Suuret, ohutseinäiset kuoriosat vääntyvät ja muuttuvat helposti koneistuksen aikana. Tässä artikkelissa esittelemme jäähdytysripauksen, jossa käsitellään suurten ja ohutseinäisten osien ongelmia tavallisessa koneistusprosessissa. Lisäksi tarjoamme optimoidun prosessi- ja kiinnitysratkaisun. Aloitetaan!
Kotelo on AL6061-T6-materiaalista valmistettu kuoriosa. Tässä ovat sen tarkat mitat.
Kokonaismitat: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Tukiseinän paksuus: 2,5 mm
Jäähdytyselementin paksuus: 1,5 mm
Jäähdytyselementtien välinen etäisyys: 4,5 mm
Harjoittelu ja haasteet eri prosessireiteillä
CNC-koneistuksen aikana nämä ohutseinäiset kuorirakenteet aiheuttavat usein erilaisia ongelmia, kuten vääntymistä ja muodonmuutoksia. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi pyrimme tarjoamaan useita eri prosessireittivaihtoehtoja. Jokaisella prosessilla on kuitenkin edelleen joitakin tarkkoja ongelmia. Tässä on yksityiskohtia.
Prosessireitti 1
Prosessissa 1 aloitamme työstämällä työkappaleen nurjan puolen (sisäpuolen) ja täytämme sitten ontot kohdat kipsillä. Seuraavaksi annamme nurjan puolen toimia vertailupuolena ja kiinnitämme vertailupuolen paikalleen liimalla ja kaksipuolisella teipillä etupuolen työstämistä varten.
Tässä menetelmässä on kuitenkin joitakin ongelmia. Kääntöpuolella olevan suuren onttojen täyttöalueiden vuoksi liima ja kaksipuolinen teippi eivät kiinnitä työkappaletta riittävästi. Tämä johtaa työkappaleen vääntymiseen keskellä ja suurempaan materiaalinpoistoon prosessissa (ns. ylileikkaus). Lisäksi työkappaleen epävakaus johtaa alhaiseen prosessointitehokkuuteen ja huonoon terän pintakuvioon.
Prosessireitti 2
Prosessissa 2 muutamme työstöjärjestystä. Aloitamme alapinnasta (puolelta, josta lämpö poistuu) ja käytämme sitten onton alueen täyttöä kipsilevyllä. Seuraavaksi, pitäen etupuolta referenssinä, kiinnitämme referenssipuolen liimalla ja kaksipuolisella teipillä, jotta voimme työstää kääntöpuolta.
Tämän prosessin ongelma on kuitenkin samanlainen kuin prosessireitin 1, paitsi että ongelma siirtyy kääntöpuolelle (sisäpuolelle). Jälleen kerran, kun kääntöpuolella on suuri onttojen täyttöalueiden alue, liiman ja kaksipuolisen teipin käyttö ei tarjoa työkappaleelle suurta vakautta, mikä johtaa vääntymiseen.
Prosessireitti 3
Prosessissa 3 harkitsemme prosessin 1 tai prosessin 2 työstöjärjestyksen käyttöä. Toisessa kiinnitysprosessissa käytä sitten puristuslevyä työkappaleen pitämiseen painamalla sitä alaspäin reunoista.
Suuren tuotealueen vuoksi laatta pystyy kuitenkin peittämään vain kehän alueen eikä pysty kiinnittämään työkappaleen keskialuetta kokonaan.
Toisaalta tämä johtaa siihen, että työkappaleen keskialueella näkyy edelleen vääntymistä ja muodonmuutoksia, mikä puolestaan johtaa tuotteen keskialueen ylityöstämiseen. Toisaalta tämä työstömenetelmä tekee ohutseinäisistä CNC-kuoriosista liian heikkoja.
Prosessireitti 4
Prosessissa 4 koneistamme ensin vastakkaisen puolen (sisäpuolen) ja kiinnitämme sitten koneistetun vastahöylän alipaineistukalla etupuolen työstämiseksi.
Ohutseinäisen kuoriosan tapauksessa työkappaleen kääntöpuolella on kuitenkin koveria ja kuperia rakenteita, joita meidän on vältettävä alipaineimua käytettäessä. Mutta tämä luo uuden ongelman, sillä vältetyt alueet menettävät imutehonsa, erityisesti suurimman profiilin kehän neljässä kulma-alueella.
Koska nämä imeytymättömät alueet vastaavat etupuolta (työstettyä pintaa tässä kohdassa), leikkaustyökalu voi pomppia, mikä johtaa värähtelevään työkalukuvioon. Siksi tällä menetelmällä voi olla negatiivinen vaikutus työstön laatuun ja pinnan viimeistelyyn.
Optimoitu prosessireitti ja kiinnitysratkaisu
Yllä mainittujen ongelmien ratkaisemiseksi ehdotamme seuraavia optimoituja prosessi- ja kiinnitysratkaisuja.
Ruuvien läpireikien esityöstö
Ensinnäkin paransimme prosessireittiä. Uudessa ratkaisussa käsittelemme ensin kääntöpuolen (sisäpuolen) ja esikoneistamme ruuvin läpireiän joissakin kohdissa, jotka lopulta koverretaan. Tämän tarkoituksena on tarjota parempi kiinnitys- ja asemointimenetelmä seuraavissa työstövaiheissa.
Ympyröi työstettävä alue
Seuraavaksi käytämme vastakkaisen puolen (sisäpuolen) koneistettuja tasoja työstöreferenssinä. Samalla kiinnitämme työkappaleen viemällä ruuvin edellisessä prosessissa olevan yläreiän läpi ja lukitsemalla sen kiinnityslevyyn. Ympyröi sitten alue, johon ruuvi on lukittu, koneistettavaksi alueeksi.
Peräkkäinen työstö levyllä
Koneistusprosessissa käsittelemme ensin muut kuin koneistettavan alueen. Kun nämä alueet on koneistettu, asetamme laatan koneistetun alueen päälle (laatta on peitettävä liimalla koneistetun pinnan murskaantumisen estämiseksi). Sitten irrotamme vaiheessa 2 käytetyt ruuvit ja jatkamme koneistettavien alueiden koneistamista, kunnes koko tuote on valmis.
Tämän optimoidun prosessin ja kiinnitysratkaisun avulla voimme pitää ohutseinäistä CNC-kuoriosaa paremmin paikallaan ja välttää ongelmia, kuten vääntymistä, vääristymiä ja ylityöstöä. Kiinnitetyt ruuvit mahdollistavat kiinnityslevyn tiukan kiinnityksen työkappaleeseen, mikä tarjoaa luotettavan sijoittelun ja tuen. Lisäksi puristuslevyn käyttö paineen kohdistamiseksi koneistettuun alueeseen auttaa pitämään työkappaleen vakaana.
Syvällinen analyysi: Kuinka välttää vääntymistä ja muodonmuutoksia?
Suurten ja ohutseinäisten kuorirakenteiden onnistuneen koneistuksen saavuttaminen edellyttää koneistusprosessin erityisongelmien analysointia. Tarkastellaanpa tarkemmin, miten nämä haasteet voidaan tehokkaasti ratkaista.
Sisäpuolen esikäsittely
Ensimmäisessä työstövaiheessa (sisäpuolen työstö) materiaali on kiinteä ja luja materiaalikappale. Siksi työkappaleessa ei esiinny työstöpoikkeamia, kuten muodonmuutoksia ja vääntymistä, tämän prosessin aikana. Tämä varmistaa vakauden ja tarkkuuden ensimmäistä puristinta työstettäessä.
Käytä lukitus- ja puristusmenetelmää
Toisessa vaiheessa (jäähdytyselementin sijaintipaikan työstö) käytämme lukitus- ja puristuskiinnitysmenetelmää. Tämä varmistaa, että kiinnitysvoima on suuri ja tasaisesti jakautunut tukireferenssitasolle. Tämä kiinnitys tekee tuotteesta vakaan eikä se väänny koko prosessin aikana.
Vaihtoehtoinen ratkaisu: Ilman onttoa rakennetta
Joskus kuitenkin kohtaamme tilanteita, joissa ruuvin läpireiän tekeminen ilman onttoa rakennetta ei ole mahdollista. Tässä on vaihtoehtoinen ratkaisu.
Voimme esisuunnitella joitakin pilareita vastakkaisen puolen koneistuksen aikana ja sitten kierteyttää niihin. Seuraavan koneistusprosessin aikana ruuvi kulkee kiinnittimen vastakkaisen puolen läpi ja lukitsee työkappaleen, minkä jälkeen suoritamme toisen tason (puolen, josta lämpö poistuu) koneistuksen. Tällä tavoin voimme suorittaa toisen työstövaiheen yhdellä läpimenolla ilman, että tarvitsee vaihtaa levyä keskellä. Lopuksi lisäämme kolmoiskiinnitysvaiheen ja poistamme prosessipilarit prosessin loppuun saattamiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että optimoimalla prosessia ja kiinnitysratkaisua voimme onnistuneesti ratkaista suurten ja ohuiden kuoriosien vääntymisen ja muodonmuutoksen CNC-koneistuksen aikana. Tämä ei ainoastaan varmista koneistuksen laatua ja tehokkuutta, vaan myös parantaa tuotteen vakautta ja pinnanlaatua.