Mesures de processus et compétences opérationnelles pour réduire la déformation lors du traitement de l'aluminium ! Connaissance ultra pratique de l'usinage !
Il existe de nombreuses raisons pour la déformation des pièces en aluminium pendant le traitement, qui sont liées au matériau, à la forme de la pièce, aux conditions de production, etc. Il existe principalement les aspects suivants : déformation causée par une contrainte interne dans l'ébauche, déformation causée par la force de coupe et la coupe. la chaleur et la déformation causée par la force de serrage.
1, mesures de processus pour réduire la déformation de traitement
1. Réduire la contrainte interne du flan
Le vieillissement naturel ou artificiel et le traitement vibratoire peuvent éliminer partiellement les contraintes internes du flan. Le pré-traitement est également une méthode de traitement efficace. En raison de la grande marge, il y a également une grande déformation après traitement pour les parties rugueuses de la grosse tête et des grandes oreilles. Si les parties excédentaires de l'ébauche sont pré-traitées et que l'excédent de chaque partie est réduit, cela peut non seulement réduire la déformation du traitement des processus ultérieurs, mais également libérer une certaine contrainte interne après avoir été laissée pendant un certain temps après le pré-traitement.
2. Améliorer la capacité de coupe des outils de coupe
Les paramètres matériels et géométriques des outils de coupe ont un impact important sur la force de coupe et la chaleur de coupe. La sélection correcte des outils de coupe est cruciale pour réduire la déformation des pièces lors de l’usinage.
1) Sélectionnez raisonnablement les paramètres géométriques de l’outil de coupe.
① Angle avant : tout en conservant la résistance du tranchant, la sélection d'un angle avant plus grand peut non seulement affûter le bord, mais également réduire la déformation de coupe, rendant l'élimination des copeaux en douceur, réduisant ainsi la force de coupe et la température de coupe. Évitez d’utiliser des outils de coupe à angle de coupe négatif.
② Angle du dos : La taille de l'angle du dos a un impact direct sur l'usure de la surface de coupe arrière et la qualité de la surface usinée. L'épaisseur de coupe est une condition importante pour sélectionner l'angle du dossier. Lors du fraisage grossier, en raison de la vitesse d'avance élevée, de la charge de coupe élevée et de la génération de chaleur élevée, il est nécessaire que l'outil présente de bonnes conditions de dissipation thermique. Par conséquent, un angle de dossier plus petit doit être sélectionné. Lors du fraisage de précision, il est nécessaire d'avoir une arête vive pour réduire le frottement entre la surface de coupe arrière et la surface d'usinage, et pour réduire la déformation élastique. Par conséquent, un angle de dossier plus grand doit être sélectionné.
③ Angle de spirale : pour garantir un fraisage en douceur et réduire la force de fraisage, l'angle de spirale doit être sélectionné aussi grand que possible.
④ Angle de déviation principal : une réduction appropriée de l'angle de déviation principal peut améliorer les conditions de dissipation thermique et abaisser la température moyenne de la zone de traitement.
2) Améliorer la structure des outils.
① Réduisez le nombre de dents de la fraise et augmentez l'espace de maintien des copeaux. En raison de la plasticité élevée des matériaux en aluminium, il se produit une déformation de coupe importante pendant le traitement, ce qui nécessite un espace de stockage de copeaux plus grand. Par conséquent, il est conseillé d’avoir un rayon inférieur de rainure de retenue des copeaux plus grand et moins de dents de fraise.
② Meulage fin des dents de la lame. La valeur de rugosité du tranchant des dents de la fraise doit être inférieure à Ra=0.4um. Avant d'utiliser un nouveau couteau, utilisez une pierre à huile fine pour meuler doucement l'avant et l'arrière des dents de la lame à plusieurs reprises afin d'éliminer les bavures restantes et les légères dentelures lors du meulage des dents de la lame. De cette façon, non seulement la chaleur de coupe peut être réduite, mais la déformation de coupe est également relativement faible.
③ Contrôler strictement les normes d'usure des outils de coupe. Après l'usure de l'outil, la valeur de rugosité de surface de la pièce augmente, la température de coupe augmente et la déformation de la pièce augmente en conséquence. Par conséquent, en plus de sélectionner des matériaux d'outils ayant une bonne résistance à l'usure, la norme d'usure de l'outil ne doit pas dépasser 0,2 mm, sinon il est facile de produire des dépôts de copeaux. Pendant la coupe, la température de la pièce ne doit généralement pas dépasser 100 degrés pour éviter toute déformation.
3. Améliorer la méthode de serrage des pièces
Pour les pièces en aluminium à paroi mince et peu rigides, les méthodes de serrage suivantes peuvent être utilisées pour réduire la déformation :
① Pour les pièces de revêtement à paroi mince, si un mandrin à centrage automatique à trois mors ou un mandrin à ressort est utilisé pour serrer radialement, une fois desserrée après le traitement, la pièce se déformera inévitablement. À ce stade, la méthode de compression de la face d’extrémité axiale avec une bonne rigidité doit être utilisée. En utilisant le trou interne de la pièce pour le positionnement, réalisez un arbre traversant fileté et insérez-le dans le trou interne de la pièce. Utilisez une plaque de recouvrement pour appuyer fermement sur la face d'extrémité, puis serrez-la avec un écrou. Lors du traitement du cercle extérieur, la déformation de serrage peut être évitée, obtenant ainsi une précision d'usinage satisfaisante.
② Lors du traitement de pièces en plaques minces à parois minces, il est préférable d'utiliser des ventouses sous vide pour obtenir une force de serrage uniformément répartie, puis d'utiliser de plus petites quantités de coupe pour traiter, ce qui peut empêcher efficacement la déformation de la pièce.
De plus, la méthode du bourrage peut également être utilisée. Pour augmenter la rigidité du processus des pièces à paroi mince, des fluides peuvent être remplis à l'intérieur de la pièce pour réduire la déformation pendant les processus de serrage et de coupe. Par exemple, l'injection d'urée fondue contenant 3 à 6 % de nitrate de potassium dans la pièce et, après le traitement, l'immersion de la pièce dans l'eau ou l'alcool peuvent dissoudre et déverser la charge.
4. Organiser raisonnablement le processus
Lors d'une coupe à grande vitesse, en raison d'une surépaisseur d'usinage importante et d'une coupe intermittente, le processus de fraisage génère souvent des vibrations, qui affectent la précision de l'usinage et la rugosité de la surface. Par conséquent, le processus de découpe CNC à grande vitesse peut généralement être divisé en usinage grossier, usinage de semi-précision, usinage de nettoyage des coins, usinage de précision et autres processus. Pour les pièces ayant des exigences de haute précision, un usinage secondaire de semi-précision est parfois nécessaire, suivi d'un usinage de précision. Après un usinage grossier, les pièces peuvent être naturellement refroidies pour éliminer les contraintes internes générées par l'usinage grossier et réduire la déformation. La marge laissée après l'usinage grossier doit être supérieure à la déformation, généralement 1-2 mm. Lors de l'usinage de précision, la surface des pièces doit conserver une surépaisseur d'usinage uniforme, généralement comprise entre 0,2 et 0,5 mm, pour maintenir l'outil de coupe dans un état stable pendant le processus d'usinage. Cela peut réduire considérablement la déformation de coupe, obtenir une bonne qualité d'usinage de surface et garantir la précision du produit.
2, compétences opérationnelles pour réduire la déformation d'usinage
La déformation des pièces en aluminium pendant le processus d'usinage n'est pas seulement due aux raisons ci-dessus, mais également à l'importance des méthodes opérationnelles dans les opérations pratiques.
1. Pour les pièces avec une surépaisseur d'usinage importante, afin d'avoir de meilleures conditions de dissipation thermique pendant le processus d'usinage et d'éviter la concentration de chaleur, un usinage symétrique doit être utilisé pendant l'usinage. S'il y a une tôle de 90 mm d'épaisseur qui doit être usinée à 60 mm, si un côté est fraisé et l'autre côté est fraisé immédiatement, et que la planéité atteint 5 mm lors de l'usinage à la taille finale en une seule fois ; Si un usinage symétrique à avance répétée est utilisé, chaque côté est usiné deux fois jusqu'à la taille finale, garantissant une planéité de 0,3 mm.
2. S'il y a plusieurs cavités sur la pièce en tôle, il n'est pas conseillé d'utiliser la méthode de traitement séquentiel d'une cavité pour chaque cavité pendant le traitement, car cela peut facilement provoquer une contrainte inégale sur la pièce et une déformation. En adoptant plusieurs couches de traitement, chaque couche est traitée simultanément dans toutes les cavités autant que possible, puis la couche suivante est traitée pour rendre les pièces uniformément sollicitées et réduire la déformation.
3. Réduisez la force de coupe et la chaleur de coupe en modifiant la quantité de coupe. Parmi les trois éléments des paramètres de coupe, le retour en arrière a un impact significatif sur la force de coupe. Si la surépaisseur d'usinage est trop grande et la force de coupe d'un seul passage est trop importante, cela provoquera non seulement une déformation des pièces, mais affectera également la rigidité de la broche de la machine-outil et réduira la durabilité de l'outil. Si la quantité de coupe arrière est réduite, cela réduira considérablement l’efficacité de la production. Cependant, le fraisage à grande vitesse est couramment utilisé dans l'usinage CNC pour surmonter ce défi. Tout en réduisant la quantité de contre-coupe, tant que la vitesse d'avance est augmentée en conséquence et que la vitesse de la machine est augmentée, la force de coupe peut être réduite tout en garantissant l'efficacité de l'usinage.
4. L’ordre de découpe doit également être soigneusement étudié. L'usinage d'ébauche met l'accent sur l'amélioration de l'efficacité de l'usinage et la recherche d'un taux de coupe par unité de temps. Généralement, le fraisage inversé peut être utilisé. Coupez l'excédent de matériau sur la surface de l'ébauche à la vitesse la plus rapide et dans les plus brefs délais, et formez essentiellement le contour géométrique requis pour un usinage de précision. L'usinage de précision met l'accent sur la haute précision et la qualité, et il est conseillé d'utiliser le fraisage vers l'avant. Étant donné que l'épaisseur de coupe des dents de la fraise diminue progressivement du maximum à zéro lors du fraisage en avant, le degré d'écrouissage est considérablement réduit, tout en réduisant également le degré de déformation des pièces.
5. Les pièces à parois minces subissent une déformation pendant l'usinage en raison du serrage, ce qui est difficile à éviter même lors d'un usinage de précision. Pour minimiser la déformation de la pièce, la partie de serrage peut être desserrée avant que la taille finale ne soit atteinte lors d'un usinage de précision, permettant à la pièce de revenir librement à son état d'origine. Ensuite, il peut être légèrement serré pour garantir que la pièce est fermement serrée (entièrement basée sur la sensation de la main), ce qui peut obtenir l'effet d'usinage souhaité. En bref, il est préférable que la force de serrage agisse sur la surface d'appui, et que la force de serrage agisse dans le sens d'une bonne rigidité de la pièce. En partant du principe que la pièce à usiner n'est pas desserrée, plus la force de serrage est faible, mieux c'est.
6. Lors du traitement de pièces comportant une cavité, il est conseillé de ne pas laisser la fraise pénétrer directement dans la pièce comme un foret, ce qui entraînerait un espace de copeaux insuffisant pour la fraise, un retrait irrégulier des copeaux, une surchauffe, une expansion, une casse d'outil et autres. phénomènes indésirables. Tout d'abord, utilisez un foret de la même taille ou d'une taille plus grande que la fraise pour percer le trou de l'outil, puis utilisez la fraise pour le fraiser. Alternativement, un logiciel de FAO peut être utilisé pour produire des programmes de découpe en spirale.
Le principal facteur affectant la précision de l'usinage et la qualité de surface des pièces en aluminium est la tendance à la déformation pendant le processus d'usinage, ce qui nécessite que les opérateurs possèdent une certaine expérience et compétences opérationnelles.
