработка подчеркивает высокую точность и высокое качество, целесообразно использовать прямое фрезерование. Поскольку толщина резания зубьев фрезы постепенно уменьшается от максимальной до нулевой во время фрезерования вниз, степень упрочнения заготовки значительно снижается, а степень деформации деталей уменьшается.
- Трудно избежать деформации тонкостенных заготовок из-за зажима во время механической обработки, даже при чистовой обработке. Чтобы свести деформацию заготовки к минимуму, прежде чем чистовая обработка достигнет конечного размера, ослабьте прижимную деталь, чтобы заготовка свободно вернулась в исходное состояние, а затем слегка надавите на нее, при условии, что заготовка будет зажата (полностью вручную), чтобы получить идеальный эффект обработки. Короче говоря, точка приложения усилия зажима должна находиться на опорной поверхности. Усилие зажима должно действовать в направлении, обеспечивающем хорошую жесткость заготовки. Исходя из того, что заготовка не болтается, чем меньше усилие зажима, тем лучше.
- При обработке деталей с полостями старайтесь не допускать прямого погружения фрезы в детали, как сверла при обработке полостей, что приводит к недостаточному пространству для стружки фрезы, неровному выбросу стружки, перегреву, расширению деталей, поломке инструмента и другим неблагоприятным явлениям. Сначала просверлите отверстие для фрезы сверлом того же размера или большего, чем фреза, а затем обработайте фрезой. В качестве альтернативы программа спиральной резки может быть создана с помощью программного обеспечения CAM.