Store, tyndvæggede skaldele er lette at vride og deformere under bearbejdning. I denne artikel vil vi introducere et køleplade-kabinet for store og tyndvæggede dele for at diskutere problemerne i den almindelige bearbejdningsproces. Derudover tilbyder vi også en optimeret proces- og fiksturløsning. Lad os komme i gang!
Kabinettet handler om en skaldel lavet af AL6061-T6 materiale. Her er dens nøjagtige dimensioner.
Samlet dimension: 455 * 261,5 * 12,5 mm
Støttevægtykkelse: 2,5 mm
Kølepladetykkelse: 1,5 mm
Kølepladeafstand: 4,5 mm
Praksis og udfordringer i forskellige procesruter
Under CNC-bearbejdning forårsager disse tyndvæggede skalstrukturer ofte en række problemer, såsom vridning og deformation. For at overvinde disse problemer forsøger vi at tilbyde flere procesrutemuligheder. Der er dog stadig nogle specifikke problemer for hver proces. Her er detaljerne.
Procesrute 1
I proces 1 starter vi med at bearbejde emnets bagside (inderside) og bruger derefter gips til at udfylde de udhulede områder. Derefter bruger vi lim og dobbeltklæbende tape til at fastgøre referencesiden, hvorefter vi bruger bagsiden som reference, og forsiden kan bearbejdes.
Der er dog nogle problemer med denne metode. På grund af det store udhulede område på bagsiden, fastgør limen og den dobbeltklæbende tape ikke emnet tilstrækkeligt. Det fører til vridning i midten af emnet og mere materialefjernelse i processen (kaldet overskæring). Derudover fører emnets manglende stabilitet også til lav bearbejdningseffektivitet og et dårligt overflademønster.
Procesrute 2
I proces 2 ændrer vi bearbejdningsrækkefølgen. Vi starter med undersiden (den side, hvor varmen afledes) og bruger derefter gipsfyldningen i det hule område. Derefter bruger vi forsiden som reference og bruger lim og dobbeltklæbende tape til at fastgøre referencesiden, så vi kan bearbejde bagsiden.
Problemet med denne proces ligner dog procesrute 1, bortset fra at problemet er flyttet til bagsiden (indersiden). Igen, når bagsiden har et stort udhulet bagfyldningsområde, giver brugen af lim og dobbeltklæbende tape ikke emnet høj stabilitet, hvilket resulterer i vridning.
Procesrute 3
I proces 3 overvejer vi at bruge bearbejdningssekvensen fra proces 1 eller proces 2. I den anden fastgørelsesproces bruger vi derefter en presseplade til at holde emnet ved at trykke ned på omkredsen.
På grund af det store produktområde kan pladen imidlertid kun dække omkredsområdet og kan ikke fiksere emnets centrale område fuldt ud.
På den ene side resulterer dette i, at emnets midterområde stadig er synligt vridet og deformeret, hvilket igen fører til overskæring i produktets midterområde. På den anden side vil denne bearbejdningsmetode gøre de tyndvæggede CNC-skaldele for svage.
Procesrute 4
I proces 4 bearbejder vi først bagsiden (indersiden) og bruger derefter en vakuumpatron til at fastgøre det bearbejdede bagplan for at bearbejde forsiden.
I tilfælde af den tyndvæggede skaldel er der dog konkave og konvekse strukturer på bagsiden af emnet, som vi skal undgå, når vi bruger vakuumsugning. Men dette vil skabe et nyt problem, hvor de undgåede områder mister deres sugekraft, især i de fire hjørneområder på omkredsen af den største profil.
Da disse ikke-absorberede områder svarer til forsiden (den bearbejdede overflade på dette punkt), kan skæreværktøjet hoppe, hvilket resulterer i et vibrerende værktøjsmønster. Derfor kan denne metode have en negativ indvirkning på bearbejdningens kvalitet og overfladefinishen.
Optimeret procesrute og fiksturløsning
For at løse ovenstående problemer foreslår vi følgende optimerede proces- og fiksturløsninger.
Forbearbejdning af gennemgående skruer
For det første har vi forbedret procesruten. Med den nye løsning bearbejder vi først bagsiden (indersiden) og forbearbejder skruens gennemgående hul i nogle områder, der med tiden vil blive udhulet. Formålet med dette er at give en bedre fastgørelses- og positioneringsmetode i de efterfølgende bearbejdningstrin.
Omkreds det område, der skal bearbejdes
Dernæst bruger vi de bearbejdede planer på bagsiden (indersiden) som bearbejdningsreference. Samtidig fastgør vi emnet ved at føre skruen gennem overhullet fra den forrige proces og låse den fast til fiksturpladen. Marker derefter det område, hvor skruen er låst, som det område, der skal bearbejdes.
Sekventiel bearbejdning med plade
Under bearbejdningsprocessen bearbejder vi først de områder, der ikke er det område, der skal bearbejdes. Når disse områder er bearbejdet, placerer vi pladen på det bearbejdede område (pladen skal dækkes med lim for at forhindre knusning af den bearbejdede overflade). Derefter fjerner vi skruerne, der blev brugt i trin 2, og fortsætter med at bearbejde de områder, der skal bearbejdes, indtil hele produktet er færdigt.
Med denne optimerede proces- og fiksturløsning kan vi bedre holde den tyndvæggede CNC-skaldel og undgå problemer som vridning, forvrængning og overskæring. De monterede skruer gør det muligt at fastgøre fiksturpladen tæt til emnet, hvilket giver pålidelig positionering og støtte. Derudover hjælper brugen af en presseplade til at påføre tryk på det bearbejdede område med at holde emnet stabilt.
Dybdegående analyse: Hvordan undgår man vridning og deformation?
Opnåelse af succesfuld bearbejdning af store og tyndvæggede skalstrukturer kræver en analyse af de specifikke problemer i bearbejdningsprocessen. Lad os se nærmere på, hvordan disse udfordringer effektivt kan overvindes.
Forbearbejdning af indersiden
I det første bearbejdningstrin (bearbejdning af indersiden) er materialet et massivt stykke materiale med høj styrke. Derfor lider emnet ikke af bearbejdningsuregelmæssigheder såsom deformation og vridning under denne proces. Dette sikrer stabilitet og præcision ved bearbejdning af den første klemme.
Brug låse- og pressemetoden
I det andet trin (bearbejdning hvor kølepladen er placeret) bruger vi en låse- og pressemetode til fastspænding. Dette sikrer, at fastspændingskraften er høj og jævnt fordelt på det understøttende referenceplan. Denne fastspænding gør produktet stabilt og vrider sig ikke under hele processen.
Alternativ løsning: Uden hul struktur
Vi støder dog nogle gange på situationer, hvor det ikke er muligt at lave et gennemgående skruehul uden en hul struktur. Her er en alternativ løsning.
Vi kan prædesigne nogle søjler under bearbejdningen af bagsiden og derefter gevindskære på dem. Under den næste bearbejdningsproces får vi skruen til at føres gennem bagsiden af fiksturen og låse emnet, og derefter udfører vi bearbejdningen af det andet plan (den side, hvor varmen afgives). På denne måde kan vi fuldføre det andet bearbejdningstrin i en enkelt passage uden at skulle skifte pladen i midten. Endelig tilføjer vi et tredobbelt fastspændingstrin og fjerner processøjlerne for at fuldføre processen.
Afslutningsvis kan vi ved at optimere processen og fiksturløsningen løse problemet med vridning og deformation af store, tynde skaldele under CNC-bearbejdning. Dette sikrer ikke kun bearbejdningskvalitet og -effektivitet, men forbedrer også produktets stabilitet og overfladekvalitet.