Voorkomen van vervorming van aluminium CNC-onderdelen: Bewezen strategieën

Aluminiumlegering wordt nu in veel velden gebruikt en is een onmisbaar grondstof in de CNC-bewerkingsindustrie. Echter, in vergelijking met andere metalen, heeft het een lage hardheid en een enorme thermische uitzettingswaarde, wat de bewerking van aluminiumlegering precisie-onderdelen vatbaar maakt voor productvervorming. Er zijn veel redenen voor de vervorming van aluminiumlegering precisie-onderdelen, gerelateerd aan het materiaal, productieomstandigheden, onderdeelvorm en snijvloeistofprestaties. Daarom, om verwerkingsvervorming te verminderen, kunnen aluminiumlegering precisie-onderdelen bewerking fabrikanten diverse maatregelen nemen en het proces verbeteren om het doel van het verminderen van vervorming te bereiken. Hier zijn verschillende methoden die de vervorming van aluminiumlegering onderdelen in CNC-bewerking kunnen verminderen.

Interne spanning van aluminium ruwonderdelen verminderen

De interne spanning van ruwonderdelen kan deels geëlimineerd worden door natuurlijke of kunstmatige veroudering en trillingsbehandeling. Voorbehandeling is ook een effectief proces. Voor grotere ruwe aluminium onderdelen is de vervorming na bewerking ook groot. Als het overtollige aluminiummateriaal van het ruwe deel wordt afgezaagd, kunnen nauwkeurige tolerances verkregen worden en vervorming verbeterd. Na een bepaalde tijd zal ook een deel van de interne druk vrijgekomen worden.

Snijvermogen van snijgereedschappen verbeteren

Het materiaal en de geometrische parameters van snijgereedschappen hebben een belangrijke invloed op snijkracht en warmte. De juiste selectie van snijgereedschappen is zeer belangrijk om de bewerkingsvervorming van de onderdelen te verminderen.

Geometrische parameters die gereedschapsprestaties beïnvloeden:

Raakhoek:

De raakhoek moet correct geconfigureerd worden om de sterkte van de snijde te behouden, anders zullen de scherpe randen slijten. Onder de voorwaarde van het behoud van de randssterkte, moet de raakhoek redelijk groot zijn. Aan de ene kant kan het scherpe randen slijpen. Aan de andere kant kan het snijvervorming verminderen, spanen soepel verwijderen, en vervolgens snijkracht en snijtemperatuur verlagen. We raden af negatieve raakhoek gereedschappen te gebruiken.

Vrijheidshoek:

De grootte van de vrijheidshoek beïnvloedt direct de flankenslijtage en bewerkingskwaliteit. De snijde dikte is een belangrijke parameter die overwogen moet worden bij het configureren van de vrijheidshoek. Bij ruw frezen, door de grote voeding, zware snijbelasting en hoge warmteproductie, vereist het gereedschap goede warmteafvoermogelijkheden, dus een kleinere vrijheidshoek moet geselecteerd worden. Bij fijn frezen zijn scherpe randen vereist om wrijving tussen de flank en het bewerkte oppervlak te verminderen en elastische vervorming te verminderen. Daarom moet een grotere vrijheidshoek geselecteerd worden.

Helixhoek:

Om het frezen soepel te maken en de freeskracht te verminderen, moet de helixhoek zo groot mogelijk zijn.

Insnijhoek:

Het op de juiste manier verminderen van de insnijhoek kan de warmteafvoermogelijkheden verbeteren en de gemiddelde temperatuur van het bewerkingsgebied verlagen.

Structuur van snijgereedschappen verbeteren

Aantal snijtanden verminderen en spaanruimte vergroten

Vanwege de grote plasticiteit van aluminiummateriaal en de grote snijvervorming tijdens bewerking, is een grotere spaanruimte vereist. Daarom moet de radius van de bodem van de spaanfluit groter zijn, en het aantal freestanden moet kleiner zijn.

De radius van de bodem van de kanaal moet groter zijn, en het aantal freestanden moet verminderd worden. Bijvoorbeeld, twee snijtanden worden gebruikt in een frees van 20 mm of minder, en drie snijtanden in een frees van 30 tot 60 mm om vervorming van dunwandige aluminiumlegering onderdelen door spaanverstoppingen te voorkomen.

Precisie slijpen van snijtanden

De ruwheid van de snijde is minder dan Ra = 0,4µm. Voor het gebruik van een nieuw snijgereedschap, de voor- en achterzijde van de snijtanden licht aanwrijven met fijn korrel om de gratens en fijne zaagtandsporen die achterblijven bij het slijpen van de snijtanden te elimineren. Op deze manier kan niet alleen de snijwarmte verminderd worden, maar is de snijvervorming ook relatief klein.

Strikte controle van gereedharslijtagenormen

Na het slijten van het gereedschap neemt de oppervlakteruwheid van het werkstuk toe, de snijtemperatuur stijgt, en de vervorming van het werkstuk neemt toe. Daarom, naast het selecteren van gereedschapsmaterialen met goede slijtvastheid, mag de slijtagenorm van het gereedschap niet groter zijn dan 0,2mm, anders is het gemakkelijk om opgebouwde randen te produceren. Bij CNC-frezen of CNC-draaien mag de temperatuur van het bewerkte werkstuk 100°C niet overschrijden om vervorming te voorkomen.

Spanningsmethode van het werkstuk verbeteren

Voor dunwandige aluminium werkstukken met slechte rigiditeit, kunnen de volgende spanningsmethoden worden gebruikt om vervorming te verminderen:

Voor dunwandige CNC-bewerking bus-onderdelen, als een drieklauw zelfcentrerende spankop of veerspankop wordt gebruikt om radiaal te spannen, zal het werkstuk na bewerking onvermijdelijk vervormen. Op dat moment moet een methode van het andrukken van het axiale eindvlak met goede rigiditeit worden gebruikt. Volgens de positie van de binnenboorgat van het onderdeel, wordt een gedraaide mandrel gemaakt om het binnenboorgat van het onderdeel te positioneren. Steek het in het binnenboorgat van het onderdeel. De dekselplaat wordt gebruikt om het eindvlak te comprimeren, en de moer wordt gebruikt om achterwaarts vast te draaien. Bij het bewerken van de buitencirkel kan spanningsvervorming vermeden worden en bevredigende bewerkingsnauwkeurheid verkregen worden.

Daarnaast kunnen vulmethoden ook worden gebruikt. Om de procesrigiditeit van dunwandige werkstukken te verbeteren, kunnen media in het werkstuk worden gevuld om de vervorming van het werkstuk tijdens spannen en snijden te verminderen. Bijvoorbeeld, giet een ureasmelt met 3% tot 6% kaliumnitraat in het werkstuk. Na bewerking, dompel het werkstuk in water of alcohol, en los dan de vulling op en giet het uit.

Productieproces redelijk indelen

Bij hogesnelheidssnijden, door grote bewerkingsoverslag en onderbroken snijden, treedt vaak trilling op tijdens frezen, wat de bewerkingsnauwkeurigheid en oppervlakteruwheid beïnvloedt. Daarom kan CNC hogesnelheidssnijtechnologie doorgaans ingedeeld worden in ruw bewerken, half-afwerken, hoekopruimen en afwerken. Voor onderdelen die hoge precisie vereisen, is het soms nodig om eerst een tweede half-afwerking uit te voeren, en dan afwerken. Na ruw bewerken kunnen de onderdelen natuurlijk afkoelen om interne spanning te elimineren en vervorming te verminderen.

De overgebleven overslag na ruw bewerken moet groter zijn dan de vervorming, meestal 1-2 mm. Tijdens afwerken moet het oppervlak van het onderdeel uniform zijn. Over het algemeen is 0,2-0,5mm de beste manier om het gereedschap in een stabiele toestand te houden tijdens het afwerkingsproces, wat de snijvervorming aanzienlijk kan verminderen, goede oppervlaktebewerkingskwaliteit verkrijgen en productnauwkeurigheid waarborgen.

Naast de bovenstaande redenen is de bedieningsmethode ook zeer belangrijk in de praktijk, en de correcte bedieningsmethode kan de buiging van aluminiumlegering onderdelen ook aanzienlijk verminderen.

Symmetrisch bewerken

Voor aluminium onderdelen met grote bewerkingsoverslag, moet excessieve warmteconcentratie vermeden worden om betere warmteafvoer te produceren en thermische vervorming te verminderen. Symmetrisch bewerken kan voorkomen dat er excessieve warmte-opbouw rond onderdelen ontstaat tijdens bewerking. Daarom vermindert het de kans op thermische vervorming.

De juiste snijparameters kiezen

Het kiezen van geschikte snijparameters zal snijwarmte en kracht verminderen. Snijparameters hoger dan de normale waarde zullen overmatige snijkracht veroorzaken tijdens aluminium CNC-bewerking. Vanwege de grote hoeveelheid gegenereerde warmte, is het gemakkelijk om vervorming van de onderdelen te veroorzaken. Bovendien, aangezien de gereedschapslevensduur de rigiditeit van de spindle beïnvloedt, wordt de duurzaamheid van de levensduur verminderd.

Van alle factoren van snijparameters heeft de achterste snijdiepte de grootste invloed op snijkracht. Echter, hoewel het verminderen van het aantal snijgereedschappen helpt om te waarborgen dat de onderdelen niet vervormen, verlaagt het ook de bewerkingsefficiëntie. CNC hogesnelheid frezen kan dit probleem oplossen. Door de na-snijdiepte te verminderen, de voedsnelheid te verhogen en de machinesnelheid te verhogen, kan bewerking de snijkracht verminderen en bewerkingsefficiëntie waarborgen.

Bewerken in gelaagde techniek

Wanneer er meerdere kaviteiten op de aluminiumlegering onderdelen zijn, door de ongelijke kracht, is de sequentiële bewerkingsmethode van één kaviteit en één kaviteit niet geschikt voor bewerking, wat gemakkelijk onevenredige kracht en vervorming van de onderdelen zal veroorzaken. Frezen wordt uitgevoerd met diverse gelaagde bewerkingsmethoden, elke laag wordt verwerkt naar alle kaviteiten tegelijkertijd, en dan wordt de volgende laag verwerkt om de onderdelen gelijkmatig te spannen en vervorming te verminderen. In vergelijking met het bewerken van onderdelen in één keer, heeft deze optie minder risico op onderdeelvervorming. De eerdere situatie was dat de kracht die tijdens aluminium CNC-bewerking werd toegepast, meer uniform was.

Boren en frezen

Het bewerken van onderdelen met kaviteiten heeft zijn eigen problemen. Als de frees direct op het onderdeel wordt toegepast, zal het snijden niet soepel verlopen door onvoldoende spaanruimte van de frees. Dit leidt tot de accumulatie van een grote hoeveelheid snijwarmte, uitrekking en vervorming van onderdelen, en zelfs potentiële breuk van onderdelen of gereedschappen.

De beste manier om dit probleem op te lossen is om eerst te boren en dan te frezen. Dit omvat eerst een gat boren met een gereedschap niet kleiner dan de frees, en vervolgens de frees in het gat plaatsen om te beginnen met frezen.

Let op de volgorde van snijgereedschap loopbaan

Ruw frezen benadrukt de verbetering van bewerkingsefficiëntie en het nastreven van snijsnelheid per eenheidstijd. Meestal kan tegenfrezen worden gebruikt. Met andere woorden, het overtollige materiaal op het oppervlak van het ruwe deel wordt in de snelste snelheid en kortste tijd verwijderd, en de geometrische contour die vereist is voor afwerken wordt basisvormig gevormd. Precisiebewerking benadrukt hoge precisie en hoge kwaliteit, en het wordt aanbevolen om meefrezen te gebruiken. Omdat de snijde dikte van de snijtanden geleidelijk afneemt van de maximumwaarde naar nul, wordt de verhardegraad van het werkstuk aanzienlijk verminderd, en de vervormingsgraad van het onderdeel ook verminderd.

(Alles over aluminium bewerkingsonderdelen)