"Gran batalla" de deformación de procesamiento de aluminio CNC: habilidades prácticas para ayudarlo a realizar un procesamiento preciso

En el proceso de mecanizado de aluminio CNC, la deformación accidental es un problema común y espinoso. La deformación no solo afectará la precisión dimensional y la calidad de la apariencia de los productos de aluminio, sino que también puede provocar que el producto no cumpla con los requisitos de diseño o incluso que se deseche. Esto ha traído enormes pérdidas económicas a las empresas de producción y también ha afectado la eficiencia de la producción y la competitividad de los productos en el mercado.

Por ejemplo, en la fabricación de algunos instrumentos de precisión y productos electrónicos, la precisión dimensional de los componentes de aluminio es muy alta. Si se produce una deformación inesperada durante el procesamiento, es posible que las piezas no se monten normalmente, lo que afecta el rendimiento y la confiabilidad de todo el producto. Además, la deformación también puede hacer que la superficie de los productos de aluminio parezca desigual, distorsionada y otros problemas, lo que reduce la apariencia de la calidad del producto y afecta la disposición de los consumidores a comprar.

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Tensión residual en blanco

La tensión residual en bruto se forma principalmente por la superposición de tensiones causadas por la deformación no uniforme durante el proceso de enfriamiento y extrusión de perfiles. Durante el proceso de enfriamiento, la aleación de aluminio formará una gran tensión térmica residual y tensión estructural. Al mismo tiempo, en el proceso de extrusión, debido a la tensión desigual de cada pieza, también se producirá tensión. Estas tensiones se superponen para formar la tensión residual en blanco.

La tensión residual de la pieza en bruto tiene gran influencia en el mecanizado. Debido a la tensión dentro de la pieza en bruto, durante el proceso de mecanizado, cuando se elimina el material mediante corte, la tensión se redistribuirá, lo que provocará la deformación de la pieza de trabajo. Esta deformación puede afectar la precisión dimensional y la calidad de la superficie de las piezas, e incluso puede hacer que las piezas no puedan cumplir con los requisitos de diseño.

Procesamiento de estrés

Las principales razones del estrés del procesamiento son las siguientes:

1. Asimetría en el proceso de corte. : La asimetría en el proceso de corte provocará una fuerza de corte desigual, lo que provocará la deformación de la pieza de trabajo. Por ejemplo, cuando el margen de corte es grande, la tasa de eliminación de material es alta y hay una gran tensión de procesamiento. Además, el intervalo de procesamiento es corto, de modo que la tensión residual no se libera, la tensión residual está desequilibrada en el perfil general y luego causa la deformación de la pieza de trabajo.
2. Mala rigidez de la pieza de trabajo : La mala rigidez de la pieza de trabajo provocará una fuerza de corte y sujeción desigual, lo que provocará deformación. Para algunas piezas con paredes delgadas y poca rigidez, como las piezas de carcasa de aluminio de paredes delgadas, es más probable que se produzca deformación durante el proceso de corte.
3. Secuencia de procesamiento diferente : una secuencia de procesamiento diferente hará que la tensión residual se libere de forma asimétrica, lo que provocará la deformación de la pieza de trabajo. Por ejemplo, mecanizar primero una pieza y luego otra puede provocar una distribución desigual de la tensión, lo que a su vez provoca deformación.

Optimización de herramientas

En el mecanizado de aluminio CNC, la deformación de las piezas se puede reducir de manera efectiva seleccionando los parámetros correctos de la herramienta y controlando el desgaste de la herramienta. Específicamente, se puede optimizar desde los siguientes aspectos.:

1. Ángulo espiral : El ángulo de la espiral debe ser lo más grande posible, lo que puede mejorar la estabilidad del fresado y reducir la fuerza de fresado. Por ejemplo, en el procesamiento real, un ángulo espiral más grande puede hacer que el proceso de corte sea más estable y reducir la deformación de las piezas causada por una fuerza de corte excesiva.
2. Ángulo frontal : La configuración razonable del ángulo frontal puede mantener la resistencia de la hoja, reducir el desgaste del borde afilado y garantizar una eliminación suave de la viruta, reduciendo así la fuerza de corte. Generalmente no se recomienda utilizar una herramienta de ángulo frontal negativo, porque un ángulo frontal negativo aumentará la fuerza de corte y aumentará el riesgo de deformación de la pieza.
3. Ángulo trasero : El tamaño del ángulo posterior tiene un impacto importante en la calidad del mecanizado y el desgaste de la superficie de la herramienta posterior. En el fresado en desbaste, el ángulo posterior debe seleccionarse más pequeño, porque la velocidad de corte es grande, la carga de corte es pesada y se requieren mejores condiciones de disipación de calor de la herramienta. Para fresado de precisión, se debe seleccionar un ángulo posterior mayor para afilar el borde, reducir la fricción entre la herramienta y la superficie de mecanizado y reducir la deformación elástica.
4. Ángulo de deflexión : Reducir el ángulo de desviación puede mejorar la disipación de calor y reducir la temperatura promedio de procesamiento. El ángulo de deflexión adecuado puede mejorar la distribución del calor durante el procesamiento y reducir la deformación de las piezas causada por la acumulación de calor.
5. Control de desgaste de herramientas : Con el desgaste de la herramienta, la rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo aumenta, lo que provocará un aumento de temperatura de la pieza de trabajo y luego provocará la deformación de las piezas. Por lo tanto, se deben utilizar herramientas con buena resistencia al desgaste y el grado de desgaste de la herramienta no debe exceder los 0,2 mm para evitar la formación de nódulos. Al mismo tiempo, antes de utilizar la nueva herramienta, las rebabas y el patrón dentado de los dientes del cuchillo se pueden afilar suavemente con una piedra fina, de modo que la rugosidad del filo de la herramienta pueda alcanzar Ra=0.4μm, minimizando la posibilidad de deformación por corte.

Métodos de procesamiento adecuados

Para reducir el riesgo de deformación de la pieza, se pueden utilizar las siguientes técnicas de procesamiento:

1. Procesamiento simétrico : el procesamiento simétrico puede disipar eficazmente el calor durante el procesamiento CNC de aleación de aluminio, evitando la acumulación excesiva de calor alrededor de las piezas y reduciendo así la posibilidad de deformación térmica. Para piezas con un gran margen de procesamiento, el procesamiento simétrico puede hacer que tengan mejores condiciones de disipación de calor durante el procesamiento y evitar la concentración de calor. Por ejemplo, una placa de 90 mm de espesor debe procesarse a 60 mm, si el uso de procesamiento simétrico de alimentación repetida, procesando dos veces en cada lado hasta el tamaño final, puede garantizar que la planitud alcance una mayor precisión, en comparación con una placa de un solo lado. El tiempo de procesamiento hasta el tamaño final puede reducir eficazmente la deformación.
2. Procesamiento de tecnología en capas : para piezas con múltiples cavidades, debido a que la fuerza desigual de la placa es fácil de distorsionar, se puede utilizar tecnología en capas para el procesamiento. Las piezas primero se dividen en varias capas y luego se procesan capa por capa hasta obtener el tamaño requerido. De esta forma, la fuerza aplicada en el proceso de mecanizado CNC de aleación de aluminio es más uniforme y el riesgo de deformación es menor que el del procesamiento directo de la pieza.
3. Pretaladrado y fresado : Las piezas con cavidades pueden tener problemas en la etapa de fresado, como virutas desiguales, generación de calor que provoca deformación por expansión del componente o fractura de la herramienta. Estos problemas se pueden solucionar preperforando y luego fresando. Taladre agujeros con una herramienta un poco más grande que la fresa para dejar espacio para el material de corte, de modo que las virutas se eliminen uniformemente del aluminio en bruto y, finalmente, fresar.
4. Utilice diferentes métodos de fresado : El mecanizado CNC de aleación de aluminio tiene dos métodos de desbaste y acabado. El desbaste corta espacios en blanco en el menor tiempo con la velocidad de corte más rápida, centrándose en la tasa de eliminación de material y la eficiencia del procesamiento; El acabado requiere un mecanizado más preciso y una calidad superficial, con énfasis en la calidad del fresado. La operación razonable de estos dos métodos puede cambiar significativamente la tasa de deformación de las piezas.

Parámetros de corte razonables

Elegir los parámetros de corte correctos puede reducir la fuerza de corte y el calor de corte, y evitar la deformación de las piezas debido a una fuerza de corte y un calor excesivos. Entre los tres elementos de los parámetros de corte, la cantidad de herramienta de corte posterior tiene una gran influencia en la fuerza de corte. Cuando el margen de mecanizado es demasiado grande, la fuerza de corte de la herramienta es demasiado grande, lo que no solo deformará las piezas, sino que también afectará la rigidez del husillo de la máquina herramienta y reducirá la durabilidad de la herramienta. Por lo tanto, el método de fresado de alta velocidad se puede utilizar para reducir la cantidad de herramientas de corte posterior al mismo tiempo, mejorar la velocidad de avance y la velocidad de la máquina, reduciendo así la fuerza de corte y asegurando la eficiencia del procesamiento. Por ejemplo, la velocidad de corte se puede controlar a 250 ~ 300 m/min, la velocidad de avance es 300 ~ 400 mm/min, la cantidad de corte posterior del fresado en desbaste ap=0,5 mm y el fresado fino ap=0,1 ~ 0,2 mm.

El método de sujeción es adecuado.

Al mecanizar piezas de aluminio de paredes delgadas, un método de sujeción inadecuado puede provocar fácilmente la deformación de la pared. Para reducir este riesgo, la pieza prensada se puede aflojar antes de que se complete la característica final, liberando la presión, permitiendo que la pieza vuelva a su forma original y luego volviendo a aplicar la presión. La segunda presión aplicada debe actuar sobre la superficie de soporte, la dirección debe ser la más rígida y la fuerza debe ser suficiente para mantener la estabilidad de la pieza de trabajo durante el procesamiento. Para piezas de manguito de eje de pared delgada, se puede utilizar el método de sujeción del orificio interior radial para ubicar la rosca interna de la pieza, hacer un muñón del eje roscado, insertar la rosca interna de la pieza, presionar el orificio interior con la placa de cubierta y luego apretarlo con la tuerca para evitar deformaciones de sujeción al mecanizar el círculo exterior. Para la pieza de trabajo de lámina de pared delgada, se puede usar la ventosa de vacío para obtener una adsorción uniforme de la fuerza de sujeción, procesando con una pequeña cantidad de corte, o se usa el método de llenado para inyectar urea fundida que contiene 3% ~ 6% de nitrato de potasio. en la pieza de trabajo para mejorar la rigidez del procesamiento de la pieza de trabajo, y la pieza de trabajo se sumerge en agua o alcohol después del procesamiento para disolver el relleno.

En el proceso de mecanizado de aluminio CNC, la deformación accidental es un problema que requiere gran atención. Al analizar las causas de la deformación y tomar las medidas preventivas correspondientes, se puede evitar eficazmente la deformación accidental en el procesamiento del aluminio.

En primer lugar, la tensión residual en bruto y la tensión de procesamiento son las principales causas de la deformación del procesamiento del aluminio. La tensión residual en bruto se forma principalmente por la superposición de tensiones causadas por la deformación no uniforme durante el enfriamiento y la extrusión. La tensión del mecanizado puede deberse a factores como el corte asimétrico, la rigidez deficiente de la pieza de trabajo y una secuencia de mecanizado diferente. Comprender estas causas nos ayudará a tomar medidas preventivas específicas.

En segundo lugar, el riesgo de deformación del aluminio se puede reducir eficazmente desde los aspectos de optimización de la herramienta, métodos de procesamiento adecuados, parámetros de corte razonables y métodos de sujeción adecuados. En términos de optimización de la herramienta, elegir el ángulo espiral, el ángulo frontal, el ángulo posterior y el ángulo de deflexión correctos y controlar el desgaste de la herramienta puede reducir la fuerza de corte y el calor de corte y reducir la deformación de la pieza. En términos de métodos de procesamiento, el procesamiento simétrico, el procesamiento con tecnología de capas, la perforación previa y el fresado, y el uso de diferentes métodos de fresado y otras habilidades pueden hacer que el procesamiento sea más estable y reducir la aparición de deformaciones. Selección razonable de parámetros de corte, reduce la fuerza de corte y el calor de corte, evita piezas debido a una fuerza de corte excesiva y la deformación por calor. En términos de métodos de sujeción, para piezas de aluminio de paredes delgadas, el riesgo de deformación de la pared se puede reducir adoptando métodos de sujeción adecuados.

En resumen, evitar la deformación accidental en el procesamiento de aluminio CNC tiene un importante valor de aplicación práctica para mejorar la calidad del producto, reducir los costos de producción y mejorar la competitividad empresarial. En la producción real, debemos utilizar estos métodos de manera integral de acuerdo con la situación específica y explorar e innovar constantemente para garantizar la estabilidad y confiabilidad del procesamiento del aluminio.