Méthodes pour réduire la déformation des pièces d'usinage en aluminium pendant l'usinage

Les pièces d'usinage en aluminium sont des matières premières industrielles importantes. En raison de leur dureté relativement faible et de leur coefficient de dilatation thermique élevé, ils sont sujets à la déformation lors de l'usinage de pièces à paroi mince-et en plaques minces-. Outre l'amélioration des performances de l'outil et l'utilisation d'un pré-traitement pour éliminer les contraintes internes, plusieurs méthodes peuvent être adoptées du point de vue du processus d'usinage pour minimiser la déformation d'usinage.

Pour les pièces présentant de grandes surépaisseurs d'usinage, afin de créer de meilleures conditions de dissipation thermique et de réduire la déformation thermique, il est essentiel d'éviter une concentration excessive de chaleur. Des méthodes d'usinage symétriques peuvent être utilisées. Ce type de situation est courant dans l’usinage de pièces en aluminium d’usinage CNC. Par exemple, considérons une tôle de 90 mm d'épaisseur qui doit être fraisée à 60 mm. Si un côté est fraisé puis immédiatement retourné pour fraiser l'autre côté, la grande surépaisseur d'usinage continu due au fait que chaque côté est usiné à la dimension finale en un seul passage provoquera une concentration de chaleur, ce qui entraînera une planéité de seulement 5 mm après l'usinage. Si une méthode d'usinage symétrique avec avances répétées des deux côtés est utilisée, chaque côté doit être usiné au moins deux fois jusqu'à la taille cible. Cela se traduit par une meilleure dissipation thermique et un meilleur contrôle de la planéité à moins de 0,3 mm.

Lorsque les pièces de tôlerie comportent plusieurs cavités, l'usinage séquentiel de chaque cavité peut provoquer une déformation due à une contrainte inégale. L'usinage multi--cavités en couches est couramment utilisé dans les pièces en aluminium CNC personnalisées. Toutes les cavités sont découpées simultanément en couches, usinant chaque couche à la taille spécifiée. Cela garantit une contrainte uniforme sur la pièce, réduisant ainsi efficacement la probabilité de déformation.

Une sélection appropriée des paramètres de coupe peut réduire la force de coupe et la chaleur. Des paramètres de coupe excessifs peuvent entraîner une force de coupe excessive par passe, entraînant une déformation de la pièce et affectant la rigidité de la broche de la machine et la durée de vie de l'outil. Dans les pièces de fraisage CNC en aluminium, la profondeur de coupe a le plus grand impact sur la force de coupe. Réduire la profondeur de coupe peut empêcher la déformation mais réduira l'efficacité de l'usinage. Le fraisage CNC à grande vitesse-peut réaliser les deux : en réduisant la profondeur de coupe, en augmentant l'avance et la vitesse de la machine, il peut réduire les forces de coupe tout en garantissant l'efficacité de l'usinage.

Le matériau et la géométrie de l'outil affectent directement les forces de coupe et la chaleur de coupe. La sélection appropriée des outils est essentielle pour réduire la déformation de la pièce. Les pièces en aluminium de fraisage CNC ont des exigences élevées en matière de performances des outils.

(I) Sélection appropriée de la géométrie de l'outil

• Angle de coupe :Tout en garantissant-la résistance de l'arête de coupe, une augmentation appropriée de l'angle de coupe peut produire une arête de coupe tranchante, réduire la déformation de la coupe, optimiser l'évacuation des copeaux et ainsi réduire les forces et les températures de coupe. Les outils présentant des angles de coupe négatifs sont interdits ; il s’agit d’une exigence fondamentale pour l’usinage de pièces en aluminium fraisées CNC.
• Angle dégagé :L'angle de dépouille est lié à l'usure de la face de flanc de l'outil et à la qualité d'usinage de la pièce. La norme de sélection est basée sur l’épaisseur de coupe. Le fraisage d'ébauche implique des vitesses d'avance élevées, des charges de coupe élevées et une génération de chaleur importante, nécessitant un refroidissement efficace des outils ; par conséquent, un angle de dépouille plus petit est préférable. Le fraisage de finition nécessite un tranchant tranchant pour réduire la friction entre la face de l'outil et la pièce, minimisant ainsi la déformation élastique ; un angle de dégagement plus grand est préférable pour améliorer la qualité d'usinage des pièces d'usinage CNC en aluminium.
• Angle d'hélice :Un angle d'hélice plus grand est préférable pour garantir un processus de fraisage plus fluide, réduire les forces de fraisage et garantir un usinage stable des pièces d'usinage CNC en aluminium.
• Angle de pointe d'attaque :La réduction appropriée de l'angle du tranchant d'attaque optimise la dissipation de la chaleur, abaisse la température moyenne de la zone d'usinage et empêche la déformation des pièces en aluminium usinées due aux températures élevées.

(II) Améliorer la structure des outils
Réduisez le nombre de dents de la fraise et augmentez l'espace entre les copeaux. Ces pièces sont très ductiles et subissent une déformation de coupe importante lors de l'usinage, nécessitant un espace de copeaux important. Il convient donc de choisir des fraises avec de grands rayons de rainures de copeaux et moins de dents. Par exemple, les fraises d'un diamètre inférieur à 20 mm doivent utiliser deux dents, tandis que celles d'un diamètre de 30 à 60 mm doivent utiliser trois dents. Cela empêche le colmatage des copeaux et la déformation des pièces à parois minces, une technique courante dans l'usinage de pièces de fraisage CNC en aluminium.

Un meulage précis des dents coupantes est essentiel. La rugosité de la surface du tranchant doit être inférieure à Ra=0.4um. Avant d'utiliser de nouveaux outils, les faces avant et arrière des dents de coupe peuvent être légèrement meulées avec une pierre à huile fine pour éliminer les bavures et les dentelures résiduelles, réduisant ainsi la chaleur de coupe et la déformation d'usinage, ce qui entraîne une meilleure mise en forme des pièces en aluminium d'usinage CNC.

Un contrôle strict des limites d’usure des outils est crucial. Après l'usure de l'outil, la rugosité de la surface et la température de coupe de la pièce augmenteront, exacerbant la déformation. En plus d'utiliser des matériaux d'outils résistants à l'usure, l'usure de l'outil ne doit pas dépasser 0,2 mm pour éviter la formation d'arêtes accumulées. Pendant l'usinage, la température de la pièce doit être contrôlée en dessous de 100 degrés pour éviter la déformation causée par des températures élevées et prolonger le taux de rendement des pièces finies en aluminium CNC personnalisées.

L'ébauche et la finition nécessitent des parcours d'outils différents. L'ébauche donne la priorité à l'efficacité, nécessitant une élimination rapide de l'excès de matière et une mise en forme du contour de base, ce qui rend le fraisage en avalant approprié. La finition met l'accent sur la précision de l'usinage et la qualité de la surface, ce qui rend le fraisage en avalant approprié. Lors du fraisage en montée, l'épaisseur de coupe diminue progressivement jusqu'à atteindre zéro, ce qui réduit considérablement l'écrouissage et supprime la déformation de la pièce. Ce parcours d'outil est bien-adapté aux exigences d'usinage des pièces de fraisage CNC en aluminium.

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