مجموعه کامل تکنیک های پردازش محصولات آلومینیومی

آلومینیوم پرکاربردترین و پرکاربردترین ماده فلزی در بین فلزات غیرآهنی است و دامنه کاربرد آن به طور مداوم در حال گسترش است. محصولات آلومینیومی تولید شده با استفاده از مواد آلومینیومی متنوع و بی شمار هستند و طبق آمار بیش از 700000 نوع دارند. از صنعت ساختمان و دکوراسیون گرفته تا صنایع حمل و نقل و هوافضا، صنایع مختلف نیازهای متفاوتی دارند. امروز، سردبیر فن آوری پردازش محصولات آلومینیومی و نحوه جلوگیری از تغییر شکل پردازش را معرفی می کند.
مزایا و ویژگی های آلومینیوم به شرح زیر است:
1. چگالی کم. چگالی آلومینیوم حدود 2.7 گرم بر سانتی متر مکعب است. چگالی آن فقط یک سوم چگالی آهن یا مس است.
2. پلاستیسیته بالا. آلومینیوم شکل پذیری خوبی دارد و می توان آن را از طریق روش های پردازش تحت فشار مانند اکستروژن و کشش به محصولات مختلفی تبدیل کرد.
3. مقاومت در برابر خوردگی. آلومینیوم یک فلز با بار منفی بالا است که در شرایط طبیعی یا اکسیداسیون آندی، یک لایه اکسید محافظ روی سطح خود تشکیل می دهد و مقاومت به خوردگی بسیار بهتری نسبت به فولاد دارد.
4. آسان برای تقویت. استحکام آلومینیوم خالص زیاد نیست، اما می توان آن را با آندایزینگ بهبود بخشید.
5. درمان سطح آسان. عملیات سطحی می تواند خواص سطحی آلومینیوم را بیشتر بهبود بخشد یا تغییر دهد. فرآیند آنودایز آلومینیوم کاملاً بالغ و پایدار در عملیات است و به طور گسترده در پردازش محصولات آلومینیومی استفاده شده است.
6. هدایت خوب، آسان برای بازیافت.
تکنولوژی پردازش محصولات آلومینیومی
پانچ کردن محصولات آلومینیومی
1. مشت زدن سرد
از ذرات آلومینیوم مواد استفاده کنید. استفاده از ماشین‌های اکستروژن و قالب‌ها برای قالب‌گیری یکبار مصرف برای محصولات استوانه‌ای یا اشکال محصولی که در فرآیندهای کشش به سختی به دست می‌آیند، مانند محصولات بیضی، مربع و مستطیل مناسب است. (همانطور که در شکل 1 ماشین، شکل 2 ذرات آلومینیوم و شکل 3 محصول نشان داده شده است)
تناژ دستگاه مورد استفاده به سطح مقطع محصول مربوط می شود. شکاف بین پانچ قالب بالایی و فولاد تنگستن قالب پایینی ضخامت دیواره محصول است و شکاف عمودی تا نقطه مرده پایین هنگامی که پانچ قالب بالایی و فولاد تنگستن قالب پایین فشار داده می شود ضخامت بالایی محصول است. . (همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است)

مزایا: چرخه کوتاه باز کردن قالب و هزینه توسعه کمتر در مقایسه با قالب های کششی.
معایب: فرآیند تولید طولانی است، اندازه محصول در طول فرآیند بسیار نوسان می کند و هزینه کار بالا است.
2. کشش
از مواد ورق آلومینیومی استفاده کنید. استفاده از ماشین قالب‌گیری پیوسته و قالب برای تغییر شکل‌های متعدد برای برآوردن نیازهای شکل، مناسب برای بدنه‌های غیر استوانه‌ای (محصولات آلومینیومی با خمش). (همانطور که در شکل 5 ماشین، قالب شکل 6 و محصول شکل 7 نشان داده شده است)

مزایا: محصولات پیچیده و تغییر شکل مکرر در طول فرآیند تولید دارای کنترل ابعادی پایدار هستند و سطح محصول نسبتاً صاف است.
معایب: هزینه قالب بالا، چرخه توسعه نسبتا طولانی، الزامات بالا برای انتخاب ماشین و دقت.
عملیات سطحی محصولات آلومینیومی
1. سندبلاست (شات بلاست)
فرآیند تمیز کردن و زبری سطوح فلزی با استفاده از ضربه جریان شن و ماسه با سرعت بالا.
این روش عملیات سطحی برای قطعات آلومینیومی می تواند به درجه خاصی از تمیزی و زبری متفاوت بر روی سطح قطعه دست یابد، خواص مکانیکی سطح قطعه کار را بهبود بخشد، در نتیجه مقاومت در برابر خستگی قطعه کار را افزایش داده، چسبندگی آن را به پوشش افزایش می دهد. افزایش دوام پوشش و همچنین تسهیل تسطیح و تزئین پوشش. این روند را اغلب در محصولات مختلف اپل مشاهده می کنیم.
2. پرداخت
یک روش ماشینکاری که از اثرات مکانیکی، شیمیایی یا الکتروشیمیایی برای کاهش زبری سطح قطعه کار استفاده می کند تا سطحی روشن و صاف به دست آورد. فرآیند پرداخت عمدتاً شامل پرداخت مکانیکی، پرداخت شیمیایی و پرداخت الکترولیتی است. قطعات آلومینیومی می توانند پس از پرداخت مکانیکی و پرداخت الکترولیتی به یک اثر آینه ای مشابه فولاد ضد زنگ دست پیدا کنند. این فرآیند به افراد احساس آینده ای با کیفیت، ساده و شیک می دهد.
3. کشیدن سیم
کشش سیم فلزی فرآیند تولید خراش دادن مکرر صفحات آلومینیومی با کاغذ سنباده برای ایجاد خطوط است. طراحی را می توان به ترسیم خط مستقیم، ترسیم خط نامنظم، کشیدن خط مارپیچ و کشیدن نخ تقسیم کرد. فرآیند کشیدن سیم فلزی می تواند به وضوح هر اثر کوچکی را نشان دهد، بنابراین درخشندگی موی ظریفی در فلز مات می دهد و محصول مد و تکنولوژی را با هم ترکیب می کند.
4. براق براق
با استفاده از یک ماشین حکاکی دقیق، چاقوی الماس بر روی دوک چرخشی با سرعت بالا (معمولاً 20000 دور در دقیقه) دستگاه حکاکی دقیق تقویت می شود تا قطعات را برش دهد و مناطق روشن محلی را روی سطح محصول ایجاد کند. روشنایی برجسته های برش تحت تأثیر سرعت مته فرز است. هرچه سرعت مته بیشتر باشد، برش برجسته‌تر می‌شود، در حالی که برعکس آن صادق است، و آن را تیره‌تر و مستعد تر شدن خطوط ابزار می‌کند. براق براق و براق بالا به ویژه در استفاده از تلفن های همراه مانند آیفون 5 رایج است. در سال های اخیر، برخی از قاب های فلزی تلویزیون های سطح بالا از فناوری فرز براق بالا، همراه با فرآیندهای آندایز کردن و کشیدن سیم استفاده کرده اند. تلویزیون به طور کلی پر از مد و وضوح تکنولوژیکی است.
5. آندایزاسیون
آنودایز کردن به اکسیداسیون الکتروشیمیایی فلزات یا آلیاژها اشاره دارد که در آن آلومینیوم و آلیاژهای آن به دلیل اثر جریان اعمالی، یک فیلم اکسیدی روی محصولات آلومینیومی (آندها) تحت الکترولیت های مربوطه و شرایط فرآیند خاص تشکیل می دهند. آندایزینگ نه تنها عیوب سختی سطح و مقاومت در برابر سایش آلومینیوم را برطرف می کند، بلکه عمر مفید آن را افزایش می دهد و زیبایی آن را افزایش می دهد. این به بخشی ضروری از تصفیه سطح آلومینیوم تبدیل شده است و در حال حاضر پرکاربردترین و موفق ترین فرآیند است.
6. آند دو رنگ
آند دو رنگ به آندایز کردن یک محصول و اختصاص رنگ های مختلف به مناطق خاص اشاره دارد. فرآیند آنودایز دو رنگ به دلیل پیچیدگی و هزینه بالا کمتر در صنعت تلویزیون استفاده می شود. اما تضاد بین این دو رنگ ظاهر بالا و منحصر به فرد محصول را بهتر نشان می دهد.
اقدامات فرآیندی و مهارت های عملیاتی برای کاهش تغییر شکل پردازش آلومینیوم
دلایل زیادی برای تغییر شکل قطعات آلومینیومی در حین پردازش وجود دارد که مربوط به مواد، شکل قطعه، شرایط تولید و غیره است. گرما و تغییر شکل ناشی از نیروی گیره.
اقدامات فرآیند برای کاهش تغییر شکل پردازش
1. کاهش تنش درونی کشت پشم
درمان پیری و ارتعاش طبیعی یا مصنوعی می تواند تا حدی استرس داخلی قسمت خالی را از بین ببرد. پیش پردازش نیز یک روش فرآیند موثر است. به دلیل حاشیه زیاد، تغییر شکل زیادی پس از پردازش برای قسمت های ناهموار سر چاق و گوش های بزرگ ایجاد می شود. اگر قسمت‌های اضافی خالی از قبل پردازش شده و مازاد هر قسمت کاهش یابد، نه تنها می‌تواند تغییر شکل پردازش فرآیندهای بعدی را کاهش دهد، بلکه پس از باقی ماندن برای مدتی پس از پردازش، مقداری تنش داخلی را نیز آزاد می‌کند.
2. بهبود توانایی برش ابزارهای برش
مواد و پارامترهای هندسی ابزارهای برش تاثیر مهمی بر نیروی برش و حرارت برش دارند. انتخاب صحیح ابزارهای برش برای کاهش تغییر شکل ماشینکاری قطعات بسیار مهم است.
1) پارامترهای هندسی ابزار برش را بطور منطقی انتخاب کنید.
① زاویه جلو: با حفظ استحکام لبه برش، انتخاب یک زاویه جلوی بزرگتر نه تنها می تواند لبه را تیز کند، بلکه تغییر شکل برش را کاهش می دهد، حذف تراشه را صاف می کند، در نتیجه نیروی برش و دمای برش را کاهش می دهد. از استفاده از ابزارهای زاویه چنگک منفی خودداری کنید.
② زاویه پشت: اندازه زاویه پشت تأثیر مستقیمی بر سایش سطح برش پشتی و کیفیت سطح ماشینکاری شده دارد. ضخامت برش شرط مهمی برای انتخاب زاویه پشت است. در طول آسیاب خشن، به دلیل سرعت تغذیه زیاد، بار برش سنگین و تولید حرارت بالا، لازم است که ابزار شرایط اتلاف حرارت خوبی داشته باشد. بنابراین، زاویه پشت کوچکتر باید انتخاب شود. هنگام فرزکاری دقیق، داشتن لبه تیز برای کاهش اصطکاک بین سطح برش پشتی و سطح ماشینکاری و کاهش تغییر شکل الاستیک لازم است. بنابراین، زاویه پشت بزرگتر باید انتخاب شود.
③ زاویه مارپیچی: برای اطمینان از فرز صاف و کاهش نیروی فرز، زاویه مارپیچ باید تا حد امکان بزرگ انتخاب شود.
④ زاویه انحراف اصلی: کاهش زاویه انحراف اصلی به طور مناسب می تواند شرایط اتلاف گرما را بهبود بخشد و دمای متوسط ​​منطقه پردازش را کاهش دهد.
2) بهبود ساختار ابزار.
① تعداد دندانه های فرز را کاهش دهید و فضای نگهداری تراشه را افزایش دهید. به دلیل پلاستیسیته بالای مواد آلومینیومی، تغییر شکل برش قابل توجهی در طول پردازش وجود دارد که به فضای نگهداری تراشه بزرگتر نیاز دارد. بنابراین، توصیه می شود شعاع پایین شیار نگهدارنده تراشه بزرگتر و دندانه های فرز کمتری داشته باشید.
② ساییدن دقیق دندان های تیغه. مقدار زبری لبه برش دندان های کاتر باید کمتر از Ra{0}}.4um باشد. قبل از استفاده از یک چاقوی جدید، باید از یک سنگ روغنی ریز استفاده شود تا به آرامی چند بار جلو و عقب دندان‌های تیغه را تراشیده تا در هنگام تراشیدن دندان‌های تیغه، هر گونه سوراخ‌های باقی‌مانده و دندانه‌های خفیف از بین برود. به این ترتیب نه تنها می توان گرمای برش را کاهش داد، بلکه تغییر شکل برش نیز نسبتاً کم است.
③ استانداردهای سایش ابزارهای برش را به شدت کنترل کنید. پس از سایش ابزار، مقدار زبری سطح قطعه کار افزایش می یابد، دمای برش افزایش می یابد و تغییر شکل قطعه کار بر این اساس افزایش می یابد. بنابراین، علاوه بر انتخاب مواد ابزار با مقاومت سایش خوب، استاندارد سایش ابزار نباید از 0.2 میلی متر بیشتر شود، در غیر این صورت تولید رسوبات براده ای آسان است. در طول برش، دمای قطعه کار به طور کلی نباید از 100 درجه تجاوز کند تا از تغییر شکل جلوگیری شود.
3. بهبود روش بستن قطعات کار
برای قطعات آلومینیومی جدار نازک با استحکام ضعیف، از روش های بستن زیر می توان برای کاهش تغییر شکل استفاده کرد:
① برای قطعات لاینر جدار نازک، اگر از چاک سه فک خود محور یا چاک فنری برای بستن شعاعی استفاده شود، هنگامی که پس از پردازش شل شود، قطعه کار ناگزیر تغییر شکل می دهد. در این مرحله باید از روش فشرده سازی وجه انتهایی محوری با صلبیت خوب استفاده شود. با استفاده از سوراخ داخلی قطعه برای موقعیت یابی، یک محور رزوه ای ایجاد کرده و آن را در سوراخ داخلی قطعه قرار دهید. با استفاده از یک صفحه پوششی، صفحه انتهایی را محکم فشار دهید و سپس آن را با یک مهره سفت کنید. هنگام پردازش دایره بیرونی، می توان از تغییر شکل بستن جلوگیری کرد، بنابراین دقت ماشینکاری رضایت بخشی به دست می آید.
② هنگام پردازش قطعات کار صفحه نازک دیواره نازک، بهتر است از فنجان های مکش خلاء برای بدست آوردن نیروی گیره توزیع شده یکنواخت استفاده کنید و سپس از مقادیر برش کمتری برای پردازش استفاده کنید، که می تواند به طور موثر از تغییر شکل قطعه کار جلوگیری کند.
علاوه بر این، از روش پر کردن نیز می توان استفاده کرد. برای افزایش صلبیت فرآیند قطعات کار جدار نازک، می توان داخل قطعه کار را پر کرد تا تغییر شکل در طی فرآیندهای گیره و برش کاهش یابد. به عنوان مثال، تزریق مذاب اوره حاوی 3 تا 6 درصد نیترات پتاسیم به قطعه کار و پس از پردازش، غوطه ور کردن قطعه کار در آب یا الکل می تواند باعث حل شدن و ریختن پرکننده شود.
4. به طور منطقی فرآیند را ترتیب دهید
در طول برش با سرعت بالا، به دلیل ظرفیت زیاد ماشینکاری و برش متناوب، فرآیند فرز اغلب باعث ایجاد ارتعاش می شود که بر دقت ماشینکاری و زبری سطح تأثیر می گذارد. بنابراین، فرآیند برش با سرعت بالا CNC را می توان به طور کلی به ماشینکاری خشن، ماشینکاری نیمه دقیق، ماشینکاری تمیز کردن گوشه، ماشینکاری دقیق و سایر فرآیندها تقسیم کرد. برای قطعات با نیاز به دقت بالا، گاهی اوقات ماشینکاری نیمه دقیق ثانویه و به دنبال آن ماشینکاری دقیق مورد نیاز است. پس از ماشینکاری خشن، قطعات را می توان به طور طبیعی خنک کرد تا تنش داخلی ایجاد شده توسط ماشینکاری خشن از بین برود و تغییر شکل کاهش یابد. حاشیه باقی مانده پس از ماشینکاری خشن باید بیشتر از تغییر شکل باشد، معمولاً 1-2 میلی متر. در حین ماشینکاری دقیق، سطح قطعات باید مقدار یکنواخت ماشینکاری را حفظ کند، که عموماً از 0}.2 تا 0.5 میلی متر متغیر است تا ابزار برش در طول فرآیند ماشینکاری در حالت پایدار بماند. این می تواند تا حد زیادی تغییر شکل برش را کاهش دهد، کیفیت ماشینکاری سطح خوبی را به دست آورد و دقت محصول را تضمین کند.
مهارت های عملیاتی برای کاهش تغییر شکل ماشینکاری
تغییر شکل قطعات آلومینیومی در حین فرآیند ماشینکاری تنها به دلایل فوق نیست، بلکه به دلیل اهمیت روش های عملیاتی در عملیات عملی نیز می باشد.
1. برای قطعات با ظرفیت ماشینکاری زیاد، به منظور داشتن شرایط اتلاف حرارت بهتر در طول فرآیند ماشینکاری و جلوگیری از تمرکز گرما، باید از ماشینکاری متقارن در حین ماشینکاری استفاده شود. اگر ورق فلزی به ضخامت 90 میلی‌متر وجود دارد که باید تا ۶۰ میلی‌متر ماشین‌کاری شود، اگر یک طرف آسیاب شود و طرف دیگر فوراً آسیاب شود، و هنگام ماشین‌کاری تا اندازه نهایی در یک مرحله، صافی به ۵ میلی‌متر برسد. اگر از ماشینکاری متقارن تغذیه مکرر استفاده شود، هر طرف دو بار تا اندازه نهایی ماشینکاری می شود و صافی 0.3 میلی متر را تضمین می کند.
2. در صورت وجود حفره های متعدد بر روی قطعه ورق، استفاده از روش پردازش متوالی یک حفره برای هر حفره در حین پردازش توصیه نمی شود، زیرا به راحتی می تواند باعث ایجاد تنش ناهموار بر روی قطعه و تغییر شکل شود. با اتخاذ چندین لایه پردازش، هر لایه به طور همزمان به تمام حفره ها تا حد امکان پردازش می شود و سپس لایه بعدی پردازش می شود تا قطعات به طور یکنواخت تحت فشار قرار گیرند و تغییر شکل کاهش یابد.
3. با تغییر مقدار برش نیروی برش و حرارت برش را کاهش دهید. در بین سه عنصر پارامترهای برش، تغذیه پشتی تأثیر قابل توجهی بر نیروی برش دارد. اگر کمک ماشینکاری بیش از حد زیاد باشد و نیروی برش یک پاس بیش از حد زیاد باشد، نه تنها باعث تغییر شکل قطعات می شود، بلکه بر استحکام دوک ماشین ابزار تاثیر می گذارد و دوام ابزار را کاهش می دهد. اگر میزان برش پشتی کاهش یابد، راندمان تولید را بسیار کاهش می دهد. با این حال، فرز با سرعت بالا معمولا در ماشینکاری CNC برای غلبه بر این چالش استفاده می شود. در حالی که میزان برش برگشتی کاهش می یابد، تا زمانی که نرخ تغذیه به طور متناظر افزایش یابد و سرعت دستگاه افزایش یابد، می توان نیروی برش را کاهش داد و در عین حال از راندمان ماشینکاری اطمینان حاصل کرد.
4. ترتیب برش نیز باید به دقت در نظر گرفته شود. ماشینکاری خشن بر بهبود راندمان ماشینکاری و پیگیری نرخ برش در واحد زمان تاکید دارد. به طور کلی می توان از فرز معکوس استفاده کرد. مواد اضافی را با بیشترین سرعت و در کمترین زمان ممکن بر روی سطح خالی برش دهید و اساساً خطوط هندسی مورد نیاز برای ماشینکاری دقیق را تشکیل دهید. ماشینکاری دقیق بر دقت و کیفیت بالا تاکید دارد و توصیه می شود از فرز رو به جلو استفاده شود. از آنجایی که ضخامت برش دندانه های کاتر به تدریج از ماکزیمم به صفر کاهش می یابد، درجه سختی کار بسیار کاهش می یابد و در عین حال میزان تغییر شکل قطعات را نیز کاهش می دهد.
5. قطعات کار با دیواره نازک در حین ماشینکاری به دلیل گیره دچار تغییر شکل می شوند که اجتناب از آن حتی در حین ماشینکاری دقیق دشوار است. برای به حداقل رساندن تغییر شکل قطعه کار، می توان قسمت گیره را قبل از رسیدن به اندازه نهایی در حین ماشینکاری دقیق شل کرد و به قطعه کار اجازه داد آزادانه به حالت اولیه خود بازگردد. سپس می توان آن را کمی سفت کرد تا اطمینان حاصل شود که قطعه کار محکم بسته شده است (کاملاً بر اساس احساس دست) که می تواند به اثر ماشینکاری مورد نظر دست یابد. به طور خلاصه، بهترین کار این است که نیروی گیره روی سطح نگهدارنده عمل کند و نیروی گیره باید در جهت صلبیت خوب قطعه کار عمل کند. با فرض اطمینان از شل نشدن قطعه کار، هر چه نیروی گیره کمتر باشد، بهتر است.
6. هنگام پردازش قطعات با یک حفره، توصیه می شود اجازه ندهید که فرز به طور مستقیم مانند مته به قطعه نفوذ کند، در نتیجه فضای تراشه کافی برای فرز برش، براده برداری ناصاف، گرم شدن بیش از حد، انبساط، شکستن ابزار و موارد دیگر ایجاد شود. پدیده های نامطلوب ابتدا از یک مته هم اندازه یا یک سایز بزرگتر از فرز برای سوراخ کردن سوراخ ابزار استفاده کنید و سپس از فرز برای آسیاب آن استفاده کنید. روش دیگر، نرم افزار CAM می تواند برای تولید برنامه های برش مارپیچی استفاده شود.