มาตรการกระบวนการและทักษะการปฏิบัติงานเพื่อลดการเสียรูประหว่างการแปรรูปอะลูมิเนียม! ความรู้เชิงปฏิบัติขั้นสูงเกี่ยวกับการตัดเฉือน!

มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้ชิ้นส่วนอะลูมิเนียมเสียรูปในระหว่างกระบวนการผลิต ซึ่งเกี่ยวข้องกับวัสดุ รูปร่างของชิ้นส่วน สภาวะการผลิต ฯลฯ สาเหตุหลักๆ มีดังนี้: การเสียรูปที่เกิดจากความเครียดภายในชิ้นงาน การเสียรูปที่เกิดจากแรงตัดและการตัด ความร้อนและการเสียรูปที่เกิดจากแรงจับยึด
1 มาตรการกระบวนการเพื่อลดการเสียรูปในการประมวลผล
1. ลดความเครียดภายในของช่องว่าง
การรักษาความชราและการสั่นสะเทือนตามธรรมชาติหรือเทียมสามารถขจัดความเครียดภายในของช่องว่างได้บางส่วน การประมวลผลเบื้องต้นยังเป็นวิธีกระบวนการที่มีประสิทธิภาพอีกด้วย เนื่องจากระยะขอบขนาดใหญ่ จึงเกิดการเสียรูปจำนวนมากหลังการประมวลผลสำหรับส่วนที่หยาบของหัวอ้วนและหูใหญ่ หากส่วนที่เกินของช่องว่างได้รับการประมวลผลล่วงหน้าและส่วนที่เกินของแต่ละส่วนลดลง ไม่เพียงแต่ลดการเสียรูปในการประมวลผลของกระบวนการที่ตามมาเท่านั้น แต่ยังช่วยคลายความเครียดภายในบางส่วนหลังจากปล่อยทิ้งไว้ช่วงระยะเวลาหนึ่งหลังจากการประมวลผลล่วงหน้า
2. การปรับปรุงความสามารถในการตัดของเครื่องมือตัด
พารามิเตอร์วัสดุและรูปทรงเรขาคณิตของเครื่องมือตัดมีผลกระทบสำคัญต่อแรงตัดและความร้อนในการตัด การเลือกเครื่องมือตัดที่ถูกต้องถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการลดการเสียรูปของการตัดเฉือนชิ้นส่วน
1) เลือกพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของเครื่องมือตัดอย่างสมเหตุสมผล
1 มุมหน้า: ในขณะที่ยังคงความแข็งแรงของคมตัด การเลือกมุมด้านหน้าที่ใหญ่ขึ้นไม่เพียงแต่จะทำให้ขอบคมขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยลดการเสียรูปของการตัด ทำให้การขจัดเศษเป็นไปอย่างราบรื่น ซึ่งจะช่วยลดแรงตัดและอุณหภูมิในการตัด หลีกเลี่ยงการใช้เครื่องมือตัดมุมคายลบ
2 มุมด้านหลัง: ขนาดของมุมด้านหลังมีผลกระทบโดยตรงต่อการสึกหรอของพื้นผิวการตัดด้านหลังและคุณภาพของพื้นผิวที่กลึง ความหนาของการตัดถือเป็นเงื่อนไขสำคัญในการเลือกมุมด้านหลัง ในระหว่างการกัดหยาบ เนื่องจากอัตราการป้อนสูง โหลดการตัดหนัก และการเกิดความร้อนสูง เครื่องมือจึงมีสภาวะการกระจายความร้อนที่ดี ดังนั้นควรเลือกมุมด้านหลังให้เล็กลง เมื่อทำการกัดอย่างแม่นยำ จำเป็นต้องมีคมตัดที่แหลมคมเพื่อลดแรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวการตัดด้านหลังและพื้นผิวการตัดเฉือน และเพื่อลดการเปลี่ยนรูปยืดหยุ่น ดังนั้นควรเลือกมุมด้านหลังที่ใหญ่ขึ้น
3 มุมเกลียว: เพื่อให้แน่ใจว่าการกัดราบรื่นและลดแรงกัด ควรเลือกมุมเกลียวให้ใหญ่ที่สุด
④ มุมเบี่ยงเบนหลัก: การลดมุมเบี่ยงเบนหลักอย่างเหมาะสมสามารถปรับปรุงสภาวะการกระจายความร้อน และลดอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นที่การประมวลผลได้
2) ปรับปรุงโครงสร้างเครื่องมือ
1 ลดจำนวนฟันของหัวกัดและเพิ่มพื้นที่การยึดเศษ เนื่องจากวัสดุอะลูมิเนียมมีความเป็นพลาสติกสูง จึงเกิดการเสียรูปในการตัดอย่างมากในระหว่างการประมวลผล ซึ่งต้องใช้พื้นที่ในการยึดเศษที่มากขึ้น ดังนั้นจึงขอแนะนำให้มีรัศมีด้านล่างของร่องจับเศษที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีฟันของหัวกัดน้อยลง
② การบดละเอียดของฟันใบมีด ค่าความหยาบของคมตัดของฟันของเครื่องตัดควรน้อยกว่า Ra=0.4um ก่อนใช้มีดใหม่ ควรใช้หินน้ำมันละเอียดบดฟันใบมีดทั้งด้านหน้าและด้านหลังเบา ๆ สักสองสามครั้ง เพื่อขจัดเศษเสี้ยนและรอยหยักเล็กน้อยเมื่อบดฟันใบมีด ด้วยวิธีนี้ ไม่เพียงแต่สามารถลดความร้อนในการตัดได้เท่านั้น แต่การเปลี่ยนรูปของการตัดยังค่อนข้างเล็กอีกด้วย
3 ควบคุมมาตรฐานการสึกหรอของเครื่องมือตัดอย่างเคร่งครัด หลังจากการสึกหรอของเครื่องมือ ค่าความหยาบผิวของชิ้นงานจะเพิ่มขึ้น อุณหภูมิในการตัดจะเพิ่มขึ้น และการเสียรูปของชิ้นงานจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ดังนั้น นอกเหนือจากการเลือกวัสดุเครื่องมือที่มีความต้านทานการสึกหรอที่ดีแล้ว มาตรฐานการสึกหรอของเครื่องมือไม่ควรเกิน 0.2 มม. มิฉะนั้นจะทำให้เกิดเศษสะสมได้ง่าย ในระหว่างการตัด โดยทั่วไปอุณหภูมิของชิ้นงานไม่ควรเกิน 100 องศาเพื่อป้องกันการเสียรูป
3. ปรับปรุงวิธีการจับยึดชิ้นงาน
สำหรับชิ้นส่วนอะลูมิเนียมผนังบางที่มีความแข็งแกร่งต่ำ สามารถใช้วิธีการจับยึดต่อไปนี้เพื่อลดการเสียรูป:
1. สำหรับชิ้นส่วนไลเนอร์ที่มีผนังบาง หากใช้หัวจับตั้งศูนย์ในตัวหรือหัวจับสปริงแบบ 3 ขากรรไกรเพื่อหนีบในแนวรัศมี เมื่อคลายออกหลังการประมวลผล ชิ้นงานจะเปลี่ยนรูปอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ณ จุดนี้ ควรใช้วิธีการอัดผิวส่วนปลายตามแนวแกนให้มีความแข็งแกร่งที่ดี ใช้รูภายในของชิ้นส่วนเพื่อจัดตำแหน่ง ทำเกลียวผ่านเพลาแล้วสอดเข้าไปในรูภายในของชิ้นส่วน ใช้แผ่นปิดกดส่วนท้ายให้แน่นแล้วขันให้แน่นด้วยน็อต เมื่อประมวลผลวงกลมด้านนอก สามารถหลีกเลี่ยงการเสียรูปในการจับยึดได้ จึงทำให้ได้ความแม่นยำในการตัดเฉือนที่น่าพอใจ
2 เมื่อประมวลผลชิ้นงานแผ่นบางที่มีผนังบาง ควรใช้ถ้วยดูดสุญญากาศเพื่อให้ได้แรงจับยึดที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ จากนั้นใช้ปริมาณการตัดที่น้อยลงในการประมวลผล ซึ่งสามารถป้องกันการเสียรูปของชิ้นงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิธีการบรรจุได้อีกด้วย เพื่อเพิ่มความแข็งแกร่งในกระบวนการของชิ้นงานที่มีผนังบาง สามารถเติมตัวกลางภายในชิ้นงานได้เพื่อลดการเสียรูประหว่างกระบวนการจับยึดและการตัด ตัวอย่างเช่น การฉีดยูเรียละลายที่มีโพแทสเซียมไนเตรต 3% ถึง 6% ลงในชิ้นงาน และหลังการประมวลผล การจุ่มชิ้นงานในน้ำหรือแอลกอฮอล์สามารถละลายและเทฟิลเลอร์ออกมาได้
4. จัดกระบวนการอย่างสมเหตุสมผล
ในระหว่างการตัดด้วยความเร็วสูง เนื่องจากมีค่าเผื่อการตัดเฉือนสูงและการตัดเป็นระยะๆ กระบวนการกัดมักจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งส่งผลต่อความแม่นยำในการตัดเฉือนและความขรุขระของพื้นผิว ดังนั้น โดยทั่วไปกระบวนการตัด CNC ความเร็วสูงจึงสามารถแบ่งออกเป็นการกลึงหยาบ การกลึงกึ่งแม่นยำ การกลึงทำความสะอาดมุม การกลึงด้วยความแม่นยำ และกระบวนการอื่น ๆ สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง บางครั้งจำเป็นต้องมีการตัดเฉือนแบบกึ่งแม่นยำรอง ตามด้วยการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ หลังจากการตัดเฉือนหยาบ ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกระบายความร้อนตามธรรมชาติเพื่อขจัดความเครียดภายในที่เกิดจากการตัดเฉือนหยาบ และลดการเสียรูป ขอบที่เหลือหลังจากการตัดเฉือนหยาบควรมากกว่าการเสียรูป โดยทั่วไป 1-2 มม. ในระหว่างการตัดเฉือนที่แม่นยำ พื้นผิวของชิ้นส่วนควรรักษาค่าเผื่อการตัดเฉือนสม่ำเสมอ โดยทั่วไปตั้งแต่ 0.2 ถึง 0.5 มม. เพื่อรักษาเครื่องมือตัดให้อยู่ในสถานะที่มั่นคงในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน สิ่งนี้สามารถลดการเสียรูปของการตัดได้อย่างมาก ทำให้ได้คุณภาพการตัดเฉือนพื้นผิวที่ดี และรับประกันความถูกต้องแม่นยำของผลิตภัณฑ์
2 ทักษะการปฏิบัติงานเพื่อลดการเสียรูปของเครื่องจักร
การเสียรูปของชิ้นส่วนอะลูมิเนียมในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนไม่เพียงเกิดจากสาเหตุข้างต้นเท่านั้น แต่ยังเนื่องมาจากความสำคัญของวิธีการปฏิบัติงานในการปฏิบัติงานจริงด้วย
1. สำหรับชิ้นส่วนที่มีค่าเผื่อการตัดเฉือนสูง เพื่อให้มีสภาวะการกระจายความร้อนที่ดีขึ้นในระหว่างกระบวนการตัดเฉือนและหลีกเลี่ยงความเข้มข้นของความร้อน ควรใช้การตัดเฉือนแบบสมมาตรระหว่างการตัดเฉือน หากมีแผ่นโลหะหนา 90 มม. ที่ต้องกลึงให้ถึง 60 มม. หากมีการกัดด้านหนึ่งและอีกด้านถูกกัดทันที และความเรียบถึง 5 มม. เมื่อกลึงให้ได้ขนาดสุดท้ายในครั้งเดียว หากใช้การตัดเฉือนแบบสมมาตรป้อนซ้ำ แต่ละด้านจะถูกตัดเฉือนสองครั้งเพื่อให้ได้ขนาดสุดท้าย เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเรียบ 0.3 มม.
2. หากมีช่องว่างหลายช่องบนชิ้นส่วนโลหะแผ่น ไม่แนะนำให้ใช้วิธีการประมวลผลตามลำดับของหนึ่งช่องสำหรับแต่ละช่องในระหว่างการประมวลผล เนื่องจากอาจทำให้เกิดความเครียดที่ไม่สม่ำเสมอในชิ้นส่วนและการเสียรูปได้ง่าย การนำการประมวลผลหลายชั้นมาใช้ แต่ละชั้นจะถูกประมวลผลพร้อมกันไปยังทุกช่องให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จากนั้นชั้นถัดไปจะถูกประมวลผลเพื่อทำให้ชิ้นส่วนมีความเค้นสม่ำเสมอและลดการเสียรูป
3. ลดแรงตัดและความร้อนในการตัดโดยการเปลี่ยนปริมาณการตัด ในบรรดาองค์ประกอบทั้งสามของพารามิเตอร์การตัด การป้อนกลับมีผลกระทบอย่างมากต่อแรงตัด หากค่าเผื่อการตัดเฉือนสูงเกินไปและแรงตัดของการกลึงครั้งเดียวมากเกินไป ไม่เพียงแต่จะทำให้ชิ้นส่วนเสียรูปเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อความแข็งแกร่งของสปินเดิลของเครื่องมือกล และลดความทนทานของเครื่องมือด้วย หากปริมาณการตัดกลับลดลง ประสิทธิภาพการผลิตจะลดลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การกัดความเร็วสูงมักใช้ในการตัดเฉือน CNC เพื่อเอาชนะความท้าทายนี้ ในขณะที่ลดปริมาณการตัดกลับ ตราบใดที่อัตราการป้อนเพิ่มขึ้นตามลำดับและความเร็วของเครื่องจักรเพิ่มขึ้น แรงตัดจะลดลงในขณะที่มั่นใจในประสิทธิภาพการตัดเฉือน
4. จำเป็นต้องพิจารณาลำดับการตัดอย่างรอบคอบด้วย การกลึงหยาบเน้นการปรับปรุงประสิทธิภาพการตัดเฉือนและการใช้อัตราการตัดต่อหน่วยเวลา โดยทั่วไปสามารถใช้การกัดแบบย้อนกลับได้ ตัดวัสดุส่วนเกินบนพื้นผิวของชิ้นงานออกด้วยความเร็วที่เร็วที่สุดและในเวลาที่สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และสร้างรูปทรงเรขาคณิตที่จำเป็นสำหรับการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเน้นย้ำถึงความแม่นยำและคุณภาพสูง และขอแนะนำให้ใช้การกัดไปข้างหน้า เนื่องจากความหนาของการตัดของฟันของเครื่องตัดจะค่อยๆ ลดลงจากสูงสุดเป็นศูนย์ในระหว่างการกัดไปข้างหน้า ระดับของการแข็งตัวของงานจะลดลงอย่างมาก ในขณะเดียวกันก็ลดระดับการเสียรูปของชิ้นส่วนด้วย
5. ชิ้นงานที่มีผนังบางเกิดการเสียรูปในระหว่างการตัดเฉือนเนื่องจากการหนีบ ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยงแม้ในระหว่างการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ เพื่อลดการเสียรูปของชิ้นงานให้เหลือน้อยที่สุด สามารถคลายส่วนที่จับยึดก่อนที่จะถึงขนาดสุดท้ายในระหว่างการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำ ช่วยให้ชิ้นงานกลับสู่สภาพเดิมได้อย่างอิสระ จากนั้นจึงขันให้แน่นเล็กน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานได้รับการจับยึดอย่างแน่นหนา (ขึ้นอยู่กับความรู้สึกของมือ) ซึ่งจะทำให้ได้ผลลัพธ์ในการตัดเฉือนที่ต้องการ กล่าวโดยสรุป แรงจับยึดจะกระทำบนพื้นผิวรองรับได้ดีที่สุด และแรงจับยึดควรกระทำไปในทิศทางที่ชิ้นงานมีความแข็งแกร่งดี โดยยึดหลักให้แน่ใจว่าชิ้นงานไม่หลวม ยิ่งแรงจับยึดน้อยก็ยิ่งดี
6. เมื่อประมวลผลชิ้นส่วนที่มีช่อง ขอแนะนำอย่าให้คัตเตอร์กัดเจาะชิ้นส่วนโดยตรงเช่นสว่าน ส่งผลให้พื้นที่ชิปไม่เพียงพอสำหรับคัตเตอร์กัด การกำจัดชิปไม่ราบรื่น ความร้อนสูงเกินไป การขยายตัว การแตกหักของเครื่องมือ และอื่นๆ ปรากฏการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ ขั้นแรก ให้ใช้ดอกสว่านที่มีขนาดเท่ากันหรือใหญ่กว่าหัวกัดหนึ่งขนาดเพื่อเจาะรูเครื่องมือ จากนั้นจึงใช้หัวกัดเพื่อกัด อีกทางหนึ่ง สามารถใช้ซอฟต์แวร์ CAM เพื่อสร้างโปรแกรมการตัดแบบเกลียวได้
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการตัดเฉือนและคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนอะลูมิเนียมคือแนวโน้มที่จะเกิดการเสียรูปในระหว่างกระบวนการตัดเฉือน ซึ่งผู้ปฏิบัติงานต้องมีประสบการณ์และทักษะในการปฏิบัติงานบางอย่าง