Pēc-alumīnija korpusu mehāniskās deformācijas dabiskā stāvoklī
Pēc{0}}izņemšanas deformācijas būtība
Kad alumīnija korpuss tiek noņemts no CNC apstrādes centra un novietots tā dabiskajā neierobežotā stāvoklī, izmēru izmaiņas notiek, jo tiek atbrīvoti atlikušie spriegumi un nav iespīlēšanas spēku, kas apstrādes laikā uzturēja līdzsvaru. Šī deformācija atšķiras no deformācijas procesa laikā, jo tā izpaužas tikai pēc tam, kad daļa ir atbrīvota no stiprinājuma ierobežojumiem, kas bieži tiek atklāti galīgās pārbaudes, nevis apstrādes laikā. Lielums var svārstīties no nenozīmīgiem mikrometriem biezās, simetriskās daļās līdz vairākiem milimetriem izliekumiem plānās -sienu vai asimetriskās ģeometrijās, kas, neskatoties uz apmierinošajiem procesa mērījumiem, var izraisīt precizitātes pazīmes ārpus pielaides.
Atlikušā stresa atbrīvošanas mehānismi
Atlikušo spriegumi rodas no vairākiem avotiem visā ražošanas ķēdē. Pats izejmateriāls satur spriedzi no liešanas, ekstrūzijas vai velmēšanas procesiem. Termiski -apstrādāti rūdītāji, piemēram, T6, rada dzēšanas spriegumus, kas paliek iesprostoti materiāla matricā. Apstrādes operācijas noņem nospriegotos materiāla slāņus, izraisot atlikušās struktūras līdzsvarošanu jaunā līdzsvara formā. Dziļāka materiāla noņemšana no vienas korpusa puses rada asimetrisku sprieguma pārdali, kas rada lieces vai vērpšanos.
Īpaši problemātiska ir asimetriskā apstrāde. Ja kabatas, ribas vai logi tiek apstrādāti galvenokārt no vienas puses, bet pretējā puse paliek relatīvi neskarta, diferenciālā sprieguma atbrīvošana liek detaļai noliekties pret smagāk apstrādāto pusi. Šis efekts pastiprinās, palielinoties materiāla noņemšanas koeficientam un samazinoties sienu biezumam.
Termiskā līdzsvara efekti
Apstrādes laikā lokāla karsēšana no griešanas rada temperatūras gradientus visā korpusā. Kamēr armatūra ir saspiesta, tā ierobežo termisko izplešanos, saglabājot elastīgās deformācijas enerģiju. Noņemot un pakļaujot apkārtējiem apstākļiem, daļa atdziest nevienmērīgi-un uzkrātā enerģija izkliedējas, mainot izmērus. Plānās sekcijas atdziest ātrāk nekā biezas, radot diferenciālu kontrakciju, kas izkropļo kopējo ģeometriju.
Veicina arī pāreju no mašīnas vides uz apkārtējiem apstākļiem. Darbgaldi bieži darbojas paaugstinātā temperatūrā vārpstas siltuma un dzesēšanas šķidruma sistēmu dēļ. Detaļa, kas izmērīta uz iekārtas karsta, var šķist pieņemama, taču pēc atdzesēšanas tā saraujas līdz izmēram. Un otrādi, ja dzesēšanas šķidruma temperatūra ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru, daļa pēc noņemšanas var izplesties.
Saspiedes spēka atbrīvošana
Elastīgā deformācija, ko izraisa saspiešanas spēki apstrādes laikā, ir uzkrātā mehāniskā enerģija. Kad skavas tiek atbrīvotas, šī enerģija virza detaļu uz tās nenospriegoto formu. Alumīnija korpusiem ar plānām sienām pat mērens iespīlēšanas spiediens rada ievērojamu elastīgu deformāciju, kas pilnībā atjaunojas pēc atbrīvošanas. Funkcijas, kas apstrādātas, kamēr siena bija elastīgi novirzīta, kļūst nepareizi izlīdzinātas vai brīvā stāvoklī.
Šis atsperes-atzveltnes efekts ir īpaši izteikts korpusos ar lieliem neatbalstītiem laidumiem vai konsolēm. Plakanai pamatplāksnei, kas ir saspiesta malās un apstrādāta centrā, pēc atlaišanas būs centrālais kupols vai šķīvis atkarībā no tā, vai iespīlēšana izraisīja novirzi uz augšu vai uz leju.
Materiāls{0}}Īpaši faktori
Dažādiem alumīnija sakausējumiem ir atšķirīgas pēc{0}}apstrādes deformācijas tendences. Augstas -izturības termiski apstrādājamie sakausējumi, piemēram, 7075-T6 un 2024-T351 satur ievērojamu atlikušo spriegumu, kas rodas šķīduma apstrādes un novecošanas rezultātā, padarot tos ļoti jutīgus pret deformāciju. 6061-T6 rūdījums, lai gan tas ir stabilāks par 7. sērijas sakausējumiem, joprojām gūst labumu no noslodzes atbrīvotā T651 stāvokļa, kas paredzēts precīziem lietojumiem. Lietie sakausējumi, piemēram, A380 vai ADC12, rada papildu izaicinājumus porainības un neviendabīgas mikrostruktūras dēļ, kas rada lokalizētas sprieguma koncentrācijas un neparedzamus kropļojumu modeļus.
5-sērijas rūdīšanas sakausējumi, piemēram, 5052 vai 5083, apstrādes laikā uzkrājas deformācijas sacietēšana, kas var izraisīt atsperīgu darbību, rūdītajiem slāņiem atslābinoties. Tīrs alumīnijs un 1. sērijas sakausējumi piedāvā zemu stiprību, bet augstu elastību, kas nodrošina ievērojamu elastības atjaunošanos pēc iespīlēšanas atbrīvošanas.
Ģeometriskās ietekmes
Strukturālā ģeometrija būtiski ietekmē deformāciju pēc{0}}izņemšanas. Plānām sienām, kuru biezums ir mazāks par 3 milimetriem, trūkst stingrības, lai tās izturētu spriedzes radītos deformācijas. Lielām plakanām virsmām ar augstu garuma-un-biezuma attiecību ir klasiska kartupeļu-čipu deformācija. Dziļās kabatas ar plānām grīdām un augstām plānām ribām rada stresa koncentrācijas punktus, kur sākas deformācija. Asimetrisks dizains ar materiālu, kas koncentrēts vienā pusē, dabiski deformējas uz gaišāko pusi.
Mehāniski apstrādātā tilpuma attiecība pret atlikušo materiāla tilpumu kalpo kā noderīgs prognozētājs. Ja šī attiecība pārsniedz aptuveni 50 procentus, pēc-apstrādes deformācijas risks ievērojami palielinās. Korpusi ar vienmērīgu sienu biezumu un simetrisku materiāla sadalījumu demonstrē ievērojami labāku izmēru stabilitāti nekā tiem, kuriem ir pēkšņas biezuma pārejas.
Seku mazināšana, izmantojot procesa plānošanu
Stresa mazināšana pirms apstrādes pabeigšanas ir visefektīvākais profilakses pasākums. Apstrādātiem sakausējumiem, ja tiek norādīti spriedzes atvieglojumi, piemēram, T651 vai T7351, nevis standarta T6, atlikušie spriegumi tiek samazināti par 50–80 procentiem. Ja spriedzes-atbrīvots materiāls nav pieejams, var veikt starpsprieguma-termisko apstrādi starp rupjo apstrādāšanu un apdari, parasti karsējot līdz 250–350 grādiem pēc Celsija 2–4 stundas, kam seko kontrolēta dzesēšana.
Apstrādājot rupju apstrādi, jānoņem materiāla lielākā daļa, atstājot vienmērīgu apdares pielaidi no 0,3 līdz 0,5 milimetriem. Šī rupjā apstrādes fāze ļauj sākotnēji atbrīvot spriedzi. Pēc rupjmašīnas 15 līdz 30 minūšu atslābināšanas periods bez iespīlēšanas ļauj daļēju spriedzi līdzsvarot pirms apstrādes pabeigšanas. Pabeidziet darbības, pēc tam apstrādājiet galīgās virsmas ar minimālu papildu spriedzes ieviešanu.
Līdzsvarotas apstrādes secības, kas maina materiālu noņemšanu no pretējām virsmām, palīdz saglabāt simetriju. Tā vietā, lai visas funkcijas tiktu pabeigtas vienā sejā pirms daļas apgriešanas, pakāpeniska līdzsvarota noņemšana no abām pusēm nodrošina vienmērīgāku spriedzes sadalījumu visā procesā.
Armatūras un iespīlēšanas apsvērumi
Saspiedes spēka samazināšana apdares apstrādes laikā samazina elastīgās novirzes lielumu, kas atjaunojas pēc atbrīvošanas. Apdarei jāizmanto vakuuma turēšana, pielāgojami stiprinājumi vai minimāla-spēka hidrauliskā iespīlēšana. Stiprināšana pie stingrām iezīmēm, nevis plānām sienām, novērš lokālus kropļojumus.
Kritiskajiem korpusiem, veicot izmēģinājuma partijas apstrādi un izmērot deformāciju pēc{0}}izlaišanas, tiek iegūti dati paredzamai kompensācijai. Ja tiek konstatēti konsekventi deformācijas modeļi, var tikt ieviesti tīši -procesa kropļojumi, pielāgojot iespīlēšanu vai manipulējot ar parametriem, lai detaļa pēc atlaišanas atbilstu pielaidei.
Pēc-apstrādes stabilizēšanas procedūras
Pēc apstrādes stabilizācijas apstrāde var samazināt notiekošās izmēru izmaiņas. Mākslīgā novecošana mērenā temperatūrā paātrina stresa relaksāciju, būtiski neietekmējot mehāniskās īpašības. 6061 karsēšana līdz 175 grādiem pēc Celsija 8 stundas nodrošina stresa mazināšanos, kas ir līdzvērtīga nedēļu ilgam dabiskai novecošanai istabas temperatūrā.
Vibrācijas spriedzes samazināšana, izmantojot kontrolētu rezonanses vibrāciju 15 līdz 30 minūtes, var samazināt atlikušos spriegumus par 30 līdz 60 procentiem bez termiskās iedarbības, padarot to piemērotu detaļām ar šaurām izmēru pielaidēm, kur termiskā apstrāde var radīt deformācijas. Strāvas griešana rada spiedes virsmas spriegumus, kas neitralizē stiepes apstrādes spriegumus, uzlabojot noguruma{5}}kritisko korpusu izmēru stabilitāti.
Mērījumu protokoli
Precīzai pēc-izņemšanas deformācijas novērtēšanai ir nepieciešams atbilstošs mērījumu laiks un tehnika. Pirms izmēru pārbaudes detaļām jāļauj termiski līdzsvaroties ar pārbaudes vidi vismaz 4 stundas. Mērīšanas ierīcēm jāatbalsta daļa minimālos kontaktpunktos, lai izvairītos no dabiskās deformācijas ierobežošanas pārbaudes laikā.
Salīdzinot izmērus, kas izmērīti saspiestā stāvoklī un brīvā stāvoklī, tiek noteikts atsperes{0}}atpakaļējais lielums. Šie dati ir jādokumentē, lai uzlabotu procesu un prognozētu kompensāciju. Ražošanas daļām statistiskā procesa kontroles izsekošana pēc-izņemšanas izmēriem identificē novirzi apstrādes procesā, pirms tiek ražotas-neatbilstošās{5}}specifikācijas daļas.
Secinājums
Alumīnija korpusu deformācija pēc-apstrādes to dabiskajā stāvoklī ir raksturīgs izaicinājums, ko rada atlikušo spriegumu, termiskās vēstures, iespīlēšanas mehānikas un materiāla īpašību mijiedarbība. Atšķirībā no procesa novirzes-, ko var novērot un kompensēt reāllaikā, pēc-noņemšanas kropļojumi atklājas tikai pēc apstrādes pabeigšanas, tādēļ novēršana, izmantojot procesa plānošanu, ir būtiska. Efektīvai pārvaldībai ir nepieciešama materiāla izvēle ar atbilstošiem temperatūras apstākļiem, līdzsvarotas apstrādes stratēģijas, samazināti savilkšanas spēki un, ja nepieciešams, stabilizēšanas apstrāde. Precīziem lietojumiem investīcijas -spriegumu atbrīvotā materiālā un starpposma termiskajā apstrādē ir konsekventi ekonomiskākas nekā deformētu gatavo detaļu pārstrāde vai lūžņi.
