无氧铜精密零件加工分析:科技与工艺的完美结合
03-08-2024
  无氧铜精密零件加工分析:科技与工艺的完美结合
  随着科技的不断进步,无氧铜精密零件加工技术在工业生产中扮演着越来越重要的角色。无氧铜作为一种高质量的铜材料,因其优异的导电性、导热性和耐腐蚀性而被广泛应用于航空、电子、通讯等多个领域。本文将详细分析无氧铜精密零件的加工过程,探讨其技术特点和发展趋势。
  一、无氧铜精密零件的加工过程
  无氧铜精密零件的加工过程通常包括材料准备、切削加工、热处理、表面处理等多个环节。在材料准备阶段,需要选择高质量的无氧铜原材料,并进行严格的检验和筛选,确保材料的质量和性能符合加工要求。切削加工是无氧铜精密零件加工的核心环节,需要采用高精度的数控机床和刀具,通过精确的切削参数和工艺控制,实现零件的高精度加工。热处理是为了改善无氧铜材料的力学性能和加工性能,通过控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数,使材料达到最佳的使用状态。表面处理则是为了提高无氧铜零件的表面质量和耐腐蚀性,常用的表面处理方法包括抛光、喷砂、电镀等。
  二、无氧铜精密零件加工的技术特点
  无氧铜精密零件加工的技术特点主要体现在以下几个方面:一是高精度,无氧铜精密零件的加工精度要求高,需要采用高精度的加工设备和工艺控制手段;二是高效率,随着数控技术和自动化设备的发展,无氧铜精密零件的加工效率得到了显著提升;三是高质量,无氧铜材料本身具有优异的性能,通过合理的加工工艺和质量控制手段,可以获得高质量的精密零件;四是高附加值,无氧铜精密零件通常应用于高端装备和产品中,具有较高的附加值和市场竞争力。
  三、无氧铜精密零件加工的发展趋势
  随着科技的不断进步和工业的快速发展,无氧铜精密零件加工技术将继续朝着高精度、高效率、高质量、高附加值的方向发展。未来,无氧铜精密零件加工将更加依赖于先进的数控技术、自动化设备、智能制造等技术手段,实现加工过程的自动化、智能化和柔性化。同时,无氧铜精密零件加工还将注重环保和可持续发展,推动绿色制造和循环经济的发展。
  无氧铜材料具有高的导电性和导热性,优良的塑性,极好的冷加工性,被广泛运用在激光器封装盒零件上。封装盒内腔体表面应具有很高的光洁度,粗糙度要求为Ra0.8μm以下,腔体内的每一个尺寸精度及形位公差要求都很高。在生产过程中零件表面质量和尺寸无法达到要求,另外无氧铜分子比较活跃,极易氧化。本文以无氧铜封装盒零件为例(如图1),总结出一套高效无氧铜零件的加工方法。
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  表面质量分析
  一、表面粗糙度
  以下5个因素影响零件表面粗糙度:
  1、机床稳定性。机床的性能好坏对无氧铜的表面粗糙度至关重要,其次,机床的周围环境也对加工稳定性造成了严重的影响。
  2、工艺。制定合理的加工工艺,避免零件切削过程中产生表面振动波纹。
  3、刀具。刀具选择不合理、刀体材料不合适、刚性差是引起振动的主要原因之一。
  4、冷却润滑。良好的冷却润滑条件,能快速地冲走刀具切削加工中产生的热量。
  5、工装夹具。工装的结构设计及定位对零件加工影响很大,在铣削转角时会引起振动波纹,增大了零件表面粗糙度。
  二、表面异常情况
  表面异常情况共有五种特殊情况:
  1、表面刀圈
  (1)随机刀圈。机床在切削运动时,随机出现的干扰,破坏了机床的平稳运动,造成零件表面产生随机刀圈。
  (2)固定刀圈。加工程序不合理,刀具抖动。
  2、表面凸起
  刀具的切削刃磨损,会在零件表面两刀路重叠之间形成凸起的刀纹。
  3、面上坑点
  若切削时进给速度过快,刀具在切削的同时就会扯掉零件表面材料,在已加工表面形成不规则的坑点。
  4、侧壁过切
  (1)刀具跳动太大,跳动值超过粗加工给铣加工的预留余量。
  (2)机床陈旧老化,灵敏性能差。
  (3)编程时将进给参数设置太高,超过了机床的加工能力
  通过试验总结了无氧铜切削的刀具参数,如表1所示。
  5、侧壁振刀
  当刀具刚性不足时引起弹刀,导致零件侧壁、孔壁的刀纹差,且在零件侧壁打出有深度的凹坑。
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  铣削方式对表面质量的影响
  一、顺铣加工有利于减小工件加工表面的粗糙度值,同时也有利于排屑,适合精细加工。
  二、逆铣加工容易出现打滑现象,导致刀具磨损加快,降低刀具寿命,同时可能导致表面质量不理想,容易出现振动痕迹。
  04
  无氧铜棱边毛刺的控制
  无氧铜硬度低、塑性好,加工后零件棱边会粘细小的毛刺,零件去飞边毛刺工程巨大,需要很高的人工成本,通过对铣削方法进行改进,在产品加工中就直接对毛刺进行控制与去除。主要方法有:
  一、棱边表面压刀方法
  二、重复空走法
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  特殊深孔加工
  整个测量过程采取自动化读取和软件数据处理方式,最大限度消除和降低了人为操作带入误差和不确定度,使采集到的
  在机械加工中,一般采用“长径比”,描述孔的深度特征。长径比大于5时称为深孔,提高深孔孔壁表面质量是无氧铜加工中最大难点之一。
  一、深孔加工前准备
  特殊深孔加工应选择精度高、运行平稳的加工设备,针对零件的深孔结构定制专用的钻头、铣刀、铰刀,尽可能降低刀具装夹长度,增加刀具刚度。
  在加工前详细考虑冷却润滑的条件,制定合理的加工工艺,同时机床加工转速不宜过高,进给量不宜过大。
  二、深孔加工工艺路线
  在无氧铜的深孔加工中,采用分段啄钻加工的方式,具体工艺路线如下:
  1、打定位。
  2、钻引导孔。
  3、粗钻孔。
  4、半精钻孔。
  5、铰孔。
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  无氧铜预防表面氧化
  无氧铜是单质铜(Cu),在各个工序的生产环节中,生产车间环境中温度与湿度不断发生变化,它与空气中的氧气(O2)发生化学反应后生成氧化铜(CuO),造成零件表面氧化。
  当前工序加工完毕后,立即清洁零件表面油污及杂质,使用水基型防氧化液或防氧化切削油对零件进行浸泡,与空气中的水和氧隔离,可满足短期内预防氧化的效果。
  针对已经加工完毕的成品零件,将无氧铜零件用超声波进行精洗,完全去除表面油污与杂质,再用干燥空气进行风干,用宣纸进行分离包装,最后再采用真空打包,完全与空气中的水和氧隔离,可满足长期存放的需求。
  07
  结语
  通过以上对生产加工细节的分析,在生产前就能对无氧铜材料加工条件进行有效的预判,提前规避了产品质量异常风险,同时在生产加工环节,对产品出现的质量问题能迅速采取有效的解决方案,使生产效率得到很大的提升,最终建立了一套完整的切削工艺,节约了大量的生产成本,大幅提升了批量生产无氧铜零件的效率。
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