牺牲阳极

【专业技能】最常见的结构设计锻造金属材料——铝的研磨工艺技术科学知识

2022-09-23 11:57:44 147小编

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氧化铝是有色中使用率最大、Tiruvanamalai较广的板材,而且其应用领域覆盖范围还在不断增加当中。利用氧化铝生产的橡胶制品着实类型多样、数不胜数,据估计已少于70林宏吉,从建筑物TNUMBERDMA业到物流业和航太等各个领域都有不同的市场需求。那时小贴士给我们如是说呵呵橡胶制品的研磨工艺技术以及怎样防止研磨形变。

铝的局限性和特征如下表所示:

1、表面积低。铝的表面积约为2.7g/cm3。它的表面积只是铁或铜的1/3。

2、脆性高。铝的耐热性好,能透过抬升、剪切等阻力研磨方式做成各式各样用具。

3、耐热。铝是一个正电性极强的合金,在大自然前提或阴极水解下表层会聚合预防性的水解膜,具有比工程机械快得多的抗腐蚀。

4、易加强。纯铝的气压并不高,但透过阴极水解后可提升其气压。

5、易表层处置。表层处置能不断提升或发生改变铝的表层操控性。铝阴极水解工艺技术十分成形,操作方式平衡,在橡胶制品研磨过程中已经应用领域。

6、极性好,易拆解。

橡胶制品研磨工艺技术

橡胶制品的冲制

1、冷冲

使用金属材料铝粒。利用抬升机台和模具一次成型,适合柱状形产品或剪切工艺技术难做到的产品形状,如椭圆、方形、长方形产品。(如图1机台、图2铝粒、图3制品)

所使用机台的吨位与产品截面积有关,上模冲头和下模钨钢间隙即为产品的壁厚,上模冲头和下模钨钢压合完成时到下死点的垂直间隙即为产品的顶厚。(如图4)

牺牲阳极、铝阳极、锌阳极

优点:开模周期较短,开发成本相对剪切模具较低。

缺点:生产工序较长,制程中产品尺寸波动较大,人工成本高。

2、剪切

使用金属材料铝皮。利用连续模机台和模具进行多次形变使之达到外形的市场需求,适合非柱状体(氧化铝有弯曲的产品)。(如图5机台、图6模具、图7制品)

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优点:较复杂和多次形变产品在生产制程中尺寸控制平衡,产品表层较光洁。

缺点:模具成本高、开发周期相对较长,对机台的选用和精度要求高。

橡胶制品的表层处置

1、喷沙(喷丸)

利用高速砂流的冲击作用清理和粗化合金表层的过程。

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这种方法的铝件表层处置能够使工件的表层获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表层的机械操控性得到改善,因此提升了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。该工艺技术我们经常在苹果公司的各类产品中看到。

2、抛光

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利用机械、化学或电化学的作用,使工件表层粗糙度降低,以获得光亮、平整表层的研磨方法。抛光工艺技术主要分为:机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果,该工艺技术,给人以高档简约、时尚未来的感觉。

3、拉丝

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合金拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的锻造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。合金拉丝工艺技术 ,能清晰显现每一根细微丝痕,从而使合金哑光中泛出细密的发丝光泽,产品兼备时尚和科技感。

4、高光切削

采用精雕机将钻石刀加固在高速旋转(一般转速为20000转/分)的精雕机主轴上去切削零件,在产品表层产生局部的高亮区域。切削高光的亮度受铣削钻头速度的影响,钻头速度越快切削的高光越亮,反之则越暗并容易产生刀纹。高光高光切削在手机的利用中特别多,如iphone5,近年来部分高端电视机合金边框采用了高光铣削工艺技术,加之阴极水解及拉丝工艺技术使得电视机整体充满了时尚感与科技的锐利感。

5、阴极水解

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阴极水解是指合金或合金的电化学水解,铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺技术前提下,由于外加电流的作用下,在橡胶制品(阴极)上形成一层水解膜的过程。阴极水解不但能解决铝表层硬度、耐磨损性等方面的缺陷,更能延长铝的使用寿命并增强美观度,已成为铝表层处置不可缺少的一环,是目前应用领域较广且非常成功的工艺技术。

6、双色阴极

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双色阴极是指在一个产品上进行阴极水解并赋予特定区域不同的颜色。双色阴极水解工艺技术在电视机行业较少应用领域,因为工艺技术复杂,成本高;但透过双色之间的对比,更能体现出产品的高端、独特外观。

减少铝研磨形变的工艺技术措施和操作方式技巧

铝件零件研磨形变的原因很多,与材质、零件形状、生产前提等都有关系。主要有以下几个方面:毛坯内应力引起的形变,切削力、切削热引起的形变,夹紧力引起的形变。

减少研磨形变的工艺技术措施

1、降低毛培内应力

采用大自然或人工时效以及振动处置,均可部分消除毛坯的内应力。预先研磨也是行之有效的工艺技术方法。对肥头大耳的毛坯,由于余量大,故研磨后形变也大。若预先研磨掉毛坯的多余部分,缩小各部分的余量,不仅能减少以后工序的研磨形变,而且预先研磨后放置一段时间,还能释放一部分内应力。

2、改善刀具的切削能力

刀具的金属材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响,正确选择刀具,对减少零件研磨形变至关重要。

(1)合理选择刀具几何参数。

前角:在保持刀刃气压的前提下,前角适当选择大一些,一方面能磨出锋利的刃口,另外能减少切削形变,使排屑顺利,进而降低切削力和切削温度。切忌使用负前角刀具。

后角:后角大小对后刀面磨损及研磨表层质量有直接的影响。切削厚度是选择后角的重要前提。粗铣时,由于进给量大,切削负荷重,发热量大,要求刀具散热前提好,因此,后角应选择小一些。精铣时,要求刃口锋利,减轻后刀面与研磨表层的摩擦,减小弹性形变,因此,后角应选择大一些。

螺旋角:为使铣削平稳,降低铣削力,螺旋角应尽可能选择大一些。

主偏角:适当减小主偏角能改善散热前提,使研磨区的平均温度下降。

(2)改善刀具结构。

减少铣刀齿数,加大容屑空间。由于铝件金属材料脆性较大,研磨中切削形变较大,需要较大的容屑空间,因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。

精磨刀齿。刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。在使用新刀之前,应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下,以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。这样,不但能降低切削热而且切削形变也比较小。

严格控制刀具的磨损标准。刀具磨损后,工件表层粗糙度值增加,切削温度上升,工件形变随之增加。因此,除选用耐磨性好的刀具金属材料外,刀具磨损标准不应该大于0.2mm,否则容易产生积屑瘤。切削时,工件的温度一般不要少于100℃,以防止形变。

3、改善工件的夹装方法

对于刚性较差的薄壁铝件工件,能采用以下的夹装方法,以减少形变:

对于薄壁衬套类零件,如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧,研磨后一旦松开,工件必然发生形变。此时,应该利用刚性较好的轴向端面压紧的方法。以零件内孔定位,自制一个带螺纹的穿心轴,套入零件的内孔,其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。研磨外圆时就可防止夹紧形变,从而得到满意的研磨精度。

对薄壁薄板工件进行研磨时,最好选用真空吸盘,以获得分布均匀的夹紧力,再以较小的切削用量来研磨,能很好地防止工件形变。

另外,还能使用填塞法。为增加薄壁工件的工艺技术刚性,可在工件内部填充介质,以减少装夹和切削过程中工件达形变。例如,向工件内灌入含3%~6%硝酸钾的尿素熔融物,研磨以后,将工件浸入水或酒精中,就能将该填充物溶解倒出。

4、合理安排工序

高速切削时,由于研磨余量大以及断续切削,因此铣削过程往往产生振动,影响研磨精度和表层粗糙度。所以,数控高速切削研磨工艺技术过程一般可分为:粗研磨-半精研磨-清角研磨-精研磨等工序。对于精度要求高的零件,有时需要进行二次半精研磨,然后再进行精研磨。粗研磨之后,零件能大自然冷却,消除粗研磨产生的内应力,减小形变。粗研磨之后留下的余量应大于形变量,一般为1~2mm。精研磨时,零件精研磨表层要保持均匀的研磨余量,一般以0.2~0.5mm为宜,使刀具在研磨过程中处于平稳的状态,能大大减少切削形变,获得良好的表层研磨质量,保证产品的精度。

减少研磨形变的操作方式技巧

铝件金属材料的零件在研磨过程中形变,除了上述的原因之外,在实际操作方式中,操作方式方法也是非常重要的。

1、对于研磨余量大的零件,为使其在研磨过程中有比较好的散热前提,防止热量集中,研磨时,宜采用对称研磨。如有一块90mm厚的板料需要研磨到60mm,若铣好一面后立即铣削另一面,一次研磨到最后尺寸,则平面度达5mm;若采用反复进刀对称研磨,每一面分两次研磨到最后尺寸,可保证平面度达到0.3mm。

2、如果板材零件上有多个型腔,研磨时,不宜采用一个型腔一个型腔的次序研磨方法,这样容易造成零件受力不均匀而产生形变。采用分层多次研磨,每一层尽量同时研磨到所有的型腔,然后再研磨下一个层次,使零件均匀受力,减小形变。

3、透过发生改变切削用量来减少切削力、切削热。在切削用量的三要素中,背吃刀量对切削力的影响很大。如果研磨余量太大,一次走刀的切削力太大,不仅会使零件形变,而且还会影响机床主轴刚性、降低刀具的耐用度。如果减少背吃刀量,又会使生产效率大打折扣。不过,在数控研磨中都是高速铣削,能克服这一难题。在减少背吃刀量的同时,只要相应地增大进给,提升机床的转速,就能降低切削力,同时保证研磨效率。

4、走刀顺序也要讲究。粗研磨强调的是提升研磨效率,追求单位时间内的切除率,一般可采用逆铣。即以最快的速度、最短的时间切除毛坯表层的多余金属材料,基本形成精研磨所要求的几何轮廓。而精研磨所强调的是高精度高质量,宜采用顺铣。因为顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零,研磨硬化程度大为减轻,同时减轻零件的形变程度。

5、薄壁工件在研磨时由于装夹产生形变,即使精研磨也是难以防止的。为使工件形变减小到最低限度,能在精研磨即将达到最后尺寸之前,把压紧件松呵呵,使工件自由恢复到原状,然后再轻微压紧,以刚能夹住工件为准(完全凭手感),这样能获得理想的研磨效果。总之,夹紧力的作用点最好在支承面上,夹紧力应作用在工件刚性好的方向,在保证工件不松动的前提下,夹紧力越小越好。

6、在研磨带型腔零件时,研磨型腔时尽量不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件,导致铣刀容屑空间不够,排屑不顺畅,造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利现象。要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔,再用铣刀铣削。或者,能用CAM软件生产螺旋下刀程序。

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