Причины деформации и почернения поверхности деталей из алюминиевых сплавов

1. Причины деформации при обработке

Деформация обработки деталей из алюминиевого сплава связана с материалом, формой детали, условиями производства и природой смазочно-охлаждающей жидкости. Она включает деформацию, вызванную внутренним напряжением заготовки, деформацию, вызванную силой резания и теплом резки, а также деформацию, вызванную силой зажима.

2. Технические меры по снижению деформации обработки

(1) Уменьшить внутреннее напряжение листового металла

Благодаря естественному старению, искусственному старению и вибрации внутреннее напряжение заготовки может быть устранено в определенной степени. Технология предварительной обработки также является очень эффективным производственным процессом. Для толстых заготовок есть много места, поэтому деформация после обработки также очень велика. Если излишки деталей обрабатываются заранее, оставшиеся части деталей сводятся к минимуму, что может не только уменьшить деформацию обработки последующего процесса, но и сделать предварительно обработанные детали хранимыми в течение длительного времени, так что внутреннее напряжение может быть снято.

(2) Улучшение режущих характеристик инструментов

Материал инструмента и геометрические параметры оказывают большое влияние на силу резания и теплоту резания. Выбор инструмента очень важен для снижения деформации резания.

Геометрические параметры инструмента подобраны правильно.

– Передний угол: Исходя из предпосылки обеспечения прочности корпуса лезвия, передний угол должен быть правильно выбран, чтобы можно было заточить острую кромку, уменьшить деформацию резания, плавно отводить стружку, а также снизить силу резания и температуру резания. Избегайте использования инструментов с отрицательными углами.

– Задний угол: Размер заднего угла напрямую влияет на режущую поверхность инструмента и качество обработанной поверхности. Толщина реза является очень важным фактором при определении заднего угла. В процессе чернового фрезерования из-за большой подачи, нагрузки резания и выделения тепла требуется хорошая среда рассеивания тепла, поэтому необходимо выбирать небольшой задний угол. При прецизионном фрезеровании требуется острая режущая кромка для уменьшения трения между задней поверхностью инструмента и режущей поверхностью и уменьшения ее упругой деформации.

– Угол наклона винтовой линии: для обеспечения плавности фрезерования и снижения усилия фрезерования следует выбирать максимально большой угол наклона винтовой линии.

Основной угол наклона: соответствующее уменьшение основного угла наклона может улучшить условия теплового излучения в зоне обработки и снизить среднюю температуру в зоне обработки.

Улучшение конструкции инструментов

Уменьшите количество зубьев фрезы и увеличьте зазор между режущими кромками. Из-за большой пластичности алюминиевого сплава и большой деформации резания в процессе обработки требуются больший радиус дна канавки для удержания стружки и меньшее количество зубьев фрезы. Например, φ Два зубца для фрез 20 мм или меньше; φ 30~ φ Для фрезы 60 мм лучше использовать три режущие кромки, чтобы предотвратить деформацию тонкостенных деталей из алюминиевого сплава из-за закупорки смазочно-охлаждающей жидкости. Тонкая шлифовка зубьев пилы: Шероховатость режущей кромки пильного полотна должна быть Ra=0.4 мкм. Перед использованием нового полотна используйте тонкий шлифовальный камень, чтобы отшлифовать его до и после, чтобы удалить остаточные заусенцы и небольшие зубцы на лезвии. Этот метод может не только уменьшить теплоту резки, но и уменьшить деформацию резки.

3) Строго контролировать степень износа инструментов:

После износа инструмента увеличивается шероховатость поверхности заготовки, увеличивается температура резания и увеличивается деформация заготовки; Поэтому, помимо выбора инструмента с хорошей износостойкостью, эталон износа инструмента не должен превышать 0.2 мм, в противном случае может образоваться костный шпор. В процессе резки, чтобы избежать деформации заготовки, обычно не допускается превышение 100 ℃.

4) Улучшен способ зажима заготовки.

Для тонкостенных деталей из алюминиевого сплава с низкой жесткостью, с целью уменьшения их деформации, можно применять следующие методы зажима:

Для тонкостенных деталей подшипниковой втулки, если для радиального зажима используется трехкулачковый самоцентрирующийся патрон или эластичный патрон, заготовка неизбежно деформируется после обработки. В это время для экструзии следует использовать осевой торец с хорошей жесткостью. В соответствии с положением внутреннего отверстия детали, сделайте сверло с резьбой, закройте его во внутреннем отверстии детали, прижмите торец накладкой, а затем зафиксируйте его гайкой. При обработке эксцентрика можно предотвратить деформацию зажима, и точность обработки может достичь идеала.

При обработке тонкостенных деталей из тонких пластин для получения равномерного усилия зажима использование вакуумных присосок и небольшого объема резки позволяет эффективно избегать деформации заготовки.

В качестве альтернативы можно использовать метод заполнения. Для повышения жесткости обработки тонкостенных деталей заготовку можно заполнить средой, тем самым уменьшив деформацию заготовки при зажиме и резке. Например, впрыснуть в заготовку раствор мочевины, содержащий 3%~6% нитрата калия, затем обработать ее, погрузить в воду или этанол, затем растворить и вылить.

(5) Разумно организовать процесс

При высокоскоростной обработке вибрация часто возникает из-за большого припуска на обработку и прерывистой резки, что влияет на точность обработки и шероховатость поверхности. Поэтому технологический процесс высокоскоростной резки с ЧПУ можно разделить на черновую обработку – получистовую обработку – очистку угла – чистовую обработку и другие процессы. Для прецизионных заготовок чистовая обработка может быть завершена только после двойной и половинной чистовой обработки. При черновой обработке заготовка может быть естественным образом охлаждена, тем самым уменьшая внутреннее напряжение, вызванное черновой обработкой, тем самым уменьшая деформацию заготовки. Оставшееся пространство после черновой обработки должно быть больше деформации, обычно 1-2 мм. Во время чистовой обработки чистовая обработанная поверхность заготовки должна поддерживать равномерный припуск на обработку, обычно 0.2 ~ 0.5 мм, чтобы достичь стабильного эффекта во время обработки, тем самым значительно уменьшая деформацию резки, улучшая качество обработки заготовки и обеспечивая точность заготовки.

3. Технологический режим обработки деталей из алюминиевых сплавов

Материалы из алюминиевого сплава деформируются в процессе производства. Помимо вышеперечисленных факторов, также очень важен способ его использования.

(1) Для заготовок с большим допуском на обработку следует применять симметричный процесс обработки, чтобы обеспечить хорошие условия рассеивания тепла во время обработки, чтобы предотвратить концентрацию тепла. Если пластина толщиной 90 мм должна быть обработана до 60 мм, если одна сторона фрезеруется, другая сторона должна быть фрезерована немедленно, и окончательный размер должен быть обработан за один раз с плоскостностью 5 мм; Если применяется многопоточная симметричная обработка, плоскостность может быть обеспечена на уровне 0.3 мм дважды каждый раз.

(2) На листовом элементе расположено несколько полостей штампа. В процессе производства не допускается проводить первый пробный осмотр и первый пробный осмотр последовательно, в противном случае сила на заготовке будет неравномерной и возникнет деформация. Послойный и многоканальный процесс должен быть принят для завершения всех полостей пресс-формы за то же время для каждого слоя процесса, насколько это возможно, а следующий слой должен обрабатываться для обеспечения напряжения на каждом слое и уменьшения деформации.

(3) Изменение силы резания и тепла резания уменьшается за счет изменения количества резания. Среди трех факторов обратная подача оказывает большее влияние на силу резания. Если припуск на резание слишком большой, а сила резания слишком большая, это не только вызовет деформацию заготовки, но и повлияет на жесткость шпинделя станка, сокращая срок службы инструмента. Если количество режущих головок уменьшается, выход будет снижен. Однако проблему можно решить, используя высокоскоростное фрезерование на ЧПУ. В случае уменьшения обратной подачи можно уменьшить силу резания инструмента, а эффективность обработки можно обеспечить за счет увеличения скорости подачи и скорости станка.

(4) В процессе обработки тонкостенные заготовки деформируются из-за зажима, и даже прецизионной обработки не избежать. Чтобы максимально уменьшить деформацию заготовки, можно сначала ослабить сжимающую деталь, дать ей свободно вернуться в исходное состояние, а затем слегка надавить на нее, пока она не сможет захватить заготовку, чтобы ее можно было удовлетворительно обработать. Поэтому наилучшим положением зажимного усилия является опорная поверхность. Зажимное усилие должно быть приложено вдоль направления с хорошей жесткостью заготовки, а зажимное усилие должно быть максимально уменьшено, чтобы гарантировать, что заготовка не ослабнет.

5) При обработке деталей с полостью не вставляйте фрезу в детали напрямую, как сверло, чтобы избежать недостаточного зазора между стружкой и стружкой и плохого удаления стружки, что может привести к перегреву, расширению, поломке или разрыву деталей. Сначала просверлите отверстия того же размера или большего, чем фреза, а затем используйте фрезу для фрезерования. Другой метод - использование программного обеспечения CAM для изготовления спиральных режущих станков.

4. Почернение поверхности заготовки из алюминиевого сплава

Металлическая форма обычно используется для оксидирования алюминия из алюминиевого сплава, который обладает хорошей текучестью и пластичностью, но легко чернеет в процессе эксплуатации по следующим причинам:

(1) Проблемы в процессе производства. Литые алюминиевые сплавы плохо обрабатываются после очистки и проверки под давлением, что создает благоприятную среду для плесени и почернения литых алюминиевых сплавов, тем самым ускоряя плесенью изделий.

(2) Склад плохо управляется. На разных складах плесень на литьевых изделиях из алюминиевого сплава разная.

(3) Внутренняя причина алюминиевого сплава (интерфейс). Многие предприятия по литью под давлением алюминиевых сплавов не подвергали очистке или простой промывке во время литья под давлением и обработки, что приводит к появлению на поверхности литого алюминия смазки для форм, смазочно-охлаждающей жидкости, омыляющей жидкости и других едких веществ, тем самым ускоряя время, в течение которого литые под давлением детали из алюминиевого сплава покрываются плесенью и чернеют.

(4) Внешняя среда алюминиевого сплава. Алюминий является разновидностью активного металла. В определенной среде, в силу своей природы, он легко окисляется, покрывается плесенью и чернеет.

(5) Выберите неподходящий очиститель. Выбранный очиститель вызывает сильную коррозию и окисление литого алюминия.