알루미늄 제품 가공 기술의 완전한 모음

알루미늄은 비철금속 중 가장 널리 사용되고 널리 사용되는 금속재료로, 그 응용범위가 지속적으로 확대되고 있다. 알루미늄 재료를 사용하여 생산되는 알루미늄 제품은 통계에 따르면 70만 가지가 넘는 종류로 다양하고 셀 수 없이 많습니다. 건설 및 장식 산업부터 운송 및 항공우주 산업에 이르기까지 다양한 산업의 요구 사항이 다릅니다. 오늘 편집자는 알루미늄 제품의 가공 기술과 가공 변형을 방지하는 방법을 소개합니다.
알루미늄의 장점과 특성은 다음과 같습니다.
1. 밀도가 낮습니다. 알루미늄의 밀도는 약 2.7g/cm3입니다. 밀도는 철이나 구리의 1/3에 불과합니다.
2. 높은 가소성. 알루미늄은 연성이 좋아 압출, 연신 등의 가압 가공 방법을 통해 다양한 제품으로 가공이 가능합니다.
3. 내식성. 알루미늄은 자연 조건이나 양극 산화 시 표면에 보호 산화막을 형성하는 음전하가 높은 금속으로 강철보다 내식성이 훨씬 우수합니다.
4. 보강이 용이하다. 순수 알루미늄의 강도는 높지 않지만 아노다이징을 통해 강도를 향상시킬 수 있습니다.
5. 표면처리가 용이하다. 표면 처리는 알루미늄의 표면 특성을 더욱 향상시키거나 변경할 수 있습니다. 알루미늄 아노다이징 공정은 상당히 성숙하고 작동이 안정적이며 알루미늄 제품 가공에 널리 사용되었습니다.
6. 전도성이 좋고 재활용이 쉽습니다.
알루미늄 제품 가공 기술
알루미늄 제품의 펀칭
1. 콜드 펀칭
재료 알루미늄 입자를 사용하십시오. 일회성형을 위해 압출기와 금형을 사용하는 것은 원통형 제품이나 타원형, 정사각형, 직사각형 제품과 같이 연신 공정에서 얻기 어려운 제품 형상에 적합합니다. (그림 1 기계, 그림 2 알루미늄 입자 및 그림 3 제품에 표시됨)
사용된 기계의 톤수는 제품의 단면적과 관련이 있습니다. 상형 펀치와 하형 텅스텐강 사이의 간격이 제품의 벽두께이고, 상형 펀치와 하형 텅스텐강을 눌렀을 때 하사점까지의 수직 간격이 제품의 상면두께입니다 . (그림 4와 같이)

장점: 연신 금형에 비해 금형 개방 주기가 짧고 개발 비용이 저렴합니다.
단점: 생산 공정이 길고 공정 중에 제품 크기가 크게 변동하며 인건비가 높습니다.
2. 스트레칭
알루미늄 시트 소재를 사용합니다. 비원통형 몸체(굽힘이 있는 알루미늄 제품)에 적합한 형상 요구 사항을 충족하기 위해 연속 성형기와 다중 변형용 금형을 사용합니다. (그림 5 기계, 그림 6 금형 및 그림 7 제품에 표시됨)

장점: 복잡하고 반복적으로 변형되는 제품은 생산 과정에서 안정적인 치수 제어가 가능하며 제품 표면이 비교적 매끄 럽습니다.
단점: 높은 금형 비용, 상대적으로 긴 개발 주기, 기계 선택 및 정확성에 대한 높은 요구 사항.
알루미늄 제품의 표면 처리
1. 샌드블라스팅(쇼트블라스팅)
고속 모래 흐름의 충격을 이용하여 금속 표면을 청소하고 거칠게 만드는 공정입니다.
알루미늄 부품의 표면 처리 방법은 공작물 표면의 어느 정도 청결도와 다양한 거칠기를 달성하고 공작물 표면의 기계적 특성을 향상시켜 공작물의 피로 저항을 향상시키고 코팅에 대한 접착력을 높입니다. 코팅의 내구성을 연장하고 코팅의 레벨링 및 장식을 촉진합니다. 우리는 Apple의 다양한 제품에서 이러한 프로세스를 자주 볼 수 있습니다.
2. 연마
밝고 평탄한 표면을 얻기 위해 기계적, 화학적, 전기화학적 효과를 활용하여 가공물의 표면 거칠기를 감소시키는 가공 방법입니다. 연마 공정에는 주로 기계적 연마, 화학적 연마 및 전해 연마가 포함됩니다. 알루미늄 부품은 기계적 연마 및 전해 연마 후에 스테인레스 스틸과 유사한 거울 같은 효과를 얻을 수 있습니다. 이 과정은 사람들에게 고급스럽고 단순하며 패셔너블한 미래 느낌을 줍니다.
3. 와이어 드로잉
금속 와이어 드로잉은 알루미늄 판을 사포로 반복적으로 긁어 선을 만드는 제조 공정입니다. 드로잉은 직선 드로잉, 불규칙 선 드로잉, 나선형 선 드로잉, 실 드로잉으로 나눌 수 있습니다. 금속 와이어 드로잉 공정을 통해 미세한 흔적까지 선명하게 표현되어 금속 무광택에 미세한 모발 광택을 부여하며 패션과 기술이 결합된 제품입니다.
4. 고광택 커팅
정밀 조각기를 사용하여 정밀 조각기의 고속 회전(보통 20000rpm) 스핀들에 다이아몬드 칼을 보강하여 부품을 절단하고 제품 표면에 국소적인 밝은 영역을 만듭니다. 절단 하이라이트의 밝기는 밀링 드릴 비트의 속도에 영향을 받습니다. 드릴 비트 속도가 빠를수록 절단 하이라이트가 더 밝아지는 반면, 그 반대는 사실이므로 더 어두워지고 도구 라인이 더 쉽게 생깁니다. 고광택 및 고광택 절단은 iPhone 5와 같은 휴대폰 응용 분야에서 특히 일반적입니다. 최근 몇 년 동안 일부 고급 TV 금속 프레임은 양극 처리 및 와이어 드로잉 공정과 결합된 고광택 밀링 기술을 채택하여 전체적으로 패션감각과 기술력이 넘치는 TV.
5. 양극산화
아노다이징은 금속 또는 합금의 전기화학적 산화를 말하며, 알루미늄 및 그 합금은 인가된 전류의 작용으로 인해 해당 전해질 및 특정 공정 조건에서 알루미늄 제품(양극)에 산화막을 형성합니다. 아노다이징 처리는 알루미늄의 표면 경도 및 내마모성 결함을 해결할 뿐만 아니라 수명을 연장하고 미관을 향상시킵니다. 이는 알루미늄 표면 처리에 없어서는 안될 부분이 되었으며 현재 가장 널리 사용되고 성공적인 공정입니다.
6. 이중 색상 양극
2색 양극은 제품을 양극 산화 처리하여 특정 영역에 다른 색상을 할당하는 것을 의미합니다. 이중 색상 아노다이징 공정은 복잡성과 높은 비용으로 인해 TV 산업에서는 덜 일반적으로 사용됩니다. 그러나 두 색상의 대비는 제품의 고급스럽고 독특한 외관을 더 잘 반영합니다.
알루미늄 가공 변형을 줄이기 위한 공정 조치 및 운영 기술
가공 중 알루미늄 부품의 변형에는 재료, 부품 모양, 생산 조건 등과 관련된 여러 가지 이유가 있습니다. 주로 다음과 같은 측면이 있습니다: 블랭크의 내부 응력으로 인한 변형, 절삭력 및 절단으로 인한 변형 열, 체결력으로 인한 변형.
가공 변형을 줄이기 위한 가공 조치
1. 양모 재배의 내부 스트레스를 줄입니다.
자연적 또는 인공적 노화 및 진동 처리는 블랭크의 내부 응력을 부분적으로 제거할 수 있습니다. 전처리도 효과적인 가공 방법이다. 마진이 크기 때문에 살찐 머리와 큰 귀의 거친 부분을 가공한 후의 변형량도 큽니다. 블랭크의 잉여 부분을 전처리하고 각 부분의 잉여 부분을 줄이면 후속 공정의 가공 변형을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전처리 후 일정 시간 방치한 후 내부 응력을 어느 정도 완화할 수 있습니다.
2. 절삭공구의 절삭능력 향상
절삭 공구의 재료 및 기하학적 매개변수는 절삭력과 절삭 열에 중요한 영향을 미칩니다. 부품 가공 변형을 줄이려면 절삭 공구를 올바르게 선택하는 것이 중요합니다.
1) 절삭 공구의 기하학적 매개변수를 합리적으로 선택합니다.
① 프론트 앵글 : 인선의 강성을 유지하면서 더 큰 프론트 앵글을 선택하면 인선을 날카롭게 할 수 있을 뿐만 아니라 절삭 변형을 줄여 칩 제거가 원활해지며 절삭 저항과 절삭 온도가 감소합니다. 네거티브 경사각 도구를 사용하지 마십시오.
② 백앵글 : 백앵글의 크기는 백절삭면의 마모와 가공면의 품질에 직접적인 영향을 미친다. 절단 두께는 백 앵글을 선택하는 중요한 조건입니다. 황삭 밀링 중에는 이송 속도가 크고 절삭 부하가 크며 발열량이 높기 때문에 공구의 방열 조건이 양호해야 합니다. 따라서 더 작은 후방 각도를 선택해야 합니다. 정밀 밀링 시 뒷면 절단면과 가공면 사이의 마찰을 줄이고 탄성 변형을 줄이기 위해 날카로운 모서리가 필요합니다. 따라서 더 큰 백 앵글을 선택해야 합니다.
③ 나선형 각도 : 원활한 밀링을 보장하고 밀링 힘을 줄이기 위해 나선형 각도를 최대한 크게 선택해야 합니다.
④ 주편차각 : 주편차각을 적절하게 줄이면 방열조건이 향상되고 가공영역의 평균온도를 낮출 수 있습니다.
2) 도구 구조를 개선합니다.
① 밀링 커터 날수를 줄이고 칩 보유 공간을 늘립니다. 알루미늄 소재는 가소성이 높기 때문에 가공 중 절삭 변형이 심해 더 큰 칩 보유 공간이 필요합니다. 따라서 칩 보유 홈 바닥 반경은 더 크고 밀링 커터 날은 더 적게 사용하는 것이 좋습니다.
② 블레이드 톱니를 미세하게 연삭합니다. 커터 날의 거칠기 값은 Ra{0}}.4um보다 작아야 합니다. 새 칼을 사용하기 전에 미세한 오일스톤을 사용하여 칼날 이빨의 앞면과 뒷면을 몇 번 부드럽게 갈아서 칼날 이빨을 갈 때 남아 있는 버와 약간의 톱니를 제거해야 합니다. 이런 방식으로 절단 열을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 절단 변형도 상대적으로 작습니다.
③ 절삭공구의 마모기준을 엄격히 관리한다. 공구 마모 후 공작물의 표면 거칠기 값이 증가하고 절삭 온도가 상승하며 그에 따라 공작물의 변형이 증가합니다. 따라서 내마모성이 좋은 공구 재료를 선택하는 것 외에도 공구 마모 기준은 0.2mm를 초과해서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 칩 침전물이 발생하기 쉽습니다. 절단하는 동안 가공물의 온도는 일반적으로 변형을 방지하기 위해 100도를 초과하지 않아야 합니다.
3. 공작물의 클램핑 방법 개선
강성이 낮은 벽이 얇은 알루미늄 부품의 경우 다음과 같은 클램핑 방법을 사용하여 변형을 줄일 수 있습니다.
① 벽이 얇은 라이너 부품의 경우 3조 셀프 센터링 척 또는 스프링 척을 사용하여 반경 방향으로 클램핑하는 경우 가공 후 느슨해지면 공작물이 필연적으로 변형됩니다. 이때 축단면을 강성이 좋게 압축하는 방법을 사용해야 한다. 위치 결정을 위해 부품의 내부 구멍을 이용하여 나사산 관통 샤프트를 만들어 부품의 내부 구멍에 삽입합니다. 덮개판을 사용하여 단면을 단단히 누른 후 너트로 조이십시오. 바깥쪽 원을 가공할 때 클램핑 변형을 방지하여 만족스러운 가공 정밀도를 얻을 수 있습니다.
② 벽이 얇은 박판 가공물을 가공할 때는 진공흡입컵을 사용하여 조임력을 고르게 분산시킨 후 더 적은 절단량으로 가공하는 것이 가공물의 변형을 효과적으로 방지하는 것이 가장 좋습니다.
추가적으로 스터핑(stuffing) 방법을 사용할 수도 있습니다. 벽이 얇은 공작물의 공정 강성을 높이기 위해 공작물 내부에 미디어를 채워 클램핑 및 절단 공정 중 변형을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 질산칼륨을 3~6% 함유한 요소수를 가공물에 주입하고, 가공한 후 가공물을 물이나 알코올에 담그면 필러를 녹여 쏟아낼 수 있다.
4. 프로세스를 합리적으로 정리
고속 절삭 중에는 가공 여유가 크고 단속 절삭으로 인해 밀링 공정에서 진동이 발생하는 경우가 많아 가공 정밀도와 표면 거칠기에 영향을 미칩니다. 따라서 CNC 고속 절삭 공정은 일반적으로 거친 가공, 반정밀 가공, 코너 청소 가공, 정밀 가공 및 기타 공정으로 나눌 수 있습니다. 고정밀도 요구 사항이 있는 부품의 경우 때때로 2차 반정밀 가공이 필요하고 이어서 정밀 가공이 필요합니다. 거친 가공 후 부품을 자연 냉각하여 거친 가공으로 인해 발생하는 내부 응력을 제거하고 변형을 줄일 수 있습니다. 거친 가공 후에 남겨진 여백은 변형보다 커야 하며 일반적으로 1-2mm입니다. 정밀 가공 중 부품 표면은 일반적으로 0.2 ~ 0.5mm 범위의 균일한 가공 공차를 유지해야 가공 공정 중에 절삭 공구를 안정적인 상태로 유지할 수 있습니다. 이를 통해 절단 변형을 크게 줄이고 우수한 표면 가공 품질을 달성하며 제품의 정확성을 보장할 수 있습니다.
가공 변형을 줄이기 위한 작업 기술
가공 공정 중 알루미늄 부품의 변형은 위의 이유뿐만 아니라 실제 작업에서 작업 방법의 중요성으로 인해 발생합니다.
1. 가공 공차가 큰 부품의 경우 가공 공정 중 더 나은 방열 조건을 유지하고 열 집중을 피하기 위해 가공 중에 대칭 가공을 사용해야 합니다. 60mm로 가공해야 하는 두께 90mm 판금이 있는 경우 한쪽 면을 밀링하고 다른 쪽 면을 즉시 밀링하여 최종 크기까지 한 번에 가공할 때 평탄도가 5mm에 도달하는 경우 반복 이송 대칭 가공을 사용하면 각 면을 최종 크기까지 두 번 가공하여 0.3mm의 평탄도를 보장합니다.
2. 판금 부품에 캐비티가 여러 개 있는 경우 가공 중에 각 캐비티에 대해 하나의 캐비티를 순차적으로 처리하는 방법을 사용하는 것은 바람직하지 않습니다. 이렇게 하면 부품에 고르지 않은 응력과 변형이 쉽게 발생할 수 있습니다. 여러 레이어의 처리를 채택하여 각 레이어는 가능한 한 모든 캐비티에 동시에 처리된 후 다음 레이어를 처리하여 부품에 균일한 응력을 가하고 변형을 줄입니다.
3. 절단량을 변경하여 절단력을 줄이고 열을 절단합니다. 절삭 매개변수의 세 가지 요소 중에서 백피드가 절삭력에 중요한 영향을 미칩니다. 가공 공차가 너무 크고 단일 패스의 절삭력이 너무 크면 부품 변형이 발생할 뿐만 아니라 공작 기계 스핀들의 강성에 영향을 미치고 공구의 내구성이 저하됩니다. 백컷팅량을 줄이면 생산효율이 크게 떨어지게 됩니다. 그러나 이러한 문제를 극복하기 위해 CNC 가공에서는 일반적으로 고속 밀링이 사용됩니다. 백커팅 양을 줄이면서 이송 속도를 높이고 기계 속도를 높이면 가공 효율성을 보장하면서 절삭력을 줄일 수 있습니다.
4. 절단 순서도 신중하게 고려해야 합니다. 황삭 가공은 가공 효율성 향상과 단위 시간당 절삭 속도 추구를 강조합니다. 일반적으로 리버스 밀링을 사용할 수 있습니다. 가능한 가장 빠른 속도와 최단 시간에 블랭크 표면의 잉여 소재를 잘라내어 기본적으로 정밀 가공에 필요한 기하학적 윤곽을 형성합니다. 정밀 가공은 높은 정밀도와 품질을 강조하므로 포워드 밀링을 사용하는 것이 좋습니다. 커터 날의 절삭 두께는 정방향 밀링 중에 최대에서 0까지 점차 감소하기 때문에 가공 경화 정도가 크게 감소하는 동시에 부품의 변형 정도도 감소합니다.
5. 벽이 얇은 공작물은 가공 중에 클램핑으로 인해 변형이 발생하는데, 이는 정밀 가공 중에도 피하기 어렵습니다. 공작물의 변형을 최소화하기 위해 정밀 가공 시 최종 크기에 도달하기 전에 클램핑 부분을 풀어 공작물을 원래 상태로 자유롭게 복귀시킬 수 있습니다. 그런 다음 공작물이 단단히 고정되도록(완전히 손의 느낌을 기반으로) 약간 조여 원하는 가공 효과를 얻을 수 있습니다. 즉, 클램핑력은 지지면에 작용하는 것이 가장 좋으며, 클램핑력은 공작물 강성이 좋은 방향으로 작용해야 합니다. 공작물이 느슨해지지 않는다는 것을 전제로, 클램핑력은 작을수록 좋습니다.
6. 캐비티가 있는 부품을 가공할 때 밀링 커터가 드릴 비트처럼 부품에 직접 침투하지 않도록 하는 것이 좋습니다. 이로 인해 밀링 커터를 위한 칩 공간이 부족하고 칩 제거가 원활하지 않으며 과열, 팽창, 공구 파손 등이 발생합니다. 불리한 현상. 먼저 밀링 커터와 같은 크기 또는 한 사이즈 큰 드릴 비트를 사용하여 공구 구멍을 뚫은 다음 밀링 커터를 사용하여 밀링합니다. 또는 CAM 소프트웨어를 사용하여 나선형 절단 프로그램을 생성할 수 있습니다.