Store, tynnveggede skalldeler er lette å deformere og deformere under maskinering. I denne artikkelen vil vi introdusere en kjøleribbekasse av store og tynnveggede deler for å diskutere problemene i den vanlige maskineringsprosessen. I tillegg tilbyr vi også en optimalisert prosess- og inventarløsning. La oss komme til det!
Kofferten handler om en skalldel laget av AL6061-T6 materiale. Her er dens nøyaktige dimensjoner.
Total dimensjon: 455*261,5*12,5 mm
Støtteveggtykkelse: 2,5 mm
Kjøleleder tykkelse: 1,5 mm
Avstand mellom kjøleribbe: 4,5 mm
Praksis og utfordringer i ulike prosessruter
Under CNC-maskinering forårsaker disse tynnveggede skallstrukturene ofte en rekke problemer, for eksempel vridning og deformasjon. For å overvinne disse problemene prøver vi å tilby alternativer for servalprosessruter. Imidlertid er det fortsatt noen eksakte problemer for hver prosess. Her er detaljene.
Prosessrute 1
I prosess 1 starter vi med å bearbeide baksiden (innsiden) av arbeidsstykket og bruker deretter gips for å fylle ut de uthulede områdene. Når vi deretter lar baksiden være en referanse, bruker vi lim og dobbeltsidig tape for å feste referansesiden på plass for å bearbeide forsiden.
Det er imidlertid noen problemer med denne metoden. På grunn av det store, uthulede tilbakefylte området på baksiden, er ikke limet og den dobbeltsidige tapen tilstrekkelig sikret arbeidsstykket. Det fører til vridning i midten av arbeidsstykket og mer materialfjerning i prosessen (kalt overskjæring). I tillegg fører mangelen på stabilitet til arbeidsstykket også til lav bearbeidingseffektivitet og dårlig overflateknivmønster.
Prosessrute 2
I prosess 2 endrer vi rekkefølgen på bearbeiding. Vi starter med undersiden (siden hvor varmen ledes bort) og bruker deretter gipsfyllingen av det hule området. Deretter, la forsiden som referanse, bruker vi lim og dobbeltsidig tape for å fikse referansesiden slik at vi kan jobbe baksiden.
Problemet med denne prosessen ligner imidlertid på prosessrute 1, bortsett fra at problemet flyttes til baksiden (innersiden). Igjen, når baksiden har et stort uthulingsområde, 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 bearbeidingssekvensen til prosess 1 eller prosess 2. Bruk deretter i den andre festeprosessen en presseplate for å holde arbeidsstykket ved å trykke ned på omkretsen.
På grunn av det store produktområdet er imidlertid platen bare i stand til å dekke omkretsområdet og kunne ikke fikse det sentrale området av arbeidsstykket fullstendig.
På den ene siden resulterer dette i at senterområdet av arbeidsstykket fortsatt vises ved vridning og deformasjon, som igjen fører til overskjæring i senterområdet av produktet. På den annen side vil denne bearbeidingsmetoden gjøre de tynnveggede CNC-skalldelene for svake.
Prosessrute 4
I prosess 4 maskinerer vi baksiden (innersiden) først og bruker deretter en vakuumchuck for å feste det maskinerte reversplanet for å bearbeide forsiden.
Men når det gjelder den tynnveggede skalldelen, er det konkave og konvekse strukturer på baksiden av arbeidsstykket som vi må unngå ved bruk av vakuumsug. Men dette vil skape et nytt problem, de unngåtte områdene mister sugekraften, 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 opp, noe som resulterer i et vibrerende verktøymønster. Derfor kan denne metoden ha en negativ innvirkning på kvaliteten på bearbeidingen og overflatefinishen.
Optimalisert prosessrute og festeløsning
For å løse problemene ovenfor, foreslår vi følgende optimaliserte prosess- og armaturløsninger.
Forbearbeiding av gjennomgående skruehull
For det første forbedret vi prosessruten. Med den nye løsningen behandler vi baksiden (innsiden) først og forhåndsmaskinerer skruen gjennomgående hull i noen områder som til slutt vil bli uthulet. Hensikten med dette er å gi en bedre feste- og posisjoneringsmetode i de påfølgende maskineringstrinnene.
Sett en sirkel rundt området som skal bearbeides
Deretter bruker vi de maskinerte planene på baksiden (innersiden) som maskinreferanse. Samtidig sikrer vi arbeidsstykket ved å føre skruen gjennom overhullet fra forrige prosess og låse det til festeplaten. Sirkel deretter rundt området der skruen er låst som området som skal maskineres.
Sekvensiell bearbeiding med plate
Under bearbeidingsprosessen behandler vi først de andre områdene enn området som skal bearbeides. Når disse områdene er maskinert, plasserer vi platen på det maskinerte området (platen må dekkes med lim for å forhindre knusing av den maskinerte overflaten). Vi fjerner deretter skruene som ble brukt i trinn 2 og fortsetter å bearbeide områdene som skal maskineres til hele produktet er ferdig.
Med denne optimaliserte prosessen og fixturløsningen kan vi holde den tynnveggede CNC-skalldelen bedre og unngå problemer som vridning, forvrengning og overskjæring. De monterte skruene gjør at festeplaten kan festes tett til arbeidsstykket, noe som gir pålitelig plassering og støtte. I tillegg hjelper bruken av en presseplate for å legge press 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 effektivt kan overvinnes.
Forbearbeiding innerside
I det første bearbeidingstrinnet (bearbeiding av innersiden) er materialet et solid stykke materiale med høy styrke. Derfor lider ikke arbeidsstykket av bearbeidingsavvik som deformasjon og vridning under denne prosessen. Dette sikrer stabilitet og presisjon ved maskinering av den første klemmen.
Bruk låse- og trykkemetoden
For det andre trinnet (bearbeiding der kjøleribben er plassert) bruker vi en låse- og pressemetode for å klemme. Dette sikrer at klemkraften er høy og jevnt fordelt på støttereferanseplanet. Denne klemmen gjør produktet stabilt og deformeres ikke under hele prosessen.
Alternativ løsning: Uten hulstruktur
Imidlertid møter vi noen ganger situasjoner hvor det ikke er mulig å lage et gjennomgående skruehull uten en hul struktur. Her er en alternativ løsning.
Vi kan forhåndsdesigne noen søyler under bearbeiding av baksiden og deretter banke på dem. Under neste bearbeidingsprosess får vi skruen til å passere gjennom baksiden av armaturet og låse arbeidsstykket, og deretter utføre bearbeidingen av det andre planet (siden der varmen spres). På denne måten kan vi fullføre det andre bearbeidingstrinnet i en enkelt omgang uten å måtte bytte platen i midten. Til slutt legger vi til et trippelt klemmetrinn og fjerner prosesspilarene for å fullføre prosessen.
Avslutningsvis, ved å optimalisere prosessen og fiksturløsningen, kan vi med hell løse problemet med vridning og deformasjon av store, tynne skalldeler under CNC-bearbeiding. Dette sikrer ikke bare maskineringskvalitet og effektivitet, men forbedrer også stabiliteten og overflatekvaliteten til produktet.