CNC alüminyum işleme deformasyonu "büyük savaş" - doğru işlemenize yardımcı olacak pratik beceriler

CNC alüminyum işleme sürecinde, kazara deformasyon yaygın ve zorlu bir sorundur. Deformasyon, alüminyum ürünlerin boyutsal doğruluğunu ve görünüm kalitesini etkilemekle kalmaz, aynı zamanda ürünün tasarım gereksinimlerini karşılayamamasına veya hatta hurdaya ayrılmasına yol açabilir. Bu durum, üretim işletmelerine büyük ekonomik kayıplara neden olmakta ve ürünlerin üretim verimliliğini ve pazar rekabet gücünü de etkilemektedir.

Örneğin, bazı hassas aletlerin ve elektronik ürünlerin üretiminde alüminyum bileşenlerin boyutsal doğruluğu çok yüksektir. İşleme sırasında beklenmedik bir deformasyon meydana gelirse, parçaların normal şekilde bir araya getirilememesine neden olabilir ve bu da tüm ürünün performansını ve güvenilirliğini etkileyebilir. Ayrıca, deformasyon alüminyum ürünlerin yüzeyinde düzensizlik, bozulma ve diğer sorunlara yol açarak ürün kalitesinin görünümünü düşürebilir ve tüketicilerin satın alma isteğini etkileyebilir.

İşletmeler için alışveriş yapın

66 Adet Mevcut Kupon

İşletmeler için alışveriş yapın

66 Adet Mevcut Kupon

İşletmeler için alışveriş yapın

66 Adet Mevcut Kupon

Boş kalıntı gerilimi

Levha kalıntı gerilimi esas olarak, sertleştirme işlemi ve profillerin ekstrüzyonu sırasında düzensiz deformasyondan kaynaklanan gerilimlerin üst üste binmesiyle oluşur. Sertleştirme işlemi sırasında, alüminyum alaşımı büyük bir artık termal gerilim ve yapısal gerilim oluşturur. Aynı zamanda, ekstrüzyon işleminde, her bir parçanın düzensiz gerilimi nedeniyle de gerilim oluşur. Bu gerilimler üst üste binerek levha kalıntı gerilimini oluşturur.

İş parçasının artık gerilimi, işleme üzerinde büyük etkiye sahiptir. İşleme sürecinde, malzeme kesme yoluyla kaldırıldığında, iş parçasının içindeki gerilim yeniden dağılır ve bu da iş parçasının deformasyonuna neden olur. Bu deformasyon, parçaların boyutsal doğruluğunu ve yüzey kalitesini etkileyebilir ve hatta parçaların tasarım gereksinimlerini karşılayamamasına yol açabilir.

Stres işleme

İşleme kaynaklı stresin başlıca nedenleri şunlardır:

1. Kesme işleminde asimetri: Kesme işlemindeki asimetri, düzensiz kesme kuvvetine yol açarak iş parçasının deformasyonuna neden olur. Örneğin, kesme payı büyük olduğunda, malzeme kaldırma oranı yüksek olur ve büyük bir işleme gerilimi oluşur. Dahası, işleme aralığı kısa olduğundan, artık gerilim serbest bırakılmaz, artık gerilim genel profilde dengesiz hale gelir ve bu da iş parçasının deformasyonuna neden olur.
2. İş parçasının düşük rijitliği: İş parçasının düşük rijitliği, düzensiz kesme ve sıkıştırma kuvvetine neden olarak deformasyona yol açar. Alüminyum ince cidarlı kabuk parçalar gibi ince cidarlı ve düşük rijitliğe sahip bazı parçalarda, kesme işlemi sırasında deformasyon oluşma olasılığı daha yüksektir.
3. Farklı işleme sırası: Farklı işleme sırası, artık gerilimin asimetrik olarak serbest bırakılmasına ve bunun sonucunda iş parçasında deformasyona neden olur. Örneğin, önce bir parçayı, sonra başka bir parçayı işlemek, düzensiz gerilim dağılımına ve dolayısıyla deformasyona yol açabilir.

Araç optimizasyonu

CNC alüminyum işleme süreçlerinde, doğru takım parametrelerinin seçilmesi ve takım aşınmasının kontrol edilmesiyle parça deformasyonu etkili bir şekilde azaltılabilir. Özellikle, aşağıdaki hususlardan optimizasyon sağlanabilir:

1. Spiral Açı: Spiral açı mümkün olduğunca büyük olmalıdır; bu, frezeleme stabilitesini artırabilir ve frezeleme kuvvetini azaltabilir. Örneğin, gerçek işlemede, daha büyük spiral açı, kesme işlemini daha istikrarlı hale getirebilir ve aşırı kesme kuvvetinden kaynaklanan parça deformasyonunu azaltabilir.
2. Ön Açı: Ön açının makul bir şekilde yapılandırılması, bıçağın mukavemetini korur, keskin kenarın aşınmasını azaltır, talaşların düzgün bir şekilde uzaklaştırılmasını sağlar ve böylece kesme kuvvetini azaltır. Negatif ön açılı bir aletin kullanılması genellikle önerilmez, çünkü negatif ön açı kesme kuvvetini artırır ve parça deformasyonu riskini yükseltir.
3. Arka Açı: Arka açının boyutu, işleme kalitesi ve takım arka yüzey aşınması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Kaba frezelemede, kesme hızı yüksek, kesme yükü ağır ve daha iyi takım ısı dağılımı koşulları gerektiğinden, arka açı daha küçük seçilmelidir. Hassas frezelemede ise, kenarı keskinleştirmek, takım ile işleme yüzeyi arasındaki sürtünmeyi azaltmak ve elastik deformasyonu azaltmak için arka açı daha büyük seçilmelidir.
4. Sapma Açısı: Sapma açısının azaltılması, ısı dağılımını artırabilir ve ortalama işlem sıcaklığını düşürebilir. Uygun sapma açısı, işlem sırasında ısı dağılımını iyileştirebilir ve ısı birikiminden kaynaklanan parça deformasyonunu azaltabilir.
5. Takım aşınmasının kontrolü: Takım aşınmasıyla birlikte iş parçasının yüzey pürüzlülüğü artar, bu da iş parçasının sıcaklığının yükselmesine ve ardından parça deformasyonuna yol açar. Bu nedenle, iyi aşınma direncine sahip takımlar kullanılmalı ve nodül oluşumunu önlemek için takım aşınma derecesi 0,2 mm'yi geçmemelidir. Aynı zamanda, yeni takım kullanılmadan önce, bıçak dişlerinin çapak ve tırtıl desenleri ince bir taşla hafifçe bilenerek, takımın kesme kenarının pürüzlülüğü Ra=0,4 μm'ye ulaşabilir ve kesme deformasyonu olasılığı en aza indirilebilir.

Uygun işleme yöntemleri

Parça deformasyonu riskini azaltmak için aşağıdaki işleme teknikleri kullanılabilir:

1. Simetrik işleme: Simetrik işleme, alüminyum alaşımının CNC işlenmesi sırasında ısıyı etkili bir şekilde dağıtarak parçaların etrafında aşırı ısı birikmesini önler ve böylece termal deformasyon olasılığını azaltır. Geniş işleme payına sahip parçalar için, simetrik işleme, işleme sırasında daha iyi ısı dağıtım koşulları sağlayarak ısı yoğunlaşmasını önler. Örneğin, 90 mm kalınlığındaki bir plakanın 60 mm'ye işlenmesi gerekiyorsa, tekrarlı beslemeli simetrik işleme kullanılarak, her iki taraftan iki kez nihai boyuta kadar işleme yapılması, tek seferde nihai boyuta kadar işlemeye kıyasla daha yüksek bir düzlük hassasiyeti sağlayabilir ve deformasyonu etkili bir şekilde azaltabilir.
2. Katmanlı işleme teknolojisi: Çoklu boşluklu parçalar için, plakanın düzensiz kuvveti nedeniyle deformasyon riski yüksektir; bu nedenle katmanlı işleme teknolojisi kullanılabilir. Parçalar önce birkaç katmana ayrılır ve daha sonra katman katman işlenerek istenen boyuta getirilir. Bu şekilde, alüminyum alaşımının CNC işleme sürecinde uygulanan kuvvet daha homojen olur ve deformasyon riski, parçanın doğrudan işlenmesine göre daha azdır.
3. Ön delme ve frezeleme: Oyuklu parçalarda frezeleme aşamasında düzensiz talaş oluşumu, ısı üretimi sonucu bileşen genleşmesi ve deformasyonu veya takım kırılması gibi sorunlar yaşanabilir. Bu sorunlar ön delme ve ardından frezeleme ile çözülebilir. Talaşların alüminyum levhadan eşit şekilde uzaklaştırılmasını sağlamak için freze bıçağından biraz daha büyük bir takımla delikler açın ve son olarak frezeleme işlemini gerçekleştirin.
4. Farklı frezeleme yöntemleri kullanın: Alüminyum alaşımlı CNC işleme, kaba işleme ve ince işleme olmak üzere iki yönteme sahiptir. Kaba işleme, en kısa sürede ve en hızlı kesme hızıyla iş parçalarını keser, malzeme kaldırma oranına ve işleme verimliliğine odaklanır; İnce işleme ise daha hassas işleme ve yüzey kalitesi gerektirir, frezeleme kalitesine önem verilir. Bu iki yöntemin makul bir şekilde uygulanması, parçaların deformasyon oranını önemli ölçüde değiştirebilir.

Makul kesim parametreleri

Doğru kesme parametrelerinin seçilmesi, kesme kuvvetini ve kesme ısısını azaltabilir ve aşırı kesme kuvveti ve aşırı ısı nedeniyle parçaların deformasyonunu önleyebilir. Kesme parametrelerinin üç unsurundan, geri kesme takım miktarı kesme kuvveti üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. İşleme payı çok büyük olduğunda, takımın kesme kuvveti de çok büyük olur; bu sadece parçaların deformasyonuna neden olmakla kalmaz, aynı zamanda takım tezgahı milinin rijitliğini de etkiler ve takımın dayanıklılığını azaltır. Bu nedenle, yüksek hızlı frezeleme yöntemi, aynı anda geri kesme takım miktarını azaltmak, ilerleme hızını ve makine hızını iyileştirmek, böylece kesme kuvvetini azaltmak ve işleme verimliliğini sağlamak için kullanılabilir. Örneğin, kesme hızı 250 ~ 300 m/dak, ilerleme hızı 300 ~ 400 mm/dak, kaba frezeleme geri kesme miktarı ap=0,5 mm ve ince frezeleme ap=0,1 ~ 0,2 mm olarak kontrol edilebilir.

Sıkıştırma yöntemi uygundur.

İnce cidarlı alüminyum parçaların işlenmesinde, yanlış sıkıştırma yöntemi duvar deformasyonuna kolayca neden olabilir. Bu riski azaltmak için, son özellik tamamlanmadan önce preslenen parça gevşetilebilir, basınç serbest bırakılarak parçanın orijinal şekline dönmesi sağlanabilir ve ardından basınç tekrar uygulanabilir. İkinci uygulanan basınç, destek yüzeyine etki etmeli, yönü en rijit yön olmalı ve kuvvet, işleme sırasında iş parçasının stabilitesini koruyacak kadar yeterli olmalıdır. İnce cidarlı şaft kovanı parçaları için, parçanın iç dişini bulmak için radyal iç delik sıkıştırma yöntemi kullanılabilir, dişli bir şaft yatağı oluşturulabilir, parçanın iç dişi takılabilir, iç delik kapak plakasıyla bastırılabilir ve ardından dış dairenin işlenmesi sırasında sıkıştırma deformasyonunu önlemek için somunla sıkılabilir. İnce cidarlı sac iş parçaları için, sıkıştırma kuvvetinin düzgün bir şekilde emilmesini sağlamak amacıyla vakumlu emme kabı kullanılabilir ve az miktarda kesme işlemi yapılabilir; veya iş parçasının işleme sertliğini artırmak için iş parçasına %3 ila %6 oranında potasyum nitrat içeren üre eriyiği enjekte edilerek dolgu yöntemi kullanılır ve iş parçası, dolgu maddesini çözmek için işlemden sonra suya veya alkole daldırılır.

CNC alüminyum işleme sürecinde, kazara deformasyon büyük önem taşıyan bir sorundur. Deformasyonun nedenlerinin analiz edilmesi ve buna karşılık gelen önleyici tedbirlerin alınmasıyla, alüminyum işlemede kazara deformasyon etkili bir şekilde önlenebilir.

Öncelikle, alüminyum işleme deformasyonunun ana nedenleri ham madde kalıntı gerilimi ve işleme gerilimidir. Ham madde kalıntı gerilimi esas olarak sertleştirme ve ekstrüzyon sırasında düzensiz deformasyondan kaynaklanan gerilimlerin üst üste binmesiyle oluşur. İşleme gerilimi ise asimetrik kesim, iş parçasının düşük rijitliği ve farklı işleme sırası gibi faktörlerden kaynaklanabilir. Bu nedenleri anlamak, hedefli önleyici tedbirler almamıza yardımcı olacaktır.

İkinci olarak, takım optimizasyonu, uygun işleme yöntemleri, makul kesme parametreleri ve uygun sıkıştırma yöntemleri açısından alüminyum deformasyon riski etkili bir şekilde azaltılabilir. Takım optimizasyonu açısından, doğru spiral açısı, ön açı, arka açı, sapma açısı seçimi ve takım aşınmasının kontrolü, kesme kuvvetini ve kesme ısısını azaltarak parça deformasyonunu önleyebilir. İşleme yöntemleri açısından, simetrik işleme, katmanlı teknoloji işleme, ön delme ve frezeleme ve farklı frezeleme yöntemlerinin kullanımı gibi teknikler, işlemeyi daha istikrarlı hale getirebilir ve deformasyon oluşumunu azaltabilir. Kesme parametrelerinin makul seçimi, kesme kuvvetini ve kesme ısısını azaltır, aşırı kesme kuvveti ve ısı nedeniyle parça deformasyonunu önler. Sıkıştırma yöntemleri açısından, ince duvarlı alüminyum parçalar için, uygun sıkıştırma yöntemleri benimsenerek duvar deformasyonu riski azaltılabilir.

Özetle, CNC alüminyum işlemede kazara deformasyonun önlenmesi, ürün kalitesini iyileştirme, üretim maliyetlerini düşürme ve işletme rekabet gücünü artırma açısından önemli pratik uygulama değerine sahiptir. Gerçek üretimde, bu yöntemleri özel duruma göre kapsamlı bir şekilde kullanmalı ve alüminyum işlemenin istikrarını ve güvenilirliğini sağlamak için sürekli olarak araştırma ve yenilik yapmalıyız.