Các chi tiết vỏ lớn, thành mỏng dễ bị cong vênh, biến dạng trong quá trình gia công. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu trường hợp tản nhiệt của các bộ phận có thành mỏng và lớn để thảo luận về các vấn đề trong quá trình gia công thông thường. Ngoài ra, chúng tôi còn cung cấp giải pháp cố định và quy trình tối ưu hóa. Hãy bắt tay vào thực hiện nó!
Vụ án là về phần vỏ được làm bằng chất liệu AL6061-T6. Đây là kích thước chính xác của nó.
Kích thước tổng thể: 455*261,5*12,5mm
Độ dày của tường hỗ trợ: 2,5mm
Độ dày tản nhiệt: 1,5mm
Khoảng cách tản nhiệt: 4,5mm
Thực hành và thử thách trong các lộ trình quy trình khác nhau
Trong quá trình gia công CNC, các cấu trúc vỏ có thành mỏng này thường gây ra nhiều vấn đề như cong vênh và biến dạng. Để khắc phục những vấn đề này, chúng tôi cố gắng cung cấp các tùy chọn lộ trình xử lý dịch vụ. Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề chính xác cho từng quy trình. Dưới đây là chi tiết.
Quy trình lộ trình 1
Ở quy trình 1, chúng ta bắt đầu bằng việc gia công mặt sau (mặt trong) của phôi rồi dùng thạch cao để lấp đầy những chỗ rỗng. Tiếp theo, để mặt sau làm tham chiếu, chúng ta dùng keo và băng dính hai mặt cố định mặt tham chiếu vào đúng vị trí để gia công mặt trước.
Tuy nhiên, có một số vấn đề với phương pháp này. Do diện tích lấp đầy rỗng lớn ở mặt sau nên keo và băng dính hai mặt không đủ chắc chắn cho phôi. Nó dẫn đến hiện tượng cong vênh ở giữa phôi và khiến vật liệu bị loại bỏ nhiều hơn trong quy trình (gọi là cắt quá mức). Ngoài ra, sự thiếu ổn định của phôi cũng dẫn đến hiệu quả xử lý thấp và mẫu dao bề mặt kém.
Quy trình lộ trình 2
Ở quá trình 2, chúng ta thay đổi thứ tự gia công. Chúng tôi bắt đầu với mặt dưới (phía nơi tản nhiệt) và sau đó sử dụng lớp thạch cao lấp lại khu vực rỗng. Tiếp theo, để mặt trước làm tham chiếu, chúng ta dùng keo và băng dính hai mặt cố định mặt tham chiếu để có thể gia công mặt sau.
Tuy nhiên, sự cố với quy trình này tương tự như quy trình 1, ngoại trừ vấn đề được chuyển sang mặt ngược lại (phía bên trong). Một lần nữa, khi mặt sau có diện tích khoét rỗng lớn thì việc sử dụng keo và băng keo hai mặt không mang lại độ ổn định cao cho phôi, dẫn đến cong vênh.
Quy trình lộ trình 3
Trong quy trình 3, chúng tôi xem xét sử dụng trình tự gia công của quy trình 1 hoặc quy trình 2. Sau đó, trong quy trình buộc thứ hai, sử dụng tấm ép để giữ phôi bằng cách ấn xuống chu vi.
Tuy nhiên, do diện tích sản phẩm lớn nên trục lăn chỉ có thể bao phủ khu vực chu vi và không thể cố định hoàn toàn khu vực trung tâm của phôi.
Một mặt, điều này dẫn đến vùng tâm của phôi vẫn còn hiện tượng cong vênh, biến dạng, từ đó dẫn đến hiện tượng cắt quá mức ở vùng tâm của sản phẩm. Mặt khác, phương pháp gia công này sẽ làm cho các chi tiết vỏ CNC có thành mỏng trở nên quá yếu.
Quy trình lộ trình 4
Trong quy trình 4, trước tiên chúng tôi gia công mặt sau (mặt trong), sau đó sử dụng mâm cặp chân không để gắn mặt phẳng đảo ngược đã gia công để gia công mặt trước.
Tuy nhiên, trong trường hợp phần vỏ có thành mỏng, có các cấu trúc lõm, lồi ở mặt sau của phôi mà chúng ta cần tránh khi sử dụng lực hút chân không. Nhưng điều này sẽ tạo ra một vấn đề mới, những khu vực tránh được sẽ mất đi lực hút, đặc biệt là ở bốn khu vực góc trên chu vi của biên dạng lớn nhất.
Vì các vùng không bị hấp thụ này tương ứng với mặt trước (bề mặt được gia công tại thời điểm này), sự nảy của dụng cụ cắt có thể xảy ra, dẫn đến hình dạng dụng cụ dao động. Do đó, phương pháp này có thể có tác động tiêu cực đến chất lượng gia công và độ bóng bề mặt.
Giải pháp cố định và lộ trình quy trình được tối ưu hóa
Để giải quyết các vấn đề trên, chúng tôi đề xuất các giải pháp tối ưu hóa quy trình và vật cố định sau đây.
Gia công trước vít xuyên lỗ
Đầu tiên, chúng tôi đã cải thiện lộ trình xử lý. Với giải pháp mới, trước tiên chúng tôi xử lý mặt sau (mặt trong) và gia công trước lỗ xuyên vít ở một số khu vực mà cuối cùng sẽ được khoét rỗng. Mục đích của việc này là cung cấp phương pháp cố định và định vị tốt hơn trong các bước gia công tiếp theo.
Khoanh tròn khu vực được gia công
Tiếp theo, chúng tôi sử dụng các mặt phẳng gia công ở mặt sau (mặt trong) làm tham chiếu gia công. Đồng thời, chúng tôi cố định phôi bằng cách đưa vít qua lỗ trên từ quy trình trước đó và khóa nó vào tấm cố định. Sau đó khoanh tròn vùng bị khóa vít là vùng cần gia công.
Gia công tuần tự với trục lăn
Trong quá trình gia công, trước tiên chúng tôi xử lý các khu vực khác ngoài khu vực được gia công. Khi các khu vực này đã được gia công xong, chúng ta đặt tấm ép lên khu vực đã gia công (tấm ép cần được phủ keo để tránh làm nát bề mặt gia công). Sau đó chúng ta tháo các vít đã sử dụng ở bước 2 và tiếp tục gia công các vùng cần gia công cho đến khi hoàn thiện toàn bộ sản phẩm.
Với giải pháp cố định và quy trình được tối ưu hóa này, chúng tôi có thể giữ phần vỏ CNC có thành mỏng tốt hơn và tránh các vấn đề như cong vênh, biến dạng và cắt quá mức. Các vít được gắn cho phép tấm cố định được gắn chặt vào phôi, mang lại khả năng định vị và hỗ trợ đáng tin cậy. Ngoài ra, việc sử dụng tấm ép để tạo áp lực lên vùng gia công giúp phôi được giữ ổn định.
Phân tích chuyên sâu: Làm thế nào để tránh cong vênh và biến dạng?
Để gia công thành công các cấu trúc vỏ lớn và thành mỏng đòi hỏi phải phân tích các vấn đề cụ thể trong quy trình gia công. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn cách có thể vượt qua những thách thức này một cách hiệu quả.
Gia công trước mặt trong
Ở bước gia công đầu tiên (gia công mặt trong), vật liệu là một mảnh vật liệu rắn có độ bền cao. Do đó, phôi không bị các dị thường gia công như biến dạng và cong vênh trong quá trình này. Điều này đảm bảo sự ổn định và chính xác khi gia công kẹp đầu tiên.
Sử dụng phương pháp khóa và nhấn
Đối với bước thứ hai (gia công nơi đặt tản nhiệt), chúng tôi sử dụng phương pháp kẹp và khóa. Điều này đảm bảo rằng lực kẹp cao và được phân bố đều trên mặt phẳng tham chiếu đỡ. Việc kẹp này giúp sản phẩm ổn định và không bị cong vênh trong toàn bộ quá trình.
Giải pháp thay thế: Không có cấu trúc rỗng
Tuy nhiên, đôi khi chúng ta gặp phải những tình huống không thể tạo vít xuyên lỗ nếu không có cấu trúc rỗng. Đây là một giải pháp thay thế.
Chúng ta có thể thiết kế trước một số trụ trong quá trình gia công mặt sau và sau đó gõ nhẹ vào chúng. Trong quá trình gia công tiếp theo, chúng ta cho vít đi qua mặt sau của đồ gá và khóa phôi, sau đó tiến hành gia công mặt phẳng thứ hai (phía mà nhiệt được tiêu tán). Bằng cách này, chúng ta có thể hoàn thành bước gia công thứ hai chỉ trong một lần mà không cần phải thay tấm ở giữa. Cuối cùng, chúng tôi thêm bước kẹp ba lần và loại bỏ các trụ của quy trình để hoàn tất quy trình.
Tóm lại, bằng cách tối ưu hóa quy trình và giải pháp đồ gá, chúng ta có thể giải quyết thành công vấn đề cong vênh, biến dạng của các chi tiết vỏ lớn, mỏng trong quá trình gia công CNC. Điều này không chỉ đảm bảo chất lượng và hiệu quả gia công mà còn cải thiện độ ổn định và chất lượng bề mặt của sản phẩm.