Todo mundo sabe que na indústria da aviação, materiais de liga de alumínio são amplamente utilizados para reduzir o peso dos próprios componentes da aviação. No entanto, na usinagem de precisão de ligas de alumínio, devido ao coeficiente relativamente grande de expansão do material, a deformação é propensa a ocorrer durante a usinagem de paredes finas, especialmente ao usar espaços em branco de forjamento livre com grandes licenças de usinagem, tornando o problema da deformação ainda mais proeminente.

1,Razões para causar deformação de processamento

Existem realmente muitas razões para a deformação de peças de liga de alumínio durante o processamento, que estão relacionadas ao material, forma das peças e várias condições de produção, tais como o desempenho do fluido de corte. Em resumo, inclui aproximadamente os seguintes pontos: deformação de tensão interna do branco, força de corte, calor de corte e deformação causada pelo aperto.

2,Medidas de processo a serem desenvolvidas para reduzir a deformação de usinagem

1. Para reduzir o estresse interno do branco

Podemos usar envelhecimento natural ou artificial e tratamento de vibração para eliminar parcialmente o estresse interno do branco. O pré-processamento também é um método de processo eficaz. Para espaços em branco maiores, devido à grande margem, também há deformação significativa após o processamento. Se pré-processarmos as peças excedentes do branco e reduzirmos a margem de cada peça, não só podemos reduzir a deformação de usinagem em processos futuros, mas também podemos liberar algum estresse interno após o pré-processamento e deixá-lo por um período de tempo.

2. pode melhorar a capacidade de corte de ferramentas de corte

Os parâmetros materiais e geométricos das ferramentas de corte têm um impacto significativo na força de corte e no calor de corte, e a seleção correta das ferramentas de corte é crucial para reduzir a deformação de usinagem das peças.

① Escolha razoavelmente os parâmetros geométricos da ferramenta de corte

Ângulo frontal: Ao manter a força da lâmina, escolher um ângulo frontal ligeiramente maior pode não só afiar a borda de corte, mas também reduzir a deformação de corte, tornando a remoção de cavacos mais suave e, finalmente, reduzindo a força de corte e o calor. Nunca use ferramentas com ângulos frontais negativos.

Canto traseiro: O tamanho do canto traseiro tem um impacto direto no desgaste da superfície de corte traseira e na qualidade da superfície usinada. A espessura de corte é uma condição importante para selecionar o ângulo traseiro. Durante a fresagem áspera, devido à grande taxa de alimentação, carga de corte pesada e alta geração de calor, boas condições de dissipação de calor da ferramenta são necessárias. Durante a fresagem de precisão, é necessário que a aresta de corte seja afiada, reduzindo o atrito entre a superfície de corte traseira e a superfície de usinagem, e minimizando a deformação elástica, portanto, um ângulo traseiro maior deve ser escolhido.

Ângulo espiral: Para garantir uma fresagem suave e reduzir a força de fresagem, o ângulo espiral deve ser selecionado o maior possível.

Ângulo de chumbo: Reduzir adequadamente o ângulo de chumbo pode efetivamente melhorar as condições de dissipação de calor e reduzir a temperatura média na área de processamento.

② Melhorar a estrutura da ferramenta

Reduza o número de dentes de fresa e aumente o espaço de cavacos. Devido à alta plasticidade dos materiais da liga de alumínio e deformação significativa do corte durante o processamento, um espaço maior do cavaco é necessário. Portanto, é preferível ter um raio inferior do sulco do cavaco maior e menos dentes da fresa. Por exemplo, fresas com um diâmetro inferior a 20mm usam dois dentes; É melhor usar três dentes para fresas com um diâmetro de 30-60mm para evitar a deformação de peças de liga de alumínio de paredes finas causadas pelo bloqueio de cavacos.

Dentes de afiação de precisão: O valor da rugosidade da borda de corte dos dentes deve ser inferior a Ra = 0,4um. Antes de usar uma faca nova, ela deve ser levemente moída com uma fina pedra oleosa na frente e atrás dos dentes para eliminar rebarbas e pequenas serrilhas deixadas durante a afiação. Desta forma, não só o calor de corte pode ser reduzido, mas a deformação de corte também é relativamente pequena.

Controle rigoroso dos padrões de desgaste da ferramenta: Após o desgaste da ferramenta, o valor da rugosidade da superfície da peça aumenta, a temperatura de corte aumenta e a deformação da peça aumenta em conformidade. Portanto, além de selecionar materiais de ferramenta com boa resistência ao desgaste, o padrão de desgaste da ferramenta não deve exceder 0,2mm, caso contrário, é fácil produzir depósitos de cavacos. Ao cortar, a temperatura da peça de trabalho geralmente não deve exceder 100 ℃ para evitar deformação.

① Melhorar o método de fixação das peças de trabalho

Para peças de liga de alumínio de parede fina com baixa rigidez, os seguintes métodos de fixação podem ser usados para reduzir a deformação:

Para peças de revestimento de paredes finas, se um mandril autocentralizador de três mandíbulas ou mandril de mola for usado para fixar radialmente, uma vez solto após o processamento, a peça de trabalho inevitavelmente se deformará. Neste ponto, o método de comprimir a face axial da extremidade com boa rigidez deve ser usado. Usando o orifício interno do componente para posicionamento, faça uma rosca através do eixo e insira-o no orifício interno do componente. Use uma placa de cobertura para pressionar firmemente a face final e, em seguida, aperte-o de volta com uma porca. Ao processar o círculo externo, a deformação de aperto pode ser evitada, conseguindo assim uma precisão de usinagem satisfatória.

Ao processar peças de chapa fina de parede fina, é melhor usar ventosas a vácuo para obter força de aperto uniformemente distribuída e, em seguida, usar quantidades de corte menores para processar, o que pode efetivamente impedir a deformação da peça de trabalho.

Além disso, o método de enchimento também pode ser usado. Para aumentar a rigidez do processo das peças de parede fina, os meios podem ser preenchidos dentro da peça para reduzir a deformação durante os processos de fixação e corte. Por exemplo, injetar ureia derretida contendo nitrato de potássio de 3% -6% na peça de trabalho e, após o processamento, imergir a peça em água ou álcool pode dissolver e derramar o material de enchimento.

① Organizar o processo de forma razoável

Durante o corte de alta velocidade, devido à grande franquia de usinagem e corte intermitente, a vibração geralmente ocorre durante o processo de fresagem, afetando a precisão da usinagem e a rugosidade da superfície. Assim, o processo de corte CNC de alta velocidade pode geralmente ser dividido em:; Usinagem áspera, usinagem de semiprecisão, limpeza de cantos, usinagem de precisão e outros processos. Para peças com requisitos de alta precisão, às vezes, a usinagem semiprecisão secundária é necessária antes da usinagem de precisão. Após usinagem áspera, as peças podem esfriar naturalmente, eliminando o estresse interno gerado pela usinagem áspera e reduzindo a deformação. A permissão restante após usinagem áspera deve ser maior do que a deformação, geralmente 1-2mm. Durante a usinagem de precisão, a superfície das peças deve manter uma permissão de usinagem uniforme, geralmente entre 0,2-0,5 mm, para manter as ferramentas de corte em um estado estável durante o processo de usinagem. Isso pode reduzir consideravelmente a deformação de corte, obter boa qualidade de usinagem de superfície e garantir a precisão do produto.

3,Competências operacionais

Além das razões mencionadas acima, o método de operação também é muito importante para a deformação de peças de liga de alumínio durante o processamento.

(1) Para peças com grande permissão de usinagem, a fim de fornecer melhores condições de dissipação de calor e evitar a concentração de calor durante o processo de usinagem, a usinagem simétrica deve ser adotada. Se houver um material de folha de 90mm de espessura que precise ser processado a 60mm, fresar imediatamente o outro lado após fresar um lado e processá-lo ao tamanho final de uma só vez, a planicidade atingirá 5mm; Se a usinagem simétrica repetida for usada, cada lado é usinado duas vezes até o tamanho final, garantindo uma planicidade de 0,3 mm.

(2) Reduza a força de corte e o calor de corte alterando parâmetros de corte. Entre os três elementos dos parâmetros de corte, a quantidade de corte traseiro tem um impacto significativo na força de corte. Se a permissão de usinagem for muito grande e a força de corte de uma passagem for muito alta, isso não só causará deformação das peças, mas também afetará a rigidez do eixo da máquina-ferramenta e reduzirá a durabilidade da ferramenta. Se a quantidade de corte traseiro for reduzida, reduzirá consideravelmente a eficiência da produção. No entanto, na usinagem CNC, a fresagem de alta velocidade pode superar esse problema. Ao reduzir a quantidade de corte traseiro e aumentar a taxa de alimentação e a velocidade da máquina em conformidade, a força de corte pode ser reduzida enquanto garante a eficiência da usinagem.

(3) Se houver múltiplas cavidades nas peças de chapa metálica, não é aconselhável usar o método de processamento sequencial de uma cavidade por cavidade durante o processamento, pois isso pode facilmente causar distribuição de força desigual e deformação das peças. Adotando o processamento múltiplo em camadas, cada camada é processada simultaneamente para todas as cavidades, tanto quanto possível, e então a próxima camada é processada para distribuir uniformemente a força nas peças e reduzir a deformação.

(4) As peças de parede fina sofrem deformação durante a usinagem devido ao aperto, o que é difícil de evitar mesmo durante a usinagem de precisão. Para minimizar a deformação da peça de trabalho, a peça de fixação pode ser afrouxada ligeiramente antes que a usinagem de precisão atinja o tamanho final, permitindo que a peça retorne livremente ao seu estado original. Em seguida, pode ser ligeiramente comprimida até que possa segurar a peça firmemente (completamente pela sensação manual), o que pode alcançar o efeito de usinagem desejado. Em suma, o ponto de aplicação da força de aperto é melhor na superfície de suporte, e a força de aperto deve ser aplicada na direção da boa rigidez da peça de trabalho. Na premissa de garantir que a peça de trabalho não afrouxe, quanto menor a força de aperto, melhor.

(5) A ordem de corte também deve ser cuidadosamente considerada. A usinagem bruta enfatiza a melhoria da eficiência da usinagem e a busca de uma taxa de corte por unidade de tempo, geralmente usando fresagem reversa. Cortar o excesso de material na superfície do bloco à velocidade mais rápida e no menor tempo, formando o contorno geométrico necessário para usinagem de precisão. A usinagem de precisão enfatiza alta precisão e alta qualidade, e é aconselhável usar fresagem sequencial. Como a espessura de corte dos dentes diminui gradualmente do máximo para zero durante a fresagem, o grau de endurecimento do trabalho é muito reduzido e o grau de deformação das peças também é reduzido.

(6) Ao processar peças com cavidades, tente não deixar que a fresa penetre diretamente a peça como uma broca, o que pode resultar em espaço insuficiente de cavacos para a fresa, má remoção de cavacos, superaquecimento, expansão, quebra da ferramenta e outros fenômenos adversos. Primeiro, use uma broca do mesmo tamanho ou um tamanho maior do que a fresa para perfurar o furo e, em seguida, use a fresa para fresar. Alternativamente, o programa de corte espiral pode ser produzido usando o software CAM.

4,A superfície da peça fica preta

O processamento de oxidação de alumínio e a carcaça da liga de alumínio são feitos geralmente usando moldes metálicos.O alumínio do metal e as ligas de alumínio têm boa fluidez e plasticidade, mas são propensas ao escurecimento durante o uso devido às seguintes razões:

(1) Projeto de processo irracional. Limpeza inadequada ou inspeção de pressão de peças de fundição de liga de alumínio cria condições para mofo e escurecimento, acelerando a formação de molde.

(2) Fatores internos da liga de alumínio. Muitos fabricantes de fundição sob pressão de liga de alumínio não realizam nenhum tratamento de limpeza após os processos de fundição e usinagem, ou simplesmente enxaguar com água, o que não pode alcançar uma limpeza completa. Existem substâncias corrosivas residuais, como agentes de liberação, fluidos de corte, soluções de saponificação e outras manchas na superfície do alumínio fundido sob pressão, que aceleram a velocidade de crescimento do molde e escurecimento de peças de fundição sob pressão de liga de alumínio.

(3) Gestão inadequada do armazém. Armazenar peças de fundição sob pressão de liga de alumínio em diferentes alturas no armazém resulta em graus variados de crescimento do molde.

(4) Fatores ambientais externos da liga de alumínio. O alumínio é um metal reativo que é altamente propenso à oxidação, escurecimento ou crescimento do molde sob certas condições de temperatura e umidade, que é determinado pelas características do próprio alumínio.

(5) Selecção inadequada de agentes de limpeza. O agente de limpeza selecionado tem forte corrosividade, causando corrosão e oxidação do alumínio fundido.