アルミ部品の変形を抑える技術と操作技術

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、その適用範囲はさらに拡大しています。アルミ素材を使ったアルミ製品は数多くあります。統計によると、700000種類以上のアルミニウム製品があります。建設および装飾産業から輸送産業、航空宇宙およびその他の産業まで、さまざまなニーズがあります。本日は、アルミ製品の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。

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低密度。アルミニウムの密度は約2.7g/cm3です。その密度は、鉄や銅の 3 分の 1 です。

高い可塑性。アルミニウムは延性に優れており、プレス、ストレッチ、およびその他の圧力加工手段により、さまざまな製品にすることができます。

耐食性。アルミニウムはマイナスの電気が強い金属です。自然条件下または陽極酸化下では、保護酸化膜が表面に形成され、鋼よりもはるかに優れた耐食性を備えています。

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、アルマイト処理によって強度を向上させることができます。

簡単な表面処理。表面処理により、アルミニウムの表面特性をさらに改善または変更できます。アルミニウムの陽極酸化プロセスは非常に成熟しており、安定しており、アルミニウム製品の加工に広く使用されています。

良好な伝導性と容易な回収

加工変形を抑える技術的対策

1.羊毛文化の内部ストレスを軽減

自然または人工の時効および振動処理により、ブランクの内部応力を部分的に除去できます。前処理も有効なプロセスです。ファットヘッドでビッグイヤーのブランクスは、余白が大きいため加工後の変形も大きい。ブランクの余剰部分を事前に加工し、各部の余剰を少なくすれば、後工程の加工変形を抑えることができるだけでなく、事前に加工して配置した後に内部応力を逃がすことができます。

2.ツールの切削能力を向上

工具の材料と形状パラメータは、切削力と切削熱に重要な影響を与えます。部品の加工変形を減らすには、工具を正しく選択することが非常に重要です。

(1) ツールの形状パラメータを合理的に選択します。

①すくい角：刃先の強度を保つ条件で、すくい角を大きくすることも適宜選択できます。一方では鋭利なエッジを研削でき、他方では切削変形を減らし、切りくずの除去をスムーズにし、切削抵抗と切削温度を下げることができます。負のすくい角工具は絶対に使用しないでください。

②逃げ角：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。切削厚は、逃げ角を選択するための重要な条件です。荒削り加工では、送り速度が大きく、切削負荷が大きく、発熱が大きいため、工具の放熱状態が良好であることが必要です。したがって、逃げ角は小さくする必要があります。フライス加工を終了するときは、側面と加工面の間の摩擦を減らし、弾性変形を減らすために、エッジを鋭くする必要があります。したがって、逃げ角を大きくする必要があります。

③ ねじれ角:フライス加工をスムーズにし、切削力を減ら​​すために、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 主偏向角:主偏向角を適切に減らすことで、放熱条件を改善し、処理領域の平均温度を下げることができます。

(2) ツール構造を改善します。

① フライスカッターの刃数を減らし、チップスペースを増やす。アルミ部品は塑性が大きく、加工時の切削変形が大きいため、大きな切りくず保持スペースが必要となるため、切りくず保持溝底の半径を大きくし、フライスカッターの刃数を少なくする必要があります。

②カッターの刃を研ぎ終わります。カッター歯の刃先の粗さ値は、RA =0.4um 未満でなければなりません。新しい包丁を使用する前に、包丁の歯の表と裏を細かい油砥石で軽く研ぎ、包丁の歯を研いだときに残ったバリやわずかな鋸歯を取り除きます。これにより、切削熱だけでなく、切削変形も低減できます。

③ 工具摩耗基準を厳格に管理する。工具の摩耗後、ワークピースの表面粗さが増加し、切削温度が上昇し、ワークピース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を選択することに加えて、工具摩耗基準は 0.2mm を超えないようにする必要があります。そうしないと、切りくずが蓄積しやすくなります。切断中、変形を防ぐため、ワークピースの温度は 100 ℃ を超えてはなりません。

3.ワークピースのクランプ方法を改善

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採用して変形を抑えることができます。

① 薄肉のブシュ部品を三爪セルフセンタリングチャックやスプリングチャックでラジアル方向からクランプすると、加工後にワークを緩めるとワークが変形します。このとき、剛性の高い軸端面押し付け方式を採用してください。部品の内側の穴を見つけて、ねじ付きスピンドルを自作し、部品の内側の穴に入れます。カバープレートで端面を押さえ、ナットを締めます。外径加工時のクランプ変形を防止し、良好な加工精度が得られます。

② 薄肉の薄肉ワークを加工する場合は、吸着力が均一になるように真空吸着盤を選定し、ワークの変形を防ぐために切削量を少なくして加工するのがベストです。

代わりに、パッキング方法が使用されてもよい。薄肉ワークの加工剛性を高めるために、メディアをワークに充填して、クランプおよび切断中のワークの変形を減らすことができます。たとえば、3% ~ 6% の硝酸カリウムを含む尿素溶融物を工作物に注ぎ、加工後に工作物を水またはアルコールに浸し、フィラーを溶かして注ぎ出すことができます。

4.手続きを合理的に手配する

高速切削では、取り代が大きく間欠切削となるため、フライス加工時に振動が発生することが多く、加工精度や面粗度に影響を与えます。したがって、NC高速加工プロセスは、一般に、荒加工、中仕上げ、コーナークリーニング、仕上げなど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、二次中仕上げを行ってから仕上げ加工を行う必要がある場合があります。荒加工後、部品を自然冷却することで、荒加工によって発生した内部応力を除去し、変形を低減できます。荒削り後の残り代は変形量よりも大きく、通常は 1 ～ 2mm です。仕上げ中、機械加工プロセス中に工具を安定した状態に保ち、切削変形を大幅に減らし、良好な表面加工品質を得て、製品の精度。

加工変形を抑える操作スキル

上記の理由に加えて、実際の運用では運用方法も非常に重要です。

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取り代が大きい部品の場合、より良い放熱条件を提供し、加工中の熱集中を避けるために、対称加工を採用する必要があります。

プレート パーツに複数のキャビティがある場合、加工中に 1 つのキャビティと 1 つのキャビティの順次処理方法を採用しないでください。これにより、パーツの不均一な応力と変形が発生しやすくなります。多層加工を採用し、各層を可能な限り全てのキャビティに同時に加工し、次の層を加工することで、部品に均一に応力がかかり、変形が少なくなります。

切削パラメータを変更することで、切削抵抗と切削熱を下げることができます。切削パラメータの 3 つの要素の中で、バック ドラフトは切削抵抗に大きな影響を与えます。取り代が大きすぎて工具の切削抵抗が大きすぎると、部品が変形するだけでなく、工作機械のスピンドルの剛性に影響を与え、工具の耐久性が低下します。バックナイフの量を減らすと、生産効率が大幅に低下します。しかし、高速フライス加工により、NC 加工ではこの問題を克服できます。バックドラフトを減らしながら、それに応じて送りを上げ、工作機械の回転速度を上げる限り、切削抵抗を減らして加工効率を確保できます。

カットの順番に注意してください。荒加工は、加工能率の向上と単位時間当たりの切削速度の追求を重視します。一般に、リバースミリングが使用できます。つまり、ブランクの表面の余分な材料を最速かつ最短時間で切削し、基本的に仕上げに必要な幾何学的プロファイルを形成します。高精度・高品位を重視する仕上げですが、フォワードミーリングの採用が適しています。ダウン フライス加工では、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、加工硬化度が大幅に低下し、部品の変形度が低下します。

薄肉ワークは、仕上げ加工時でもクランプによる変形が避けられません。ワークの変形を最小限に抑えるために、仕上げ加工が最終サイズに達する前に、プレス部分を緩めてワークを元の状態に自由に戻してから、ワークがクラ​​ンプされていることを条件として、わずかに押します（理想的な加工効果が得られるように、完全に手作業で)。つまり、クランプ力の作用点は座面にある必要があります。クランプ力は、ワーク剛性の良い方向に作用させてください。ワークがガタつかない前提で、クランプ力は小さい方が良い。

キャビティのある部品を加工する場合、キャビティを加工するときにフライスがドリルの刃のように部品に直接突き刺さないようにしてください。その結果、フライスの切りくずスペースが不足し、切りくずの排出がスムーズに行われず、部品の過熱、膨張が発生します。 、工具折損、その他の弊害。先にフライスカッターと同じかそれ以上のサイズのドリルでカッター穴を開けてから、フライスカッターでフライス加工します。または、CAM ソフトウェアを使用してスパイラル切断プログラムを作成することもできます。