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Es gibt viele Gründe für die Verformung von Aluminiumteilen bei der Verarbeitung, die mit dem Material, der Form des Teils, den Produktionsbedingungen usw. zusammenhängen. Es umfasst hauptsächlich die folgenden Aspekte: Verformung durch innere Spannung des Rohlings, Verformung durch Schnittkraft und Schnittwärme sowie Verformung durch Klemmkraft.
1 Prozessmaßnahmen zur Reduzierung der Bearbeitungsverformung 1. Reduzieren Sie die innere Spannung des Rohlings. Durch natürliche oder künstliche Alterung und Vibrationsbehandlung kann die innere Spannung des Rohlings teilweise beseitigt werden. Auch die Vorverarbeitung ist eine effektive Prozessmethode. Beim Rohling mit dickem Kopf und großen Ohren ist aufgrund des großen Aufmaßes auch die Verformung nach der Bearbeitung groß. Wenn der überschüssige Teil des Rohlings im Voraus bearbeitet und der Rand jedes Teils verringert wird, kann dies nicht nur die Verarbeitungsverformung des nachfolgenden Prozesses verringern, sondern auch einen Teil der inneren Spannung nach einer gewissen Zeitspanne abbauen. 2. Durch die Verbesserung der Schneidfähigkeit des Werkzeugs haben die Material- und Geometrieparameter des Werkzeugs einen wichtigen Einfluss auf die Schneidkraft und die Schneidwärme. Die richtige Auswahl des Werkzeugs ist sehr wichtig, um die Bearbeitungsverformung des Teils zu reduzieren.
1) Wählen Sie die geometrischen Parameter des Werkzeugs angemessen aus. Spanwinkel: Unter der Bedingung, dass die Stärke der Klinge erhalten bleibt, sollte der Spanwinkel entsprechend größer sein. Einerseits kann es eine scharfe Kante schleifen, andererseits kann es die Schnittverformung reduzieren, die Spanabfuhr reibungsloser gestalten und dann die Schnittkraft und Schnitttemperatur reduzieren. Verwenden Sie keine Werkzeuge mit negativem Spanwinkel. Rückenwinkel: Die Größe des Rückenwinkels hat direkten Einfluss auf den Verschleiß der Hinterfräseroberfläche und die Qualität der bearbeiteten Oberfläche. Die Schnittstärke ist eine wichtige Voraussetzung für die Auswahl des Rückenwinkels. Beim Schruppfräsen ist es aufgrund der großen Vorschubgeschwindigkeit, der hohen Schnittlast und des großen Heizwerts erforderlich, dass die Bedingungen für die Wärmeableitung des Werkzeugs gut sind. Daher sollte der Rückenwinkel kleiner sein. Beim Schlichtfräsen muss die Schneidkante scharf sein, um die Reibung zwischen der Freifläche und der bearbeiteten Oberfläche und die elastische Verformung zu verringern. Daher muss der Rückenwinkel größer sein. Spiralwinkel: Um das Fräsen reibungsloser zu gestalten und die Fräskraft zu reduzieren, sollte der Spiralwinkel so groß wie möglich sein. Hauptablenkwinkel: Eine ordnungsgemäße Reduzierung des Hauptablenkwinkels kann die Wärmeableitungsbedingungen verbessern und die Durchschnittstemperatur des Verarbeitungsbereichs senken.
2) Werkzeugstruktur verbessern. Reduzieren Sie die Anzahl der Fräserzähne und vergrößern Sie den Spanraum. Aufgrund der großen Plastizität von Aluminiumteilen, der großen Schnittverformung bei der Bearbeitung und des großen Spanhalteraums ist es besser, einen großen Radius des Spanhaltenutbodens und eine kleine Anzahl von Fräserzähnen zu haben. Feinschliff der Fräserzähne. Der Rauheitswert der Schneidkante des Fräszahns muss weniger als RA = 0,4 um betragen. Bevor Sie ein neues Messer verwenden, schleifen Sie die Vorder- und Rückseite der Messerzähne vorsichtig mit einem feinen Ölstein ab, um beim Schleifen der Messerzähne verbleibende Grate und leichte Verzahnungen zu beseitigen. Auf diese Weise kann nicht nur die Schnittwärme reduziert werden, sondern auch die Schnittverformung ist relativ gering. Kontrollieren Sie den Werkzeugverschleißstandard streng. Nach dem Werkzeugverschleiß nimmt die Rauheit der Werkstückoberfläche zu, die Schnitttemperatur steigt und die Werkstückverformung nimmt zu. Daher sollte zusätzlich zur Auswahl von Werkzeugmaterialien mit guter Verschleißfestigkeit der Werkzeugverschleißstandard nicht größer als 0,2 mm sein, da es sonst leicht zu Spanablagerungen kommt. Während des Schneidens darf die Temperatur des Werkstücks 100 °C nicht überschreiten, um Verformungen zu vermeiden.
3. Verbessern Sie die Spannmethode von Werkstücken. Bei dünnwandigen Aluminiumwerkstücken mit geringer Steifigkeit können die folgenden Spannmethoden angewendet werden, um Verformungen zu reduzieren: bei dünnwandigen Buchsenteilen, wenn sie radial mit einem selbstzentrierenden Dreiklauenfutter oder einer Federspannzange gespannt werden, sobald sie nach der Bearbeitung gelöst werden, Das Werkstück wird sich zwangsläufig verformen. Zu diesem Zeitpunkt sollte die axiale Endflächenkompressionsmethode mit guter Steifigkeit verwendet werden. Lokalisieren Sie das Innenloch des Teils, stellen Sie einen selbstgefertigten Gewindedorn her, führen Sie ihn in das Innenloch des Teils ein, drücken Sie mit einer Abdeckplatte auf die Endfläche und ziehen Sie ihn dann mit einer Mutter fest. Bei der Bearbeitung des Außenkreises kann die Klemmverformung vermieden werden, um eine zufriedenstellende Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen. Bei der Bearbeitung dünnwandiger Blechwerkstücke ist es am besten, einen Vakuumsauger zu wählen, um eine gleichmäßig verteilte Spannkraft zu erzielen, und diese dann mit kleinen Schnittparametern zu bearbeiten, wodurch eine Verformung des Werkstücks gut verhindert werden kann. Darüber hinaus kann auch die Verpackungsmethode verwendet werden. Um die Prozesssteifigkeit dünnwandiger Werkstücke zu erhöhen, kann Medium in das Werkstück eingefüllt werden, um die Verformung des Werkstücks beim Spannen und Schneiden zu reduzieren. Füllen Sie das Werkstück beispielsweise mit Harnstoffschmelze, die 3 % bis 6 % Kaliumnitrat enthält. Nach der Bearbeitung das Werkstück zum Auflösen in Wasser oder Alkohol tauchen und den Spachtel ausgießen.
4. Wenn der Prozess sinnvoll für das Hochgeschwindigkeitsschneiden ausgelegt ist, erzeugt der Fräsprozess aufgrund der großen Bearbeitungszugabe und des intermittierenden Schneidens häufig Vibrationen, die sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenrauheit auswirken. Daher kann der NC-Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsprozess im Allgemeinen unterteilt werden in: Grobbearbeitung – Vorschlichten – Eckenputzen – Schlichten und so weiter. Bei Teilen mit hohen Präzisionsanforderungen ist es manchmal erforderlich, eine Nach- und Halbbearbeitung durchzuführen und anschließend eine Endbearbeitung durchzuführen. Nach der Grobbearbeitung können die Teile auf natürliche Weise abgekühlt werden, um die durch die Grobbearbeitung verursachten inneren Spannungen zu beseitigen und Verformungen zu reduzieren. Das nach der Grobbearbeitung verbleibende Aufmaß muss größer sein als die Verformung, im Allgemeinen 1 bis 2 mm. Während der Endbearbeitung muss die fertige Oberfläche der Teile eine gleichmäßige Bearbeitungszugabe von im Allgemeinen 0,2 bis 0,5 mm beibehalten, damit sich das Werkzeug im Bearbeitungsprozess in einem stabilen Zustand befindet, wodurch die Schnittverformung erheblich reduziert und eine gute Oberflächenbearbeitungsqualität erzielt und sichergestellt werden kann die Genauigkeit der Produkte. 2 Zusätzlich zu den oben genannten Gründen ist auch die Betriebsmethode im praktischen Betrieb von großer Bedeutung.
1. Bei Teilen mit großer Bearbeitungszugabe sollte eine symmetrische Bearbeitung angewendet werden, um während der Bearbeitung bessere Wärmeableitungsbedingungen zu erzielen und Wärmekonzentrationen zu vermeiden. Wenn eine 90 mm dicke Platte auf 60 mm bearbeitet werden muss, wenn eine Seite sofort gefräst wird und die andere Seite gleichzeitig auf die endgültige Größe gefräst wird, erreicht die Ebenheit 5 mm; Wenn eine symmetrische Bearbeitung mit wiederholtem Vorschub angewendet wird, wird jede Seite zweimal auf die endgültige Größe bearbeitet, um sicherzustellen, dass die Ebenheit 0,3 mm erreicht. 2. Wenn sich in den Plattenteilen mehrere Hohlräume befinden, sollte während der Bearbeitung nicht die sequentielle Bearbeitungsmethode von einem Hohlraum zu einem Hohlraum übernommen werden, da dies leicht zu ungleichmäßiger Beanspruchung und Verformung der Teile führen kann. Dabei werden mehrere Schichten in mehreren Schichten verarbeitet, wobei jede Schicht so weit wie möglich gleichzeitig an allen Hohlräumen bearbeitet werden soll. Anschließend wird die nächste Schicht bearbeitet, damit die Teile die Kraft gleichmäßig tragen und die Verformung verringern. 3. Durch Änderung der Schnittparameter können Schnittkraft und Schnittwärme reduziert werden. Unter den drei Elementen der Schnittparameter hat die Gegenschräge einen großen Einfluss auf die Schnittkraft. Wenn die Bearbeitungszugabe zu groß ist und die Schnittkraft beim einmaligen Werkzeuglaufen zu groß ist, werden nicht nur die Teile verformt, sondern auch die Steifigkeit der Werkzeugmaschinenspindel beeinträchtigt und die Haltbarkeit des Werkzeugs verringert. Wenn wir die Anzahl der Hintermesser reduzieren, wird die Produktionseffizienz erheblich verringert. Bei der NC-Bearbeitung kann dieses Problem jedoch durch Hochgeschwindigkeitsfräsen gelöst werden. Bei gleichzeitiger Reduzierung der Gegenschräge kann die Schnittkraft reduziert und die Bearbeitungseffizienz gewährleistet werden, solange der Vorschub entsprechend erhöht und die Drehzahl der Werkzeugmaschine erhöht wird.
4. Achten Sie auf die Schnittreihenfolge. Bei der Grobbearbeitung liegt der Schwerpunkt auf der Verbesserung der Bearbeitungseffizienz und dem Streben nach Schnittgeschwindigkeit pro Zeiteinheit. Im Allgemeinen kann das Rückwärtsfräsen verwendet werden. Das heißt, das überschüssige Material auf der Oberfläche des Rohlings mit der schnellsten Geschwindigkeit und in kürzester Zeit abzuschneiden, um im Wesentlichen die für die Endbearbeitung erforderliche geometrische Kontur zu bilden. Bei der Endbearbeitung wird Wert auf hohe Präzision und hohe Qualität gelegt, und es sollte Vorwärtsfräsen eingesetzt werden. Da die Schnittstärke der Fräszähne beim Vorwärtsfräsen allmählich vom Maximum auf Null abnimmt, wird der Kaltverfestigungsgrad stark reduziert und gleichzeitig der Verformungsgrad der Teile verringert. 5. Die Verformung dünnwandiger Werkstücke während der Bearbeitung aufgrund des Spannens lässt sich auch bei der Endbearbeitung nur schwer vermeiden. Um die Verformung des Werkstücks zu minimieren, kann das Pressteil gelöst werden, bevor die Endbearbeitung die endgültige Größe erreicht, so dass das Werkstück frei in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt und dann je nach Fähigkeit leicht gedrückt werden kann Zum Spannen des Werkstücks (vollständig per Handgefühl), um den idealen Bearbeitungseffekt zu erzielen. Kurz gesagt: Der Angriffspunkt der Spannkraft liegt am besten auf der Auflagefläche. Die Spannkraft sollte in Richtung einer guten Steifigkeit des Werkstücks wirken. Um sicherzustellen, dass das Werkstück nicht locker ist, gilt: Je kleiner die Spannkraft, desto besser. 6. Achten Sie bei der Bearbeitung von Teilen mit Hohlraum darauf, dass der Fräser nicht wie ein Bohrer direkt in die Teile eintaucht, da dies zu einem unzureichenden Spanhalteraum des Fräsers und einer ungleichmäßigen Spanabfuhr führt, was zu Überhitzung, Ausdehnung, Werkzeugkollaps, Werkzeugbruch usw. führen kann andere nachteilige Phänomene der Teile. Bohren Sie zuerst das Fräserloch mit einem Bohrer, der gleich groß oder größer als der Fräser ist, und fräsen Sie dann mit einem Fräser. Alternativ kann das Spiralschneidprogramm auch mit einer CAM-Software erstellt werden. Der Hauptfaktor, der sich auf die Bearbeitungsgenauigkeit und Oberflächenqualität von Aluminiumteilen auswirkt, besteht darin, dass diese Teile während des Bearbeitungsprozesses zu Verformungen neigen, was eine gewisse Erfahrung und Fähigkeiten des Bedieners erfordert.
Originaltitel: Prozessmaßnahmen und Betriebsfähigkeiten zur Reduzierung der Verformung bei der Aluminiumverarbeitung! Bearbeitung super praktisches Wissen!Die Quelle des Artikels: Offizieller WeChat-Account: Weltforum für fortschrittliche Fertigungstechnologie, willkommen, Aufmerksamkeit zu schenken! Bitte geben Sie die Quelle des Artikels an.
„Ich dachte nur: ‚Wirklich?‘ Wir sind seit 22 Jahren dabei. Wollen wir jetzt wirklich noch ein Unternehmen gründen?“, erinnert sich Christine.
Doch das Zögern hielt nicht lange an. Im Oktober letzten Jahres eröffneten die Benders KW Anodizing Ltd. neben ihrem RJB Machining-Geschäft in Waterloo.
Sie erkannten, dass die Eloxalanlage die beste Möglichkeit war, die Rentabilität ihres Bearbeitungsunternehmens zu schützen, das Teile für Kameras, Laser und andere Elektronikprodukte für High-Tech-Unternehmen in der Region herstellt.
Die neue Anlage verfügt über die Kapazität, mittelgroße Eloxierungsarbeiten für die Kunden von RJB durchzuführen, aber auch Arbeiten, die von anderen Maschinenwerkstätten in der Region an Subunternehmer vergeben werden. Es können schwarze und klare Eloxierungen sowie gelbe und klare Chromatierungen auf Metall durchgeführt werden.
Beim Eloxieren handelt es sich um einen Prozess, bei dem Aluminiumteile in ein Bad mit Elektrolytlösung gegeben und ein elektrischer Strom durch dieses Bad geleitet wird, um einen zähen, widerstandsfähigen Film in das Metall einzudringen.
Im Gegensatz zu Farbe dringt die Folie in das Metall ein und verleiht ihm ein vollendetes Aussehen. Es ist der elegante schwarze Metall-Look, den man beispielsweise rund um die Linse einer Kamera oder auf Smartphones und Musikplayern sieht. Auch Teile für die Flugzeugindustrie werden eloxiert, da das Verfahren dem Metall eine längere Haltbarkeit unter Belastung verleiht.
Natürlich ist das Eloxieren ein völlig anderes Geschäft als die Bearbeitung von Präzisionsteilen. Dazu gehören chemische Lösungen, Waschmittel und Farbstoffe sowie große Tanks mit kochendem Wasser. „Es war ein bisschen beängstigend, weil das für uns eine ganz andere Welt war“, sagt Ron.
Auch aus geschäftlicher Sicht war es riskant, da die Einrichtung einer Eloxallinie eine Investition von fast 1 Million US-Dollar erforderte. Und das Eloxieren macht nur einen Bruchteil, vielleicht ein Zehntel, dessen aus, was die Benders für ein Teil bekommen, was erklärt, warum es für sie sinnvoll war, diese Arbeit über so viele Jahre hinweg in Auftrag zu geben.
Doch die hohen Anforderungen ihrer Kunden zwangen sie zum Handeln. Kleinere Eloxierungs-Subunternehmer verfügen möglicherweise nicht über die neueste Technologie, um High-Tech-Kunden zufrieden zu stellen, die hinsichtlich des endgültigen Aussehens und der Funktion ihrer Teile äußerst wählerisch sind.
„Das ist unsere Nische“, sagt Ron. „Unsere Liebe zum Detail ist so hoch.“ Wenn auch nur ein wenig Öl in einem winzigen Loch oder einer Ecke hängen bleibt, weil ein Metallteil nicht richtig gereinigt wurde, ist die Eloxalschicht möglicherweise nicht gleichmäßig, was die Verschrottung eines sehr teuren Teils bedeuten könnte, sagt er.
„Viele der Teile, die wir herstellen, wie zum Beispiel die Kamerateile, haben sehr hohe kosmetische Anforderungen“, sagt Christine.
In Ontario gibt es große spezialisierte Anodisierungsanlagen mit neuerer Ausrüstung, aber diese Anlagen wünschen sich große Mengen und schnelle Produktionsaufträge, sagt sie. „Sie wollten unsere Teile nicht auf die Art und Weise babysitten, wie unsere Teile gebabysittet werden mussten.“ Die Benders, die bei RJB 66 Mitarbeiter beschäftigen, erweiterten ihr Hauptwerk am Colby Drive um fast 8.000 Quadratmeter, um einige Bearbeitungsgeräte aus dem Gebäude, das sie nebenan gemietet hatten, zu verlegen. Die Anodisierungsausrüstung, darunter 18 Tanks für die Wasser- und Elektrolytlösungen sowie Gestelle und Filteranlagen, wurden dann nebenan installiert.
Die Anodisierungsanlage wurde mit modernster Reinluft- und Wasserfiltrationsausrüstung gebaut. „Wir konnten die neuesten Technologien nutzen“, sagt Ron.
Einer der Mitarbeiter von RJB, Emil Spatar, wurde zum Geschäftsführer von KW Anodizing befördert. Der ursprünglich aus Rumänien stammende Spatar hatte sich bereits als fleißiger Mitarbeiter mit einem scharfen Blick fürs Detail erwiesen.
Obwohl das Eloxieren für ihn eine große Lernkurve darstellte, „wusste er mehr darüber als die meisten Leute hier und versteht die Qualität dahinter und weiß, wie es aussehen muss“, sagt Ron. Drei Personen betreiben die Eloxalanlage.
Es dauerte bis März, bis alles zur Zufriedenheit der Benders funktionierte. „Aber jetzt bekommen wir eine Qualität, die tatsächlich etwas besser ist als erwartet“, sagt Ron. „Wir bekommen die schönen, satten Farben.“ Die Benders hoffen, die Kapazität der 3.300 Quadratmeter großen Anlage durch den Erhalt von Aufträgen von anderen Maschinenwerkstätten zu füllen. „Wir glauben, dass es hier genug Markt gibt“, sagt Ron.
Christine, die für RJB die Buchhaltung verwaltet, sagt, dass die Ausschussquote im Bearbeitungsgeschäft sinkt, weil das Unternehmen die Eloxierung im eigenen Haus durchführt, „und das hilft, auf ganzer Linie Kosten zu sparen.“ Ihre Maschinen fertigen nicht so viele Teile erneut, wodurch sie mehr Zeit für die Arbeit haben. „Wir haben einen schnelleren Durchsatz“, sagt Ron.
Die Fertigung befand sich 2009 in einer tiefen Rezession, als die Benders begannen, in die Eloxierung zu investieren. „Aber manchmal ist eine Rezession der beste Zeitpunkt, um ein Unternehmen zu gründen“, sagt Ron.
„Wir konnten es uns wirklich nicht leisten, es nicht zu tun“, sagt Christine jetzt. „Selbst nach 22 Jahren im Geschäft sind wir offensichtlich noch nicht am Ende, und um ein Unternehmen überlebensfähig zu halten, muss man weiter voranschreiten.“
