Stora, tunnväggiga skaldelar är lätta att deformeras och vridas under bearbetning. I den här artikeln kommer vi att introducera ett kylflänsfall för stora och tunnväggiga delar för att diskutera problemen i den vanliga bearbetningsprocessen. Dessutom tillhandahåller vi en optimerad process- och fixturlösning. Nu kör vi!
Höljet handlar om en skaldel tillverkad av AL6061-T6-material. Här är dess exakta mått.
Totalmått: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Stödväggtjocklek: 2,5 mm
Kylflänsens tjocklek: 1,5 mm
Kylflänsavstånd: 4,5 mm
Övning och utmaningar i olika processvägar
Vid CNC-bearbetning orsakar dessa tunnväggiga skalstrukturer ofta en rad problem, såsom skevhet och deformation. För att övervinna dessa problem försöker vi erbjuda flera processvägsalternativ. Det finns dock fortfarande några exakta problem för varje process. Här är detaljerna.
Processväg 1
I process 1 börjar vi med att bearbeta baksidan (innersidan) av arbetsstycket och använder sedan gips för att fylla i de urholkade områdena. Därefter, med baksidan som referens, använder vi lim och dubbelhäftande tejp för att fixera referenssidan på plats för att bearbeta framsidan.
Det finns dock vissa problem med denna metod. På grund av det stora urholkningsområdet på baksidan, säkrar inte limmet och den dubbelhäftande tejpen arbetsstycket tillräckligt. Det leder till skevhet i mitten av arbetsstycket och mer materialavverkning i processen (kallas överskärning). Dessutom leder arbetsstyckets brist på stabilitet också till låg bearbetningseffektivitet och dåligt knivmönster.
Processväg 2
I process 2 ändrar vi bearbetningsordningen. Vi börjar med undersidan (den sida där värmen avleds) och använder sedan gipsfyllningen i det ihåliga området. Därefter, med framsidan som referens, använder vi lim och dubbelhäftande tejp för att fixera referenssidan så att vi kan arbeta med baksidan.
Problemet med denna process liknar dock processväg 1, förutom att problemet förskjuts till baksidan (innersidan). Återigen, när baksidan har ett stort urholkat fyllningsområde, ger användningen av lim och dubbelhäftande tejp inte hög stabilitet åt arbetsstycket, vilket resulterar i skevhet.
Processväg 3
I process 3 använder vi bearbetningssekvensen från process 1 eller process 2. I den andra fästprocessen använder vi sedan en pressplatta för att hålla arbetsstycket genom att trycka ner på omkretsen.
På grund av den stora produktytan kan dock plattan bara täcka omkretsområdet och kunde inte helt fixera arbetsstyckets centrala område.
Å ena sidan resulterar detta i att arbetsstyckets mittområde fortfarande syns av skevhet och deformation, vilket i sin tur leder till överskärning i produktens mittområde. Å andra sidan kommer denna bearbetningsmetod att göra de tunnväggiga CNC-skaldelarna för svaga.
Processväg 4
I process 4 bearbetar vi först baksidan (innersidan) och använder sedan en vakuumchuck för att fästa det bearbetade baksidan för att bearbeta framsidan.
När det gäller den tunnväggiga skaldelen finns det dock konkava och konvexa strukturer på baksidan av arbetsstycket som vi måste undvika när vi använder vakuumsug. Men detta skapar ett nytt problem, de områden som undviks förlorar sin sugkraft, särskilt i de fyra hörnområdena på omkretsen av den största profilen.
Eftersom dessa icke-absorberade områden motsvarar framsidan (den bearbetade ytan vid denna punkt) kan skärverktyget studsa, vilket resulterar i ett vibrerande verktygsmönster. Därför kan denna metod ha en negativ inverkan på bearbetningens kvalitet och ytfinishen.
Optimerad processväg och fixturlösning
För att lösa ovanstående problem föreslår vi följande optimerade process- och fixturlösningar.
Förbearbetning av skruvgenomgångar
Först förbättrade vi processvägen. Med den nya lösningen bearbetar vi först baksidan (innersidan) och förbearbetar skruvens genomgående hål på vissa områden som så småningom kommer att urholkas. Syftet med detta är att ge en bättre fixerings- och positioneringsmetod i de efterföljande bearbetningsstegen.
Ringa in området som ska bearbetas
Därefter använder vi de bearbetade planen på baksidan (innersidan) som bearbetningsreferens. Samtidigt säkrar vi arbetsstycket genom att föra skruven genom överhålet från föregående process och låsa den på fixturplattan. Ringa sedan in området där skruven är låst som det område som ska bearbetas.
Sekventiell bearbetning med plattan
Under bearbetningsprocessen bearbetar vi först de områden som inte ska bearbetas. När dessa områden har bearbetats placerar vi plattan på den bearbetade ytan (plattan måste täckas med lim för att förhindra att den bearbetade ytan krossas). Sedan tar vi bort skruvarna som användes i steg 2 och fortsätter att bearbeta de områden som ska bearbetas tills hela produkten är färdig.
Med denna optimerade process- och fixturlösning kan vi hålla den tunnväggiga CNC-skaldelen bättre och undvika problem som skevhet, deformation och överskärning. De monterade skruvarna gör att fixturplattan kan fästas ordentligt på arbetsstycket, vilket ger tillförlitlig positionering och stöd. Dessutom bidrar användningen av en pressplatta för att applicera tryck på det bearbetade området till att hålla arbetsstycket stabilt.
Djupgående analys: Hur man undviker skevhet och deformation?
För att framgångsrikt kunna bearbeta stora och tunnväggiga skalstrukturer krävs en analys av de specifika problemen i bearbetningsprocessen. Låt oss titta närmare på hur dessa utmaningar effektivt kan övervinnas.
Förbearbetning av insidan
I det första bearbetningssteget (bearbetning av insidan) är materialet ett massivt materialstycke med hög hållfasthet. Därför lider arbetsstycket inte av bearbetningsavvikelser som deformation och skevhet under denna process. Detta säkerställer stabilitet och precision vid bearbetning av den första klämman.
Använd lås- och pressningsmetoden
För det andra steget (bearbetning där kylflänsen är placerad) använder vi en låsande och pressmetod för fastspänning. Detta säkerställer att fastspänningskraften är hög och jämnt fördelad över det stödjande referensplanet. Denna fastspänning gör produkten stabil och vrider sig inte under hela processen.
Alternativ lösning: Utan ihålig struktur
Ibland stöter vi dock på situationer där det inte är möjligt att göra ett genomgående skruvhål utan en ihålig struktur. Här är en alternativ lösning.
Vi kan förkonstruera några pelare under bearbetningen av baksidan och sedan gänga på dem. Under nästa bearbetningsprocess låter vi skruven passera genom fixturens baksida och låsa arbetsstycket, och sedan utföra bearbetningen av det andra planet (den sida där värmen avleds). På så sätt kan vi slutföra det andra bearbetningssteget i ett enda svep utan att behöva byta plattan i mitten. Slutligen lägger vi till ett trippelt fastspänningssteg och tar bort processpelarna för att slutföra processen.
Sammanfattningsvis kan vi, genom att optimera processen och fixturlösningen, framgångsrikt lösa problemet med skevhet och deformation av stora, tunna skaldelar under CNC-bearbetning. Detta säkerställer inte bara bearbetningskvalitet och effektivitet utan förbättrar även produktens stabilitet och ytkvalitet.