Store, tynnveggede skalldeler er enkle å fordreie og deformere under maskinering. I denne artikkelen vil vi introdusere en kjøleribbe med store og tynnveggede deler for å diskutere problemene i den vanlige maskineringsprosessen. I tillegg gir vi også en optimalisert prosess- og inventarløsning. La oss komme til det!
Saken handler om en skalldel laget av AL6061-T6-materiale. Her er dens eksakte dimensjoner.
Generell dimensjon: 455*261,5*12,5mm
Støtt veggtykkelse: 2,5 mm
Varmevasketykkelse: 1,5 mm
Varmevaskeavstand: 4,5 mm
Praksis og utfordringer i forskjellige prosessruter
Under CNC-maskinering forårsaker disse tynnveggede skallstrukturene ofte en rekke problemer, for eksempel skjevhet og deformasjon. For å overvinne disse problemene prøver vi å tilby alternativene for prosessrute. Imidlertid er det fortsatt noen eksakte problemer for hver prosess. Her er detaljene.
Prosessrute 1
I prosess 1 starter vi med å bearbeide den motsatte siden (indre side) av arbeidsstykket og deretter bruke gips for å fylle ut de uthulede områdene. Deretter lar vi omvendt side være en referanse, vi bruker lim og tosidig tape for å fikse referansesiden på plass for å maskinere forsiden.
Imidlertid er det noen problemer med denne metoden. På grunn av det store hulende påfylte området på baksiden, er limet og tosidig bånd ikke tilstrekkelig med arbeidsstykket. Det fører til skjevhet midt i arbeidsstykket og mer materiell fjerning i prosessen (kalt overskjæring). I tillegg fører mangelen på stabilitet i arbeidsstykket også til lav prosesseringseffektivitet og dårlig overflateknivmønster.
Prosessrute 2
I prosess 2 endrer vi rekkefølgen på maskinering. Vi starter med undersiden (siden der varmen blir spredt) og bruker deretter gipsbestemmelsen av det hule området. Deretter lar vi lim og tosidig tape for å fikse referansesiden slik at vi kunne jobbe omvendt side.
Problemet med denne prosessen ligner imidlertid på prosessrute 1, bortsett fra at problemet flyttes til motsatt side (indre side). Igjen, når den omvendte siden har et stort hulende påfyllingsområde, gir ikke bruk av lim og tosidig tape høy stabilitet til arbeidsstykket, noe som resulterer i skjevhet.
Prosessrute 3
I prosess 3 vurderer vi å bruke maskineringssekvensen til prosess 1 eller prosess 2. I den andre festingsprosessen, bruk en trykkplate for å holde arbeidsstykket ved å trykke ned på omkretsen.
På grunn av det store produktområdet er platen imidlertid bare i stand til å dekke omkretsområdet og kunne ikke helt fikse det sentrale området av arbeidsstykket.
På den ene siden resulterer dette i midtområdet til arbeidsstykket som fremdeles vises fra skjevhet og deformasjon, noe som igjen fører til overvendelse i sentrum av produktet. På den annen side vil denne maskineringsmetoden gjøre de tynnveggede CNC-skalldelene for svake.
Prosessrute 4
I prosess 4 maskiner vi den omvendte siden (indre side) først og bruker deretter et vakuum chuck for å feste det maskinerte omvendte planet for å jobbe på forsiden.
I tilfelle av den tynnveggede skalldelen er det imidlertid konkave og konvekse strukturer på motsatt side av arbeidsstykket som vi trenger å unngå når vi bruker 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 tidspunktet), kan skjæreverktøyet avspente oppstå, noe som resulterer i et vibrerende verktøymønster. Derfor kan denne metoden ha en negativ innvirkning på kvaliteten på maskinering og overflatebehandling.
Optimalisert prosessrute og inventarløsning
For å løse problemene ovenfor, foreslår vi følgende optimaliserte prosess- og inventarløsninger.
Pre-machining skrue gjennom hull
For det første forbedret vi prosessveien. Med den nye løsningen behandler vi den motsatte siden (indre side) først og pre-maskinen skruen gjennom hullet i noen områder som til slutt vil bli uthulet. Hensikten med dette er å tilveiebringe en bedre fiksings- og posisjonsmetode i de påfølgende maskineringstrinnene.
Sirkel området som skal bearbeides
Deretter bruker vi de maskinerte planene på baksiden (indre side) som en maskineringsreferanse. Samtidig fester vi arbeidsstykket ved å føre skruen gjennom overhullet fra den forrige prosessen og låse den til inventarplaten. Sirkler deretter området der skruen er låst som området som skal maskineres.
Sekvensiell maskinering med platet
Under maskineringsprosessen behandler vi først områdene annet enn området som skal bearbeides. Når disse områdene er blitt maskinert, plasserer vi platet 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 maskinere områdene som skal bearbeides til hele produktet er ferdig.
Med denne optimaliserte prosessen og inventarløsningen kan vi holde den tynnveggede CNC-skalldelen bedre og unngå problemer som skjevhet, forvrengning og overskutt. De monterte skruene lar inventarplaten tett festes til arbeidsstykket, og gir pålitelig posisjonering og støtte. I tillegg hjelper bruken av en presseplate for å bruke trykk på det maskinerte området med å holde arbeidsstykket stabilt.
Dybdeanalyse: Hvordan unngå skjevhet og deformasjon?
Å oppnå vellykket maskinering av store og tynnveggede skallstrukturer krever en analyse av de spesifikke problemene i maskineringsprosessen. La oss se nærmere på hvordan disse utfordringene kan overvinnes effektivt.
Pre-machining indre side
I det første maskineringstrinnet (maskinering av den indre siden) er materialet et solid stykke materiale med høy styrke. Derfor lider ikke arbeidsstykket av maskinering av anomalier som deformasjon og skjevhet under denne prosessen. Dette sikrer stabilitet og presisjon når du maskinerer den første klemmen.
Bruk låse- og pressemetoden
For det andre trinnet (maskinering der kjøleribben er plassert), bruker vi en låse- og pressemetode for klemming. Dette sikrer at klemkraften er høy og jevnt fordelt på det støttehenvisningsplanet. Denne klemmen gjør produktet stabilt og er ikke fordrepet under hele prosessen.
Alternativ løsning: Uten hul struktur
Imidlertid oppfyller vi noen ganger situasjoner der det ikke er mulig å lage en skrue gjennom hull uten en hul struktur. Her er en alternativ løsning.
Vi kan forhåndsdesign noen søyler under maskinering av omvendt side og deretter tappe på dem. Under neste maskineringsprosess har vi skruen gjennom den motsatte siden av armaturen og låser arbeidsstykket, og utfører deretter maskinering av det andre planet (siden der varmen blir spredt). På denne måten kan vi fullføre det andre maskineringstrinnet i en enkelt passering uten å måtte endre platen i midten. Til slutt legger vi til et trippel klemmetrinn og fjerner prosesspilarene for å fullføre prosessen.
Avslutningsvis, ved å optimalisere prosess- og inventarløsningen, kan vi lykkes med å løse problemet med skjevhet og deformasjon av store, tynne skalldeler under CNC -maskinering. Dette sikrer ikke bare maskineringskvalitet og effektivitet, men forbedrer også stabiliteten og overflatekvaliteten på produktet.