Kompletní kolekce technik zpracování hliníkových produktů

Hliník je nejpoužívanějším a nejrozšířenějším kovovým materiálem mezi neželeznými kovy a rozsah jeho použití se neustále rozšiřuje. Hliníkové výrobky vyráběné s použitím hliníkových materiálů jsou rozmanité a nespočetné, s více než 700 000 druhy podle statistik. Od stavebního a dekoračního průmyslu po dopravní a letecký průmysl mají různá odvětví různé potřeby. Dnes redaktor představí technologii zpracování hliníkových výrobků a jak se vyhnout deformaci zpracování.
Výhody a vlastnosti hliníku jsou následující:
1. Nízká hustota. Hustota hliníku je asi 2,7 g/cm3. Jeho hustota je pouze jedna třetina hustoty železa nebo mědi.
2. Vysoká plasticita. Hliník má dobrou tažnost a lze z něj vyrobit různé produkty pomocí metod tlakového zpracování, jako je vytlačování a protahování.
3. Odolnost proti korozi. Hliník je vysoce negativně nabitý kov, který za přirozených podmínek nebo anodické oxidace vytváří na svém povrchu ochranný oxidový film a má mnohem lepší odolnost proti korozi než ocel.
4. Snadné vyztužení. Pevnost čistého hliníku není vysoká, ale lze ji zlepšit eloxováním.
5. Snadná povrchová úprava. Povrchová úprava může dále zlepšit nebo změnit povrchové vlastnosti hliníku. Proces eloxování hliníku je poměrně vyzrálý a stabilní v provozu a byl široce používán při zpracování hliníkových výrobků.
6. Dobrá vodivost, snadno recyklovatelná.
Technologie zpracování hliníkových výrobků
Děrování hliníkových výrobků
1. Děrování za studena
Použijte materiál hliníkových částic. Použití vytlačovacích strojů a forem pro jednorázové formování je vhodné pro válcové výrobky nebo tvary výrobků, které je obtížné dosáhnout v procesech protahování, jako jsou eliptické, čtvercové a obdélníkové výrobky. (Jak je znázorněno na obrázku 1 Stroj, Obrázek 2 Hliníkové částice a Obrázek 3 Produkt)
Tonáž použitého stroje souvisí s plochou průřezu výrobku. Mezera mezi horním lisovníkem a spodním lisovníkem z wolframové oceli je tloušťka stěny produktu a svislá mezera ke spodní úvrati, když jsou horní lisovník a spodní lisovník lisovány, je horní tloušťka produktu. . (Jak je znázorněno na obrázku 4)

Výhody: Krátký cyklus otevírání formy a nižší náklady na vývoj ve srovnání s protahovacími formami.
Nevýhody: Výrobní proces je dlouhý, velikost produktu během procesu značně kolísá a mzdové náklady jsou vysoké.
2. Protahujte se
Použijte hliníkový plech. Použití kontinuálního formovacího stroje a formy pro vícenásobné deformace pro splnění požadavků na tvar, vhodné pro neválcová tělesa (hliníkové výrobky s ohýbáním). (Jak je znázorněno na obrázku 5 Stroj, Obrázek 6 Forma a Obrázek 7 Produkt)

Výhody: Složité a opakovaně deformované výrobky mají stabilní rozměrovou kontrolu během výrobního procesu a povrch výrobku je relativně hladký.
Nevýhody: Vysoká cena formy, relativně dlouhý vývojový cyklus, vysoké požadavky na výběr stroje a přesnost.
Povrchová úprava hliníkových výrobků
1. Pískování (tryskání)
Proces čištění a zdrsňování kovových povrchů působením vysokorychlostního proudění písku.
Tímto způsobem povrchové úpravy hliníkových dílů lze dosáhnout určitého stupně čistoty a různé drsnosti na povrchu obrobku, zlepšit mechanické vlastnosti povrchu obrobku, čímž se zvýší odolnost obrobku proti únavě, zvýší se jeho přilnavost k povlaku, prodloužení trvanlivosti povlaku a také usnadnění vyrovnání a zdobení povlaku. Tento proces často vidíme u různých produktů společnosti Apple.
2. Leštění
Metoda obrábění, která využívá mechanické, chemické nebo elektrochemické účinky ke snížení drsnosti povrchu obrobků, aby se získal lesklý a rovný povrch. Proces leštění zahrnuje především mechanické leštění, chemické leštění a elektrolytické leštění. Hliníkové díly mohou po mechanickém leštění a elektrolytickém leštění dosáhnout zrcadlového efektu podobného nerezové oceli. Tento proces dává lidem pocit špičkové, jednoduché a módní budoucnosti.
3. Tažení drátu
Tažení kovového drátu je výrobní proces opakovaného škrábání hliníkových desek brusným papírem za účelem vytvoření čar. Kresbu lze rozdělit na přímku, nepravidelnou, spirálovou a nitkovou. Proces tažení kovovým drátem může jasně ukázat každou nepatrnou stopu, a tak dát jemný lesk vlasů v kovovém matu a produkt kombinuje módu a technologii.
4. Řezání ve vysokém lesku
Pomocí přesného řezbářského stroje je diamantový nůž vyztužený na vysokorychlostním rotujícím (obvykle 20 000 ot./min) vřetenu přesného řezbářského stroje pro řezání dílů, čímž se na povrchu produktu vytvářejí místní světlé oblasti. Jas řezných odlesků je ovlivněn rychlostí frézovacího vrtáku. Čím vyšší je rychlost vrtáku, tím jasnější je zvýraznění řezu, zatímco opak je pravdou, takže je tmavší a náchylnější k čarám nástroje. Řezání ve vysokém lesku a vysokém lesku jsou zvláště běžné v aplikacích mobilních telefonů, jako je iPhone 5. V posledních letech některé špičkové kovové rámy televizorů přijaly technologii frézování s vysokým leskem v kombinaci s eloxováním a procesy tažení drátu. Televizní overal plný módy a technologické ostrosti.
5. Eloxování
Eloxováním se rozumí elektrochemická oxidace kovů nebo slitin, při které hliník a jeho slitiny vytvářejí oxidový film na hliníkových produktech (anodě) za odpovídajících elektrolytů a specifických procesních podmínek v důsledku působení aplikovaného proudu. Eloxování řeší nejen vady povrchové tvrdosti a odolnosti hliníku proti opotřebení, ale také prodlužuje jeho životnost a zvyšuje jeho estetiku. Stala se nepostradatelnou součástí povrchové úpravy hliníku a v současnosti je nejpoužívanějším a nejúspěšnějším procesem.
6. Dvoubarevná anoda
Dvoubarevná anoda označuje eloxování produktu a přiřazení různých barev konkrétním oblastem. Proces dvoubarevné anodizace se v televizním průmyslu méně běžně používá kvůli své složitosti a vysoké ceně; Ale kontrast mezi těmito dvěma barvami lépe odráží špičkový a jedinečný vzhled produktu.
Procesní opatření a provozní dovednosti pro snížení deformace při zpracování hliníku
Existuje mnoho důvodů pro deformaci hliníkových dílů při zpracování, které souvisí s materiálem, tvarem dílu, výrobními podmínkami atd. Jedná se především o tyto aspekty: deformace způsobená vnitřním napětím v polotovaru, deformace způsobená řeznou silou a řezáním teplo a deformace způsobené upínací silou.
Procesní opatření ke snížení deformace při zpracování
1. Snížit vnitřní napětí při pěstování vlny
Přirozené nebo umělé stárnutí a úprava vibrací může částečně eliminovat vnitřní pnutí polotovaru. Předzpracování je také efektivní procesní metoda. Kvůli velké rezervě dochází také k velké deformaci po zpracování u hrubých částí tlusté hlavy a velkých uší. Pokud jsou přebytečné části polotovaru předzpracovány a přebytek každého dílu je snížen, může to nejen snížit deformaci zpracování následných procesů, ale také uvolnit určité vnitřní napětí poté, co byl ponechán po určitou dobu po předběžném zpracování.
2. Zlepšení řezné schopnosti řezných nástrojů
Materiálové a geometrické parametry řezných nástrojů mají významný vliv na řeznou sílu a řezné teplo. Správný výběr řezných nástrojů je zásadní pro snížení deformace obrábění součástí.
1) Rozumně zvolit geometrické parametry řezného nástroje.
① Přední úhel: Při zachování pevnosti řezné hrany může výběr většího předního úhlu nejen zostřit hranu, ale také snížit deformaci řezu, takže odvod třísek bude hladký, čímž se sníží řezná síla a řezná teplota. Vyhněte se používání nástrojů se záporným úhlem čela.
② Úhel hřbetu: Velikost úhlu hřbetu má přímý vliv na opotřebení zadní řezné plochy a kvalitu obrobené plochy. Tloušťka řezu je důležitou podmínkou pro volbu úhlu hřbetu. Při hrubovacím frézování je kvůli velkému posuvu, velkému řeznému zatížení a vysokému vývinu tepla nutné, aby měl nástroj dobré podmínky pro odvod tepla. Proto by měl být zvolen menší úhel zad. Při přesném frézování je vyžadována ostrá hrana pro snížení tření mezi zadní řeznou plochou a obráběnou plochou a pro snížení elastické deformace. Proto by měl být zvolen větší úhel zad.
③ Úhel spirály: Pro zajištění hladkého frézování a snížení frézovací síly by měl být úhel spirály zvolen co největší.
④ Úhel hlavní odchylky: Vhodné snížení úhlu hlavní odchylky může zlepšit podmínky rozptylu tepla a snížit průměrnou teplotu oblasti zpracování.
2) Zlepšit strukturu nástroje.
① Snižte počet zubů frézy a zvětšete prostor pro uložení třísky. Vzhledem k vysoké plasticitě hliníkových materiálů dochází při zpracování k výrazné deformaci řezu, což vyžaduje větší prostor pro uložení třísky. Proto je vhodné mít větší poloměr dna drážky pro uchycení třísky a méně zubů frézy.
② Jemné broušení zubů kotouče. Hodnota drsnosti řezné hrany zubů frézy by měla být menší než Ra=0.4um. Před použitím nového nože by měl být pomocí jemného olejového kamene několikrát jemně zbroušen přední a zadní část zubů čepele, aby se při broušení zubů čepele eliminovaly zbývající otřepy a drobné vroubky. Tímto způsobem lze nejen snížit řezné teplo, ale řezná deformace je také relativně malá.
③ Přísně kontrolujte normy opotřebení řezných nástrojů. Po opotřebení nástroje se hodnota drsnosti povrchu obrobku zvyšuje, teplota řezání se zvyšuje a odpovídajícím způsobem se zvyšuje deformace obrobku. Proto kromě výběru materiálů nástroje s dobrou odolností proti opotřebení by norma opotřebení nástroje neměla překročit 0,2 mm, jinak je snadné vytvářet usazeniny třísek. Během řezání by teplota obrobku obecně neměla překročit 100 stupňů, aby se zabránilo deformaci.
3. Zlepšení způsobu upínání obrobků
U tenkostěnných hliníkových dílů se špatnou tuhostí lze ke snížení deformace použít následující způsoby upínání:
① U tenkostěnných dílů s vložkou, pokud je k radiálnímu upnutí použito tříčelisťové samostředící sklíčidlo nebo pružinové sklíčidlo, jakmile se po zpracování uvolní, obrobek se nevyhnutelně zdeformuje. V tomto bodě by měla být použita metoda stlačení axiální čelní plochy s dobrou tuhostí. Pomocí vnitřního otvoru dílu pro umístění vytvořte průchozí dřík se závitem a vložte jej do vnitřního otvoru dílu. Pomocí krycí desky pevně přitlačte koncovou plochu a poté ji utáhněte maticí. Při zpracování vnější kružnice se lze vyhnout upínací deformaci a tím dosáhnout uspokojivé přesnosti obrábění.
② Při zpracování tenkostěnných tenkých plechových obrobků je nejlepší použít vakuové přísavky, abyste získali rovnoměrně rozloženou upínací sílu, a poté použít menší řezné množství ke zpracování, které může účinně zabránit deformaci obrobku.
Kromě toho lze také použít metodu plnění. Pro zvýšení procesní tuhosti tenkostěnných obrobků lze uvnitř obrobku plnit médiem, aby se snížila deformace během upínání a řezání. Například vstřikováním taveniny močoviny obsahující 3 % až 6 % dusičnanu draselného do obrobku a po opracování ponořením obrobku do vody nebo alkoholu může dojít k rozpuštění a vylití plniva.
4. Rozumně uspořádat proces
Během vysokorychlostního obrábění, kvůli velkému přídavku na obrábění a přerušovanému řezání, proces frézování často generuje vibrace, které ovlivňují přesnost obrábění a drsnost povrchu. Proto lze proces CNC vysokorychlostního řezání obecně rozdělit na hrubé obrábění, polopřesné obrábění, obrábění rohů, přesné obrábění a další procesy. U dílů s vysokými požadavky na přesnost je někdy vyžadováno sekundární polopřesné obrábění, po kterém následuje přesné obrábění. Po hrubém obrábění mohou být díly přirozeně ochlazovány, aby se eliminovalo vnitřní pnutí generované hrubovacím obráběním a snížila se deformace. Okraj zbývající po hrubovacím obrábění by měl být větší než deformace, obecně 1-2 mm. Během přesného obrábění by si povrch součástí měl zachovat rovnoměrný přídavek na obrábění, obecně v rozsahu od 0,2 do 0,5 mm, aby byl řezný nástroj během procesu obrábění ve stabilním stavu. To může výrazně snížit deformaci řezání, dosáhnout dobré kvality obrábění povrchu a zajistit přesnost produktu.
Provozní dovednosti pro snižování deformací při obrábění
Deformace hliníkových dílů během procesu obrábění není způsobena pouze výše uvedenými důvody, ale také významem provozních metod v praktických operacích.
1. U dílů s velkým přídavkem na obrábění by se mělo během obrábění používat symetrické obrábění, aby byly během procesu obrábění lepší podmínky pro odvod tepla a zabránilo se koncentraci tepla. Pokud existuje plech o tloušťce 90mm, který je potřeba opracovat na 60mm, pokud je jedna strana vyfrézována a druhá strana je vyfrézována okamžitě a rovinnost dosáhne 5mm při opracování na konečný rozměr jedním tahem; Pokud je použito symetrické obrábění s opakovaným posuvem, je každá strana obrobena dvakrát na konečnou velikost, čímž je zajištěna rovinnost 0,3 mm.
2. Pokud je na plechovém dílu více dutin, není vhodné při zpracování používat metodu sekvenčního zpracování jedné dutiny pro každou dutinu, protože to může snadno způsobit nerovnoměrné namáhání dílu a deformaci. Při přijetí více vrstev zpracování je každá vrstva zpracována současně do všech dutin, jak je to jen možné, a poté je zpracována další vrstva, aby byly díly rovnoměrně namáhány a snížily se deformace.
3. Snižte řeznou sílu a řezné teplo změnou řezného množství. Mezi třemi prvky řezných parametrů má významný vliv na řeznou sílu zpětný posuv. Pokud je přídavek na obrábění příliš velký a řezná síla jednoho průchodu příliš velká, způsobí nejen deformaci součástí, ale také ovlivní tuhost vřetena obráběcího stroje a sníží životnost nástroje. Pokud se sníží množství zpětného řezání, výrazně to sníží efektivitu výroby. K překonání této výzvy se však v CNC obrábění běžně používá vysokorychlostní frézování. Při snížení množství zpětného řezu, pokud se odpovídajícím způsobem zvýší rychlost posuvu a zvýší se rychlost stroje, lze snížit řeznou sílu a zároveň zajistit efektivitu obrábění.
4. Také je třeba pečlivě zvážit pořadí řezání. Hrubé obrábění klade důraz na zlepšení efektivity obrábění a sledování řezné rychlosti za jednotku času. Obecně lze použít zpětné frézování. Odřízněte přebytečný materiál na povrchu polotovaru nejvyšší rychlostí a v nejkratším možném čase a v podstatě vytvořte geometrický obrys potřebný pro přesné obrábění. Přesné obrábění klade důraz na vysokou přesnost a kvalitu a je vhodné používat dopředné frézování. Protože řezná tloušťka zubů frézy se při dopředném frézování postupně snižuje z maxima na nulu, značně se snižuje stupeň zpevnění obrobku a zároveň se snižuje stupeň deformace dílů.
5. Tenkostěnné obrobky podléhají při obrábění deformacím v důsledku upnutí, čemuž je obtížné se vyhnout i při přesném obrábění. Aby se minimalizovala deformace obrobku, může být upínací část během přesného obrábění uvolněna před dosažením konečné velikosti, což umožňuje volný návrat obrobku do původního stavu. Poté jej lze mírně utáhnout, aby bylo zajištěno pevné upnutí obrobku (zcela na základě hmatu rukou), čímž lze dosáhnout požadovaného efektu obrábění. Stručně řečeno, nejlépe je, aby upínací síla působila na opěrnou plochu a upínací síla by měla působit ve směru dobré tuhosti obrobku. Za předpokladu, že se obrobek neuvolní, čím menší upínací síla, tím lépe.
6. Při obrábění dílů s dutinou je vhodné nenechat frézu přímo pronikat do dílu jako vrták, což má za následek nedostatečný prostor pro třísku pro frézu, neplynulý odvod třísek, přehřívání, rozpínání, lámání nástroje a další nepříznivé jevy. Nejprve použijte k vyvrtání otvoru nástroje vrták stejné velikosti nebo o jednu velikost větší než fréza a poté frézu vyfrézujte. Alternativně lze k vytváření programů spirálového řezání použít CAM software.