Środki procesowe i umiejętności operacyjne w celu zmniejszenia odkształceń podczas obróbki aluminium! Ultra praktyczna wiedza z zakresu obróbki skrawaniem!
Istnieje wiele przyczyn deformacji części aluminiowych podczas obróbki, które są związane z materiałem, kształtem części, warunkami produkcji itp. Są to głównie następujące aspekty: deformacja spowodowana naprężeniami wewnętrznymi w półfabrykacie, deformacja spowodowana siłą skrawania i skrawaniem ciepło i odkształcenie spowodowane siłą docisku.
1, Środki procesowe mające na celu zmniejszenie deformacji przetwarzania
1. Zmniejsz wewnętrzne naprężenie półfabrykatu
Naturalne lub sztuczne starzenie i obróbka wibracyjna mogą częściowo wyeliminować wewnętrzne naprężenia półfabrykatu. Obróbka wstępna jest również skuteczną metodą przetwarzania. Ze względu na duży margines, po obróbce występuje również duża ilość deformacji dla szorstkich części tłustej głowy i dużych uszu. Jeśli nadmiarowe części półwyrobu zostaną wstępnie przetworzone i nadmiar każdej części zostanie zmniejszony, może to nie tylko zmniejszyć odkształcenie technologiczne w kolejnych procesach, ale także uwolnić pewne naprężenia wewnętrzne po pozostawieniu przez pewien czas po wstępnej obróbce.
2. Poprawa zdolności skrawających narzędzi skrawających
Istotny wpływ na siłę skrawania i ciepło skrawania mają parametry materiałowe i geometryczne narzędzi skrawających. Właściwy dobór narzędzi skrawających ma kluczowe znaczenie dla ograniczenia deformacji obróbki części.
1) Rozsądnie dobieraj parametry geometryczne narzędzia skrawającego.
① Kąt przedni: Przy zachowaniu wytrzymałości krawędzi skrawającej, wybranie większego kąta przedniego może nie tylko wyostrzyć krawędź, ale także zmniejszyć odkształcenia skrawania, zapewniając płynne usuwanie wiórów, zmniejszając w ten sposób siłę skrawania i temperaturę skrawania. Unikaj stosowania narzędzi skrawających o ujemnym kącie natarcia.
② Kąt oparcia: Wielkość kąta oparcia ma bezpośredni wpływ na zużycie tylnej powierzchni skrawającej i jakość obrabianej powierzchni. Grubość cięcia jest ważnym warunkiem wyboru kąta oparcia. Podczas frezowania zgrubnego, ze względu na duży posuw, duże obciążenie skrawaniem i duże wytwarzanie ciepła, wymagane jest, aby narzędzie miało dobre warunki odprowadzania ciepła. Dlatego należy wybrać mniejszy kąt oparcia. Podczas frezowania precyzyjnego wymagana jest ostra krawędź, aby zmniejszyć tarcie między powierzchnią skrawania a powierzchnią obróbki i zmniejszyć odkształcenie sprężyste. Dlatego należy wybrać większy kąt oparcia.
③ Kąt spiralny: Aby zapewnić płynne frezowanie i zmniejszyć siłę frezowania, należy wybrać możliwie największy kąt spirali.
④ Główny kąt odchylenia: Odpowiednie zmniejszenie głównego kąta odchylenia może poprawić warunki rozpraszania ciepła i obniżyć średnią temperaturę obszaru przetwarzania.
2) Popraw strukturę narzędzia.
① Zmniejsz liczbę zębów frezu i zwiększ przestrzeń utrzymywania wiórów. Ze względu na dużą plastyczność materiałów aluminiowych, podczas obróbki dochodzi do znacznych odkształceń skrawania, co wymaga większej przestrzeni utrzymywania wiórów. Dlatego zaleca się stosowanie większego promienia dolnego rowka utrzymującego wióry i mniejszej liczby zębów frezu.
② Dokładne szlifowanie zębów ostrza. Wartość chropowatości krawędzi tnącej zębów frezu powinna być mniejsza niż Ra=0.4um. Przed użyciem nowego noża należy kilka razy delikatnie przeszlifować przednią i tylną część zębów ostrza drobnym kamieniem olejowym, aby wyeliminować wszelkie pozostałe zadziory i drobne ząbki powstałe podczas szlifowania zębów ostrza. W ten sposób można nie tylko zmniejszyć ciepło skrawania, ale także stosunkowo małe odkształcenie podczas cięcia.
③ Ściśle kontroluj standardy zużycia narzędzi skrawających. Po zużyciu narzędzia zwiększa się chropowatość powierzchni przedmiotu obrabianego, wzrasta temperatura skrawania i odpowiednio wzrastają odkształcenia przedmiotu obrabianego. Dlatego oprócz wyboru materiałów narzędziowych o dobrej odporności na zużycie, norma zużycia narzędzia nie powinna przekraczać 0,2 mm, w przeciwnym razie łatwo może dojść do powstania osadów wiórowych. Podczas cięcia temperatura przedmiotu obrabianego nie powinna zazwyczaj przekraczać 100 stopni, aby zapobiec odkształceniom.
3. Poprawa sposobu mocowania detali
W przypadku cienkościennych części aluminiowych o słabej sztywności można zastosować następujące metody mocowania, aby zmniejszyć odkształcenia:
① W przypadku cienkościennych części tulei, jeśli do promieniowego mocowania zostanie zastosowany trójszczękowy uchwyt samocentrujący lub uchwyt sprężynowy, po poluzowaniu po obróbce przedmiot obrabiany nieuchronnie ulegnie deformacji. W tym miejscu należy zastosować metodę dociskania osiowej powierzchni czołowej o dobrej sztywności. Wykorzystując wewnętrzny otwór części do pozycjonowania, wykonaj gwintowany wał przelotowy i włóż go do wewnętrznego otworu części. Za pomocą pokrywy mocno dociśnij powierzchnię czołową, a następnie dokręć ją nakrętką. Podczas obróbki koła zewnętrznego można uniknąć odkształceń mocowania, osiągając w ten sposób zadowalającą dokładność obróbki.
② Podczas obróbki cienkościennych przedmiotów z cienkiej blachy najlepiej jest użyć przyssawek próżniowych, aby uzyskać równomiernie rozłożoną siłę mocowania, a następnie zastosować mniejsze ilości cięcia do obróbki, co może skutecznie zapobiec deformacji przedmiotu obrabianego.
Dodatkowo można zastosować metodę farszu. Aby zwiększyć sztywność procesu cienkościennych detali, wewnątrz przedmiotu obrabianego można wypełnić media, aby zmniejszyć odkształcenia podczas procesów mocowania i cięcia. Przykładowo wstrzyknięcie do przedmiotu obrabianego stopionego mocznika zawierającego od 3% do 6% azotanu potasu, a po obróbce zanurzenie przedmiotu w wodzie lub alkoholu może spowodować rozpuszczenie i wylanie wypełniacza.
4. Rozsądnie zorganizuj proces
Podczas skrawania z dużymi prędkościami, ze względu na duży naddatek obróbkowy i skrawanie przerywane, w procesie frezowania często powstają drgania, które wpływają na dokładność obróbki i chropowatość powierzchni. Dlatego proces szybkiego cięcia CNC można ogólnie podzielić na obróbkę zgrubną, obróbkę półprecyzyjną, obróbkę czyszczenia narożników, obróbkę precyzyjną i inne procesy. W przypadku części o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji czasami wymagana jest wtórna obróbka półprecyzyjna, a następnie obróbka precyzyjna. Po obróbce zgrubnej części można naturalnie schłodzić, aby wyeliminować naprężenia wewnętrzne powstające podczas obróbki zgrubnej i zmniejszyć odkształcenia. Margines pozostały po obróbce zgrubnej powinien być większy niż odkształcenie, zwykle 1-2mm. Podczas obróbki precyzyjnej powierzchnia części powinna utrzymywać równomierny naddatek na obróbkę, zwykle w zakresie od 0,2 do 0,5 mm, aby utrzymać narzędzie tnące w stabilnym stanie podczas procesu obróbki. Może to znacznie zmniejszyć odkształcenia skrawania, osiągnąć dobrą jakość obróbki powierzchni i zapewnić dokładność produktu.
2, Umiejętności operacyjne w zakresie zmniejszania odkształceń obróbczych
Odkształcenia części aluminiowych podczas procesu obróbki wynikają nie tylko z powyższych przyczyn, ale także ze znaczenia metod operacyjnych w praktycznych operacjach.
1. W przypadku części z dużym naddatkiem na obróbkę, aby uzyskać lepsze warunki odprowadzania ciepła podczas procesu obróbki i uniknąć koncentracji ciepła, podczas obróbki należy stosować obróbkę symetryczną. Jeśli istnieje blacha o grubości 90mm, która wymaga obróbki do grubości 60mm, jeśli jedna strona jest frezowana, a druga natychmiast, a płaskość osiąga 5mm podczas obróbki do ostatecznego rozmiaru za jednym razem; Jeżeli stosowana jest obróbka symetryczna z powtarzalnym posuwem, każda strona jest obrabiana dwukrotnie do ostatecznego rozmiaru, zapewniając płaskość 0,3 mm.
2. Jeżeli na części blaszanej znajduje się wiele wgłębień, nie zaleca się stosowania metody sekwencyjnego przetwarzania jednego wgłębienia dla każdego wgłębienia podczas obróbki, ponieważ może to łatwo spowodować nierównomierne naprężenia części i deformację. Przyjmując wiele warstw obróbki, każda warstwa jest przetwarzana jednocześnie we wszystkich wnękach w jak największym stopniu, a następnie przetwarzana jest następna warstwa, aby zapewnić równomierne naprężenie części i zmniejszyć odkształcenia.
3. Zmniejsz siłę cięcia i ciepło cięcia, zmieniając wielkość cięcia. Spośród trzech elementów parametrów skrawania istotny wpływ na siłę skrawania ma posuw wsteczny. Jeżeli naddatek obróbkowy będzie zbyt duży, a siła skrawania w pojedynczym przejściu będzie zbyt duża, spowoduje to nie tylko deformację części, ale także wpłynie na sztywność wrzeciona obrabiarki i zmniejszy trwałość narzędzia. Jeśli ilość cięcia wstecznego zostanie zmniejszona, znacznie obniży to wydajność produkcji. Jednak w celu przezwyciężenia tego wyzwania w obróbce CNC powszechnie stosuje się frezowanie z dużą prędkością. Zmniejszając ilość podcięć wstecznych, o ile odpowiednio zwiększa się posuw i zwiększa się prędkość maszyny, można zmniejszyć siłę skrawania, zapewniając jednocześnie wydajność obróbki.
4. Należy również dokładnie przemyśleć kolejność cięcia. Obróbka zgrubna kładzie nacisk na poprawę wydajności obróbki i dążenie do szybkości skrawania w jednostce czasu. Ogólnie rzecz biorąc, można zastosować frezowanie odwrotne. Odetnij nadmiar materiału na powierzchni półwyrobu z największą prędkością i w najkrótszym możliwym czasie i w zasadzie uformuj geometryczny kontur wymagany do precyzyjnej obróbki. Precyzyjna obróbka kładzie nacisk na wysoką precyzję i jakość, dlatego wskazane jest stosowanie frezowania do przodu. Ponieważ podczas frezowania do przodu grubość cięcia zębów frezu stopniowo maleje od maksimum do zera, stopień umocnienia przez zgniot jest znacznie zmniejszony, a jednocześnie zmniejsza się stopień odkształcenia części.
5. Przedmioty cienkościenne ulegają w trakcie obróbki odkształceniom na skutek zaciśnięcia, czego nawet przy obróbce precyzyjnej nie da się uniknąć. Aby zminimalizować deformację obrabianego przedmiotu, część zaciskową można poluzować przed osiągnięciem ostatecznego rozmiaru podczas obróbki precyzyjnej, dzięki czemu obrabiany przedmiot może swobodnie powrócić do swojego pierwotnego stanu. Następnie można go lekko dokręcić, aby zapewnić mocne zamocowanie przedmiotu obrabianego (całkowicie w oparciu o wyczucie dłoni), co może osiągnąć pożądany efekt obróbki. Krótko mówiąc, najlepiej jest, aby siła docisku działała na powierzchnię nośną, a siła docisku powinna działać w kierunku dobrej sztywności przedmiotu obrabianego. Zakładając, że obrabiany przedmiot nie jest luźny, im mniejsza siła mocowania, tym lepiej.
6. Podczas obróbki części z wgłębieniem zaleca się, aby frez nie wnikał bezpośrednio w część jak wiertło, co spowoduje niewystarczającą przestrzeń na wióry dla frezu, nierówne usuwanie wiórów, przegrzanie, rozszerzanie, pękanie narzędzia i inne niekorzystne zjawiska. Najpierw użyj wiertła tego samego rozmiaru lub o jeden rozmiar większego niż frez, aby wywiercić otwór na narzędzie, a następnie użyj frezu, aby go wyfrezować. Alternatywnie, do tworzenia programów cięcia spiralnego można wykorzystać oprogramowanie CAM.
Głównym czynnikiem wpływającym na dokładność obróbki i jakość powierzchni części aluminiowych jest tendencja do odkształceń w trakcie procesu obróbki, co wymaga od operatorów określonego doświadczenia i umiejętności operacyjnych.
