A nagy, vékony falú héjrészek könnyen deformálódhatnak és deformálódhatnak megmunkálás közben. Ebben a cikkben bemutatunk egy nagy és vékony falú alkatrészekből álló hűtőbordát, hogy megvitassuk a szokásos megmunkálási folyamat során felmerülő problémákat. Emellett optimalizált folyamat- és rögzítési megoldást is kínálunk. Térjünk rá!
A tok egy AL6061-T6 anyagból készült héjrészről szól. Itt vannak a pontos méretei.
Teljes méret: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Támfal vastagsága: 2,5 mm
Hűtőborda vastagsága: 1,5 mm
Hűtőborda távolság: 4,5 mm
Gyakorlat és kihívások a különböző folyamatok során
A CNC megmunkálás során ezek a vékonyfalú héjszerkezetek gyakran számos problémát okoznak, például vetemedést és deformációt. Ezeknek a problémáknak a megoldása érdekében megpróbálunk szerválfolyamat-útvonal-lehetőségeket kínálni. Mindazonáltal az egyes folyamatokkal kapcsolatban még mindig vannak pontos problémák. Itt vannak a részletek.
1. folyamatút
Az 1. folyamatban a munkadarab hátoldalának (belső oldalának) megmunkálásával kezdjük, majd vakolattal kitöltjük a kivájt részeket. Ezután, hagyva, hogy a hátoldal referencia legyen, ragasztóval és kétoldalas szalaggal rögzítjük a referenciaoldalt az elülső oldal megmunkálásához.
Ezzel a módszerrel azonban vannak problémák. A hátoldalon található nagy üreges visszatöltött terület miatt a ragasztó és a kétoldalas szalag nem rögzíti kellőképpen a munkadarabot. Ez a munkadarab közepén vetemedéshez és a folyamat során több anyag eltávolításához vezet (úgynevezett túlvágás). Ezenkívül a munkadarab stabilitásának hiánya alacsony feldolgozási hatékonysághoz és rossz felületi késmintázathoz vezet.
2. folyamatút
A 2. folyamatban megváltoztatjuk a megmunkálás sorrendjét. Kezdjük az alsó oldallal (azzal az oldallal, ahol a hő elvezetik), majd alkalmazzuk az üreges terület vakolatfeltöltését. Ezután az elülső oldalt referenciaként hagyva ragasztóval és kétoldalas ragasztószalaggal rögzítjük a referenciaoldalt, hogy a hátoldalt meg tudjuk dolgozni.
Ennek a folyamatnak a problémája azonban hasonló az 1. folyamatútvonalhoz, azzal a különbséggel, hogy a probléma a hátoldalra (belső oldalra) tolódik el. Ismételten, ha a hátoldalon nagy üreges visszatöltési terület van, a ragasztó és a kétoldalas szalag használata nem biztosítja a munkadarab magas stabilitását, ami vetemedést eredményez.
3. folyamatút
A 3. folyamatban megfontoljuk az 1. vagy 2. folyamat megmunkálási szekvenciáját. Ezután a második rögzítési folyamatban egy nyomólemez segítségével tartsa a munkadarabot a kerületen lenyomva.
A nagy termékfelület miatt azonban a nyomólap csak a kerületi területet képes lefedni, és nem tudja teljesen rögzíteni a munkadarab középső részét.
Ez egyrészt azt eredményezi, hogy a munkadarab középső területe még mindig megjelenik a vetemedés és deformáció miatt, ami viszont túlvágáshoz vezet a termék középső területén. Másrészt ez a megmunkálási módszer túl gyengévé teszi a vékonyfalú CNC héjrészeket.
4. folyamatút
A 4. folyamatban először a hátoldalt (belső oldalt) dolgozzuk meg, majd egy vákuumtokmány segítségével rögzítjük a megmunkált fordított síkot az elülső oldal megmunkálásához.
A vékonyfalú héjrésznél azonban a munkadarab hátoldalán homorú és domború szerkezetek találhatók, amelyeket a vákuumszívás alkalmazásakor kerülnünk kell. Ez azonban új problémát fog okozni, az elkerült területek elvesztik szívóerejüket, különösen a legnagyobb profil kerületén lévő négy sarokterületen.
Mivel ezek a nem elnyelt területek az elülső oldalnak (ezen a ponton a megmunkált felületnek) felelnek meg, előfordulhat, hogy a forgácsolószerszám visszapattan, ami vibráló szerszámmintázatot eredményez. Ezért ez a módszer negatív hatással lehet a megmunkálás minőségére és a felületi minőségre.
Optimalizált folyamatút és rögzítési megoldás
A fenti problémák megoldására a következő optimalizált folyamat- és berendezésmegoldásokat javasoljuk.
Előmegmunkálás Csavar-átmenő furatok
Először is javítottuk a folyamat útvonalát. Az új megoldásnál először a hátoldalt (belső oldalt) dolgozzuk fel, és egyes területeken előmunkáljuk a csavar átmenő lyukat, amelyek idővel kivájnak. Ennek célja, hogy a következő megmunkálási lépésekben jobb rögzítési és pozicionálási módot biztosítson.
Karikázd be a megmunkálandó területet
Ezután a hátoldalon (belső oldalon) lévő megmunkált síkokat használjuk megmunkálási referenciaként. Ezzel egyidejűleg rögzítjük a munkadarabot úgy, hogy a csavart átvezetjük az előző eljárás felülnyílásán, és rögzítjük a rögzítőlemezhez. Ezután karikázza be a megmunkálandó területként azt a területet, ahol a csavar reteszelve van.
Szekvenciális megmunkálás lappal
A megmunkálás során először a megmunkálandó területtől eltérő területeket dolgozzuk fel. Miután ezeket a területeket megmunkáltuk, a lemezt a megmunkált területre helyezzük (a lemezt ragasztóval kell lefedni, nehogy a megmunkált felület összenyomódjon). Ezután eltávolítjuk a 2. lépésben használt csavarokat, és addig folytatjuk a megmunkálandó területek megmunkálását, amíg a teljes termék elkészül.
Ezzel az optimalizált folyamat- és rögzítési megoldással jobban meg tudjuk tartani a vékonyfalú CNC héjrészt, és elkerülhetjük az olyan problémákat, mint a vetemedés, torzulás és túlvágás. A felszerelt csavarok lehetővé teszik a rögzítőlemez szoros rögzítését a munkadarabhoz, megbízható pozicionálást és támasztást biztosítva. Ezenkívül a megmunkált területre nyomást kifejtő préslap használata segít a munkadarab stabilan tartásában.
Mélyreható elemzés: Hogyan lehet elkerülni a vetemedést és a deformációt?
A nagy és vékony falú héjszerkezetek sikeres megmunkálásához szükség van a megmunkálási folyamat konkrét problémáinak elemzésére. Nézzük meg közelebbről, hogyan lehet ezeket a kihívásokat hatékonyan leküzdeni.
Előmegmunkálás belső oldal
Az első megmunkálási lépésben (a belső oldal megmunkálása) az anyag nagy szilárdságú, tömör anyagdarab. Ezért a munkadarab nem szenved megmunkálási anomáliáktól, például deformációtól és vetemedéstől a folyamat során. Ez biztosítja a stabilitást és a pontosságot az első bilincs megmunkálásakor.
Használja a reteszelési és préselési módszert
A második lépésben (megmunkálás, ahol a hűtőborda található) reteszelő és préselési módszert alkalmazunk a befogásnál. Ez biztosítja, hogy a szorítóerő nagy és egyenletesen oszlik el a támasztó referenciasíkon. Ez a rögzítés stabillá teszi a terméket, és nem vetemedik meg a teljes folyamat során.
Alternatív megoldás: üreges szerkezet nélkül
Azonban néha találkozunk olyan helyzetekkel, amikor nem lehet csavar átmenő furatot készíteni üreges szerkezet nélkül. Itt van egy alternatív megoldás.
A hátoldal megmunkálása, majd rákopogtatása során néhány oszlopot előre megtervezhetünk. A következő megmunkálási folyamat során a csavar áthalad a szerelvény hátoldalán és reteszeljük a munkadarabot, majd elvégezzük a második sík megmunkálását (a hőelvezetési oldalt). Így a második megmunkálási lépést egyetlen menetben tudjuk elvégezni anélkül, hogy a közepén lemezt kellene cserélni. Végül hozzáadunk egy háromszoros rögzítési lépést, és eltávolítjuk a folyamatoszlopokat a folyamat befejezéséhez.
Összefoglalva, a folyamat és a rögzítési megoldás optimalizálásával sikeresen megoldhatjuk a nagy, vékony héjrészek vetemedésének és deformációjának problémáját a CNC megmunkálás során. Ez nemcsak a megmunkálás minőségét és hatékonyságát biztosítja, hanem javítja a termék stabilitását és felületi minőségét is.