Store, tynnveggede skalldeler er lette å vri og deformere under maskinering. I denne artikkelen vil vi introdusere et kjøleribbeholder for store og tynnveggede deler for å diskutere problemene i den vanlige maskineringsprosessen. I tillegg tilbyr vi også en optimalisert prosess- og fiksturløsning. La oss komme i gang!
Dekselet handler om en skalldel laget av AL6061-T6-materiale. Her er de nøyaktige målene.
Totalmål: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Støtteveggtykkelse: 2,5 mm
Kjøleribbens tykkelse: 1,5 mm
Avstand mellom kjøleribber: 4,5 mm
Praksis og utfordringer i ulike prosessruter
Under CNC-maskinering forårsaker disse tynnveggede skallstrukturene ofte en rekke problemer, som vridning og deformasjon. For å overvinne disse problemene prøver vi å tilby flere prosessrutealternativer. Det finnes imidlertid fortsatt noen eksakte problemer for hver prosess. Her er detaljene.
Prosessrute 1
I prosess 1 starter vi med å maskinere baksiden (innsiden) av arbeidsstykket, og bruker deretter gips til å fylle ut de uthulede områdene. Deretter bruker vi lim og dobbeltsidig tape til å feste referansesiden på plass, slik at vi kan maskinere forsiden.
Det er imidlertid noen problemer med denne metoden. På grunn av det store uthulingsområdet på baksiden, fester ikke limet og den dobbeltsidige tapen arbeidsstykket tilstrekkelig. Det fører til vridning i midten av arbeidsstykket og mer materialfjerning i prosessen (kalt overkutting). I tillegg fører mangelen på stabilitet i arbeidsstykket også til lav prosesseringseffektivitet og dårlig overflatemønster på knivene.
Prosessrute 2
I prosess 2 endrer vi rekkefølgen på maskineringen. Vi starter med undersiden (siden der varmen avledes) og bruker deretter gipsfyllingen i hulrommet. Deretter bruker vi forsiden som referanse, og bruker lim og dobbeltsidig tape for å feste referansesiden slik at vi kan bearbeide baksiden.
Problemet med denne prosessen er imidlertid likt prosessrute 1, bortsett fra at problemet er forskjøvet til baksiden (indresiden). Igjen, når baksiden har et stort hulrom med fylling, gir ikke bruk av lim og dobbeltsidig tape høy stabilitet til arbeidsstykket, noe som resulterer i vridning.
Prosessrute 3
I prosess 3 vurderer vi å bruke maskineringssekvensen fra prosess 1 eller prosess 2. I den andre festeprosessen bruker vi deretter en pressplate til å holde arbeidsstykket ved å trykke ned på omkretsen.
På grunn av det store produktområdet kan imidlertid platen bare dekke omkretsområdet og kan ikke fikse det sentrale området av arbeidsstykket fullstendig.
På den ene siden resulterer dette i at midtområdet på arbeidsstykket fortsatt er synlig på grunn av vridning og deformasjon, noe som igjen fører til overskjæring i midtområdet på produktet. På den annen side vil denne maskineringsmetoden gjøre de tynnveggede CNC-skalldelene for svake.
Prosessrute 4
I prosess 4 maskinerer vi først baksiden (innersiden), og deretter bruker vi en vakuumchuck til å feste det maskinerte baksiden for å bearbeide forsiden.
Når det gjelder den tynnveggede skalldelen, finnes det imidlertid konkave og konvekse strukturer på baksiden av arbeidsstykket som vi må unngå når vi bruker vakuumsuging. Men dette vil skape et nytt problem, de unngåtte områdene mister sugekraften sin, spesielt i de fire hjørneområdene på omkretsen av den største profilen.
Siden disse ikke-absorberte områdene tilsvarer forsiden (den maskinerte overflaten på dette punktet), kan skjæreverktøyet sprette, noe som resulterer i et vibrerende verktøymønster. Derfor kan denne metoden ha en negativ innvirkning på kvaliteten på maskineringen og overflatefinishen.
Optimalisert prosessrute og fixturløsning
For å løse problemene ovenfor foreslår vi følgende optimaliserte prosess- og fixturløsninger.
Formaskinering av gjennomgående skruehull
For det første forbedret vi prosessruten. Med den nye løsningen bearbeider vi først baksiden (innsiden) og forbehandler skruens gjennomgående hull i noen områder som til slutt vil bli uthulet. Formålet med dette er å gi en bedre feste- og posisjoneringsmetode i de påfølgende maskineringstrinnene.
Ring rundt området som skal maskineres
Deretter bruker vi de maskinerte planene på baksiden (innsiden) som en maskineringsreferanse. Samtidig fester vi arbeidsstykket ved å føre skruen gjennom overhullet fra forrige prosess og låse den til festeplaten. Deretter setter vi en sirkel rundt området der skruen er låst som området som skal maskineres.
Sekvensiell maskinering med plate
Under maskineringsprosessen bearbeider vi først områdene utenom området som skal bearbeides. Når disse områdene er bearbeidet, plasserer vi platen på det bearbeidede området (platen må dekkes med lim for å forhindre at den bearbeidede overflaten knuses). Deretter fjerner vi skruene som ble brukt i trinn 2 og fortsetter å bearbeide områdene som skal bearbeides til hele produktet er ferdig.
Med denne optimaliserte prosessen og fiksturløsningen kan vi holde den tynnveggede CNC-skalldelen bedre og unngå problemer som vridning, forvrengning og overskjæring. De monterte skruene gjør at fiksturplaten festes tett til arbeidsstykket, noe som gir pålitelig posisjonering og støtte. I tillegg bidrar bruken av en pressplate for å legge trykk på det maskinerte området til å holde arbeidsstykket stabilt.
Dybdeanalyse: Hvordan unngå vridning og deformasjon?
For å oppnå vellykket maskinering av store og tynnveggede skallstrukturer kreves en analyse av de spesifikke problemene i maskineringsprosessen. La oss se nærmere på hvordan disse utfordringene kan overvinnes effektivt.
Formaskinering av innsiden
I det første maskineringstrinnet (maskinering av innsiden) er materialet et solid stykke materiale med høy styrke. Derfor lider ikke arbeidsstykket av maskineringsavvik som deformasjon og vridning under denne prosessen. Dette sikrer stabilitet og presisjon ved maskinering av den første klemmen.
Bruk låse- og pressmetoden
For det andre trinnet (maskinering der kjøleribben er plassert) bruker vi en låse- og pressemetode for fastklemming. Dette sikrer at klemkraften er høy og jevnt fordelt på det støttende referanseplanet. Denne fastklemmingen gjør produktet stabilt og vrir seg ikke under hele prosessen.
Alternativ løsning: Uten hul struktur
Imidlertid møter vi noen ganger situasjoner der det ikke er mulig å lage et gjennomgående skruehull uten en hul struktur. Her er en alternativ løsning.
Vi kan forhåndsdesigne noen søyler under maskineringen av baksiden og deretter gjenge på dem. Under neste maskineringsprosess lar vi skruen føres gjennom baksiden av festeanordningen og låse arbeidsstykket, og deretter utføre maskineringen av det andre planet (siden der varmen avledes). På denne måten kan vi fullføre det andre maskineringstrinnet i én omgang uten å måtte bytte plate i midten. Til slutt legger vi til et trippelt klemtrinn og fjerner prosesssøylene for å fullføre prosessen.
Avslutningsvis kan vi ved å optimalisere prosessen og fiksturløsningen løse problemet med vridning og deformasjon av store, tynne skalldeler under CNC-maskinering. Dette sikrer ikke bare maskineringskvalitet og effektivitet, men forbedrer også stabiliteten og overflatekvaliteten til produktet.