アルミニウムは非鉄金属の中で最も広く使用されている金属材料であり、その適用範囲はまだ拡大しています。アルミ素材で作られたアルミ製品にはたくさんの種類があります。統計によると、70万種類以上のアルミ製品があり、建設・装飾、運輸、航空宇宙など、さまざまな産業のニーズが異なります。本日は、アルミ製品の加工技術と加工変形を防ぐ方法をご紹介します。
アルミニウムの利点と特徴は次のとおりです。
- 1、低密度。アルミニウムの密度は約2.7g / cm3です。その密度は鉄または銅のわずか1/3です。
- 2、高い可塑性。アルミニウムは延性に優れており、押し出しや延伸などの圧力加工法により、さまざまな製品に加工することができます。
- 3、耐食性。アルミニウムは非常に負に帯電した金属です。自然条件下または陽極酸化により、表面に保護酸化皮膜が形成されます。鋼よりもはるかに優れた耐食性を備えています。
- 4、強化しやすい純アルミニウムの強度は高くありませんが、陽極酸化により強度を向上させることができます。
- 5、簡単な表面処理表面処理は、アルミニウムの表面特性をさらに改善または変更することができます陽極酸化プロセスは非常に成熟しており、安定した動作であり、アルミニウム製品の処理に広く使用されています
- 6、導電性が良く、リサイクルが容易です。
アルミ加工技術
アルミ製品のプレス加工
1、コールドパンチ
材料のアルミニウムペレットを使用してください。押出機と金型はワンタイム成形に使用され、楕円形、正方形、長方形の製品など、延伸プロセスでは実現が難しい円筒形の製品や製品の形状に適しています。
使用される機械のトン数は、製品の断面積に関連しています。上型パンチと下型タングステン鋼の間のギャップが製品の壁の厚さであり、上型パンチと下型タングステン鋼の間の下死点までの垂直方向のギャップが製品の上部の厚さです。
利点：ダイの開放期間が短く、ダイを引き抜くよりも開発コストが低くなります。
短所：製造工程が長く、製品サイズが大きく変動し、人件費が高くなります。
2、引張り
素材アルミスキンを使用。連続成形機と金型は、形状の要件を満たすために複数の変形に使用され、非円柱体（湾曲したアルミニウム材料を使用した製品）に適しています。 （写真5は機械、写真6は金型、写真7は製品）
利点：より複雑で複数の変形が発生した製品は、製造プロセス中に安定した寸法制御が可能であり、製品の表面がより滑らかになります。
短所：金型コストが高く、開発サイクルが比較的長く、機械の選択と精度に対する要件が高い。
アルミ製品の表面処理
1、サンドブラスト（ショットブラスト）
高速砂流の衝撃を利用して金属表面をきれいにし、粗くするプロセス。
このようにCNCアルミニウム部品を表面処理することで、ワークの表面にある程度の清浄度と異なる粗さを与え、ワーク表面の機械的特性を向上させ、ワークの耐疲労性を向上させ、ギャップを拡大することができます。それとコーティング。接着力は、コーティングフィルムの耐久性を拡張し、コーティングのレベリングと装飾にも役立ちます。このプロセスは、Appleのさまざまな製品でよく見られます。
2、研磨
機械的、化学的、または電気化学的効果を使用してワークピースの表面粗さを低減し、明るく滑らかな表面処理方法を実現します。研磨工程は、主に機械研磨、化学研磨、電解研磨に分けられます。アルミ部品は、機械研磨＋電解研磨後、ステンレス鋼の鏡面効果に近づけることができます。このプロセスは人々にハイエンドのシンプルさとスタイリッシュな未来の感覚を与えます。
3、伸線
金属線引きは、サンドペーパーで線からアルミニウム板を繰り返し削り取る製造プロセスです。伸線は、直線伸線、カオス伸線、スワール伸線、糸引抜に分けられます。金属線引き工程では、毎分ワイヤーマークがはっきりと見えるので、金属マットが細い髪のツヤで輝き、ファッション性と技術性を兼ね備えています。
4、ダイヤカット
ダイヤモンドナイフは、微細彫刻機の高速回転（通常20,000rpm）スピンドルで補強されて部品を切断し、製品の表面に局所的なハイライト領域が生成されます。切削ハイライトの明るさは、フライス盤の速度に影響されます。ドリル速度が速いほど、切削のハイライトが明るくなります。そうでない場合、ドリル速度が暗くなり、ツールマークが発生する可能性があります。高光沢および高光沢の切断は、iphone5などの携帯電話で特に使用されます。近年、一部のハイエンドTVメタルフレームは、高光沢のフライス盤技術を採用し、陽極酸化および延伸プロセスと組み合わせて、TV全体をファッションと技術的なシャープさで溢れさせています。
5、陽極酸化酸化
陽極酸化とは、金属または合金の電気化学的酸化を指します。アルミニウムとその合金は、対応する電解質と特定のプロセス条件下で印加電流の作用により、アルミニウム製品（アノード）上に酸化膜を形成します。陽極酸化は、アルミニウムの表面硬度と耐摩耗性の欠陥を解決するだけでなく、アルミニウムの耐用年数を延ばし、その美観を高めることができます。それはアルミニウム表面処理の不可欠な部分になり、現在最も広く使用され、非常に成功したプロセスです。
6、2色アノード
2色アルマイトとは、製品にアルマイトを施し、特定の領域に異なる色を割り当てることです。 2色アルマイト処理は、プロセスが複雑でコストが高いため、テレビ業界ではほとんど使用されていませんが、2色のコントラストにより、ハイエンド製品の独特の外観をよりよく反映できます。
アルミニウムの変形を減らすためのプロセス対策と操作技術
アルミ部品の機械加工変形には、材料部品の形状製作条件などに関係する多くの理由があります。主にブランクの内部応力による変形、切削力と切削熱による変形、型締力による変形があります。
加工変形を低減するためのプロセス対策
1、髪の文化の内部ストレスを軽減します
自然または人工のエージングおよび振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に取り除くことができます。前処理も効果的な処理方法です。頭が太く耳が大きいブランクの場合、マージンが大きいため、加工後の変形も大きくなります。ブランクの余分な部分を前処理し、各部分のマージンを減らすと、後続のプロセスの処理変形を減らすだけでなく、前処理後に内部応力の一部を解放することができます。期間。
2、工具の切削能力を向上させます
工具の材質と幾何学的パラメータは、切削抵抗と切削熱に重要な影響を及ぼします。部品の変形を減らすには、工具を正しく選択することが不可欠です。
1）工具形状パラメータを合理的に選択します。
- ①すくい角：刃先の強度を維持した状態で、すくい角を大きくするように適切に選択する必要があります。鋭利な刃先を研削できる一方で、切削変形を低減し、切りくずをスムーズに除去できるため、切削抵抗と切削温度を低減できます。負のすくい角工具は絶対に使用しないでください。
- ②クリアアングル：逃げ角の大きさは、逃げ面の摩耗や加工面の品質に直接影響します。切削厚さは、逃げ角を選択するための重要な条件です。荒削りでは、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱量が大きいため、工具の良好な放熱条件が求められます。したがって、逃げ角は小さく選択する必要があります。フライス盤を仕上げるときは、刃先を鋭くし、逃げ面と加工面の摩擦を減らし、弾性変形を減らす必要があります。したがって、逃げ角は大きく選択する必要があります。
- ③ねじれ角：フライス盤をスムーズにし、フライス盤力を低減するために、ねじれ角はできるだけ大きく選択する必要があります。
- ④入力角度：入力角度を適切に小さくすると、放熱条件が改善され、処理領域の平均温度が低くなります。
2）ツール構造の改善。
- ①フライスの歯数を減らし、切りくずスペースを増やします。アルミ材の塑性が大きいため、加工時の大きな切削変形には大きな切りくずスペースが必要となるため、切りくずポケットの底径を大きくし、フライスの歯数を少なくする必要があります。
- ②歯ぎしり。歯の刃先の粗さの値は、Ra = 0.4um未満である必要があります。新しいナイフを使用する前に、歯を研ぐときに残っているバリやわずかな鋸歯を取り除くために、細かいオイルストーンで歯の前後を軽く研ぐ必要があります。このようにして、切削熱を低減できるだけでなく、切削変形も比較的小さい。
- ③工具の摩耗基準を厳守してください。工具摩耗後、ワークの表面粗さ値が増加し、切削温度が上昇し、ワークの変形が増加します。したがって、耐摩耗性に優れた工具材料の選択に加えて、工具摩耗基準は0.2mmを超えてはなりません。そうしないと、構成刃先が簡単に生成されます。切断するとき、変形を防ぐために、ワークピースの温度は一般に100°Cを超えてはなりません。
3.ワークのクランプ方法の改善
剛性の低い薄肉のアルミニウムワークピースの場合、次のクランプ方法を使用して変形を減らすことができます。
- ①薄肉ブッシング部品の場合、3ジョーセルフセンタリングチャックまたはスプリングチャックを使用してラジアル方向からクランプすると、加工後に解放すると必然的にワークが変形します。このとき、軸方向の端面をより剛性の高い方法でプレスする方法を使用する必要があります。部品の内穴を見つけるには、マンドレルに自作のねじ山を作り、部品の内穴にスリーブを入れ、カバープレートを付けて端面を押してから、ナットで締めます。外側の円を加工する際のクランプ変形を回避できるため、十分な加工精度が得られます。
- ②薄肉・薄板のワークを加工する場合は、真空吸盤を使用してクランプ力を均等に分散させた後、ワークの変形を防ぐために少量の切削で加工するのが最適です。
また、梱包方法も使用できます。薄肉ワークのプロセス剛性を高めるために、ワーク内部に媒体を充填して、クランプおよび切断中のワークの変形を低減することができます。たとえば、3％から6％の硝酸カリウムを含む尿素溶融物をワークピースに注ぎ、処理後、ワークピースを水またはアルコールに浸してフィラーを溶解し、注ぎ出します。
4.プロセスの合理的な配置
高速切削では、加工代が大きく断続的に切削するため、フライス盤加工で振動が発生し、加工精度や表面粗さに影響を与えることがあります。したがって、CNC高速切削プロセスは、一般に、荒加工-半仕上げ加工-クリアコーナー加工-仕上げとその他のプロセスに分けることができます。高精度が要求される部品の場合、二次半仕上げを行ってから仕上げを行う必要がある場合があります。荒加工後、部品を自然に冷却することで、荒加工による内部応力を排除し、変形を低減します。荒加工後に残るマージンは、変形量より大きく、通常1〜2mmにする必要があります。仕上げ中、部品の仕上げ面は均一な加工許容値を維持する必要があります。通常、0.2〜0.5mmが適切です。これにより、加工プロセス中に工具が安定した状態になり、切削変形が大幅に減少し、良好な表面加工品質が得られます。 、および製品の精度を確保します。
加工変形を低減する操作技術
- 1.加工代が大きい部品の場合、加工時の放熱条件を良くし、熱の集中を避けるため、加工時は対称加工を使用する必要があります。厚さ90mmのシートで60mmに加工する必要がある場合、片面をフライス盤でもう片面をすぐにフライス盤で仕上げ、最終サイズを1回加工すると、平坦度は5mmになります。繰り返しフィード対称処理を使用する場合、各面は2回処理されます。最終サイズは0.3mmの平坦性を保証できます。
- 2.板金部品に複数のキャビティがある場合、加工中にキャビティごとの順次処理方法を使用することはお勧めできません。これにより、部品の不均一な応力や変形が発生しやすくなります。多層加工を採用し、各層を可能な限り同時にすべてのキャビティに加工し、次の層を加工して部品に均等な応力を加え、変形を低減します。
- 3.切削量を変えて、切削抵抗と切削熱を減らします。切削量の3つの要素のうち、バックカット量は切削抵抗に大きく影響します。加工代が大きすぎると、1パスの切削抵抗が大きくなり、部品が変形するだけでなく、工作機械の主軸の剛性に影響を与え、工具の耐久性が低下します。裏打ちするナイフの量を減らすと、生産効率が大幅に低下します。ただし、CNC加工での高速フライス盤は、この問題を克服できます。バックグラブの量を減らしながら、それに応じて送りを増やし、工作機械の速度を上げる限り、加工効率を確保しながら切削抵抗を減らすことができます。
- 4.ナイフの順序にも注意を払う必要があります。荒加工は、加工効率の向上と単位時間あたりの除去率の追求を重視しています。一般的に、逆フライス盤を使用することができます。それは、ブランクの表面にある余分な材料を最速の速度と最短時間で除去し、基本的に仕上げに必要な幾何学的輪郭を形成することです。仕上げの重点は高精度と高品質であり、ダウンミリングを使用する必要があります。ダウンミリングでは、カッターの歯の切削厚さが最大値からゼロまで徐々に減少するため、部品の変形度を低減しながら、加工硬化度を大幅に低減します。
- 5.加工時の型締による薄肉ワークの変形は、仕上げでも避けられません。ワークの変形を最小限に抑えるために、仕上げ工程で最終サイズに達する前に圧縮ピースを緩めることができます。これにより、ワークは自由に元の形状に復元され、わずかに圧縮されます。ワークピースをしっかりとクランプする（完全に手作業で）ので、理想的な加工効果を得ることができます。要するに、クランプ力の作用点は支持面で最も良く、クランプ力はワークピースの良好な剛性の方向に作用する必要があります。ワークが緩まないことを前提に、クランプ力は小さいほど良いです。
- 6.空洞のある部品を加工するときは、フライスがドリルビットのように部品に直接突き刺さらないようにしてください。フライスの切りくず保持スペースが不十分になり、切りくずの除去がスムーズにならず、部品の過熱、膨張、崩壊が発生します。ナイフや壊れたナイフなどの好ましくない現象。まず、フライスと同じか1サイズ大きいドリルで穴を開けてから、フライスでフライスを削ります。あるいは、CAMソフトウェアを使用してスパイラルカッティングプログラムを作成することもできます。
