Velké tenkostěnné skořepinové díly se během obrábění snadno deformují a deformují. V tomto článku si představíme případ chladiče velkých a tenkostěnných dílů, abychom prodiskutovali problémy v běžném obráběcím procesu. Kromě toho také nabízíme optimalizované řešení procesu a upínacího přípravku. Pojďme na to!
Pouzdro se jedná o skořepinový díl vyrobený z materiálu AL6061-T6. Zde jsou jeho přesné rozměry.
Celkový rozměr: 455*261,5*12,5 mm
Tloušťka nosné stěny: 2,5 mm
Tloušťka chladiče: 1,5 mm
Rozteč chladiče: 4,5 mm
Praxe a výzvy v různých procesních postupech
Během CNC obrábění tyto tenkostěnné skořepinové struktury často způsobují řadu problémů, jako je deformace a deformace. Abychom tyto problémy překonali, snažíme se nabídnout různé možnosti postupu obrábění. Přesto však existují určité specifické problémy pro každý proces. Zde jsou podrobnosti.
Procesní trasa 1
V procesu 1 začneme obráběním zadní strany (vnitřní strany) obrobku a poté pomocí sádry vyplníme duté oblasti. Dále použijeme zadní stranu jako referenci a pomocí lepidla a oboustranné pásky upevníme referenční stranu na místo, abychom mohli obrábět přední stranu.
Tato metoda však má určité problémy. Vzhledem k velké vyprázdněné oblasti na zadní straně lepidlo a oboustranná páska dostatečně nefixují obrobek. To vede k deformaci uprostřed obrobku a většímu úběru materiálu během procesu (tzv. nadřezávání). Kromě toho nedostatečná stabilita obrobku vede také k nízké efektivitě zpracování a špatnému vzoru povrchu nože.
Procesní trasa 2
V procesu 2 změníme pořadí obrábění. Začneme spodní stranou (stranou, kde se teplo odvádí) a poté použijeme sádrovou výplň dutiny. Dále, s přední stranou jako referencí, pomocí lepidla a oboustranné pásky upevníme referenční stranu, abychom mohli opracovat rubovou stranu.
Problém s tímto postupem je však podobný jako u postupu 1, až na to, že se jedná o posun na rubovou stranu (vnitřní stranu). Opět platí, že pokud má rubová strana velkou dutou zásypovou plochu, použití lepidla a oboustranné pásky neposkytuje obrobku vysokou stabilitu, což vede k deformaci.
Procesní trasa 3
V procesu 3 zvažujeme použití obráběcí sekvence procesu 1 nebo procesu 2. Poté v druhém upevňovacím procesu použijeme přítlačnou desku k udržení obrobku tlakem po obvodu.
Vzhledem k velké ploše výrobku je však deska schopna pokrýt pouze obvodovou plochu a nemohla plně upevnit střední oblast obrobku.
Na jedné straně to vede k tomu, že střední oblast obrobku je stále viditelně prohnutá a deformovaná, což následně vede k nadměrnému řezu ve střední oblasti výrobku. Na druhé straně tato metoda obrábění způsobí, že tenkostěnné CNC skořepinové díly budou příliš slabé.
Procesní trasa 4
V procesu 4 nejprve obrobíme rubovou stranu (vnitřní stranu) a poté pomocí vakuového upínače připevníme obrobenou rubovou rovinu, abychom mohli opracovat přední stranu.
V případě tenkostěnného skořepinového dílu se však na zadní straně obrobku vyskytují konkávní a konvexní struktury, kterým se musíme při použití vakuového sání vyhnout. To však vytvoří nový problém, vyhnuté oblasti ztrácejí svou sací sílu, zejména ve čtyřech rohových oblastech na obvodu největšího profilu.
Protože tyto neabsorbované oblasti odpovídají přední straně (v tomto bodě obráběnému povrchu), mohlo by dojít k odskoku řezného nástroje, což by vedlo k jeho vibračnímu vzoru. Tato metoda proto může mít negativní dopad na kvalitu obrábění a povrchovou úpravu.
Optimalizované řešení procesní trasy a přípravků
Abychom vyřešili výše uvedené problémy, navrhujeme následující optimalizovaná procesní a upínací řešení.
Předběžné obrábění průchozích otvorů pro šrouby
Nejprve jsme vylepšili postup obrábění. S novým řešením nejprve opracujeme zadní stranu (vnitřní stranu) a v některých oblastech, které budou nakonec vydlabány, předem obrobíme průchozí otvor pro šroub. Účelem je zajistit lepší způsob upevnění a polohování v následných krocích obrábění.
Zakroužkujte oblast, která má být obrobena
Dále použijeme obrobené roviny na zadní straně (vnitřní straně) jako referenci pro obrábění. Zároveň zajistíme obrobek provlečením šroubu přes otvor z předchozího procesu a jeho zajištěním k upínací desce. Poté zakroužkujeme oblast, kde je šroub zajištěn, jako oblast, která má být obrobena.
Sekvenční obrábění s deskou
Během obrábění nejprve opracujeme oblasti kromě té, která má být obráběna. Jakmile jsou tyto oblasti obrobeny, umístíme na obráběnou oblast desku (desku je nutné potřít lepidlem, aby se zabránilo rozdrcení obráběného povrchu). Poté odstraníme šrouby použité v kroku 2 a pokračujeme v obrábění oblastí, které mají být obráběny, dokud není celý výrobek hotový.
Díky tomuto optimalizovanému řešení procesu a upínacího přípravku můžeme lépe udržet tenkostěnný CNC skořepinový díl a vyhnout se problémům, jako je deformace, deformace a nadměrné řezání. Upevněné šrouby umožňují pevné uchycení upínací desky k obrobku, což zajišťuje spolehlivé umístění a oporu. Použití přítlačné desky k vyvíjení tlaku na obráběnou oblast navíc pomáhá udržovat obrobek stabilní.
Hloubková analýza: Jak se vyhnout deformaci a zkreslení?
Dosažení úspěšného obrábění velkých a tenkostěnných skořepinových konstrukcí vyžaduje analýzu specifických problémů v procesu obrábění. Pojďme se blíže podívat na to, jak lze tyto výzvy efektivně překonat.
Předběžné obrábění vnitřní strany
V prvním kroku obrábění (obrábění vnitřní strany) je materiál plný kus s vysokou pevností. Obrobek proto během tohoto procesu netrpí anomáliemi obrábění, jako je deformace a deformace. To zajišťuje stabilitu a přesnost při obrábění prvního upínače.
Použijte metodu zamykání a lisování
Pro druhý krok (obrábění v místě, kde se nachází chladič) používáme metodu upínání s aretací a lisováním. To zajišťuje vysokou a rovnoměrně rozloženou upínací sílu na nosné referenční rovině. Toto upínání zajišťuje stabilitu výrobku a jeho deformaci během celého procesu.
Alternativní řešení: Bez duté konstrukce
Někdy se však setkáváme se situacemi, kdy není možné vytvořit průchozí otvor pro šroub bez duté konstrukce. Zde je alternativní řešení.
Během obrábění rubové strany můžeme předem navrhnout některé sloupky a poté na ně nařezat závit. Během dalšího obráběcího procesu necháme šroub projít rubovou stranou upínacího přípravku a zajistíme obrobek, a poté provedeme obrábění druhé roviny (strany, kde se teplo odvádí). Tímto způsobem můžeme dokončit druhý krok obrábění v jednom průchodu, aniž bychom museli měnit desku uprostřed. Nakonec přidáme trojitý upínací krok a odstraníme procesní sloupky, abychom proces dokončili.
Závěrem lze říci, že optimalizací procesu a upínacího zařízení můžeme úspěšně vyřešit problém deformace a deformace velkých, tenkých skořepinových dílů během CNC obrábění. To nejen zajišťuje kvalitu a efektivitu obrábění, ale také zlepšuje stabilitu a kvalitu povrchu výrobku.