אוסף שלם של טכניקות עיבוד מוצרי אלומיניום

אלומיניום הוא חומר המתכת הנפוץ והנפוץ ביותר מבין המתכות הלא ברזליות, וטווח היישום שלו מתרחב כל הזמן. מוצרי האלומיניום המיוצרים באמצעות חומרי אלומיניום הם מגוונים ואינספור, עם למעלה מ-700000 סוגים לפי הסטטיסטיקה. מתעשיית הבנייה והקישוט ועד לתעשיות התחבורה והחלל, לתעשיות שונות יש צרכים שונים. היום, העורך יציג את טכנולוגיית העיבוד של מוצרי אלומיניום וכיצד להימנע מעיוות עיבוד.
היתרונות והמאפיינים של האלומיניום הם כדלקמן:
1. צפיפות נמוכה. צפיפות האלומיניום היא בערך 2.7g/cm3. הצפיפות שלו היא רק שליש מזו של ברזל או נחושת.
2. פלסטיות גבוהה. לאלומיניום יש גמישות טובה וניתן להפוך אותו למוצרים שונים באמצעות שיטות עיבוד לחץ כגון אקסטרוזיה ומתיחה.
3. עמידות בפני קורוזיה. אלומיניום הוא מתכת בעלת מטען שלילי ביותר, היוצרת סרט תחמוצת מגן על פני השטח שלה בתנאים טבעיים או בחמצון אנודי, ובעלת עמידות בפני קורוזיה טובה בהרבה מפלדה.
4. קל לחיזוק. החוזק של אלומיניום טהור אינו גבוה, אך ניתן לשפר אותו על ידי אילגון.
5. טיפול משטח קל. טיפול פני השטח יכול לשפר או לשנות עוד יותר את תכונות פני השטח של האלומיניום. תהליך אילגון האלומיניום הוא די בוגר ויציב בפעולה, ונעשה בו שימוש נרחב בעיבוד מוצרי אלומיניום.
6. מוליכות טובה, קל למיחזור.
טכנולוגיית עיבוד מוצרי אלומיניום
ניקוב של מוצרי אלומיניום
1. ניקוב קר
השתמש בחלקיקי אלומיניום חומריים. שימוש במכונות אקסטרוזיה ותבניות ליציקה חד פעמית מתאים למוצרים גליליים או צורות מוצר שקשה להשיג בתהליכי מתיחה כמו מוצרים אליפטיים, מרובעים ומלבניים. (כפי שמוצג באיור 1 מכונה, איור 2 חלקיק אלומיניום, ואיור 3 מוצר)
הטונאז' של המכונה שבה נעשה שימוש קשור לשטח החתך של המוצר. הפער בין אגרוף התבנית העליון לפלדת הטונגסטן התחתון הוא עובי הדופן של המוצר, והפער האנכי למרכז המלח התחתון כאשר לוחצים על אגרוף התבנית העליון ופלדת הטונגסטן התחתון הוא העובי העליון של המוצר . (כפי שמוצג באיור 4)

יתרונות: מחזור פתיחת תבניות קצר ועלות פיתוח נמוכה יותר בהשוואה לתבניות מתיחה.
חסרונות: תהליך הייצור ארוך, גודל המוצר משתנה מאוד במהלך התהליך ועלות העבודה גבוהה.
2. מתיחה
השתמש בחומר יריעות אלומיניום. שימוש במכונת יציקה רציפה ותבנית לעיוותים מרובים כדי לעמוד בדרישות הצורה, מתאים לגופים לא גליליים (מוצרי אלומיניום עם כיפוף). (כפי שמוצג באיור 5 מכונה, איור 6 תבנית ואיור 7 מוצר)

יתרונות: למוצרים מורכבים ועיוותים חוזרים יש שליטה מימדית יציבה במהלך תהליך הייצור, ומשטח המוצר חלק יחסית.
חסרונות: עלות עובש גבוהה, מחזור פיתוח ארוך יחסית, דרישות גבוהות לבחירת מכונות ודיוק.
טיפול פני השטח של מוצרי אלומיניום
1. התזת חול (התזת ירייה)
תהליך הניקוי והחיספוס של משטחי מתכת תוך שימוש בהשפעה של זרימת חול במהירות גבוהה.
שיטה זו של טיפול משטח עבור חלקי אלומיניום יכולה להשיג מידה מסוימת של ניקיון וחספוס שונה על פני השטח של חומר העבודה, לשפר את התכונות המכניות של משטח היצירה, ובכך לשפר את עמידות העייפות של חומר העבודה, להגביר את הידבקותו לציפוי, הארכת עמידות הציפוי, וגם הקלה על פילוס וקישוט הציפוי. לעתים קרובות אנו רואים תהליך זה במוצרים שונים של אפל.
2. פוליש
שיטת עיבוד שמשתמשת באפקטים מכניים, כימיים או אלקטרוכימיים כדי להפחית את חספוס פני השטח של חלקי עבודה, על מנת לקבל משטח בהיר ושטוח. תהליך הליטוש כולל בעיקר ליטוש מכני, ליטוש כימי וליטוש אלקטרוליטי. חלקי אלומיניום יכולים להשיג אפקט דמוי מראה הדומה לנירוסטה לאחר ליטוש מכני וליטוש אלקטרוליטי. תהליך זה נותן לאנשים תחושה של עתיד יוקרתי, פשוט ואופנתי.
3. ציור תיל
שרטוט חוטי מתכת הוא תהליך הייצור של גירוד שוב ושוב של לוחות אלומיניום עם נייר זכוכית כדי ליצור קווים. ניתן לחלק את הציור לציור קו ישר, ציור קו לא סדיר, ציור קו ספירלי וציור חוט. תהליך ציור חוטי מתכת יכול להראות בבירור כל זכר זעיר, ובכך להעניק ברק שיער עדין במט המתכת, והמוצר משלב אופנה וטכנולוגיה.
4. חיתוך מבריק
באמצעות מכונת גילוף מדויקת, סכין היהלום מחוזק על הציר המסתובב במהירות גבוהה (בדרך כלל 20000 סל"ד) של מכונת הגילוף המדויק כדי לחתוך חלקים, יצירת אזורים בהירים מקומיים על פני המוצר. הבהירות של הדגשות החיתוך מושפעת ממהירות מקדחת הכרסום. ככל שמהירות המקדחה מהירה יותר, כך גולת הכותרת של החיתוך בהירה יותר, בעוד שההיפך הוא הנכון, מה שהופך אותו לכהה יותר ונוטה יותר לקווי כלים. חיתוך מבריק ומבריק נפוצים במיוחד ביישומים של טלפונים ניידים, כמו אייפון 5. בשנים האחרונות, כמה מסגרות מתכת לטלוויזיה יוקרתיות אימצו טכנולוגיית כרסום מבריק, בשילוב עם תהליכי אילגון ושרטוט תיל, מה שהופך את אוברול טלוויזיה מלא אופנה וחדות טכנולוגית.
5. אנודיזציה
אנודיזציה מתייחסת לחמצון אלקטרוכימי של מתכות או סגסוגות, שבה אלומיניום וסגסוגותיו יוצרים סרט תחמוצת על מוצרי אלומיניום (אנודות) תחת אלקטרוליטים מתאימים ותנאי תהליך ספציפיים עקב פעולת הזרם המופעל. אילגון לא רק פותר את הפגמים בקשיות פני השטח ועמידות הבלאי של האלומיניום, אלא גם מאריך את חיי השירות שלו ומשפר את האסתטיקה שלו. זה הפך לחלק הכרחי בטיפול משטחי אלומיניום והוא כיום התהליך הנפוץ והמוצלח ביותר.
6. אנודה בצבע כפול
אנודה בשני צבעים מתייחסת לאלגון מוצר ולהקצאת צבעים שונים לאזורים ספציפיים. תהליך האנודיזציה בצבע כפול נמצא פחות בשימוש בתעשיית הטלוויזיה בשל מורכבותו ועלותו הגבוהה; אבל הניגוד בין שני הצבעים משקף טוב יותר את המראה היוקרתי והייחודי של המוצר.
אמצעי תהליך ומיומנויות תפעוליות להפחתת עיוות עיבוד אלומיניום
ישנן סיבות רבות לעיוות של חלקי אלומיניום במהלך העיבוד, הקשורות לחומר, צורת החלק, תנאי הייצור וכו'. יש בעיקר את ההיבטים הבאים: דפורמציה שנגרמה מלחץ פנימי בחסר, עיוות הנגרם מכוח חיתוך וחיתוך חום, ועיוות הנגרם על ידי כוח הידוק.
תהליכי תהליך להפחתת דפורמציה בעיבוד
1. הפחת את הלחץ הפנימי של גידול צמר
טיפול בהזדקנות טבעית או מלאכותית ורטט יכול להעלים חלקית את הלחץ הפנימי של הריק. עיבוד מקדים הוא גם שיטת תהליך יעיל. בשל השוליים הגדולים, יש גם כמות גדולה של דפורמציה לאחר עיבוד עבור החלקים הגסים של הראש השמן והאוזניים הגדולות. אם החלקים העודפים של הריק מעובדים מראש והעודף של כל חלק מצטמצם, זה לא רק יכול להפחית את עיוות העיבוד של תהליכים הבאים, אלא גם לשחרר קצת מתח פנימי לאחר שהושאר למשך פרק זמן לאחר עיבוד מוקדם.
2. שיפור יכולת החיתוך של כלי חיתוך
לפרמטרים החומריים והגיאומטריים של כלי חיתוך יש השפעה חשובה על כוח החיתוך וחום החיתוך. הבחירה הנכונה של כלי חיתוך חיונית להפחתת עיוות עיבוד החלקים.
1) בחר באופן סביר את הפרמטרים הגיאומטריים של כלי החיתוך.
① זווית קדמית: תוך שמירה על חוזק קצה החיתוך, בחירה בזווית קדמית גדולה יותר יכולה לא רק לחדד את הקצה, אלא גם להפחית את עיוות החיתוך, מה שהופך את הסרת השבבים לחלקה, ובכך להפחית את כוח החיתוך וטמפרטורת החיתוך. הימנע משימוש בכלי זווית גריפה שלילית.
② זווית גב: לגודל זווית הגב יש השפעה ישירה על הבלאי של משטח החיתוך האחורי ועל איכות המשטח המעובד. עובי החיתוך הוא תנאי חשוב לבחירת זווית הגב. במהלך כרסום גס, בשל קצב הזנה גדול, עומס חיתוך כבד וייצור חום גבוה, נדרש שהכלי יכלול תנאי פיזור חום טובים. לכן, יש לבחור זווית גב קטנה יותר. בעת כרסום מדויק, נדרש קצה חד כדי להפחית את החיכוך בין משטח החיתוך האחורי למשטח העיבוד, ולהפחית עיוות אלסטי. לכן, יש לבחור זווית גב גדולה יותר.
③ זווית ספירלה: כדי להבטיח כרסום חלק ולהפחית את כוח הכרסום, יש לבחור את זווית הספירלה בגדול ככל האפשר.
④ זווית הסטייה העיקרית: הקטנת זווית הסטייה העיקרית כראוי יכולה לשפר את תנאי פיזור החום ולהוריד את הטמפרטורה הממוצעת של אזור העיבוד.
2) שיפור מבנה הכלי.
① צמצם את מספר שיני חותך הכרסום והגדל את שטח החזקת השבב. בשל הפלסטיות הגבוהה של חומרי אלומיניום, קיים עיוות חיתוך משמעותי במהלך העיבוד, המצריך חלל אחזקת שבבים גדול יותר. לכן, רצוי להצטייד ברדיוס תחתון של חריץ מחזיק שבב גדול יותר ופחות שיני חותך כרסום.
② שחיקה עדינה של שיני להב. ערך החספוס של קצה החיתוך של שיני החותך צריך להיות פחות מ-Ra=0.4um. לפני השימוש בסכין חדשה, יש להשתמש באבן שמן עדינה כדי לטחון בעדינות את החלק הקדמי והאחורי של שיני הלהב כמה פעמים כדי למנוע קרעים שנותרו ושינונים קלים בעת שחיקת שיני הלהב. בדרך זו, לא רק ניתן להפחית את חום החיתוך, אלא גם עיוות חיתוך קטן יחסית.
③ שליטה קפדנית בתקני הבלאי של כלי חיתוך. לאחר שחיקת הכלים, ערך החספוס של חומר העבודה עולה, טמפרטורת החיתוך עולה, והדפורמציה של חומר העבודה עולה בהתאם. לכן, בנוסף לבחירת חומרי כלי עם עמידות בפני שחיקה טובה, תקן בלאי הכלים לא יעלה על 0.2 מ"מ, אחרת קל לייצר משקעי שבבים. במהלך החיתוך, הטמפרטורה של חומר העבודה בדרך כלל לא תעלה על 100 מעלות כדי למנוע דפורמציה.
3. שיפור שיטת ההידוק של חלקי עבודה
עבור חלקי אלומיניום דקים עם קשיחות ירודה, ניתן להשתמש בשיטות ההידוק הבאות כדי להפחית דפורמציה:
① עבור חלקי תוחם בעלי דופן דקה, אם נעשה שימוש בצ'אק מרוכז בעצמו עם שלוש לסתות או במחבק קפיצי כדי להידוק רדיאלי, לאחר שחרור לאחר העיבוד, חומר העבודה יתעוות בהכרח. בשלב זה, יש להשתמש בשיטה של ​​דחיסה של פנים הקצה הצירי בקשיחות טובה. בעזרת החור הפנימי של החלק למיקום, צור פיר מושחל והכנס אותו לחור הפנימי של החלק. השתמש בצלחת כיסוי כדי ללחוץ בחוזקה על פני הקצה ולאחר מכן הדק אותו עם אום. בעת עיבוד המעגל החיצוני, ניתן למנוע עיוות הידוק, ובכך להשיג דיוק עיבוד משביע רצון.
② בעת עיבוד חלקי עבודה של לוחות דקים בעלי דופן דקה, עדיף להשתמש בכוסות יניקה בוואקום כדי להשיג כוח הידוק מפוזר באופן שווה, ולאחר מכן להשתמש בכמויות חיתוך קטנות יותר לעיבוד, מה שיכול למעשה למנוע עיוות של חלק העבודה.
בנוסף, ניתן להשתמש גם בשיטת המילוי. כדי להגביר את קשיחות התהליך של חלקי עבודה עם קירות דקים, ניתן למלא מדיה בתוך חלק העבודה כדי להפחית את העיוות במהלך תהליכי הידוק וחיתוך. לדוגמה, הזרקת נמס אוריאה המכילה 3% עד 6% אשלגן חנקתי לתוך חומר העבודה, ולאחר העיבוד, טבילת חומר העבודה במים או אלכוהול יכולה להתמוסס ולשפוך את חומר המילוי.
4. סדרו את התהליך בצורה סבירה
במהלך חיתוך במהירות גבוהה, עקב קצבת עיבוד גדולה וחיתוך לסירוגין, תהליך הכרסום יוצר לעתים קרובות רטט, המשפיע על דיוק העיבוד וחספוס פני השטח. לכן, ניתן לחלק את תהליך החיתוך המהיר CNC בדרך כלל לעיבוד גס, עיבוד חצי דיוק, עיבוד שבבי לניקוי פינות, עיבוד שבבי מדויק ותהליכים אחרים. עבור חלקים עם דרישות דיוק גבוהות, לפעמים נדרש עיבוד חצי דיוק משני, ואחריו עיבוד מדויק. לאחר עיבוד גס, ניתן לקרר את החלקים באופן טבעי כדי למנוע את הלחץ הפנימי הנוצר מעיבוד גס ולהפחית את העיוות. השוליים שנותרו לאחר עיבוד גס צריכים להיות גדולים מהדפורמציה, בדרך כלל 1-2 מ"מ. במהלך עיבוד מדוייק, פני החלקים צריכים לשמור על קצב עיבוד אחיד, בדרך כלל נע בין 0.2 ל-0.5 מ"מ, כדי לשמור על כלי החיתוך במצב יציב במהלך תהליך העיבוד. זה יכול להפחית מאוד את עיוות החיתוך, להשיג איכות עיבוד משטח טובה ולהבטיח את הדיוק של המוצר.
מיומנויות תפעוליות להפחתת דפורמציה בעיבוד שבבי
העיוות של חלקי אלומיניום במהלך תהליך העיבוד נובע לא רק מהסיבות לעיל, אלא גם בשל החשיבות של שיטות תפעול בפעולות מעשיות.
1. עבור חלקים עם קצבת עיבוד גדולה, על מנת לקבל תנאי פיזור חום טובים יותר במהלך תהליך העיבוד ולהימנע מריכוז חום, יש להשתמש בעיבוד סימטרי במהלך העיבוד. אם יש גיליון מתכת בעובי 90 מ"מ שצריך לעבד במכונה ל-60 מ"מ, אם צד אחד כרסם והצד השני כרסם מיד, והשטוח מגיע ל-5 מ"מ בעת עיבוד לגודל הסופי במכה אחת; אם נעשה שימוש בעיבוד סימטרי של הזנה חוזרת ונשנית, כל צד מעובד פעמיים לגודל הסופי, מה שמבטיח שטוחות של 0.3 מ"מ.
2. אם ישנם חללים מרובים על חלק הפח, לא כדאי להשתמש בשיטת העיבוד הרציף של חלל אחד עבור כל חלל במהלך העיבוד, שכן הדבר עלול בקלות לגרום ללחץ לא אחיד על החלק ועיוות. אימוץ שכבות מרובות של עיבוד, כל שכבה מעובדת בו זמנית לכל החללים ככל האפשר, ולאחר מכן השכבה הבאה מעובדת כדי להפוך את החלקים למתח אחיד ולהפחית דפורמציה.
3. הפחת את כוח החיתוך וחום החיתוך על ידי שינוי כמות החיתוך. בין שלושת האלמנטים של פרמטרי חיתוך, להזנה האחורית יש השפעה משמעותית על כוח החיתוך. אם קצבת העיבוד גדולה מדי וכוח החיתוך של מעבר בודד גדול מדי, זה לא רק יגרום לעיוות של החלקים, אלא גם ישפיע על קשיחות ציר כלי המכונה ויפחית את עמידות הכלי. אם כמות החיתוך האחורי מצטמצמת, זה יפחית מאוד את יעילות הייצור. עם זאת, כרסום במהירות גבוהה משמש בדרך כלל בעיבוד CNC כדי להתגבר על אתגר זה. תוך הפחתת כמות החיתוך האחורי, כל עוד קצב ההזנה גדל בהתאם ומהירות המכונה מוגברת, ניתן להפחית את כוח החיתוך תוך הבטחת יעילות העיבוד.
4. גם סדר החיתוך צריך להיחשב היטב. עיבוד גס שם דגש על שיפור יעילות העיבוד והקפדה על קצב חיתוך ליחידת זמן. בדרך כלל, ניתן להשתמש בכרסום הפוך. חותכים את החומר העודף על פני הריק במהירות המהירה ביותר ובזמן הקצר ביותר האפשרי, ובעצם יוצרים את קווי המתאר הגיאומטריים הנדרשים לעיבוד מדויק. עיבוד שבבי מדויק שם דגש על דיוק ואיכות גבוהים, ורצוי להשתמש בכרסום קדימה. מכיוון שעובי החיתוך של שיני החותך יורד בהדרגה ממקסימום לאפס במהלך כרסום קדימה, מידת התקשות העבודה מצטמצמת מאוד, תוך הפחתת מידת העיוות של החלקים.
5. חלקי עבודה דקי דופן עוברים דפורמציה במהלך העיבוד עקב הידוק, שקשה להימנע ממנו גם במהלך עיבוד מדויק. כדי למזער את העיוות של חומר העבודה, ניתן לשחרר את חלק ההידוק לפני הגעה לגודל הסופי במהלך עיבוד מדויק, מה שמאפשר לחומר לחזור בחופשיות למצבו המקורי. לאחר מכן, ניתן להדק אותו מעט כדי להבטיח שחומר העבודה מהדק בחוזקה (בהתבסס לחלוטין על תחושת הידיים), מה שיכול להשיג את אפקט העיבוד הרצוי. בקיצור, עדיף שכוח ההידוק יפעל על המשטח התומך, וכוח ההידוק צריך לפעול בכיוון של קשיחות טובה של חומר העבודה. בהנחה של הבטחה שחומר העבודה אינו רופף, ככל שכוח ההידוק קטן יותר, כך טוב יותר.
6. כאשר מעבדים חלקים עם חלל, רצוי לא לתת לחותך הכרסום לחדור ישירות אל החלק כמו מקדחה, וכתוצאה מכך לא מספיק מקום שבב עבור חותך הכרסום, הסרת שבבים לא חלקה, התחממות יתר, התרחבות, שבירת כלי ועוד. תופעות שליליות. ראשית, השתמש במקדחה באותו גודל או בגודל אחד גדול מחותך הכרסום כדי לקדוח את חור הכלי, ולאחר מכן השתמש בחותך הכרסום כדי לכרסם אותו. לחלופין, ניתן להשתמש בתוכנת CAM לייצור תוכניות חיתוך ספירלה.