Analyse mehrerer Verformungsursachen von bearbeiteten Aluminiumlegierung Teile?
Das Problem der Werkstückverformung bei der Bearbeitung von Aluminiumlegierungs teilen ist ein schwierig zu lösendes Problem. Zunächst müssen Sie die Ursache der Verformung analysieren, bevor Sie Gegenmaßnahmen ergreifen können.
1, das Material und die Struktur des Werkstücks beeinflussen die Deformation des Werkstücks.
Das Ausmaß der Verformung ist proportional zur Komplexität der Form, dem Aspektverhältnis und der Dicke der Wand und ist proportional zur Steifigkeit und Stabilität des Materials. Daher ist bei der Konstruktion von Teilen der Einfluss dieser Faktoren auf die Verformung des Werkstücks möglichst zu reduzieren.
Insbesondere bei der Struktur großer Teile sollte die Struktur sinnvoll sein. Vor der Verarbeitung sollten die Defekte wie Härte und Porosität des Rohlings streng kontrolliert werden, um die Qualität des Rohlings sicherzustellen und die Verformung des Werkstücks zu verringern.
2, Verformung, die durch die Werkstückspannung verursachte
Wählen Sie beim Spannen des Werkstücks zuerst den richtigen Spannpunkt und dann die entsprechende Spannkraft entsprechend der Position des Spannpunkts.
Klemmstelle und Stützstelle sind so weit wie möglich konsistent, so dass die Klemmkraft auf die Stütze wirkt. Der Klemmpunkt sollte so nah wie möglich an der Arbeitsfläche liegen, und die Position, an der die Kraft nicht leicht die Klemmverformung verursachen kann, wird ausgewählt. Wenn es Kräfte in verschiedenen Richtungen auf dem Werkstück, die Reihenfolge der Klemmkräfte Klemm sollte in Betracht gezogen werden. Die Spannkraft sollte zuerst aufgebracht werden, um das Werkstück und den Stützkontakt herzustellen, und sie sollte nicht zu groß sein. Für die Hauptspannkraft, die die Schneidkraft ausgleicht, sollte sie am Ende angewendet werden.
Zweitens sollte die Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und der Klemme vergrößert oder die axiale Klemmkraft verwendet werden. Das Erhöhen der Steifigkeit des Teils ist ein wirksames Mittel zum Lösen der Klemmverformung, weist jedoch aufgrund der Form und Struktur des dünnwandigen Teils eine geringere Steifigkeit auf. Auf diese Weise tritt eine Verformung aufgrund des Aufbringens der Klemmkraft auf.
Eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und der Vorrichtung kann die Verformung des Werkstücks beim Einspannen wirksam verringern. Beispielsweise werden beim Fräsen dünnwandiger Teile eine Vielzahl elastischer Druckplatten verwendet, um die Kraftaufnahmefläche der Kontaktteile zu vergrößern; Beim Drehen des Innendurchmessers und des Außenkreises einer dünnwandigen Hülse wird zur Vergrößerung der Aufstandsfläche der Werkstückspannung entweder ein einfacher offener Übergangsring oder ein elastischer Dorn, eine Bogenklemmung usw. verwendet. Dieses Verfahren ist vorteilhaft, um die Klemmkraft zu tragen und somit eine Verformung des Teils zu vermeiden. Die axiale Spannkraft wird auch häufig in der Produktion eingesetzt. Durch die spezielle Vorrichtung zum Entwerfen und Herstellen kann die Klemmkraft auf die Endfläche wirken, wodurch die durch die dünne Wand des Werkstücks und die geringe Steifigkeit verursachte Biegeverformung des Werkstücks gelöst werden kann.
3, Verformung verursacht durch Werkstückbearbeitung
Die elastische Verformung des Werkstücks in Kraftrichtung durch die Einwirkung der Schneidkraft beim Schneidvorgang wird häufig als Messerlass-Phänomen bezeichnet.
In Reaktion auf solche Verformungen sollten entsprechende Maßnahmen am Werkzeug ergriffen werden, beim Schlichten ist eine Schärfe des Schneidwerkzeugs erforderlich. Einerseits kann es den Reibungswiderstand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verringern, andererseits kann es das Wärmeableitungsvermögen des Werkzeugs beim Schneiden des Werkstücks verbessern, wodurch die innere Restspannung auf dem Werkstück verringert wird. Wenn Sie zum Beispiel eine große Ebene eines dünnwandigen Teils mit einem Einkantenfräsverfahren fräsen, wählen die Werkzeugparameter einen größeren Anstellwinkel und einen größeren Spanwinkel, um den Schnittwiderstand zu verringern. Durch die leichte Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs wird die Verformung der dünnwandigen Teile verringert und es wird vielfach in der Produktion eingesetzt.
Beim Drehen dünnwandiger Teile ist ein vernünftiger Werkzeugwinkel entscheidend für die Schnittkraft beim Drehen, die thermische Verformung beim Drehen und die mikroskopische Qualität der Werkstückoberfläche. Die Größe des Spanwinkels des Werkzeugs bestimmt den Grad der Schneidverformung und die Schärfe des Spanwinkels des Werkzeugs. Ein großer Spanwinkel verringert die Verformung und Reibung des Schnitts, ein zu großer Spanwinkel verringert den Keilwinkel des Werkzeugs, verringert die Festigkeit des Werkzeugs, verringert die Wärmeableitung des Werkzeugs und beschleunigt den Verschleiß. Verwenden Sie daher beim Drehen dünnwandiger Teile aus Stahlwerkstoffen Hochgeschwindigkeitswerkzeuge. Der vordere Winkel beträgt 6 ° bis 30 °. Bei Hartmetallwerkzeugen beträgt der vordere Winkel 5 ° bis 20 °.
Der Rückwinkel des Werkzeugs ist groß, die Reibung ist klein und die Schneidkraft wird entsprechend verringert. Wenn der Rückwinkel jedoch zu groß ist, wird die Werkzeugfestigkeit verringert. Verwenden Sie zum Drehen dünnwandiger Teile ein Schnellarbeitsstahl-Drehwerkzeug, und der Rückwinkel des Werkzeugs beträgt 6 ° ~ 12 °. Hartmetall-Schneidwerkzeuge im Winkel von 4 ° ~ 12 °. Nehmen Sie beim Feindrehen einen größeren Winkel und beim Schruppen einen kleineren Winkel. Nehmen Sie einen großen Steigungswinkel ein, wenn Sie den inneren und den äußeren Kreis dünnwandiger Teile drehen. Die richtige Auswahl des Werkzeugs ist eine notwendige Voraussetzung für die Verformung des Werkstücks.
Die Wärme, die durch die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück während der Bearbeitung erzeugt wird, verformt auch das Werkstück, so dass häufig eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung gewählt wird. Da bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung die Späne in kurzer Zeit abgeschnitten werden, wird der größte Teil der Schnittwärme von den Spänen abgeführt, wodurch die thermische Verformung des Werkstücks verringert wird. Zweitens kann bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung aufgrund der Verringerung des erweichten Teils des Schneidschichtmaterials auch die Verformung der Teilebearbeitung verringert werden, was für die Gewährleistung der Größe und Formgenauigkeit des Teils vorteilhaft ist. Darüber hinaus wird die Schneidflüssigkeit hauptsächlich dazu verwendet, die Reibung beim Schneiden zu verringern und die Schnitttemperatur zu senken. Eine angemessene Verwendung von Schneidflüssigkeit spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Werkzeughaltbarkeit, der Bearbeitungsoberflächenqualität und der Bearbeitungsgenauigkeit. Daher ist es notwendig, eine ausreichende Schneidflüssigkeit zu verwenden, um eine Verformung des Teils während der Bearbeitung zu verhindern.
Die Verwendung angemessener Schnittmengen bei der Bearbeitung ist ein Schlüsselfaktor für die Gewährleistung der Teilegenauigkeit. Bei dünnwandigen Teilen mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit wird im Allgemeinen eine symmetrische Bearbeitung angewendet, um die auf den gegenüberliegenden Seiten auftretenden Spannungen auszugleichen und einen stabilen Zustand zu erreichen, und das Werkstück ist nach der Bearbeitung glatt. Wenn jedoch in einem bestimmten Prozess eine größere Schneidwerkzeugmenge verwendet wird, wird das Werkstück aufgrund des Ungleichgewichts von Zugspannung und Druckspannung verformt.
Die Verformung dünnwandiger Teile beim Drehen ist vielfältig. Die Spannkraft beim Spannen des Werkstücks, die Schneidkraft beim Schneiden des Werkstücks, das Werkstück behindern die elastische Verformung und plastische Verformung, die während des Schneidens des Werkzeugs erzeugt werden, und die Temperatur in der Schneidzone wird erhöht, um eine thermische Verformung zu verursachen. Wenn wir eine Grobbearbeitung wünschen, können die Schnitttiefe und der Vorschub daher größer sein. Beim Schlichten beträgt die Menge des Messers im Allgemeinen 0,2 bis 0,5 mm, die Vorschubmenge beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 0,2 mm / r oder sogar weniger und die Schnittgeschwindigkeit beträgt 6 bis 120 m / min. Verwenden Sie die höchste Schnittgeschwindigkeit, wenn Sie das Auto fertig stellen, aber es ist nicht einfach, zu hoch zu sein. Wählen Sie die Schnittmenge angemessen, um die Teileverformung zu reduzieren.
4, Spannungsverformung nach der Bearbeitung
Nach der Bearbeitung weisen die Teile selbst innere Spannungen auf. Diese internen Spannungsverteilungen sind relativ ausgeglichen und die Teile sind relativ formstabil. Nach dem Entfernen einiger Materialien und dem Ändern der inneren Spannung nach der Wärmebehandlung muss das Werkstück jedoch wieder den Kraftausgleich erreichen, damit sich die Form ändert. Um eine solche Verformung zu lösen, kann das zu richtende Werkstück durch ein Wärmebehandlungsverfahren auf eine bestimmte Höhe gestapelt und durch ein bestimmtes Werkzeug in einen flachen Zustand gepresst werden. Dann werden das Werkzeug und das Werkstück zusammen in den Heizofen gelegt und unterschiedliche Heiztemperaturen und Heizzeiten werden entsprechend den Materialien der Teile ausgewählt. Nachdem die Wärme gerichtet ist, ist die innere Struktur des Werkstücks stabil. Zu diesem Zeitpunkt weist das Werkstück nicht nur eine hohe Geradheit auf, sondern es wird auch das Phänomen des Aushärtens des Werkstücks beseitigt, was das weitere Fertigstellen des Teils weiter erleichtert. Versuchen Sie, die innere Restspannung zu beseitigen, und verwenden Sie dann die Modifikationsverarbeitungsverfahren, d. H. Schruppen - Altern - Aufbereiten, um die Alterungsbehandlung des Gusses durchzuführen.
Für große Teile ist eine Profilierung erforderlich. Das heißt, das Ausmaß der Verformung des Werkstücks nach dem Zusammenbau wird erwartet, und das Ausmaß der Verformung wird während der Bearbeitung in der entgegengesetzten Richtung reserviert, wodurch eine Verformung des Teils nach dem Zusammenbau wirksam verhindert werden kann.
Zusammenfassend sollten für das leicht verformbare Werkstück die entsprechenden Gegenmaßnahmen im Rohling und in der Bearbeitungstechnik getroffen werden. Es ist notwendig, nach verschiedenen Situationen zu analysieren, und es wird eine geeignete Prozessroute gefunden.
1, das Material und die Struktur des Werkstücks beeinflussen die Deformation des Werkstücks.
Das Ausmaß der Verformung ist proportional zur Komplexität der Form, dem Aspektverhältnis und der Dicke der Wand und ist proportional zur Steifigkeit und Stabilität des Materials. Daher ist bei der Konstruktion von Teilen der Einfluss dieser Faktoren auf die Verformung des Werkstücks möglichst zu reduzieren.
Insbesondere bei der Struktur großer Teile sollte die Struktur sinnvoll sein. Vor der Verarbeitung sollten die Defekte wie Härte und Porosität des Rohlings streng kontrolliert werden, um die Qualität des Rohlings sicherzustellen und die Verformung des Werkstücks zu verringern.
2, Verformung, die durch die Werkstückspannung verursachte
Wählen Sie beim Spannen des Werkstücks zuerst den richtigen Spannpunkt und dann die entsprechende Spannkraft entsprechend der Position des Spannpunkts.
Klemmstelle und Stützstelle sind so weit wie möglich konsistent, so dass die Klemmkraft auf die Stütze wirkt. Der Klemmpunkt sollte so nah wie möglich an der Arbeitsfläche liegen, und die Position, an der die Kraft nicht leicht die Klemmverformung verursachen kann, wird ausgewählt. Wenn es Kräfte in verschiedenen Richtungen auf dem Werkstück, die Reihenfolge der Klemmkräfte Klemm sollte in Betracht gezogen werden. Die Spannkraft sollte zuerst aufgebracht werden, um das Werkstück und den Stützkontakt herzustellen, und sie sollte nicht zu groß sein. Für die Hauptspannkraft, die die Schneidkraft ausgleicht, sollte sie am Ende angewendet werden.
Zweitens sollte die Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und der Klemme vergrößert oder die axiale Klemmkraft verwendet werden. Das Erhöhen der Steifigkeit des Teils ist ein wirksames Mittel zum Lösen der Klemmverformung, weist jedoch aufgrund der Form und Struktur des dünnwandigen Teils eine geringere Steifigkeit auf. Auf diese Weise tritt eine Verformung aufgrund des Aufbringens der Klemmkraft auf.
Eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Werkstück und der Vorrichtung kann die Verformung des Werkstücks beim Einspannen wirksam verringern. Beispielsweise werden beim Fräsen dünnwandiger Teile eine Vielzahl elastischer Druckplatten verwendet, um die Kraftaufnahmefläche der Kontaktteile zu vergrößern; Beim Drehen des Innendurchmessers und des Außenkreises einer dünnwandigen Hülse wird zur Vergrößerung der Aufstandsfläche der Werkstückspannung entweder ein einfacher offener Übergangsring oder ein elastischer Dorn, eine Bogenklemmung usw. verwendet. Dieses Verfahren ist vorteilhaft, um die Klemmkraft zu tragen und somit eine Verformung des Teils zu vermeiden. Die axiale Spannkraft wird auch häufig in der Produktion eingesetzt. Durch die spezielle Vorrichtung zum Entwerfen und Herstellen kann die Klemmkraft auf die Endfläche wirken, wodurch die durch die dünne Wand des Werkstücks und die geringe Steifigkeit verursachte Biegeverformung des Werkstücks gelöst werden kann.
3, Verformung verursacht durch Werkstückbearbeitung
Die elastische Verformung des Werkstücks in Kraftrichtung durch die Einwirkung der Schneidkraft beim Schneidvorgang wird häufig als Messerlass-Phänomen bezeichnet.
In Reaktion auf solche Verformungen sollten entsprechende Maßnahmen am Werkzeug ergriffen werden, beim Schlichten ist eine Schärfe des Schneidwerkzeugs erforderlich. Einerseits kann es den Reibungswiderstand zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück verringern, andererseits kann es das Wärmeableitungsvermögen des Werkzeugs beim Schneiden des Werkstücks verbessern, wodurch die innere Restspannung auf dem Werkstück verringert wird. Wenn Sie zum Beispiel eine große Ebene eines dünnwandigen Teils mit einem Einkantenfräsverfahren fräsen, wählen die Werkzeugparameter einen größeren Anstellwinkel und einen größeren Spanwinkel, um den Schnittwiderstand zu verringern. Durch die leichte Schnittgeschwindigkeit des Werkzeugs wird die Verformung der dünnwandigen Teile verringert und es wird vielfach in der Produktion eingesetzt.
Beim Drehen dünnwandiger Teile ist ein vernünftiger Werkzeugwinkel entscheidend für die Schnittkraft beim Drehen, die thermische Verformung beim Drehen und die mikroskopische Qualität der Werkstückoberfläche. Die Größe des Spanwinkels des Werkzeugs bestimmt den Grad der Schneidverformung und die Schärfe des Spanwinkels des Werkzeugs. Ein großer Spanwinkel verringert die Verformung und Reibung des Schnitts, ein zu großer Spanwinkel verringert den Keilwinkel des Werkzeugs, verringert die Festigkeit des Werkzeugs, verringert die Wärmeableitung des Werkzeugs und beschleunigt den Verschleiß. Verwenden Sie daher beim Drehen dünnwandiger Teile aus Stahlwerkstoffen Hochgeschwindigkeitswerkzeuge. Der vordere Winkel beträgt 6 ° bis 30 °. Bei Hartmetallwerkzeugen beträgt der vordere Winkel 5 ° bis 20 °.
Der Rückwinkel des Werkzeugs ist groß, die Reibung ist klein und die Schneidkraft wird entsprechend verringert. Wenn der Rückwinkel jedoch zu groß ist, wird die Werkzeugfestigkeit verringert. Verwenden Sie zum Drehen dünnwandiger Teile ein Schnellarbeitsstahl-Drehwerkzeug, und der Rückwinkel des Werkzeugs beträgt 6 ° ~ 12 °. Hartmetall-Schneidwerkzeuge im Winkel von 4 ° ~ 12 °. Nehmen Sie beim Feindrehen einen größeren Winkel und beim Schruppen einen kleineren Winkel. Nehmen Sie einen großen Steigungswinkel ein, wenn Sie den inneren und den äußeren Kreis dünnwandiger Teile drehen. Die richtige Auswahl des Werkzeugs ist eine notwendige Voraussetzung für die Verformung des Werkstücks.
Die Wärme, die durch die Reibung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück während der Bearbeitung erzeugt wird, verformt auch das Werkstück, so dass häufig eine Hochgeschwindigkeitsbearbeitung gewählt wird. Da bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung die Späne in kurzer Zeit abgeschnitten werden, wird der größte Teil der Schnittwärme von den Spänen abgeführt, wodurch die thermische Verformung des Werkstücks verringert wird. Zweitens kann bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung aufgrund der Verringerung des erweichten Teils des Schneidschichtmaterials auch die Verformung der Teilebearbeitung verringert werden, was für die Gewährleistung der Größe und Formgenauigkeit des Teils vorteilhaft ist. Darüber hinaus wird die Schneidflüssigkeit hauptsächlich dazu verwendet, die Reibung beim Schneiden zu verringern und die Schnitttemperatur zu senken. Eine angemessene Verwendung von Schneidflüssigkeit spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Werkzeughaltbarkeit, der Bearbeitungsoberflächenqualität und der Bearbeitungsgenauigkeit. Daher ist es notwendig, eine ausreichende Schneidflüssigkeit zu verwenden, um eine Verformung des Teils während der Bearbeitung zu verhindern.
Die Verwendung angemessener Schnittmengen bei der Bearbeitung ist ein Schlüsselfaktor für die Gewährleistung der Teilegenauigkeit. Bei dünnwandigen Teilen mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit wird im Allgemeinen eine symmetrische Bearbeitung angewendet, um die auf den gegenüberliegenden Seiten auftretenden Spannungen auszugleichen und einen stabilen Zustand zu erreichen, und das Werkstück ist nach der Bearbeitung glatt. Wenn jedoch in einem bestimmten Prozess eine größere Schneidwerkzeugmenge verwendet wird, wird das Werkstück aufgrund des Ungleichgewichts von Zugspannung und Druckspannung verformt.
Die Verformung dünnwandiger Teile beim Drehen ist vielfältig. Die Spannkraft beim Spannen des Werkstücks, die Schneidkraft beim Schneiden des Werkstücks, das Werkstück behindern die elastische Verformung und plastische Verformung, die während des Schneidens des Werkzeugs erzeugt werden, und die Temperatur in der Schneidzone wird erhöht, um eine thermische Verformung zu verursachen. Wenn wir eine Grobbearbeitung wünschen, können die Schnitttiefe und der Vorschub daher größer sein. Beim Schlichten beträgt die Menge des Messers im Allgemeinen 0,2 bis 0,5 mm, die Vorschubmenge beträgt im Allgemeinen 0,1 bis 0,2 mm / r oder sogar weniger und die Schnittgeschwindigkeit beträgt 6 bis 120 m / min. Verwenden Sie die höchste Schnittgeschwindigkeit, wenn Sie das Auto fertig stellen, aber es ist nicht einfach, zu hoch zu sein. Wählen Sie die Schnittmenge angemessen, um die Teileverformung zu reduzieren.
Nach der Bearbeitung weisen die Teile selbst innere Spannungen auf. Diese internen Spannungsverteilungen sind relativ ausgeglichen und die Teile sind relativ formstabil. Nach dem Entfernen einiger Materialien und dem Ändern der inneren Spannung nach der Wärmebehandlung muss das Werkstück jedoch wieder den Kraftausgleich erreichen, damit sich die Form ändert. Um eine solche Verformung zu lösen, kann das zu richtende Werkstück durch ein Wärmebehandlungsverfahren auf eine bestimmte Höhe gestapelt und durch ein bestimmtes Werkzeug in einen flachen Zustand gepresst werden. Dann werden das Werkzeug und das Werkstück zusammen in den Heizofen gelegt und unterschiedliche Heiztemperaturen und Heizzeiten werden entsprechend den Materialien der Teile ausgewählt. Nachdem die Wärme gerichtet ist, ist die innere Struktur des Werkstücks stabil. Zu diesem Zeitpunkt weist das Werkstück nicht nur eine hohe Geradheit auf, sondern es wird auch das Phänomen des Aushärtens des Werkstücks beseitigt, was das weitere Fertigstellen des Teils weiter erleichtert. Versuchen Sie, die innere Restspannung zu beseitigen, und verwenden Sie dann die Modifikationsverarbeitungsverfahren, d. H. Schruppen - Altern - Aufbereiten, um die Alterungsbehandlung des Gusses durchzuführen.
Für große Teile ist eine Profilierung erforderlich. Das heißt, das Ausmaß der Verformung des Werkstücks nach dem Zusammenbau wird erwartet, und das Ausmaß der Verformung wird während der Bearbeitung in der entgegengesetzten Richtung reserviert, wodurch eine Verformung des Teils nach dem Zusammenbau wirksam verhindert werden kann.
Zusammenfassend sollten für das leicht verformbare Werkstück die entsprechenden Gegenmaßnahmen im Rohling und in der Bearbeitungstechnik getroffen werden. Es ist notwendig, nach verschiedenen Situationen zu analysieren, und es wird eine geeignete Prozessroute gefunden.
