قطعات پوسته‌ای با دیواره نازک و بزرگ به راحتی در حین ماشینکاری تاب می‌خورند و تغییر شکل می‌دهند. در این مقاله به معرفی یک کیس هیت سینک از قطعات بزرگ و جداره نازک می پردازیم تا مشکلات موجود در فرآیند ماشینکاری معمولی را بررسی کنیم. علاوه بر این، ما همچنین یک فرآیند بهینه و راه حل ثابت ارائه می دهیم. بیایید به آن برسیم!
کیس مربوط به یک قطعه پوسته است که از مواد AL6061-T6 ساخته شده است. در اینجا ابعاد دقیق آن آمده است.
ابعاد کلی: 455*261.5*12.5mm
ضخامت دیوار پشتیبانی: 2.5 میلی متر
ضخامت سینک حرارتی: 1.5 میلی متر
فاصله سینک حرارتی: 4.5 میلی متر
تمرین و چالش ها در مسیرهای فرآیندی مختلف
در طول ماشینکاری CNC، این ساختارهای پوسته جدار نازک اغلب باعث ایجاد طیفی از مشکلات، مانند تاب برداشتن و تغییر شکل می شوند. برای غلبه بر این مشکلات، ما سعی می کنیم گزینه های مسیر فرآیند Serval را ارائه دهیم. با این حال، هنوز برخی از مسائل دقیق برای هر فرآیند وجود دارد. در اینجا جزئیات است.
مسیر فرآیند 1
در فرآیند 1، با ماشینکاری سمت معکوس (سمت داخلی) قطعه کار شروع می کنیم و سپس از گچ برای پر کردن قسمت های خالی شده استفاده می کنیم. در مرحله بعد، اجازه می دهیم سمت عقب مرجع باشد، از چسب و نوار دو طرفه برای ثابت کردن طرف مرجع در جای خود استفاده می کنیم تا قسمت جلویی آن ماشینکاری شود.
با این حال، برخی از مشکلات در این روش وجود دارد. با توجه به فضای خالی پر شده بزرگ در سمت عقب، چسب و نوار دو طرفه به اندازه کافی قطعه کار را محکم نمی کنند. این منجر به تاب برداشتن در وسط قطعه کار و حذف بیشتر مواد در این فرآیند (به نام بیش از حد برش) می شود. علاوه بر این، عدم ثبات قطعه کار نیز منجر به راندمان پردازش پایین و الگوی ضعیف چاقوی سطح می شود.
مسیر فرآیند 2
در فرآیند 2، ترتیب ماشین کاری را تغییر می دهیم. از قسمت زیرین ( سمتی که حرارت پخش می شود) شروع می کنیم و سپس از پوشش گچی ناحیه توخالی استفاده می کنیم. بعد، با گذاشتن سمت جلو به عنوان مرجع، از چسب و نوار دو طرفه برای ثابت کردن سمت مرجع استفاده می کنیم تا بتوانیم سمت معکوس را کار کنیم.
با این حال، مشکل این فرآیند مشابه مسیر فرآیند 1 است، با این تفاوت که موضوع به سمت عقب (سمت داخلی) منتقل می شود. مجدداً، هنگامی که قسمت عقب دارای یک ناحیه پرکننده توخالی بزرگ است، استفاده از چسب و نوار دو طرفه پایداری بالایی برای قطعه کار ایجاد نمی کند و در نتیجه تاب خوردگی ایجاد می کند.
مسیر فرآیند 3
در فرآیند 3، ما از توالی ماشینکاری فرآیند 1 یا فرآیند 2 استفاده می کنیم. سپس در فرآیند بستن دوم، از یک صفحه پرس برای نگه داشتن قطعه کار با فشار دادن بر روی محیط استفاده کنید.
با این حال، به دلیل مساحت بزرگ محصول، صفحه تنها قادر به پوشش ناحیه محیطی است و نمی تواند به طور کامل ناحیه مرکزی قطعه کار را ثابت کند.
از یک طرف، این باعث می شود که ناحیه مرکزی قطعه کار همچنان از تاب برداشتن و تغییر شکل ظاهر شود، که به نوبه خود منجر به برش بیش از حد در ناحیه مرکزی محصول می شود. از طرف دیگر، این روش ماشینکاری باعث می شود که قطعات پوسته CNC با دیواره نازک بیش از حد ضعیف شوند.
مسیر فرآیند 4
در فرآیند 4، ابتدا سمت معکوس (سمت داخلی) را ماشین می کنیم و سپس از یک چاک خلاء برای اتصال صفحه معکوس ماشینکاری شده استفاده می کنیم تا قسمت جلویی کار کنیم.
اما در مورد قسمت پوسته جدار نازک، ساختارهای مقعر و محدب در سمت عقب قطعه کار وجود دارد که هنگام استفاده از مکش خلاء باید از آنها اجتناب کنیم. اما این یک مشکل جدید ایجاد می کند، مناطق اجتناب شده قدرت مکش خود را از دست می دهند، به خصوص در چهار ناحیه گوشه در محیط بزرگترین پروفیل.
از آنجایی که این نواحی غیرجذب با قسمت جلویی (سطح ماشینکاری شده در این نقطه) مطابقت دارند، جهش ابزار برش ممکن است رخ دهد و در نتیجه یک الگوی ابزار ارتعاشی ایجاد شود. بنابراین، این روش می تواند تاثیر منفی بر کیفیت ماشینکاری و پرداخت سطح داشته باشد.
مسیر فرآیند بهینه و راه حل فیکسچر
به منظور حل مشکلات فوق، ما راه حل های بهینه سازی شده فرآیند و فیکسچر زیر را پیشنهاد می کنیم.
سوراخ های پیچ پیش ماشینکاری
اولا، ما مسیر فرآیند را بهبود بخشیم. با راه حل جدید، ابتدا سمت معکوس (سمت داخلی) را پردازش می کنیم و سوراخ عبوری پیچ را در برخی از نواحی که در نهایت سوراخ می شوند، از قبل ماشینکاری می کنیم. هدف از این کار ارائه یک روش تثبیت و موقعیت یابی بهتر در مراحل بعدی ماشینکاری است.
ناحیه ای را که قرار است ماشین کاری شود دور بزنید
سپس از صفحات ماشینکاری شده در سمت عقب (سمت داخلی) به عنوان مرجع ماشینکاری استفاده می کنیم. در همان زمان، قطعه کار را با عبور دادن پیچ از روی سوراخ فرآیند قبلی و قفل کردن آن به صفحه فیکسچر محکم می کنیم. سپس ناحیه ای که پیچ قفل شده است را به عنوان ناحیه ای که قرار است ماشین کاری شود دور بزنید.
ماشینکاری متوالی با پلاتن
در طول فرآیند ماشینکاری، ابتدا نواحی غیر از ناحیه ای که قرار است ماشین کاری شود را پردازش می کنیم. پس از اینکه این نواحی ماشین کاری شدند، صفحه را روی قسمت ماشینکاری شده قرار می دهیم (برای جلوگیری از له شدن سطح ماشینکاری شده، صفحه باید با چسب پوشانده شود). سپس پیچ های استفاده شده در مرحله 2 را برداشته و به ماشینکاری مناطقی که باید ماشین کاری شوند ادامه می دهیم تا کل محصول تمام شود.
با این فرآیند بهینه شده و راه حل فیکسچر، می توانیم قسمت پوسته CNC دیواره نازک را بهتر نگه داریم و از مشکلاتی مانند تاب برداشتن، اعوجاج و برش بیش از حد جلوگیری کنیم. پیچ های نصب شده به صفحه فیکسچر اجازه می دهد تا محکم به قطعه کار متصل شود و موقعیت و پشتیبانی قابل اعتماد را فراهم کند. علاوه بر این، استفاده از صفحه پرس برای اعمال فشار بر روی ناحیه ماشین کاری شده به پایدار نگه داشتن قطعه کار کمک می کند.
تجزیه و تحلیل عمیق: چگونه از تاب برداشتن و تغییر شکل جلوگیری کنیم؟
دستیابی به ماشینکاری موفق سازه های پوسته ای بزرگ و جدار نازک مستلزم تجزیه و تحلیل مشکلات خاص در فرآیند ماشینکاری است. بیایید نگاهی دقیق تر به چگونگی غلبه بر این چالش ها بیندازیم.
قسمت داخلی پیش ماشینکاری
در مرحله اول ماشینکاری (ماشینکاری ضلع داخلی) ماده یک قطعه مواد جامد با استحکام بالا است. بنابراین قطعه کار در طی این فرآیند دچار ناهنجاری های ماشینکاری مانند تغییر شکل و تاب برداشتن نمی شود. این امر ثبات و دقت را هنگام ماشینکاری اولین گیره تضمین می کند.
از روش قفل کردن و فشار دادن استفاده کنید
برای مرحله دوم (ماشینکاری در جایی که هیت سینک قرار دارد) از روش قفل و پرس برای بستن استفاده می کنیم. این تضمین می کند که نیروی گیره زیاد است و به طور یکنواخت روی صفحه مرجع نگهدارنده توزیع می شود. این گیره باعث پایداری محصول می شود و در طول کل فرآیند تاب نمی خورد.
راه حل جایگزین: بدون ساختار توخالی
با این حال، ما گاهی اوقات با شرایطی مواجه می شویم که ایجاد یک سوراخ از طریق پیچ بدون ساختار توخالی امکان پذیر نیست. در اینجا یک راه حل جایگزین وجود دارد.
می‌توانیم در حین ماشینکاری قسمت عقب، چند ستون را از قبل طراحی کنیم و سپس روی آنها ضربه بزنیم. در طی فرآیند ماشینکاری بعدی، پیچ را از سمت عقب فیکسچر عبور می دهیم و قطعه کار را قفل می کنیم و سپس ماشینکاری صفحه دوم (سمت جایی که گرما در آن پخش می شود) انجام می دهیم. به این ترتیب می توانیم مرحله دوم ماشینکاری را در یک پاس بدون نیاز به تعویض صفحه وسط انجام دهیم. در نهایت یک مرحله گیره سه گانه اضافه می کنیم و ستون های فرآیند را حذف می کنیم تا فرآیند تکمیل شود.
در نتیجه، با بهینه سازی فرآیند و راه حل فیکسچر، می توانیم با موفقیت مشکل تاب برداشتن و تغییر شکل قطعات پوسته بزرگ و نازک را در حین ماشینکاری CNC حل کنیم. این نه تنها کیفیت و کارایی ماشینکاری را تضمین می کند، بلکه ثبات و کیفیت سطح محصول را نیز بهبود می بخشد.