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铝合金材料加工变形控制措施研究

张凯

天津华惠安信装饰工程有限公司,天津,832000

摘要: 随着现代工业制造业快速发展,铝合金材料在工业制造中得到了广泛的应用,国内的材料加工的技术仍有待提高。文章分析了铝合金材料加工变形的主要影响因素与特点,提出了铝合金材料加工变形控制对策,探讨了铝合金材料现场安装变形现状及对策。
关键词: 加工变形 ;铝合金材料 ;控制对策
DOI:10.12721/ccn.2023.157304
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引言

铝合金这种材质有耐腐蚀和导热的优良特性,因此在现代制造行业中有着广泛的应用,也是建筑业与家用设备加工领域常用的一种材料。由于其在现代工业中的大量使用,对铝合金的研究也在不断增长。研究显示,铝合金在高温和高热环境中能够表现出良好的适应性。然而,从实际应用来看,铝合金在加工过程中容易发生变形现象。加工时,由于难以对铝合金内部施加的应力进行实时观察,以便在短时间内采取改正措施,这有导致去除应力后铝合金变形的情况。

1.铝合金材料加工变形的主要影响因素与特点

1.1铝合金材料加工变形的影响因素

影响铝合金材料加工形变的关键因素众多,如机床、夹具、刀具以及切削参数等。此外,诸如环境温度和通风情况的因素也可能引发影响,材料的硬度会受到机床定位准确性的影响。安装工作部件的过程中,不适当的夹紧点设置可能无法在支持上产生夹紧力,同时,如果工作部件和夹具的接触面积过小,也可能降低零件的硬度。假如零件的刚度本质上不够强,在加力过程中可能会变形。铝合金加工变形在刀具的影响下也是相当显著的,主要是刀具的稳定性、使用寿命和材料特性等几个方面所展现出来的。在所有影响因素里,切削参数的影响最为突出。当进行高速切削过程时,大量的热能会被释放出去,这有助于减少工件的热量变形。尽管如此,工件在加工过程中如果遭遇不妥当的切削参数设置,很有可能会产生震动,进而导致加工精度的下降和形变的出现。铝合金处理形变的主要因素包括:一是挤压速度和温度的不当设定,受到技术制约,历来铝合金的制作往往遵循常规方法,这对操作员对制作温度的管理产生了影响。

1.2铝合金材料加工变形的特点

在部件制造中利用铝合金材质,在经过挤压处理后能够生产出包括棒材、管材等多种中铝型材。基于这些简单形态的铝合金型材,能继续打造出多种形状复杂的管材和型材。这些多样化且复杂的管材和型材能广泛应用于各个行业,并发挥出极大的效益。

2.铝合金材料加工变形控制对策

2.1选择先进的加工技术

利用先进的制造技术,能够严格把控零件制造过程中的切割力和切割热,从而能够降低在加工铝合金材料时发生的变形,减少其对零件加工质量的负面影响。因此,在加工铝合金材料时使用先进的制造技术,例如电流变技术、高速切割技术、激光制造技术等,以有效解决铝合金材料加工中的变形问题。研究表明,在电场的作用下,电流变液体可以在特定范围内进行无极转换,这样可以调整转速,制作出可以无级调整动力的传动组件。在铝合金材料的制造过程中使用电流变液体,可以在不加电场的情况下决定制造位置,而在电场的作用下,发生电流变现象,从而能够减少在铝合金材料零件的制造过程中发生的变形。而激光制造技术是一种不直接接触制造物的方法,不会对制造物产生任何污染,可以抵抗电磁干扰,适合对任何材料进行切割,制造的精度非常高,切割面无毛刺。

2.2使用合理的切削刀具

因为铝合金的硬度相对较低,也就是在进行切割的时候如果遭遇到强大的切割力,那么切割效率必定会受到不良影响。另一方面,诸如尝试去减轻切割力来规避这一困境,这反而可能会对铝合金的构造造成破坏,使得加工完成的产品无法符合生产要求。在切割铝合金的过程中会产生出热量,也有可能使得正在加工的材料发生变形,特别是在操作方法不妥当的条件下。因此,为了确保铝合金的性能,在切削工具的使用时,选择恰当的切削角度是非常必要的,要尽量减少工作流程中产生的热能,这样就能降低材料变形的可能性。另外,切削的过程中产生的热量,其实可以提升切削工具的耐用度,进而提高其服役的寿命。

2.3通过热处理应对铝合金材料加工变形

在制造过程中产生的压力可能会对部件的总体质量产生负面效果,因此,在处理铝合金材料时,应该尽可能的减少压力,以提高制造的精度和质量。其中一种方法是采用热处理,这在实际操作中使用的频率较高。在使用热处理方法控制铝合金材料制造的变形时,首先要将需要整直的部件堆叠到特定的高度,然后将它们放入加热炉,根据部件的材料来调整合适的加热温度和时间。对于那些结构较复杂的铝合金材料,应在进行初级加工的基础上进行热处理,然后再进行精密加工。如果对部件的精度要求较高,应该在半制成品的基础上进行热处理,然后进行精密加工,这种方式可以最大程度地减少内部残余的压力。

3.铝合金材料现场安装变形现状及对策

3.1铝合金材料现场安装变形分析

随着建筑装饰行业的不断发展,铝单板安装技术随之也愈发成熟。优质铝单板有两个必要的安装要素,一方面是精度高、误差小;另一方面是角码的稳定性。

其一铝单板主要用于建筑外墙装饰的安装,如果精度不够,则会导致安装达不到相关设计标准,会远远低于预期效果;另外建筑幕墙大多使用在高层及超高层中,在如此环境中,安全问题是最大的隐患,而角码的优劣则决定了幕墙铝板的稳定性及持久性。

此外随这技术的成熟,铝单板的安装形式也越来越复杂,例如双曲雕花铝单板、不规则雕花铝单板、异形铝单板等,这些造型复杂的安装形式,如采用原有的铝单板固定角码形式,安装方式会产生极大的不便,稍有偏差会产生大面积的返工。为解决这种状况,我们采用一种新型铝单板角码安装形式,最大限度的解决异形铝单板角码安装形式,减少返工、窝工的情况出现,适用任何异形铝板的安装。

3.2安装变形的控制方法

采用传统的角码安装方式对常规铝板来说,在加工过程中,安装角码是一个重要工序。 虽然表面看起来并不那么复杂,但是这中间确实有很多需要注意的部分。稍有疏忽会导致大面积铝板稳定性不足,这也应证了 “细节决定成败”一词。所以角码的安装好坏,大部分因素将取决于铝板加工厂家,对项目管理产生极大的不利。新型铝板安装角码采用与铝板一体式的方式,把传统的不可控因素降低到最低,全面实现机械化一体式生产角码。

充分采用BIM技术,针对现场实际的龙骨安装情况,采用建模的方式呈现,经管理人员确认无误后输出材料加工图纸文件,铝板厂家按照输出的加工图纸文件确定角码的具体位置、纵横向可调节长度、铝板的折弯高度及安装角度的高度制作模具,排产,每块铝板安装位置依据加工图分别编号,安装人员依据加工图及铝板编号对号入座进行现场安装。

铝单板一体式角码的安全性能优化包括将一体式角码与传统的沉头角码和头角码相比较,对稳定性、安装便利性、适用性进行全面对比,除此以外将材料的利用率、施工性价比等进行多次试验对比,将铝单板做到性价比最高、材料损耗率最低、各个节能性能做到最优。

结论

总结来看,铝合金材料在实际的生产过程中经常会变形,影响它加工变形的元素非常多。在实际的操作过程中,我们应采用如电流变技术这样的高端加工技术,并搭配合适的切削工具和切削液,通过冷却与热处理手段管理变形,以此提升生产质量。

参考文献:

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[2]王益强.薄壁铝合金加工变形消除工艺技术探讨[J].机械管理开发,2016,31(10):64-65.

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