鋁合金型材深加工過程中的表面保護

鋁合金型材深加工過程中的表面保護胡飛云【摘要】介紹常用鋁合金型材深加工的傳統(tǒng)模具以及加工過程中對工件表面的保護方法，分析了傳統(tǒng)深加工模式的缺點，闡述了現(xiàn)行鋁合金型材深加工過程中對工件表面保護的先進方法.【期刊名稱】《輕合金加工技術(shù)》【年(卷)，期】2012(040)008【總頁數(shù)】3頁(P69-71)【關(guān)鍵詞】鋁合金型材;深加工;擦傷;表面保護【作者】胡飛云【作者單位】深圳市華加日西林實業(yè)有限公司，廣東深圳518122【正文語種】中文【中圖分類】TG385.2我國鋁合金型材的生產(chǎn)和應(yīng)用從以建筑型材為主，開始過渡到建筑型材、工業(yè)型材并行發(fā)展階段，工業(yè)型材廣泛應(yīng)用于交通、光伏、電子工業(yè)等領(lǐng)域，對鋁合金型材深度加工后的精度及表面要求非常高。鋁合金型材深加工最常用的工藝為鋸切、沖壓、銑、鉆等。本文以沖壓加工為例闡述鋁合金型材深加工過程中的表面保護問題。1鋁合金型材沖壓用模具常用結(jié)構(gòu)圖1為一款光伏組件用邊框的加工圖，該邊框材質(zhì)為6063鋁合金型材，表面處理為陽極氧化，顏色為黑色。黑色的材料對擦碰傷非常敏感，在沖壓加工過程中容易露白報廢。圖1邊框工件加工圖Fig.1Schemeofprocessedworkingpiece圖2為鋁合金型材加工常用沖模的結(jié)構(gòu)，側(cè)向采用剛性的鉻鋼進行壓料，采用固定卸料件進行卸料。其工作原理為:側(cè)向壓料件壓緊工件―凸模接觸工件并切下廢料―在卸料力的作用下凸模與工件一起離開凹模-側(cè)向壓料件逐漸松開工件―工件碰到固定卸料件后脫離凸模。如此，側(cè)向壓料件與工件之間存在相對運動，產(chǎn)生摩擦，由于鋁比鉻鋼的強度低，工件與側(cè)向壓料件的接觸面就被擦傷露白。又因工件在卸料力的作用下接觸固定卸料件后才脫離凸模。因此在與卸料件的接觸處還可能產(chǎn)生壓痕。圖2邊框工件加工常用沖模結(jié)構(gòu)Fig.2Punchingmodelofworkingpiece為避免沖壓加工過程中工件被擦碰傷，保護制品表面，制定了加工前貼保護膜的方案。加工前貼保護膜，貼膜后工件不直接接觸側(cè)向壓料件和固定卸料件，轉(zhuǎn)而由保護膜直接接觸，能有效地避免工件表面擦傷、壓傷，但是在嚴(yán)重的情況下會穿透保護膜而擦傷制品表面。2常用模結(jié)構(gòu)的弊端不貼保護膜，工件易被擦傷、壓傷，甚至導(dǎo)致工件報廢;而貼保護膜，雖能有效地解決擦傷、壓傷的問題，但又有以下弊端：增加了沖壓加工前的貼膜人工成本和加工后的撕膜人工成本，增加了設(shè)備、保護膜的采購費用。對貼膜的要求高，貼膜不能有皺紋、氣泡、疊膠等缺陷，沖壓加工后產(chǎn)品尺寸超差的質(zhì)量風(fēng)險加大?？赡軐?dǎo)致保護膜上的膠殘留在鋁型材表面，并難以清理除而導(dǎo)致產(chǎn)品報廢。⑷增加兩道工序，使加工周期加長，交貨期延長，降低生產(chǎn)效率。(5)保護膜是一種難以降解的材料，而且不能反復(fù)使用，污染環(huán)境。3改進沖模結(jié)構(gòu)綜上所述，需要對常用結(jié)構(gòu)的沖壓模進行改進。為此，首先要弄清楚工件擦碰傷產(chǎn)生的機制。當(dāng)一個物體與另一物體沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時，在兩物體的接觸面之間有摩擦力阻礙兩物體相對運動，其摩擦因數(shù)與物體的表面粗糙度有關(guān)。摩擦是兩物體產(chǎn)生相對運動的結(jié)果，而兩個物體中強度低的物體更容易被擦傷。因此，改進工作可以從以下兩個方面進行：減少相對運動。相對運動是否產(chǎn)生由卸料裝置的結(jié)構(gòu)所決定。沖壓卸料裝置分為兩種:一種是固定卸料裝置;另一種是彈性卸料裝置。固定卸料裝置的特點是卸料力大、卸料可靠;缺點是為使制品能順利進入沖模加工工位，須存在一定的間隙△(圖2)，那么工件與凹模間在△的長度上存在相對運動，適用于制品表面及平直度要求不高的場合。彈性卸料裝置的特點是可兼顧卸料和壓料的作用，適用于制品表面及平直度要求高的場合。因此選用彈性卸料的方式更加合理。用一種合適的材料替代側(cè)向壓力件，避免工件被側(cè)向壓料件擦傷、壓傷。壓料件材料必須具備以下特點:硬度低于鋁合金，耐磨，耐壓，復(fù)原性強。電木板、尼龍PA66、優(yōu)力膠都是可選對象。表1是對這三種材料分別進行試驗比較得出的結(jié)果。表1不同側(cè)壓件材料的性能對比Tab.1Propertiesofsidepressedworkpieces特性電木板尼龍PA66優(yōu)力膠硬度優(yōu)良良耐磨性差良優(yōu)耐壓性差良優(yōu)耐壓復(fù)原性差良優(yōu)從試驗結(jié)果可看出，優(yōu)力膠是較好的替代品，但是單獨作為壓料件其強度不夠。把優(yōu)力膠與鉻鋼組合在一起，既有了壓料件的強度，又能避免工件被壓傷。圖3為改進后的邊框工件加工沖模結(jié)構(gòu)：將固定卸料件改為彈性卸料件，通過計算行程，沖模的沖壓加工原理為:側(cè)向壓料件壓緊工件一彈性卸料件壓緊工件一凸模接觸工件并切下廢料T凸模離開工件一彈性卸料件松開工件―側(cè)向壓料件逐漸松開工件。這樣就減少了工件與側(cè)向壓料件之間的相對運動。圖3改進后的邊框工件加工沖模結(jié)構(gòu)Fig.3Improvedpunchingmodelofworkingpiece在側(cè)向壓料件與工件接觸面鑲嵌一塊12mm厚度的優(yōu)力膠。優(yōu)力膠具有耐磨、耐高溫、耐沖擊、耐油等特點，而且復(fù)原彈性強，其硬度比鋁型材的低，使得工件側(cè)面不被擦傷、壓傷。表2為沖壓模改進后實際使用效果的數(shù)據(jù)。表2沖壓模改進前后使用結(jié)果對比Tab.2Comparisonofprocessingeffectsbeforeandafterimproving注:效率以基數(shù)為100%進行對比。常用模指標(biāo)改進模不貼膜貼膜成品率/kg60%98%99.7%效率53%84%100%成本72元/kg45元/kg38元4結(jié)束語改進前后的沖壓模實際使用結(jié)果表明