Suuret ohutseinäiset kuoriosat ovat helppo vääntyä ja muotoutua koneistuksen aikana. Tässä artikkelissa esittelemme suurista ja ohutseinäisistä osista koostuvan jäähdytyselementin kotelon keskustellaksemme normaalin koneistusprosessin ongelmista. Lisäksi tarjoamme myös optimoidun prosessi- ja kiinnitysratkaisun. Mennään asiaan!
Kotelossa on kyse AL6061-T6-materiaalista tehdystä kuoriosasta. Tässä sen tarkat mitat.
Kokonaismitat: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Tukiseinän paksuus: 2,5 mm
Jäähdytyselementin paksuus: 1,5 mm
Jäähdytyselementin etäisyys: 4,5 mm
Harjoittele ja haasteita eri prosessireiteillä
CNC-työstössä nämä ohutseinämäiset kuorirakenteet aiheuttavat usein erilaisia ongelmia, kuten vääntymistä ja muodonmuutoksia. Näiden ongelmien ratkaisemiseksi yritämme tarjota serval-prosessin reittivaihtoehtoja. Jokaisessa prosessissa on kuitenkin vielä joitain tarkkoja ongelmia. Tässä on yksityiskohdat.
Prosessin reitti 1
Prosessissa 1 aloitamme työstämällä työkappaleen kääntöpuolen (sisäpuolen) ja käytämme sitten kipsiä koverrettujen alueiden täyttämiseen. Seuraavaksi annamme kääntöpuolen olla referenssi, kiinnitämme referenssipuolen paikoilleen liimalla ja kaksipuolisella teipillä etupuolen koneistamiseksi.
Tässä menetelmässä on kuitenkin joitain ongelmia. Takana olevan suuren onton täyttöalueen vuoksi liima ja kaksipuolinen teippi eivät kiinnitä riittävästi työkappaletta. Se johtaa vääntymiseen työkappaleen keskellä ja enemmän materiaalin poistumista prosessissa (kutsutaan ylileikkaukseksi). Lisäksi työkappaleen vakauden puute johtaa myös alhaiseen työstötehokkuuteen ja huonoon pintaveitsen kuvioon.
Prosessin reitti 2
Prosessissa 2 muutamme työstöjärjestystä. Aloitamme alapuolelta (puoli, josta lämpö haihtuu) ja sitten käytämme onton alueen kipsitäyttöä. Seuraavaksi, jättäen etupuolen referenssiksi, kiinnitämme referenssipuolen liimalla ja kaksipuolisella teipillä, jotta voimme työstää kääntöpuolen.
Tämän prosessin ongelma on kuitenkin samanlainen kuin prosessireitillä 1, paitsi että ongelma on siirtynyt kääntöpuolelle (sisäpuolelle). Jälleen, kun kääntöpuolella on suuri ontto täyttöalue, liiman ja kaksipuolisen teipin käyttö ei takaa työkappaleen suurta vakautta, mikä johtaa vääntymiseen.
Prosessin reitti 3
Prosessissa 3 harkitsemme prosessin 1 tai prosessin 2 työstösarjan käyttöä. Sitten toisessa kiinnitysprosessissa käytä puristuslevyä työkappaleen pitämiseen painamalla alas kehää.
Suuresta tuotealueesta johtuen levy pystyy kuitenkin peittämään vain kehäalueen, eikä se pysty kiinnittämään täysin työkappaleen keskialuetta.
Toisaalta tämä johtaa siihen, että työkappaleen keskialue näkyy edelleen vääntymisestä ja muodonmuutoksesta, mikä puolestaan johtaa tuotteen keskialueen ylileikkaukseen. Toisaalta tämä koneistusmenetelmä tekee ohutseinäisistä CNC-kuoriosista liian heikkoja.
Prosessin reitti 4
Prosessissa 4 koneistamme ensin kääntöpuolen (sisäpuolen) ja sitten käytämme tyhjiöistukkaa koneistetun kääntötason kiinnittämiseen etupuolen työstämiseksi.
Ohutseinämäisen kuoriosan tapauksessa työkappaleen kääntöpuolella on kuitenkin koveria ja kuperia rakenteita, joita meidän on vältettävä tyhjiöimua käytettäessä. Mutta tämä luo uuden ongelman, vältetyt alueet menettävät imutehonsa, etenkin suurimman profiilin kehällä olevilla neljällä kulma-alueella.
Koska nämä imeytymättömät alueet vastaavat etupuolta (tässä kohdassa koneistettua pintaa), leikkaustyökalu voi pomppia, mikä johtaa tärisevään työkalukuvioon. Siksi tällä menetelmällä voi olla negatiivinen vaikutus koneistuksen laatuun ja pinnan viimeistelyyn.
Optimoitu prosessireitti ja kiinnitysratkaisu
Yllä olevien ongelmien ratkaisemiseksi ehdotamme seuraavia optimoituja prosessi- ja kiinnitysratkaisuja.
Esityöstö Ruuvien läpireiät
Ensinnäkin paransimme prosessireittiä. Uudella ratkaisulla 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 koneistettuja tasoja kääntöpuolella (sisäpuolella) koneistuksen referenssinä. Samalla kiinnitämme työkappaleen viemällä ruuvin edellisen prosessin yläreiän läpi ja lukitsemalla se kiinnityslevyyn. Ympyröi sitten työstettäväksi alueeksi alue, johon ruuvi on lukittu.
Sekvenssityöstö levyllä
Työstöprosessin aikana käsittelemme ensin muut alueet kuin koneistettavan alueen. Kun nämä alueet on koneistettu, asetamme laatan koneistetulle alueelle (levy tulee peittää liimalla koneistetun pinnan murskaantumisen estämiseksi). Poistamme sitten vaiheessa 2 käytetyt ruuvit ja jatkamme koneistettavien alueiden työstämistä, kunnes koko tuote on valmis.
Tämän optimoidun prosessi- ja kiinnitysratkaisun avulla voimme pitää ohutseinäisen CNC-kuoriosan paremmin ja välttää ongelmia, kuten vääntymistä, vääristymistä ja ylileikkausta. Kiinnitettyjen ruuvien avulla kiinnityslevy voidaan kiinnittää tiukasti työkappaleeseen, mikä tarjoaa luotettavan paikantamisen ja tuen. Lisäksi puristuslevyn käyttö paineen kohdistamiseksi työstetylle alueelle auttaa pitämään työkappaleen vakaana.
Syvällinen analyysi: Kuinka välttää vääntymistä ja muodonmuutoksia?
Isojen ja ohutseinäisten kuorirakenteiden onnistuneen koneistuksen saavuttaminen edellyttää työstöprosessin erityisongelmien analysointia. Katsotaanpa tarkemmin, kuinka nämä haasteet voidaan ratkaista tehokkaasti.
Esityöstetty sisäpuoli
Ensimmäisessä työstövaiheessa (sisäpuolen koneistus) materiaali on kiinteä materiaali, jolla on suuri lujuus. Siksi työkappale ei kärsi työstövirheistä, kuten muodonmuutos ja vääntyminen tämän prosessin aikana. Tämä varmistaa vakauden ja tarkkuuden ensimmäisen puristimen työstyksessä.
Käytä lukitus- ja puristusmenetelmää
Toisessa vaiheessa (koneistus, jossa jäähdytyselementti sijaitsee) käytämme lukitus- ja puristusmenetelmää. Tämä varmistaa, että puristusvoima on suuri ja jakautuu tasaisesti tukireferenssitasolle. Tämä puristus tekee tuotteesta vakaan eikä väänny koko prosessin aikana.
Vaihtoehtoinen ratkaisu: ilman onttoa rakennetta
Joskus tulee kuitenkin vastaan tilanteita, joissa ruuvin läpireikää ei voida tehdä ilman onttoa rakennetta. Tässä on vaihtoehtoinen ratkaisu.
Voimme suunnitella joitain pylväitä valmiiksi kääntöpuolen koneistuksen ja sitten napautuksen aikana. Seuraavan työstöprosessin aikana annamme ruuvin kulkea kiinnittimen kääntöpuolen läpi ja lukita työkappaleen ja suorittaa sitten toisen tason (lämpöä haihduttavan puolen) koneistuksen. Tällä tavalla voimme suorittaa toisen työstövaiheen yhdellä ajolla ilman, että levyä tarvitsee vaihtaa keskeltä. Lopuksi lisäämme kolminkertaisen kiinnitysvaiheen ja poistamme prosessipilarit prosessin viimeistelemiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että optimoimalla prosessin ja kiinnitysratkaisun voimme onnistuneesti ratkaista suurten, ohuiden kuoriosien vääntymisen ja muodonmuutoksen CNC-työstön aikana. Tämä ei ainoastaan takaa koneistuksen laatua ja tehokkuutta, vaan myös parantaa tuotteen vakautta ja pinnan laatua.