Обработка алюминиевых деталей: общие методы решения проблемы деформации алюминиевых деталей при обработке

 

 

 

 

Говоря простым языком, приспособление имеет шесть точек (3+2+1: трехточечная фиксированная поверхность, двухточечная фиксированная линия, одноточечная фиксированная), и обработка должна решить проблему деформации. Существует много причин деформации обычных алюминиевые детали обработка, которые связаны с материалом, формой детали и условиями производства. Существует несколько основных аспектов: деформация, вызванная внутренним напряжением заготовки, деформация, вызванная силой резания и теплом резки, и деформация, вызванная силой зажима.

 

 

Технологические мероприятия по снижению деформации алюминиевых деталей

 

 

1. Уменьшить внутреннее напряжение заготовки

 

Естественное или искусственное старение и вибрационная обработка могут частично устранить внутреннее напряжение заготовки. Предварительная обработка также является эффективным методом обработки. Для более крупных заготовок из-за большого припуска деформация после обработки также велика. Если избыточные части заготовки обработать заранее и припуск каждой части уменьшить, это может не только уменьшить деформацию CNC-обработка в последующем процессе, но и снять часть внутреннего напряжения, находясь в течение определенного периода времени после предварительной обработки с ЧПУ.

 

 

 

 

Например, на рисунке 1 показана балочная деталь, форма заготовки, показанная двойной пунктирной линией на рисунке, весит 60 кг, в то время как деталь весит всего 3 кг. Если она обрабатывается и формируется за один раз в соответствии с пунктирной линией на рисунке, погрешность плоскостности может достигать 14 мм. Если предварительная обработка выполняется в соответствии со сплошной линией на рисунке, а затем обрабатывается в требуемые алюминиевые детали после естественного старения в течение определенного периода времени, погрешность плоскостности может быть уменьшена. до 3 мм.

 

На рисунке 2 показана часть определенного типа пирсинга колпачков, локальная минимальная толщина составляет всего 3 мм, а толщина заготовки перед обработкой на станке с ЧПУ составляет 20 мм. Алюминиевые детали можно обрабатывать непосредственно по размеру, меняя прижимную пластину на обрабатывающем центре с ЧПУ, но когда они снимаются с рабочего стола, нижние концы алюминиевых деталей будут подняты, что приведет к серьезному превышению размера или даже к браку.

 

 

 

 

Поэтому раньше CNC-обработка, сначала на заготовке открывается канавка для снятия напряжений, как показано сплошной линией на рисунке 3, а затем она снимается с рабочего стола, а естественное старение составляет от 1 до 2 часов, так что деформация происходит максимально в это время. После этого добавляется процесс выравнивания слесарем для выравнивания детали, и деформация детали при последующей обработке будет значительно уменьшена.

 

 

 

 

2. Улучшить режущую способность инструмента

 

 

Материал и геометрические параметры инструмента оказывают важное влияние на силу резания и теплоту резания. Правильный выбор инструмента очень важен для уменьшения деформации алюминиевых деталей.

 

(1) Обоснованный выбор геометрических параметров инструмента.

 

①Угол передка: При условии сохранения прочности лезвия, угол передка выбирается соответствующим образом, чтобы быть больше, с одной стороны, это может затачивать острую кромку, а с другой стороны, это может уменьшить деформацию резания, сделать удаление стружки плавным, а затем уменьшить силу резания и температуру резания. Никогда не используйте инструменты с отрицательным углом передка.

 

②Угол затылования: Размер угла затылования оказывает непосредственное влияние на износ боковой поверхности и качество поверхности обработки с ЧПУ. Толщина реза является важным условием для выбора угла затылования. Во время чернового фрезерования из-за большой скорости подачи, большой нагрузки резания и большого тепловыделения инструменту требуются хорошие условия отвода тепла. Поэтому угол затылования следует выбирать меньшим. При тонком фрезеровании требуется, чтобы режущая кромка была острой, трение между боковой поверхностью и обработанной поверхностью с ЧПУ уменьшается, а упругая деформация уменьшается. Поэтому угол затылования должен быть больше.

 

③ Угол наклона спирали: Чтобы фрезерование было плавным и уменьшалось усилие фрезерования, угол наклона спирали должен быть как можно больше.

 

④Основной угол наклона: правильное уменьшение основного угла наклона может улучшить условия рассеивания тепла и снизить среднюю температуру в зоне обработки на станке с ЧПУ.

 

 

(2) Улучшить структуру инструмента.

 

 

①Уменьшить количество зубьев фрезы и увеличить пространство для стружки. Из-за большой пластичности алюминиевого материала и большой деформации резания во время обработки требуется большое пространство для стружки, поэтому радиус дна канавки для стружки должен быть большим, а количество зубьев фрезы должно быть небольшим.

 

② Тонко заточите зубья. Значение шероховатости режущей кромки зубьев фрезы должно быть меньше Ra=0.4 мкм. Перед использованием нового ножа следует использовать тонкий масляный камень, чтобы слегка заточить переднюю и заднюю часть зубьев ножа несколько раз, чтобы устранить заусенцы и небольшие зубцы, оставшиеся при заточке зубьев. Таким образом, не только можно уменьшить теплоту резки, но и деформация резки будет относительно небольшой.

 

③ Строго контролируйте стандарт износа инструмента. После износа инструмента увеличивается значение шероховатости поверхности заготовки, повышается температура резания и увеличивается деформация заготовки. Поэтому, в дополнение к выбору материалов инструмента с хорошей износостойкостью, стандарт износа инструмента не должен превышать 0.2 мм, в противном случае легко образуется нарост на кромке. При резке температура заготовки, как правило, не должна превышать 100 ℃, чтобы предотвратить деформацию.

 

 

 

3. Улучшить метод зажима Обработка алюминиевых деталей

 

 

Для тонкостенных алюминиевых деталей с низкой жесткостью можно использовать следующие методы зажима для уменьшения деформации:

 

(1) Для тонкостенных втулок, если для радиального зажима используется трехкулачковый самоцентрирующийся патрон или пружинная цанга, после того, как он будет освобожден после обработки с ЧПУ, заготовка неизбежно деформируется. В это время следует использовать метод прессования осевого торца с лучшей жесткостью. Расположите внутреннее отверстие детали, сделайте резьбовую оправку, вставьте ее во внутреннее отверстие детали, прессуйте торец с накладкой на нее, а затем затяните ее гайкой. При обработке с ЧПУ внешнего круга можно избежать деформации зажима, чтобы получить удовлетворительную точность обработки.

 

(2) При выполнении ЧПУ-обработки тонкостенных и тонколистовых заготовок лучше всего использовать вакуумные присоски для получения равномерно распределенного усилия зажима, а затем выполнять ЧПУ-обработку с небольшим объемом резания, что может предотвратить деформацию деталей.

 

(3) Использовать метод упаковки. Для повышения технологической жесткости тонкостенных заготовок внутрь заготовки можно залить среду, чтобы уменьшить деформацию заготовки во время зажима и резки. Например, в заготовку заливают расплав мочевины, содержащий от 3% до 6% нитрата калия. После обработки на станке с ЧПУ заготовку можно погрузить в воду или спирт, а наполнитель растворить и вылить.

 

 

4. Разумная организация процессов

 

Во время высокоскоростной резки из-за большого припуска на обработку с ЧПУ и прерывистой резки процесс фрезерования часто генерирует вибрацию, которая влияет на точность обработки с ЧПУ и шероховатость поверхности. Поэтому процесс высокоскоростной резки с ЧПУ в целом можно разделить на: черновую-получистовую-угловую-очистку-чистовую и другие процессы. Для обработки алюминиевых деталей с высокими требованиями к точности иногда необходимо выполнять вторичную получистовую и затем чистовую обработку. После черновой обработки алюминиевые детали можно охлаждать естественным образом, устраняя внутреннее напряжение, вызванное черновой обработкой, и уменьшая деформацию. Припуск, оставшийся после черновой обработки, должен быть больше деформации, как правило, от 1 до 2 мм. При чистовой обработке чистовая поверхность деталей должна поддерживать равномерный припуск на обработку, как правило, 0.2 ~ 0.5 мм, чтобы инструмент находился в стабильном состоянии во время процесса обработки с ЧПУ, что может значительно снизить деформацию резки и получить хорошее качество обработки поверхности с ЧПУ, чтобы обеспечить точность Обработка алюминиевых деталей.

 

 

 

 6 методов работы, позволяющих избежать деформации алюминиевых деталей

 

Помимо улучшения производительности инструмента и устранения внутреннего напряжения материала за счет предварительной обработки старением, в реальных условиях эксплуатации использование соответствующих методов эксплуатации может эффективно предотвратить деформацию материала во время обработки на станках с ЧПУ.

 

1. Симметричный метод обработки

 

Для алюминиевых деталей с большим допуском на обработку с ЧПУ, чтобы обеспечить им лучшие условия рассеивания тепла во время процесса обработки с ЧПУ и избежать концентрации тепла, следует применять симметричную обработку во время обработки с ЧПУ. Если лист толщиной 90 мм необходимо обработать до 60 мм, если одна сторона фрезеруется, а другая сторона фрезеруется сразу, и окончательный размер обрабатывается за один раз, плоскостность достигнет 5 мм; если обрабатывать симметрично с повторной подачей, каждая сторона обрабатывается дважды до Окончательный размер может гарантировать плоскостность 0.3 мм.

 

 

2. Метод многослойной обработки

 

Если на листовой детали имеется несколько полостей, как показано на рисунке ниже. Во время обработки с ЧПУ нецелесообразно использовать последовательный метод обработки с ЧПУ одной полости и одной полости, что легко приведет к неравномерной обработке алюминиевых деталей и вызовет деформацию. Применяется многослойная обработка, и каждый слой обрабатывается во всех полостях одновременно, насколько это возможно, а затем обрабатывается следующий слой, чтобы алюминиевые детали были равномерно напряжены и уменьшили деформацию.

 

 

 

 

3. Правильный выбор количества реза

 

Силу резания и теплоту резания можно уменьшить, изменив количество резания. Среди трех элементов количества резания, количество обратного зацепления имеет большое влияние на силу резания. Если припуск обработки с ЧПУ слишком большой, сила резания одного прохода слишком большая, что не только деформирует алюминиевые детали, но и влияет на жесткость шпинделя станка и снижает долговечность инструмента. Если количество ножей, которые должны быть съедены задней частью, уменьшается, эффективность производства значительно снижается. Однако в обработке с ЧПУ используется высокоскоростное фрезерование, которое может преодолеть эту проблему. При уменьшении количества обратного зацепления, при условии, что подача соответственно увеличивается, а скорость станка увеличивается, можно уменьшить силу резания и одновременно гарантировать эффективность обработки алюминиевых деталей.

 

 

4. Обратите внимание на порядок расположения ножей.

 

Черновая и чистовая обработка должны использовать разные последовательности проходов. Черновая обработка подчеркивает повышение эффективности обработки алюминиевых деталей и достижение скорости удаления за единицу времени. Как правило, можно использовать встречное фрезерование. То есть излишки материала на поверхности заготовки удаляются с максимальной скоростью и в кратчайшие сроки, и в основном формируется геометрический контур, необходимый для чистовой обработки. В то время как чистовая обработка подчеркивает высокую точность и высокое качество, целесообразно использовать попутное фрезерование. Поскольку толщина режущей кромки зубьев фрезы постепенно уменьшается от максимальной до нуля во время попутного фрезерования, степень упрочнения обработки с ЧПУ значительно снижается, а также уменьшается степень деформации обработки алюминиевых деталей.

 

 

5. Вторичное сжатие тонкостенных деталей

 

Тонкостенные заготовки деформируются из-за зажима во время обработки с ЧПУ, и даже финишная обработка неизбежна. Чтобы свести деформацию заготовки к минимуму, вы можете ослабить прижимную часть перед окончательной обработкой окончательного размера, так что заготовка может свободно вернуться в исходное состояние, а затем слегка прижать ее, при условии, что заготовка может быть просто зажата, так что может быть получен идеальный эффект обработки с ЧПУ. Короче говоря, точка действия зажимного усилия предпочтительно находится на опорной поверхности, а зажимное усилие должно действовать в направлении жесткости алюминиевых деталей. Исходя из предпосылки, что алюминиевые детали не ослабевают, чем меньше зажимное усилие, тем лучше.

 

 

6. Сверление перед фрезерованием

 

После появления Обработка алюминиевых деталей на станке с ЧПУ с полостью, старайтесь не позволять фрезе погружаться непосредственно в деталь, как сверлу при обработке полости, в результате чего фрезе не хватает места для удержания стружки, и удаление стружки не будет плавным, что приведет к перегреву и расширению алюминиевых деталей. И неблагоприятные явления, такие как сломанный нож и сломанный нож. Сначала просверлите отверстие сверлом того же размера, что и фреза, или на один размер больше, а затем отфрезеруйте его фрезой. В качестве альтернативы можно использовать программное обеспечение CAM для создания программ спирального вращения.