Každý ví, že v leteckém průmyslu se materiály z hliníkových slitin rozsáhlě používají ke snížení hmotnosti samotných leteckých komponent. Při přesném obrábění hliníkových slitin je však vzhledem k relativně velkému koeficientu roztažnosti materiálu náchylné k deformaci během tenkostěnného obrábění, zejména při použití volných kovacích polotovarů s velkými obráběcími přídavky, což činí problém deformace ještě výraznější.

1,Důvody pro způsobení deformace zpracování

Existuje vlastně mnoho důvodů deformace dílů hliníkové slitiny během zpracování, které souvisejí s materiálem, tvarem dílů a různými výrobními podmínkami, jako je výkon řezné kapaliny. Shrnuto, obsahuje zhruba následující body: deformace vnitřního napětí polotovaru, řezná síla, řezné teplo a deformace způsobená upnutím.

2,Procesní opatření, která mají být vyvinuta pro snížení deformace obrábění

1. Snížit vnitřní napětí polotovaru

Můžeme použít přirozené nebo umělé stárnutí a vibrační ošetření k částečnému odstranění vnitřního namáhání polotovaru. Účinnou metodou procesu je také předzpracování. U větších polotovarů vzhledem k velkému okraji dochází také k výrazné deformaci po zpracování. Pokud předem zpracováváme přebytečné části blanku a snížíme okraj každého dílu, můžeme nejen snížit deformaci obrábění v budoucích procesech, ale můžeme také uvolnit určité vnitřní napětí po předzpracování a po určitou dobu ho ponechat.

2. Může zlepšit řeznou schopnost řezných nástrojů

Materiálové a geometrické parametry řezných nástrojů mají významný vliv na řeznou sílu a řezné teplo a správný výběr řezných nástrojů je klíčový pro snížení deformace obrábění dílů.

① Rozumně zvolte geometrické parametry řezného nástroje

Přední úhel: Při zachování pevnosti čepele může výběr o něco většího předního úhlu nejen ostřit řeznou hranu, ale také snížit deformaci řezu, čímž je odstranění třísek hladší a nakonec snížit řeznou sílu a teplo. Nikdy nepoužívejte nářadí s negativním předním úhlem.

Zadní roh: Velikost zadního rohu má přímý vliv na opotřebení zadní řezné plochy a kvalitu obráběného povrchu. Tloušťka řezu je důležitou podmínkou pro výběr úhlu zadní strany. Při hrubém frézování jsou kvůli velkému posuvu, vysokému řeznému zatížení a vysoké generaci tepla vyžadovány dobré podmínky odvodu tepla nástroje, proto by měl být zvolen menší úhel zadní strany. Při přesném frézování je nutné, aby byla řezná hrana ostrá, což snižuje tření mezi zadní řeznou plochou a obráběcí plochou a minimalizuje elastickou deformaci. Proto by měl být zvolen větší zadní úhel.

Spirálový úhel: Pro zajištění hladkého frézování a snížení frézovací síly by měl být spirálový úhel zvolen co největší.

Úhel olova: Vhodné snížení úhlu olova může efektivně zlepšit podmínky odvodu tepla a snížit průměrnou teplotu v oblasti zpracování.

② Zlepšit strukturu nástroje

Snižte počet zubů frézy a zvětšte prostor třísek. Vzhledem k vysoké plasticitě hliníkových slitin a výrazné deformaci řezu během zpracování je vyžadován větší prostor třísek, proto je vhodnější mít větší spodní poloměr drážky třísek a méně zubů frézky. Například frézy s průměrem menším než 20mm používají dva zuby; Pro frézky s průměrem 30-60mm je lepší použít tři zuby, aby se zabránilo deformaci tenkostěnných součástí hliníkové slitiny způsobené ucpáváním třísek.

Přesné broušení zubů: Hodnota drsnosti řezné hrany zubů by měla být menší než Ra=0,4um. Před použitím nového nože by měl být lehce broušen jemným olejovým kamenem před a za zuby, aby se odstranily otřepy a lehké zuby, které zůstaly během broušení. Tímto způsobem lze nejen snížit řezné teplo, ale také relativně malá deformace řezu.

Přísná kontrola norem opotřebení nástroje: Po opotřebení nástroje se zvyšuje hodnota drsnosti povrchu obrobku, zvyšuje se teplota řezu a odpovídajícím způsobem se zvyšuje deformace obrobku. Proto kromě výběru materiálů nástrojů s dobrou odolností proti opotřebení by norma opotřebení nástroje neměla překročit 0,2mm, jinak je snadné vytvořit usazeniny třísek. Při řezání by teplota obrobku obvykle neměla překročit 100℃ aby se zabránilo deformaci.

③ Zlepšit způsob upínání obrobků

U tenkostěnných obrobků z hliníkové slitiny se špatnou tuhostí lze ke snížení deformace použít následující upínací metody:

U tenkostěnných obložených částí, pokud se k radiálnímu upínání použije samostředné sklíčidlo tří čelistí nebo pružinové sklíčidlo, po uvolnění po zpracování se obrobek nevyhnutelně deformuje. V tomto bodě by měla být použita metoda stlačení axiální koncové plochy s dobrou tuhostí. Pomocí vnitřního otvoru součásti pro polohování vytvořte závit přes hřídel a vložte jej do vnitřního otvoru součásti. Použijte krycí desku pevně stlačte koncovou plochu a pak ji zpět utáhněte maticí. Při zpracování vnějšího kruhu lze zabránit deformaci upínání, čímž se dosáhne uspokojivé přesnosti obrábění.

Při zpracování tenkostěnných tenkostěnných obrobků z tenkých desek je nejlepší použít vakuové přísavky, abyste získali rovnoměrně rozloženou upínací sílu, a pak použít menší řezné množství k zpracování, což může účinně zabránit deformaci obrobku.

Kromě toho lze použít i metodu plnění. Pro zvýšení procesní tuhosti tenkostěnných obrobků lze média naplnit uvnitř obrobku, aby se snížilo deformace během upínacích a řezných procesů. Například vstřikování taveniny močoviny obsahující dusičnan draselný do obrobku a po zpracování ponoření obrobku do vody nebo alkoholu se může rozpustit a vylit plnicí materiál.

④ Přiměřeně uspořádat proces

Při vysokorychlostním řezání vzhledem k velkému obráběcímu přídavku a přerušovanému řezání dochází během frézovacího procesu často k vibracím, což ovlivňuje přesnost obrábění a drsnost povrchu. Takže vysokorychlostní řezací proces CNC lze obecně rozdělit na:; Hrubé obrábění, polopresné obrábění, čištění rohů, přesné obrábění a další procesy. U dílů s vysokými požadavky na přesnost je někdy před přesným obráběním vyžadováno sekundární polopresné obrábění. Po hrubém obrábění mohou díly přirozeně chladnout, eliminující vnitřní napětí generované hrubým obráběním a snižující deformaci. Zbývající příspěvek po hrubém obrábění by měl být větší než deformace, obvykle 1-2mm. Při přesném obrábění by povrch dílů měl udržovat rovnoměrný přípustek obrábění, obecně mezi 0.2-0.5mm, aby byly řezné nástroje v stabilním stavu během obráběcího procesu. To může výrazně snížit deformaci řezu, získat dobrou kvalitu obrábění povrchu a zajistit přesnost produktu.

3,Operační dovednosti

Kromě výše uvedených důvodů je metoda operace také velmi důležitá pro deformaci dílů hliníkových slitin během zpracování.

(1) U dílů s velkým přípustkem obrábění by mělo být přijato symetrické obrábění, aby bylo zajištěno lepší podmínky odvodu tepla a zabránilo koncentraci tepla během procesu obrábění. Pokud existuje 90mm silný plechový materiál, který je třeba zpracovat na 60mm, okamžitě frézujte druhou stranu po frézování jedné strany a zpracujte ji na konečnou velikost v jednom tahu, rovinnost dosáhne 5mm; Při opakovaném symetrickém obrábění je každá strana obráběna dvakrát na konečnou velikost, což zajišťuje rovnost 0,3mm.

(2) Snížit řeznou sílu a řezné teplo změnou řezných parametrů. Mezi třemi prvky řezných parametrů má množství zadního řezu významný vliv na řeznou sílu. Pokud je obráběcí příspěvek příliš velký a řezná síla jednoho průchodu je příliš vysoká, způsobí to nejen deformaci dílů, ale také ovlivní tuhost vřetena obráběcího stroje a sníží trvanlivost nástroje. Pokud se sníží množství zpětného řezání, výrazně sníží efektivitu výroby. Při CNC obrábění však může vysokorychlostní frézování tento problém překonat. Snížením množství zpětného řezání a odpovídajícím zvýšením posuvu a rychlosti stroje lze snížit řeznou sílu a současně zajistit efektivitu obrábění.

(3) Pokud je na plechových dílech více dutin, není vhodné během zpracování používat postupné zpracování jedné dutiny na dutinu, protože to může snadno způsobit nerovnoměrné rozložení síly a deformaci dílů. Při přijetí vrstveného vícenásobného zpracování se každá vrstva zpracovává současně do všech dutin co nejvíce, a pak je zpracována další vrstva, aby rovnoměrně rozložila sílu na díly a snížila deformaci.

(4) Tenkostěnné obrobky procházejí během obrábění deformací v důsledku upínání, které je obtížné vyhnout i při přesném obrábění. Pro minimalizaci deformace obrobku může být upínací díl mírně uvolněn před dosažením konečné velikosti přesného obrábění, což umožní obrobku volně vrátit do původního stavu. Poté může být mírně stlačen, dokud nebude moci obrobek pevně držet (zcela ručním dotykem), což může dosáhnout požadovaného efektu obrábění. Stručně řečeno, bod působení upínací síly je nejlepší na nosném povrchu a upínací síla by měla být aplikována ve směru dobré tuhosti obrobku. Na předpokladu zajištění, že se obrobek neuvolní, čím menší upínací síla, tím lépe.

(5) Pořadí řezání by mělo být také pečlivě zváženo. Hrubé obrábění klade důraz na zlepšení efektivity obrábění a sledování řezné rychlosti za jednotku času, obvykle pomocí reverzního frézování. Odříznutí přebytečného materiálu na povrchu polotovaru nejrychlejší rychlostí a v nejkratším čase, vytvoření geometrického konturu potřebného pro přesné obrábění. Přesné obrábění klade důraz na vysokou přesnost a vysokou kvalitu a doporučuje se používat sekvenční frézování. Vzhledem k tomu, že tloušťka řezu zubů se během frézování postupně snižuje z maximální na nulu, stupeň tvrzení práce se výrazně snižuje a stupeň deformace dílů se také snižuje.

(6) Při zpracovávání dílů s dutinami se snažte nenechat frézu přímo proniknout do dílu jako vrták, což může vést k nedostatečnému prostoru pro frézu, špatnému odstranění třísek, přehřátí, rozšíření, zlomení nástroje a dalším nepříznivým jevům. Nejprve k vyvrtání otvoru použijte vrták stejné velikosti nebo o jednu velikost větší než fréza a poté frézu použijte frézu. Alternativně lze spirálový řezací program vytvořit pomocí CAM softwaru.

4,4,Povrch obrobku se stává černým

Zpracování oxidace hliníku a lití hliníkových slitin se obecně provádí pomocí kovových forem. Kovové hliníkové a hliníkové slitiny mají dobrou tekutost a plasticita, ale jsou náchylné k černutí během používání z následujících důvodů:

(1) Nepřiměřený návrh procesu. Nesprávné čištění nebo kontrola tlaku lisovacích dílů hliníkové slitiny vytváří podmínky pro formu a černání, což urychluje tvorbu formy.

(2) Vnitřní faktory slitiny hliníku. Mnoho výrobců tlakových lití hliníkových slitin neprovádí žádné čisticí ošetření po tlakových litích a obráběcích procesech, nebo jednoduše opláchněte vodou, která nemůže dosáhnout důkladného čištění.Na povrchu tlakového lití hliníku jsou zbytkové korozivní látky, jako jsou uvolňovací prostředky, řezné kapaliny, saponifikační roztoky a další skvrny, které urychlují rychlost růstu forem a černutí dílů tlakové slitiny hliníku.

(3) Nedostatečné řízení skladu. Skladování tlakových litých dílů hliníkové slitiny v různých výškách ve skladu vede k různému stupni růstu forem.

(4) Externí environmentální faktory hliníkové slitiny. Hliník je reaktivní kov, který je vysoce náchylný k oxidaci, černutí nebo růstu plísní za určitých teplotních a vlhkostních podmínek, které jsou určeny vlastnostmi hliníku samotného.

(5) Nesprávný výběr čisticích prostředků. Vybraný čisticí prostředek má silnou korozivnost, způsobuje korozi a oxidaci tlakově litého hliníku.