چگونه از تغییر شکل در ماشینکاری CNC دقیق دیوار نازک جلوگیری کنیم؟

مشتری جعبه ای از قطعات جدار نازک را باز می کند و متوجه می شود که صافی آن تمام شده است. قطعات مونتاژ نمی شوند و یک دور کار مجدد دو هفته هزینه دارد. در بیشتر موارد دستگاه ایرادی ندارد. مشکل واقعی این است که قبل از شروع برش، خطرات تغییر شکل به طور کامل برنامه ریزی نشده بود. کنترل خوب ماشینکاری CNC دیوار نازکاز مدیریت مواد، طراحی، تثبیت و توالی فرآیند به دست می آید. در این مقاله دلایل اصلی و مراحل عملی که دیوارها را صاف نگه می‌دارند، بیان می‌شود.

دیوارهای نازک سفتی کمی دارند. حتی نیروهای کم یا تغییرات دما می توانند آنها را از شکل خارج کنند. چهار علت شایع عبارتند از:

نیروی برش

کاتر روی دیوار انعطاف پذیر فشار می آورد. هنگامی که دیوار نسبت به ضخامت خود بلند است، در طول برش منحرف می شود و پس از آن به عقب برگشته و ابعاد را اشتباه می گذارد.

گرما

برش باعث تولید گرما می شود. بخش های نازک به سرعت گرم می شوند و منبسط می شوند. هنگامی که قطعه سرد می شود، انقباض ناهموار باعث ایجاد اعوجاج باقی مانده می شود.

تنش پسماند در داخل ماده خام قفل شده است

استوک ورق و میله اغلب تنش داخلی ناشی از نورد یا عملیات حرارتی قبلی را تحمل می کنند. با حذف مواد، تنش دوباره توزیع می شود و قطعه حرکت می کند.

فشار بستن

نیروی بستن بیش از حد یا ناهموار می تواند یک دیوار نازک را برای همیشه خم کند. هنگامی که گیره ها جدا می شوند، قطعه به شکل اولیه خود باز نمی گردد.

این چهار عامل توضیح می دهند که چرا قسمت های دیوار نازک تغییر شکل می دهند. ماشینکاری CNC دیوار نازک موفقیت آمیز مستلزم پرداختن به همه آنها است، نه فقط با یکی.

مواد مختلف به نیروهای برشی و گرما واکنش متفاوتی نشان می دهند.

ماشینکاری CNC آلومینیوم دیوار نازک معمولاً بخشنده تر است زیرا آلومینیوم گرما را به خوبی دفع می کند و به نیروهای برش کمتری نیاز دارد. ماشینکاری CNC فولاد ضد زنگ دیوار نازک به دلیل نیروهای برش بیشتر و سخت شدن کار به پارامترهای محافظه کارانه تر و پشتیبانی بهتر نیاز دارد. تیتانیوم به دلیل رسانایی حرارتی کم و برگشت فنر بیشترین مراقبت را می طلبد. نسبت ارتفاع به ضخامت نیز مهم است: کنترل دیوارهای بدون تکیه گاه بالای 8:1 بسیار سخت تر می شود.

طراحی خوب خطر تغییر شکل را قبل از برش فلز کاهش می دهد:

نسبت ارتفاع به ضخامت را معقول نگه دارید (اغلب برای دیوارهای بدون تکیه گاه کمتر از 8:1)

دنده ها یا ضخیم شدن موضعی را در جایی که سفتی لازم است اضافه کنید

به جای گوشه های تیز داخلی از فیله های سخاوتمندانه استفاده کنید

از دیوارهای بزرگ و بدون تکیه گاه خودداری کنید

ضخامت دیوار را تا حد عملی یکنواخت نگه دارید

پاسخ عملی به حداقل ضخامت دیوار برای ماشینکاری CNC به مواد و هندسه بستگی دارد. شروع از 0.8 میلی متر برای آلومینیوم و 1.2-1.5 میلی متر برای فولاد ضد زنگ، اکثر مشاغل را در یک منطقه قابل اعتماد نگه می دارد. ارسال زودهنگام مدل برای بررسی DFM اغلب مشکلاتی را ایجاد می کند که در غیر این صورت فقط پس از اندازه گیری قسمت های اول ظاهر می شوند.

مغازه‌های باتجربه به کار با دیوار نازک به‌عنوان یک توالی رفتار می‌کنند تا یک برش تهاجمی. در اینجا نحوه برخورد ما به طور معمول به آن آمده است:

خشن، نیمه تمام، سپس تمام کنید
بیشتر مواد را در حالت زبری بردارید، سپس اجازه دهید قسمت شل شود. نیمه کاره دیوارها را به اندازه نزدیک می کند. عبور نور نهایی ابعاد تمام شده را تعیین می کند.

برش متعادل
هر دو طرف دیوار را تا حد عملی به طور مساوی برش دهید تا نیروها دیوار را فقط در یک جهت فشار ندهند.

پاس های تکمیل سبک، ابزار تیز و خنک کننده مناسب
ابزارهای تیز و عمق شعاعی سبک نیرو را کاهش می دهند. خنک کننده خوب گرما را تحت کنترل نگه می دارد.

کاهش پچ پچ و لرزش
ابزارهای کوتاه تر، سرعت های مناسب و پشتیبانی اضافی، ارتعاشی را که باعث ایجاد علائم و خطای ابعادی می شود، کاهش می دهد. این پاسخ عملی به نحوه کاهش پچ پچ در هنگام ماشینکاری دیوارهای نازک و بخش مهمی از نحوه جلوگیری از تاب برداشتن در ماشینکاری CNC است.

این مراحل کنترل فرآیند اصلی را برای ماشینکاری دیوار نازک CNC قابل اعتماد تشکیل می دهند.

بستن باید قطعه را بدون اعوجاج محکم کند. گزینه های رایج عبارتند از:

فک های نرم ماشین کاری شده برای مطابقت با شکل قطعه

وسایل جاروبرقی برای قطعات مسطح یا با مساحت بزرگ

تکیه گاه های کمکی یا لانه های سفارشی زیر بخش های نازک

آلیاژ کم ذوب یا پر کردن موقت برای ویژگی های داخلی پیچیده

انتخاب صحیح به هندسه، مواد و تعداد عملیات مورد نیاز بستگی دارد.

برای بسیاری از کارهای آلومینیومی و ضد زنگ، یک مرحله کاهش تنش پس از خشن کردن به تثبیت قطعه قبل از اتمام کمک می کند. پیری طبیعی یا عملیات حرارتی کنترل شده را می توان بسته به مواد و نیازهای تحمل مورد استفاده قرار داد.

بازرسی نهایی قطعات دیوار نازک دقیق معمولاً شامل بررسی مسطح بودن CMM، ضخامت دیوار در نقاط متعدد و مبناهای بحرانی است. نتایج ثابت در یک دسته تأیید می کند که هم فرآیند و هم تثبیت تحت کنترل هستند. این سطح از تأیید در هنگام تحویل استاندارد استقطعات دیوار نازک دقیق.

یک مشتری به مجموعه ای از محفظه های آلومینیومی دیوار نازک نیاز داشت. قطعات مقاله اول انحراف صافی 0.12 میلی متر را نشان دادند که از مونتاژ جلوگیری می کرد.

روند بازنگری شد: تنش پسماند پس از خشن کردن کاهش یافت، فیکسچر برای کاهش اعوجاج گیره تغییر کرد و پاس‌های پایانی سبک شدند. قطعات بعدی صافی را در 0.03 میلی متر نگه داشتند و تغییر ضخامت دیواره زیر 0.05 ± میلی متر باقی ماند. دسته کامل 40 قطعه بدون کار مجدد تکمیل شد و طبق برنامه اصلاح شده ارسال شد. این نوع تنظیم فرآیند نمونه‌ای از کارهایی است که توسط سازنده ماشین‌کاری CNC دیوار نازک با تجربه انجام می‌شود.

هنگامی که یک تامین کننده را برای کار با دیوار نازک ارزیابی می کنید، بررسی کنید:

تجربه با ضخامت دیوار و مصالح مشابه

اینکه آیا آنها بررسی های DFM و مراحل کاهش استرس را انجام می دهند

قابلیت بازرسی (CMM یا معادل آن)

توانایی حفظ سازگاری از نمونه اولیه از طریق دسته کوچک

یک کارخانه سازنده قطعات دیوار نازک CNC یا منبعی برای قطعات CNC دیوار نازک سفارشی به‌جای ذکر قیمت به بحث در مورد نصب، ترتیب فرآیند و روش‌های بازرسی می‌پردازد. پاسخ های واضح در مورد این نکات نشانه خوبی است که فروشگاه می تواند ماشینکاری CNC دیوار نازک را با اطمینان انجام دهد.