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Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles la déformation des pièces en aluminium est liée au matériau, à la forme de la pièce, aux conditions de production, etc. Il comprend principalement les aspects suivants : déformation provoquée par la contrainte interne de l'ébauche, déformation provoquée par la force de coupe et la chaleur de coupe, et déformation provoquée par la force de serrage.
1 Mesures de processus pour réduire la déformation d'usinage 1. Réduisez la contrainte interne du flan. Le vieillissement naturel ou artificiel et le traitement vibratoire peuvent éliminer partiellement les contraintes internes du flan. Le pré-traitement est également une méthode de traitement efficace. Pour le flan avec une grosse tête et de grandes oreilles, en raison de la grande tolérance, la déformation après traitement est également importante. Si la partie excédentaire de l'ébauche est traitée à l'avance et que la marge de chaque pièce est réduite, cela peut non seulement réduire la déformation du processus ultérieur, mais également libérer une partie de la contrainte interne après avoir été placée pendant un certain temps. 2. En améliorant la capacité de coupe de l'outil, les paramètres matériels et géométriques de l'outil ont un impact important sur la force de coupe et la chaleur de coupe. La sélection correcte de l’outil est très importante pour réduire la déformation d’usinage de la pièce.
1) Sélectionnez raisonnablement les paramètres géométriques de l'outil. Angle de coupe : à condition de maintenir la résistance de la lame, l'angle de coupe doit être convenablement plus grand. D'une part, il peut meuler un bord tranchant et, d'autre part, il peut réduire la déformation de coupe, rendre l'élimination des copeaux en douceur, puis réduire la force de coupe et la température de coupe. N'utilisez pas d'outils de râteau négatifs. Angle du dos : la taille de l'angle du dos a un impact direct sur l'usure de la surface de coupe arrière et la qualité de la surface usinée. L'épaisseur de coupe est une condition importante pour sélectionner l'angle du dossier. Lors du fraisage grossier, en raison de la vitesse d'avance élevée, de la charge de coupe importante et du pouvoir calorifique élevé, il est nécessaire que les conditions de dissipation thermique de l'outil soient bonnes. Par conséquent, l’angle du dossier doit être plus petit. Lors du fraisage de finition, le tranchant doit être affûté pour réduire le frottement entre le flanc et la surface usinée et réduire la déformation élastique. Par conséquent, l’angle du dossier doit être plus grand. Angle d'hélice : afin de rendre le fraisage fluide et de réduire la force de fraisage, l'angle d'hélice doit être aussi grand que possible. Angle de déviation principal : réduire correctement l’angle de déviation principal peut améliorer les conditions de dissipation thermique et réduire la température moyenne de la zone de traitement.
2) Améliorer la structure des outils. Réduisez le nombre de dents de la fraise et augmentez l'espace de maintien des copeaux. En raison de la grande plasticité des pièces en aluminium, de la grande déformation de coupe lors de l'usinage et du grand espace de maintien des copeaux, il est préférable d'avoir un grand rayon de fond de rainure de maintien des copeaux et un petit nombre de dents de fraise. Meulage fin des dents de coupe. La valeur de rugosité du tranchant de la dent de coupe doit être inférieure à RA = 0,4 um. Avant d'utiliser un nouveau couteau, meulez doucement l'avant et l'arrière des dents du couteau avec une pierre à huile fine pour éliminer les bavures résiduelles et les légères dentelures lors du meulage des dents du couteau. De cette façon, non seulement la chaleur de coupe peut être réduite, mais la déformation de coupe est également relativement faible. Contrôler strictement la norme d'usure des outils. Après l'usure de l'outil, la rugosité de la surface de la pièce augmente, la température de coupe augmente et la déformation de la pièce augmente. Par conséquent, en plus de la sélection de matériaux d'outils ayant une bonne résistance à l'usure, la norme d'usure de l'outil ne doit pas être supérieure à 0,2 mm, sinon il est facile de produire une accumulation de copeaux. Pendant la coupe, la température de la pièce ne doit pas dépasser 100 pour éviter toute déformation.
3. Améliorer la méthode de serrage des pièces. Pour les pièces en aluminium à paroi mince et peu rigides, les méthodes de serrage suivantes peuvent être adoptées pour réduire la déformation : pour les pièces de douilles à paroi mince, si elles sont serrées radialement avec un mandrin à centrage automatique à trois griffes ou une pince à ressort, une fois desserrées après le traitement, la pièce se déformera inévitablement. À ce stade, la méthode de compression de la face d'extrémité axiale avec une bonne rigidité doit être utilisée. Localisez le trou intérieur de la pièce, fabriquez un mandrin fileté fait maison, insérez-le dans le trou intérieur de la pièce, appuyez sur la face d'extrémité avec une plaque de recouvrement, puis serrez-la avec un écrou. Lors de l'usinage du cercle extérieur, la déformation de serrage peut être évitée, de manière à obtenir une précision d'usinage satisfaisante. Lors du traitement d'une pièce de tôle à paroi mince, il est préférable de sélectionner une ventouse à vide pour obtenir une force de serrage uniformément répartie, puis de la traiter avec de petits paramètres de coupe, ce qui peut bien empêcher la déformation de la pièce. De plus, la méthode d’emballage peut également être utilisée. Afin d'augmenter la rigidité du processus de la pièce à paroi mince, un milieu peut être rempli dans la pièce pour réduire la déformation de la pièce pendant le serrage et la coupe. Par exemple, remplissez la pièce avec de l'urée fondue contenant 3 % à 6 % de nitrate de potassium. Après le traitement, plongez la pièce dans de l'eau ou de l'alcool pour dissoudre et verser le mastic.
4. Lorsque le processus est raisonnablement organisé pour une coupe à grande vitesse, en raison de la grande surépaisseur d'usinage et de la coupe intermittente, le processus de fraisage produit souvent des vibrations, qui affectent la précision de l'usinage et la rugosité de la surface. Par conséquent, le processus d'usinage à grande vitesse NC peut être généralement divisé en : usinage grossier - semi-finition - nettoyage des coins - finition, etc. Pour les pièces ayant des exigences de précision élevées, il est parfois nécessaire de réaliser des usinages de deuxième et de semi-finition, puis de finition. Après un usinage grossier, les pièces peuvent être refroidies naturellement pour éliminer les contraintes internes causées par un usinage grossier et réduire la déformation. La tolérance laissée après l'usinage grossier doit être supérieure à la déformation, généralement de 1 à 2 mm. Pendant l'usinage de finition, la surface finie des pièces doit maintenir une surépaisseur d'usinage uniforme, généralement de 0,2 à 0,5 mm, de sorte que l'outil soit dans un état stable dans le processus d'usinage, ce qui peut réduire considérablement la déformation de coupe, obtenir une bonne qualité d'usinage de surface et assurer l'exactitude des produits. 2 En plus des raisons ci-dessus, la méthode de fonctionnement est également très importante dans la pratique.
1. Pour les pièces avec une surépaisseur d'usinage importante, afin d'avoir de meilleures conditions de dissipation thermique lors de l'usinage et d'éviter la concentration de chaleur, un usinage symétrique doit être adopté. Si une plaque de 90 mm d'épaisseur doit être traitée à 60 mm, si un côté est fraisé immédiatement et que l'autre côté est fraisé à la taille finale en une seule fois, la planéité atteindra 5 mm ; Si un traitement symétrique à alimentation répétée est adopté, chaque côté est traité deux fois jusqu'à la taille finale pour garantir que la planéité atteigne 0,3 mm. 2. S'il y a plusieurs cavités sur les pièces de la plaque, la méthode de traitement séquentiel d'une cavité par cavité ne doit pas être adoptée pendant le traitement, ce qui risque facilement de provoquer une contrainte inégale et une déformation des pièces. Il adopte un traitement multiple en couches, et chaque couche doit être traitée dans toutes les cavités en même temps dans la mesure du possible, puis la couche suivante doit être traitée pour que les pièces supportent la force uniformément et réduisent la déformation. 3. La force de coupe et la chaleur de coupe peuvent être réduites en modifiant les paramètres de coupe. Parmi les trois éléments des paramètres de coupe, le contre-dépouille a une grande influence sur la force de coupe. Si la surépaisseur d'usinage est trop grande et que la force de coupe d'un déplacement unique de l'outil est trop importante, cela déformera non seulement les pièces, mais affectera également la rigidité de la broche de la machine-outil et réduira la durabilité de l'outil. Si nous réduisons la quantité de couteau arrière, l’efficacité de la production sera considérablement réduite. Cependant, en usinage CN, le fraisage à grande vitesse peut résoudre ce problème. Tout en réduisant le contre-dépouille, tant que l'avance est augmentée en conséquence et que la vitesse de rotation de la machine-outil est augmentée, la force de coupe peut être réduite et l'efficacité de l'usinage peut être garantie.
4. Faites attention à l'ordre de coupe. L'usinage grossier met l'accent sur l'amélioration de l'efficacité de l'usinage et la recherche du taux de coupe par unité de temps. Généralement, le fraisage inversé peut être utilisé. Il s'agit de couper l'excédent de matériau sur la surface de l'ébauche à la vitesse la plus rapide et dans les plus brefs délais pour former essentiellement le contour géométrique requis pour la finition. La finition met l'accent sur la haute précision et la haute qualité, et le fraisage vers l'avant doit être adopté. Étant donné que l'épaisseur de coupe des dents de la fraise diminue progressivement du maximum à zéro lors du fraisage vers l'avant, le degré d'écrouissage est considérablement réduit et le degré de déformation des pièces est réduit en même temps. 5. La déformation d'une pièce à paroi mince pendant l'usinage due au serrage est difficile à éviter, même lors de l'usinage de finition. Afin de minimiser la déformation de la pièce, la partie pressée peut être desserrée avant que l'usinage de finition soit sur le point d'atteindre la taille finale, de sorte que la pièce puisse être librement restaurée à son état d'origine, puis légèrement pressée, sous réserve de la capacité serrer la pièce (entièrement au toucher), de manière à obtenir l'effet d'usinage idéal. En bref, le point d'action de la force de serrage se situe mieux sur la surface d'appui. La force de serrage doit agir dans le sens d’une bonne rigidité de la pièce. En partant du principe que la pièce à usiner n'est pas desserrée, plus la force de serrage est faible, mieux c'est. 6. Lors de l'usinage de pièces avec cavité, essayez de ne pas laisser la fraise plonger directement dans les pièces comme un foret, ce qui entraînerait un espace de retenue des copeaux insuffisant de la fraise et un retrait irrégulier des copeaux, entraînant une surchauffe, une expansion, un effondrement de l'outil, une casse de l'outil et d'autres phénomènes défavorables des pièces. Percez d'abord le trou de la fraise avec un foret de la même taille ou plus grand que la fraise, puis fraisez avec une fraise. Alternativement, le programme de découpe en spirale peut être réalisé avec le logiciel CAM. Le principal facteur affectant la précision de l'usinage et la qualité de surface des pièces en aluminium est que ces pièces sont sujettes à la déformation lors du processus d'usinage, ce qui nécessite que les opérateurs possèdent une certaine expérience et compétences opérationnelles.
Titre original : mesures de processus et compétences opérationnelles pour réduire la déformation du traitement de l'aluminium ! Usinage de connaissances super pratiques !La source de l'article : compte officiel WeChat : forum mondial sur les technologies de fabrication avancées, bienvenue pour ajouter de l'attention ! Veuillez indiquer la source de l'article.
"Je me suis juste dit : 'Vraiment ?' Nous avons 22 ans d'expérience dans ce domaine. Voulons-nous vraiment démarrer une autre entreprise maintenant ?", se souvient Christine.
Mais l'hésitation n'a pas duré longtemps. En octobre de l'année dernière, les Benders ont ouvert KW Anodizing Ltd., située à côté de leur entreprise RJB Machining à Waterloo.
Ils ont réalisé que l'usine d'anodisation était le meilleur moyen de protéger la viabilité de leur activité d'usinage, qui fabrique des pièces pour caméras, lasers et autres produits électroniques pour les entreprises de haute technologie de la région.
La nouvelle installation a la capacité de réaliser des travaux d'anodisation de taille moyenne pour les clients de RJB, ainsi que des travaux en sous-traitance auprès d'autres ateliers d'usinage de la région. Il peut réaliser une anodisation noire et transparente, ainsi que des revêtements chromates jaunes et transparents sur le métal.
L'anodisation est un processus qui consiste à placer des pièces en aluminium dans un bain de solution électrolytique et à y faire passer un courant électrique afin de pénétrer dans le métal avec un film résistant et résistant.
Contrairement à la peinture, le film s'infiltre dans le métal et lui donne un aspect fini. C'est le look métal noir élégant que l'on voit autour de l'objectif d'un appareil photo ou sur les smartphones et les lecteurs de musique, par exemple. Les pièces destinées à l'industrie aéronautique sont également anodisées car ce procédé confère au métal une plus grande durabilité sous contrainte.
Bien entendu, l’anodisation est une activité totalement différente de l’usinage de pièces de précision. Cela implique des solutions chimiques, des détergents et des colorants et de grands réservoirs d’eau bouillante. "C'était un peu effrayant parce que c'était un monde complètement différent pour nous", dit Ron.
C'était également risqué d'un point de vue commercial car la mise en place d'une ligne d'anodisation nécessitait un investissement de près d'un million de dollars. Et l'anodisation ne représente qu'une fraction, peut-être un dixième, de ce que les Benders reçoivent pour une pièce, ce qui explique pourquoi il était logique pour eux de sous-traiter ce travail pendant tant d'années.
Mais les exigences élevées de leurs clients les ont obligés à agir. Les petits sous-traitants en anodisation ne disposent peut-être pas des technologies les plus récentes pour satisfaire les clients de haute technologie extrêmement pointilleux sur l'aspect final et la fonction de leurs pièces.
"C'est notre créneau", déclare Ron. "Notre souci du détail est si élevé." Si même un peu d'huile reste coincée dans un petit trou ou un coin parce qu'une pièce métallique n'a pas été nettoyée correctement, le revêtement anodisé pourrait ne pas être uniforme, ce qui pourrait nécessiter la mise au rebut d'une pièce très coûteuse, dit-il.
"Beaucoup de pièces que nous fabriquons, comme celles des appareils photo, ont des spécifications esthétiques très élevées", explique Christine.
Il existe de grandes usines d'anodisation spécialisées dotées d'équipements plus récents en Ontario, mais ces installations veulent des travaux de production rapides et à volume élevé, dit-elle. "Ils ne voulaient pas avoir à dorloter nos parties de la même manière que nos parties devaient l'être." Les Benders, qui emploient 66 personnes chez RJB, ont ajouté près de 8 000 pieds carrés à leur usine principale de Colby Drive pour déplacer du matériel d'usinage du bâtiment qu'ils louaient à côté. Les équipements d'anodisation, comprenant 18 réservoirs pour les solutions d'eau et d'électrolytes, ainsi que des racks et des équipements de filtration, ont ensuite été installés à côté.
L'installation d'anodisation a été construite avec les derniers équipements de filtration d'air propre et d'eau. "Nous avons pu profiter des dernières technologies", explique Ron.
L'un des collaborateurs de RJB, Emil Spatar, a été promu directeur général de KW Anodizing. Originaire de Roumanie, Spatar avait déjà fait ses preuves en tant qu'employé travailleur, avec un sens aigu du détail.
Bien que l'anodisation ait été pour lui une grande courbe d'apprentissage, "il en savait plus que la plupart des gens ici et comprend la qualité qui se cache derrière et à quoi cela doit ressembler", dit Ron. Trois personnes dirigent l'installation d'anodisation.
Il a fallu attendre mars pour que tout fonctionne à la satisfaction des Benders. "Mais maintenant, nous obtenons une qualité qui est en réalité un peu meilleure que prévu", déclare Ron. "Nous obtenons des couleurs riches et agréables." Les Benders espèrent remplir la capacité de l'installation de 3 300 pieds carrés en obtenant des contrats auprès d'autres ateliers d'usinage. "Nous pensons qu'il existe un marché suffisant ici", déclare Ron.
Christine, qui gère les livres de RJB, affirme que le taux de rebuts dans le secteur de l'usinage diminue parce que l'entreprise effectue l'anodisation en interne, "et cela permet de réduire les coûts tout au long de la chaîne". Leurs machines ne fabriquent plus autant de pièces, ce qui leur permet d'en faire davantage. "Nous avons un débit plus rapide", explique Ron.
Le secteur manufacturier était dans une profonde récession en 2009 lorsque les Benders ont commencé à investir dans l'anodisation. "Mais parfois, une récession est le meilleur moment pour démarrer une entreprise", explique Ron.
"Nous ne pouvions vraiment pas nous permettre de ne pas le faire", déclare désormais Christine. "Même après 22 ans d'activité, nous n'avons évidemment pas fini, et pour garder une entreprise viable, il faut continuer à avancer.
