Deformação de processamento de alumínio CNC "grande batalha" - habilidades práticas para ajudá-lo a processar com precisão

No processo de usinagem CNC de alumínio, a deformação acidental é um problema comum e espinhoso. A deformação não afetará apenas a precisão dimensional e a qualidade da aparência dos produtos de alumínio, mas também pode fazer com que o produto não atenda aos requisitos de projeto ou até mesmo seja sucateado. Isto trouxe enormes perdas económicas para as empresas de produção e também afectou a eficiência da produção e a competitividade dos produtos no mercado.

Por exemplo, na fabricação de alguns instrumentos de precisão e produtos eletrônicos, a precisão dimensional dos componentes de alumínio é muito alta. Se ocorrer deformação inesperada durante o processamento, isso pode fazer com que as peças não sejam montadas normalmente, afetando o desempenho e a confiabilidade de todo o produto. Além disso, a deformação também pode fazer com que a superfície dos produtos de alumínio pareça irregular, distorcida e outros problemas, reduzindo a aparência da qualidade do produto, afetando a disposição de compra dos consumidores.

loja para negócios

66 cupons disponíveis

loja para negócios

66 cupons disponíveis

loja para negócios

66 cupons disponíveis

Tensão residual em branco

A tensão residual da peça bruta é formada principalmente pela superposição de tensões causadas pela deformação não uniforme durante o processo de têmpera e extrusão de perfis. Durante o processo de têmpera, a liga de alumínio formará uma grande tensão térmica residual e tensão estrutural. Ao mesmo tempo, no processo de extrusão, devido às tensões desiguais de cada peça, também produzirá tensões. Essas tensões são sobrepostas para formar a tensão residual da peça bruta.

A tensão residual da peça bruta tem grande influência na usinagem. Devido à tensão no interior da peça bruta, durante o processo de usinagem, quando o material é retirado por corte, a tensão será redistribuída, resultando na deformação da peça. Essa deformação pode afetar a precisão dimensional e a qualidade da superfície das peças, podendo até mesmo tornar as peças incapazes de atender aos requisitos do projeto.

Estresse de processamento

As principais razões para o estresse de processamento são as seguintes:

1. Assimetria no processo de corte : A assimetria no processo de corte levará a uma força de corte irregular, resultando na deformação da peça de trabalho. Por exemplo, quando a tolerância de corte é grande, a taxa de remoção de material é alta e há uma grande tensão de processamento. Além disso, o intervalo de processamento é curto, de modo que a tensão residual não é liberada, a tensão residual fica desequilibrada no perfil geral e causa a deformação da peça.
2. Má rigidez da peça de trabalho : a baixa rigidez da peça causará corte desigual e força de fixação, resultando em deformação. Para algumas peças com paredes finas e pouca rigidez, como peças de alumínio com paredes finas, é mais provável que ocorra deformação durante o processo de corte.
3. Sequência de processamento diferente : diferentes sequências de processamento farão com que a tensão residual seja liberada assimetricamente, resultando na deformação da peça. Por exemplo, usinar primeiro uma peça e depois outra peça pode levar a uma distribuição desigual de tensões, o que por sua vez causa deformação.

Otimização de ferramentas

Na usinagem CNC de alumínio, a deformação das peças pode ser efetivamente reduzida selecionando os parâmetros corretos da ferramenta e controlando o desgaste da ferramenta. Especificamente, pode ser otimizado a partir dos seguintes aspectos:

1. Ângulo Espiral : O ângulo espiral deve ser o maior possível, o que pode melhorar a estabilidade da fresagem e reduzir a força de fresagem. Por exemplo, no processamento real, o ângulo espiral maior pode tornar o processo de corte mais estável e reduzir a deformação das peças causada pela força de corte excessiva.
2. Ângulo frontal : A configuração razoável do ângulo frontal pode manter a resistência da lâmina, reduzir o desgaste da borda afiada, garantir a remoção suave dos cavacos, reduzindo assim a força de corte. Geralmente não é recomendado usar uma ferramenta de ângulo frontal negativo, porque um ângulo frontal negativo aumentará a força de corte e aumentará o risco de deformação da peça.
3. Ângulo traseiro : O tamanho do ângulo traseiro tem um impacto importante na qualidade da usinagem e no desgaste da superfície traseira da ferramenta. No fresamento em desbaste, o ângulo traseiro deve ser selecionado menor, porque a velocidade de corte é grande, a carga de corte é pesada e são necessárias melhores condições de dissipação de calor da ferramenta. Para fresamento de precisão, o ângulo traseiro deve ser selecionado para ser maior para tornar a aresta afiada, reduzir o atrito entre a ferramenta e a superfície de usinagem e reduzir a deformação elástica.
4. Ângulo de deflexão : Reduzir o ângulo de deflexão pode aumentar a dissipação de calor e reduzir a temperatura média de processamento. O ângulo de deflexão adequado pode melhorar a distribuição de calor durante o processamento e reduzir a deformação das peças causada pelo acúmulo de calor.
5. Controle de desgaste de ferramentas : Com o desgaste da ferramenta, a rugosidade da superfície da peça aumenta, o que levará ao aumento da temperatura da peça e, em seguida, causará deformação das peças. Portanto, devem ser utilizadas ferramentas com boa resistência ao desgaste, e o grau de desgaste da ferramenta não deve ultrapassar 0,2 mm para evitar a formação de nódulos. Ao mesmo tempo, antes de usar a nova ferramenta, a rebarba e o padrão serrilhado dos dentes da faca podem ser afiados suavemente com uma pedra fina, de modo que a rugosidade da aresta de corte da ferramenta possa atingir Ra = 0.4μm, minimizando a possibilidade de deformação do corte.

Métodos de processamento adequados

Para reduzir o risco de deformação da peça, as seguintes técnicas de processamento podem ser usadas:

1. Processamento simétrico : o processamento simétrico pode dissipar efetivamente o calor durante o processamento CNC da liga de alumínio, evitando o acúmulo excessivo de calor ao redor das peças, reduzindo assim a chance de deformação térmica. Para peças com grande margem de processamento, o processamento simétrico pode fazer com que tenham melhores condições de dissipação de calor durante o processamento e evitar a concentração de calor. Por exemplo, uma placa de 90 mm de espessura precisa ser processada até 60 mm, se o uso de processamento simétrico de alimentação repetida, processando duas vezes de cada lado até o tamanho final, puder garantir que o nivelamento atinja uma precisão maior, em comparação com uma placa única. tempo de processamento até o tamanho final, pode efetivamente reduzir a deformação.
2. Processamento de tecnologia em camadas : para peças com múltiplas cavidades, devido à força irregular da placa ser fácil de distorcer, a tecnologia em camadas pode ser usada para processamento. As peças são primeiro divididas em várias camadas e depois processadas camada por camada no tamanho desejado. Dessa forma, a força aplicada no processo de usinagem CNC da liga de alumínio é mais uniforme e o risco de deformação é menor do que no processamento direto da peça.
3. Pré-perfuração e fresagem : Peças com cavidades podem apresentar problemas na etapa de fresamento, como cavacos irregulares, geração de calor levando à deformação por expansão da peça ou fratura da ferramenta. Esses problemas podem ser resolvidos com pré-perfuração e depois fresamento. Faça furos com uma ferramenta um pouco maior que a fresa para dar espaço para o material de corte, de modo que os cavacos sejam removidos uniformemente do alumínio bruto e, finalmente, fresado.
4. Use diferentes métodos de fresagem : a usinagem CNC em liga de alumínio possui dois métodos de desbaste e acabamento. O desbaste corta peças no menor tempo e com a velocidade de corte mais rápida, com foco na taxa de remoção de material e na eficiência do processamento; O acabamento requer usinagem e qualidade superficial mais precisas, com ênfase na qualidade do fresamento. A operação razoável desses dois métodos pode alterar significativamente a taxa de deformação das peças.

Parâmetros de corte razoáveis

A escolha dos parâmetros de corte corretos pode reduzir a força de corte e o calor de corte e evitar a deformação das peças devido à força de corte excessiva e ao calor excessivo. Entre os três elementos dos parâmetros de corte, a quantidade de ferramenta de corte posterior tem grande influência na força de corte. Quando a tolerância de usinagem é muito grande, a força de corte da ferramenta é muito grande, o que não só deformará as peças, mas também afetará a rigidez do fuso da máquina-ferramenta e reduzirá a durabilidade da ferramenta. Portanto, o método de fresamento de alta velocidade pode ser usado para reduzir a quantidade de ferramentas de corte traseiro ao mesmo tempo, melhorar a taxa de avanço e a velocidade da máquina, reduzindo assim a força de corte e garantindo a eficiência do processamento. Por exemplo, a velocidade de corte pode ser controlada em 250 ~ 300 m/min, a velocidade de avanço é de 300 ~ 400 mm/min, a quantidade de corte traseiro do fresamento bruto ap = 0,5 mm e o fresamento fino ap = 0,1 ~ 0,2 mm.

O método de fixação é adequado

Ao usinar peças de alumínio com paredes finas, o método de fixação inadequado pode facilmente causar deformação da parede. Para reduzir esse risco, a peça prensada pode ser afrouxada antes da conclusão do recurso final, liberando a pressão, permitindo que a peça retorne ao seu formato original e, em seguida, reaplicando a pressão. A segunda pressão aplicada deve atuar na superfície de apoio, e a direção deve ser a mais rígida, e a força deve ser suficiente para manter a estabilidade da peça durante o processamento. Para peças de luva de eixo de parede fina, o método de fixação do furo interno radial pode ser usado para localizar a rosca interna da peça, fazer um munhão do eixo rosqueado, inserir a rosca interna da peça, pressionar o furo interno com a placa de cobertura e depois apertar com o porca para evitar deformação de fixação ao usinar o círculo externo. Para peças de chapa de parede fina, a ventosa a vácuo pode ser usada para obter uma adsorção uniforme da força de fixação, processando com uma pequena quantidade de corte, ou o método de enchimento é usado para injetar uréia fundida contendo 3% ~ 6% de nitrato de potássio na peça de trabalho para melhorar a rigidez de processamento da peça de trabalho, e a peça de trabalho é imersa em água ou álcool após o processamento para dissolver o enchimento.

No processo de usinagem CNC de alumínio, a deformação acidental é um problema que precisa de muita atenção. Ao analisar as causas da deformação e tomar as medidas preventivas correspondentes, a deformação acidental no processamento do alumínio pode ser efetivamente evitada.

Em primeiro lugar, a tensão residual da peça bruta e a tensão de processamento são as principais causas da deformação no processamento do alumínio. A tensão residual da peça bruta é formada principalmente pela superposição de tensões causadas pela deformação não uniforme durante a têmpera e a extrusão. A tensão de usinagem pode ser causada por fatores como corte assimétrico, baixa rigidez da peça e sequência de usinagem diferente. Compreender estas causas ajudar-nos-á a tomar medidas preventivas específicas.

Em segundo lugar, o risco de deformação do alumínio pode ser efetivamente reduzido a partir dos aspectos de otimização da ferramenta, métodos de processamento adequados, parâmetros de corte razoáveis ​​e métodos de fixação apropriados. Em termos de otimização da ferramenta, escolher o ângulo espiral correto, o ângulo frontal, o ângulo traseiro, o ângulo de deflexão e o controle do desgaste da ferramenta podem reduzir a força de corte e o calor de corte e reduzir a deformação da peça. Em termos de métodos de processamento, processamento simétrico, processamento de tecnologia em camadas, pré-perfuração e fresamento, e o uso de diferentes métodos de fresamento e outras habilidades podem tornar o processamento mais estável e reduzir a ocorrência de deformação. Seleção razoável de parâmetros de corte, reduza a força de corte e o calor de corte, evite peças devido à força de corte excessiva e deformação térmica. Em termos de métodos de fixação, para peças de alumínio com paredes finas, o risco de deformação da parede pode ser reduzido através da adoção de métodos de fixação apropriados.

Em suma, evitar deformações acidentais no processamento CNC de alumínio tem um importante valor de aplicação prática para melhorar a qualidade do produto, reduzir custos de produção e aumentar a competitividade empresarial. Na produção real, devemos usar esses métodos de forma abrangente de acordo com a situação específica e explorar e inovar constantemente para garantir a estabilidade e confiabilidade do processamento de alumínio.