Métodos comunes para resolver la deformación en piezas de mecanizado de aluminio

2026,01,16

Métodos comunes para resolver la deformación en piezas de mecanizado de aluminio

En términos sencillos, un dispositivo consta de seis puntos (3+2+1: tres superficies fijas, dos líneas fijas y un punto fijo). Durante el mecanizado, la deformación de las piezas es inevitable, pero esta deformación debe abordarse para garantizar el desarrollo normal del proceso de mecanizado. Existen muchas razones para la deformación de las piezas de aluminio, estrechamente relacionadas con el material, la forma y las condiciones de producción de las piezas. Estos se manifiestan principalmente en los siguientes aspectos: deformación causada por tensión interna en la pieza en bruto, deformación causada por la fuerza de corte, deformación causada por el calor de corte y deformación causada por la fuerza de sujeción.

Reducir el estrés interno en el espacio en blanco

El envejecimiento natural o artificial, el tratamiento por vibración y otros métodos pueden eliminar parcialmente la tensión interna en la pieza en bruto. El pretratamiento también es un método de proceso eficaz. Para piezas en bruto más grandes, debido al mayor margen de mecanizado, la deformación después del mecanizado también es mayor. Si las piezas sobrantes de la pieza en bruto se mecanizan previamente, lo que reduce el margen de mecanizado de cada pieza, no solo se puede reducir la deformación del mecanizado CNC posterior, sino que también se puede liberar algo de tensión interna mediante el preajuste durante un período de tiempo.

Como se muestra en la figura, el peso en bruto de la pieza en forma de viga es de 60 kg (como se muestra con las líneas discontinuas dobles en la figura), mientras que la pieza en sí pesa solo 3 kg. Si se mecaniza de una sola vez como lo muestran las líneas discontinuas, su error de planitud puede alcanzar los 14 mm; Si se trata previamente como lo muestran las líneas continuas y luego se envejece naturalmente durante un período de tiempo antes de mecanizarse en la pieza de aluminio requerida, su error de planitud se puede reducir a menos de 3 mm.

La siguiente figura muestra una parte de un perforador de tapas de botellas. El espesor mínimo en esta zona es de sólo 3 mm, mientras que el espesor de la pieza en bruto antes del mecanizado CNC es de 20 mm. Esta pieza de aluminio se puede mecanizar directamente al tamaño requerido cambiando la placa de presión del centro de mecanizado CNC, pero cuando se retira de la mesa de trabajo, la parte inferior de la pieza de aluminio se deformará, lo que provocará desviaciones graves o incluso desechos.

Por lo tanto, antes del mecanizado CNC, primero se cortan ranuras de alivio de tensión en la pieza en bruto (que se muestran con las líneas continuas en la figura) y luego se retira de la mesa de trabajo y se envejece naturalmente durante 1 a 2 horas para minimizar la deformación en este momento. Posteriormente se realiza un proceso de nivelación de la mesa para dejar plana la superficie de la pieza, reduciendo así en gran medida la deformación de la pieza en mecanizados posteriores.

Mejora de la capacidad de corte de la herramienta

El material de la herramienta y los parámetros geométricos tienen un impacto significativo en la fuerza de corte y el calor de corte. La selección correcta de herramientas es clave para reducir la deformación de las piezas de aluminio.

Los siguientes son parámetros geométricos razonables de la herramienta:

① Ángulo de inclinación

Mientras se garantiza la resistencia de la plaquita, el ángulo de desprendimiento debe aumentarse adecuadamente. Por un lado, aumentar el ángulo de ataque permite obtener bordes de corte más afilados; por otro lado, reduce la deformación de corte, facilita la eliminación de virutas y, por tanto, reduce la fuerza y la temperatura de corte. Al mismo tiempo, se deben evitar herramientas con ángulos de ataque negativos.

② Ángulo libre

El tamaño del ángulo libre afecta directamente el desgaste de la cara del flanco de la herramienta y la calidad de la superficie del mecanizado CNC. El espesor de corte es un factor importante a la hora de seleccionar el ángulo libre. Durante el desbaste, debido a la gran velocidad de avance, la gran carga de corte y la alta generación de calor, la herramienta requiere una buena disipación de calor; por lo tanto, se debe seleccionar un ángulo libre más pequeño. Durante el fresado de acabado, se requiere un filo afilado para reducir la fricción entre la cara del flanco de la herramienta y la superficie mecanizada por CNC, lo que reduce la deformación elástica; por lo tanto, se debe seleccionar un ángulo libre mayor.

③ Ángulo de hélice

Para garantizar un proceso de fresado fluido y reducir la fuerza de fresado, el ángulo de la hélice debe ser lo más grande posible.

④ Ángulo de desviación principal

Reducir adecuadamente el ángulo de desviación principal puede mejorar la disipación de calor y reducir la temperatura promedio del área de mecanizado CNC.

Métodos de sujeción mejorados para el mecanizado de aluminio

Para piezas de aluminio de paredes delgadas con poca rigidez, se pueden utilizar los siguientes métodos de sujeción para reducir la deformación:

① Mandril autocentrante de tres mordazas

Para piezas de casquillo de paredes delgadas, si se utiliza un mandril autocentrante de tres mordazas o un collar de resorte para la sujeción radial, la pieza de trabajo inevitablemente se deformará cuando se suelte después del mecanizado. En este caso, se debe utilizar un método con mejor rigidez para la sujeción del extremo axial. Localice el orificio interior de la pieza, haga un mandril roscado, insértelo en el orificio interior de la pieza, presione la cara del extremo con una placa de cubierta y luego apriételo con una tuerca. Al mecanizar el círculo exterior, se puede evitar la deformación de sujeción, obteniendo así una precisión de mecanizado satisfactoria.

② Mandril de vacío

Al mecanizar con CNC piezas de trabajo de placa delgada de paredes delgadas, es mejor utilizar un mandril de vacío para obtener una fuerza de sujeción distribuida uniformemente y luego realizar el mecanizado CNC para reducir la cantidad de corte, lo que puede prevenir eficazmente la deformación de la pieza.

③ Usando el método de llenado

Para mejorar la rigidez del mecanizado de piezas de paredes delgadas, se puede llenar un medio dentro de la pieza de trabajo para reducir la deformación durante la sujeción y el corte. Por ejemplo, se puede inyectar en la pieza de trabajo una masa fundida de urea que contenga entre un 3% y un 6% de nitrato de potasio. Después del mecanizado CNC, la pieza de trabajo se puede sumergir en agua o alcohol hasta que el relleno se disuelva y luego se vierta.

Disposición razonable del proceso.

Durante el corte a alta velocidad, debido al gran margen de mecanizado y al corte intermitente, el proceso de fresado a menudo genera vibraciones, lo que afecta la precisión del mecanizado CNC y la rugosidad de la superficie. Por lo tanto, el proceso de corte CNC de alta velocidad generalmente se puede dividir en: desbaste, semiacabado, limpieza de ángulos, acabado, etc.

Para piezas de aluminio con requisitos de alta precisión, a veces se requiere un segundo semiacabado antes del acabado. Después del desbaste, las piezas de aluminio se pueden enfriar de forma natural para eliminar la tensión interna generada por el desbaste y reducir la deformación. El margen después del desbaste debe ser mayor que la deformación, generalmente de 1 a 2 mm. Durante el proceso de acabado, la superficie de acabado de la pieza debe mantener un margen de mecanizado uniforme, generalmente de 0,2 a 0,5 mm, para garantizar que la herramienta esté en un estado estable durante el mecanizado CNC, reduciendo así en gran medida la deformación de corte, obteniendo una buena calidad de la superficie de mecanizado CNC y garantizando la precisión del mecanizado de las piezas de aluminio.

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Autor:

Mr. xavierparts

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