Grote, dunwandige schaaldelen kunnen tijdens de bewerking gemakkelijk kromtrekken en vervormen. In dit artikel introduceren we een koellichaam met grote en dunwandige onderdelen om de problemen bij het reguliere bewerkingsproces te bespreken. Daarnaast bieden wij ook een geoptimaliseerde proces- en opspanoplossing. Laten we aan de slag gaan!
De behuizing gaat over een schaaldeel gemaakt van AL6061-T6-materiaal. Hier zijn de exacte afmetingen.
Totale afmeting: 455*261,5*12,5 mm
Wanddikte steun: 2,5 mm
Dikte koellichaam: 1,5 mm
Afstand koellichaam: 4,5 mm
Praktijk en uitdagingen in verschillende procesroutes
Tijdens CNC-bewerkingen veroorzaken deze dunwandige schaalconstructies vaak een reeks problemen, zoals kromtrekken en vervorming. Om deze problemen te verhelpen, proberen we serval-procesrouteopties aan te bieden. Er zijn echter nog steeds enkele exacte problemen voor elk proces. Hier zijn de details.
Procestraject 1
In proces 1 beginnen we met het bewerken van de achterkant (binnenkant) van het werkstuk en gebruiken we gips om de uitgeholde gebieden op te vullen. Vervolgens laten we de achterkant als referentie fungeren en gebruiken we lijm en dubbelzijdig plakband om de referentiezijde op zijn plaats te bevestigen, zodat de voorkant machinaal kan worden bewerkt.
Er zijn echter enkele problemen met deze methode. Door het grote opgevulde gebied aan de achterkant, houden de lijm en dubbelzijdige tape het werkstuk niet voldoende vast. Het leidt tot kromtrekken in het midden van het werkstuk en meer materiaalverwijdering tijdens het proces (overcutting genoemd). Bovendien leidt het gebrek aan stabiliteit van het werkstuk ook tot een lage verwerkingsefficiëntie en een slecht oppervlaktemespatroon.
Procestraject 2
In proces 2 veranderen we de volgorde van bewerking. We beginnen met de onderkant (de kant waar de warmte wordt afgevoerd) en gebruiken vervolgens de gipsopvulling van het holle gebied. Vervolgens gebruiken we lijm en dubbelzijdig plakband om de voorkant als referentie te gebruiken, zodat we de achterkant kunnen bewerken.
Het probleem bij dit proces is echter vergelijkbaar met procesroute 1, behalve dat het probleem naar de achterkant (binnenzijde) wordt verschoven. Nogmaals, wanneer de achterkant een groot uithollingsopvulgebied heeft, biedt het gebruik van lijm en dubbelzijdige tape geen hoge stabiliteit aan het werkstuk, wat resulteert in kromtrekken.
Procestraject 3
Bij proces 3 overwegen we de bewerkingsvolgorde van proces 1 of proces 2 te gebruiken. Vervolgens gebruiken we in het tweede bevestigingsproces een persplaat om het werkstuk vast te houden door op de omtrek te drukken.
Vanwege het grote productoppervlak kan de plaat echter alleen het omtrekgebied bedekken en kan het centrale gedeelte van het werkstuk niet volledig worden gefixeerd.
Enerzijds heeft dit tot gevolg dat het middengebied van het werkstuk nog steeds zichtbaar is door kromtrekken en vervorming, wat op zijn beurt leidt tot oversnijding in het middengebied van het product. Aan de andere kant zal deze bewerkingsmethode de dunwandige CNC-schaaldelen te zwak maken.
Procestraject 4
In proces 4 bewerken we eerst de achterkant (binnenkant) en gebruiken we vervolgens een vacuümklauwplaat om het bewerkte omgekeerde vlak te bevestigen om de voorkant te bewerken.
In het geval van het dunwandige schaaldeel zijn er echter concave en convexe structuren aan de achterkant van het werkstuk die we moeten vermijden bij het gebruik van vacuümzuiging. Maar dit zal een nieuw probleem creëren: de vermeden gebieden verliezen hun zuigkracht, vooral in de vier hoekgebieden aan de omtrek van het grootste profiel.
Omdat deze niet-geabsorbeerde gebieden overeenkomen met de voorzijde (het bewerkte oppervlak op dit punt), kan het stuiteren van het snijgereedschap optreden, wat resulteert in een trillend gereedschapspatroon. Daarom kan deze methode een negatieve invloed hebben op de kwaliteit van de bewerking en de oppervlakteafwerking.
Geoptimaliseerde procesroute en armatuuroplossing
Om de bovenstaande problemen op te lossen, stellen wij de volgende geoptimaliseerde proces- en opspanoplossingen voor.
Voorbewerking van doorlopende schroefgaten
Ten eerste hebben we het procestraject verbeterd. Met de nieuwe oplossing bewerken we eerst de achterkant (binnenzijde) en bewerken we het doorgaande gat van de schroef op sommige plaatsen voor, zodat deze uiteindelijk worden uitgehold. Het doel hiervan is om een betere bevestigings- en positioneringsmethode te bieden in de daaropvolgende bewerkingsstappen.
Omcirkel het te bewerken gebied
Vervolgens gebruiken we de bewerkte vlakken aan de achterkant (binnenkant) als bewerkingsreferentie. Tegelijkertijd zetten we het werkstuk vast door de schroef door het gat van het vorige proces te steken en deze aan de bevestigingsplaat te vergrendelen. Omcirkel vervolgens het gebied waar de schroef is vergrendeld als het gebied dat moet worden bewerkt.
Sequentiële bewerking met glasplaat
Tijdens het verspaningsproces bewerken wij eerst de andere gebieden dan het te bewerken gebied. Zodra deze gebieden zijn bewerkt, plaatsen we de plaat op het bewerkte gebied (de plaat moet worden bedekt met lijm om te voorkomen dat het bewerkte oppervlak wordt platgedrukt). Vervolgens verwijderen we de schroeven die we in stap 2 hebben gebruikt en gaan we door met het bewerken van de te bewerken gebieden totdat het hele product klaar is.
Met deze geoptimaliseerde proces- en opspanningsoplossing kunnen we het dunwandige CNC-schaaldeel beter vasthouden en problemen zoals kromtrekken, vervorming en oversnijden voorkomen. Dankzij de gemonteerde schroeven kan de opspanplaat stevig aan het werkstuk worden bevestigd, waardoor een betrouwbare positionering en ondersteuning wordt geboden. Bovendien helpt het gebruik van een persplaat om druk uit te oefenen op het bewerkte gebied om het werkstuk stabiel te houden.
Diepgaande analyse: hoe voorkom je kromtrekken en vervorming?
Het succesvol bewerken van grote en dunwandige schaalconstructies vereist een analyse van de specifieke problemen in het bewerkingsproces. Laten we eens nader bekijken hoe deze uitdagingen effectief kunnen worden overwonnen.
Voorbewerking van de binnenkant
In de eerste bewerkingsstap (bewerking van de binnenkant) is het materiaal een massief stuk materiaal met een hoge sterkte. Daarom heeft het werkstuk tijdens dit proces geen last van bewerkingsafwijkingen zoals vervorming en kromtrekken. Dit zorgt voor stabiliteit en precisie bij het bewerken van de eerste klem.
Gebruik de vergrendel- en drukmethode
Voor de tweede stap (bewerking op de plaats waar het koellichaam zich bevindt) gebruiken we een klem- en persmethode. Dit zorgt ervoor dat de klemkracht hoog is en gelijkmatig verdeeld is over het ondersteunende referentievlak. Door deze klemming is het product stabiel en trekt het niet krom tijdens het gehele proces.
Alternatieve oplossing: zonder holle structuur
Soms komen we echter situaties tegen waarin het niet mogelijk is om een schroefgat te maken zonder holle structuur. Hier is een alternatieve oplossing.
Tijdens het bewerken van de achterkant kunnen we enkele pilaren vooraf ontwerpen en er vervolgens op tikken. Tijdens het volgende bewerkingsproces laten we de schroef door de achterkant van het armatuur gaan en het werkstuk vergrendelen, en vervolgens voeren we de bewerking uit van het tweede vlak (de kant waar de warmte wordt afgevoerd). Zo kunnen we de tweede bewerkingsstap in één keer voltooien, zonder dat we de plaat in het midden hoeven te wisselen. Ten slotte voegen we een drievoudige klemstap toe en verwijderen we de proceszuilen om het proces te voltooien.
Kortom, door het proces en de opspanoplossing te optimaliseren, kunnen we met succes het probleem van kromtrekken en vervorming van grote, dunne schaalonderdelen tijdens CNC-bewerkingen oplossen. Dit garandeert niet alleen de bewerkingskwaliteit en efficiëntie, maar verbetert ook de stabiliteit en oppervlaktekwaliteit van het product.