Các bộ phận vỏ lớn, thành mỏng dễ bị cong vênh và biến dạng trong quá trình gia công. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giới thiệu một vỏ tản nhiệt của các bộ phận lớn và thành mỏng để thảo luận về các vấn đề trong quá trình gia công thông thường. Ngoài ra, chúng tôi cũng cung cấp giải pháp quy trình và đồ gá được tối ưu hóa. Hãy cùng bắt đầu!
Vỏ máy là một bộ phận vỏ được làm bằng vật liệu AL6061-T6. Sau đây là kích thước chính xác của nó.
Kích thước tổng thể: 455*261.5*12.5mm
Độ dày thành đỡ: 2,5mm
Độ dày tản nhiệt: 1,5mm
Khoảng cách tản nhiệt: 4,5mm
Thực hành và thách thức trong các tuyến đường quy trình khác nhau
Trong quá trình gia công CNC, các cấu trúc vỏ mỏng này thường gây ra một loạt các vấn đề, chẳng hạn như cong vênh và biến dạng. Để khắc phục những vấn đề này, chúng tôi cố gắng cung cấp một số tùy chọn lộ trình quy trình. Tuy nhiên, vẫn còn một số vấn đề chính xác đối với từng quy trình. Sau đây là thông tin chi tiết.
Quy trình tuyến đường 1
Trong quy trình 1, chúng tôi bắt đầu bằng cách gia công mặt sau (mặt trong) của phôi và sau đó sử dụng thạch cao để lấp đầy các vùng rỗng. Tiếp theo, để mặt sau làm tham chiếu, chúng tôi sử dụng keo và băng dính hai mặt để cố định mặt tham chiếu tại chỗ để gia công mặt trước.
Tuy nhiên, phương pháp này có một số vấn đề. Do diện tích khoét rỗng lớn được lấp đầy ở mặt sau, keo và băng dính hai mặt không đủ để cố định phôi. Điều này dẫn đến cong vênh ở giữa phôi và loại bỏ nhiều vật liệu hơn trong quá trình này (gọi là cắt quá mức). Ngoài ra, phôi không ổn định cũng dẫn đến hiệu quả gia công thấp và hoa văn dao bề mặt kém.
Quy trình tuyến đường 2
Trong quy trình 2, chúng tôi thay đổi thứ tự gia công. Chúng tôi bắt đầu với mặt dưới (mặt tản nhiệt) và sau đó sử dụng thạch cao lấp đầy vùng rỗng. Tiếp theo, để mặt trước làm tham chiếu, chúng tôi sử dụng keo và băng dính hai mặt để cố định mặt tham chiếu để chúng tôi có thể gia công mặt ngược lại.
Tuy nhiên, vấn đề với quy trình này tương tự như quy trình tuyến 1, ngoại trừ vấn đề được chuyển sang mặt sau (mặt trong). Một lần nữa, khi mặt sau có diện tích lấp đầy rỗng lớn, việc sử dụng keo và băng dính hai mặt không mang lại độ ổn định cao cho phôi, dẫn đến cong vênh.
Quy trình tuyến đường 3
Trong quy trình 3, chúng ta xem xét sử dụng trình tự gia công của quy trình 1 hoặc quy trình 2. Sau đó, trong quy trình cố định thứ hai, sử dụng tấm ép để giữ phôi bằng cách ấn xuống chu vi.
Tuy nhiên, do diện tích sản phẩm lớn nên mặt bàn ép chỉ có thể bao phủ được diện tích chu vi và không thể cố định hoàn toàn khu vực trung tâm của phôi.
Một mặt, điều này dẫn đến khu vực trung tâm của phôi vẫn xuất hiện cong vênh và biến dạng, dẫn đến cắt quá mức ở khu vực trung tâm của sản phẩm. Mặt khác, phương pháp gia công này sẽ làm cho các bộ phận vỏ CNC có thành mỏng trở nên quá yếu.
Quy trình tuyến đường 4
Trong quy trình 4, trước tiên chúng tôi gia công mặt sau (mặt trong) rồi sử dụng đầu kẹp chân không để gắn mặt phẳng ngược đã gia công để gia công mặt trước.
Tuy nhiên, trong trường hợp phần vỏ mỏng, có các cấu trúc lõm và lồi ở mặt sau của phôi mà chúng ta cần tránh khi sử dụng hút chân không. Nhưng điều này sẽ tạo ra một vấn đề mới, các khu vực tránh được sẽ mất lực hút, đặc biệt là ở bốn khu vực góc trên chu vi của cấu hình lớn nhất.
Vì các vùng không hấp thụ này tương ứng với mặt trước (bề mặt gia công tại thời điểm này), nên có thể xảy ra hiện tượng nảy của dụng cụ cắt, dẫn đến hình dạng dụng cụ rung. Do đó, phương pháp này có thể ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng gia công và độ hoàn thiện bề mặt.
Giải pháp tối ưu hóa quy trình tuyến đường và đồ gá
Để giải quyết các vấn đề trên, chúng tôi đề xuất các giải pháp quy trình và thiết bị tối ưu sau đây.
Gia công trước lỗ vít xuyên qua
Đầu tiên, chúng tôi cải thiện lộ trình xử lý. Với giải pháp mới, chúng tôi xử lý mặt sau (mặt trong) trước và gia công trước lỗ xuyên vít ở một số khu vực 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 cần gia công
Tiếp theo, chúng ta sử dụng các mặt phẳng gia công ở mặt sau (mặt trong) làm tham chiếu gia công. Đồng thời, chúng ta cố định phôi bằng cách luồn vít qua lỗ trên từ quy trình trước và khóa nó vào tấm cố định. Sau đó khoanh tròn khu vực vít bị khóa làm khu vực cần gia công.
Gia công tuần tự với Platen
Trong quá trình gia công, trước tiên chúng tôi xử lý các khu vực khác ngoài khu vực cần gia công. Sau khi các khu vực này đã được gia công, chúng tôi đặt tấm ép lên khu vực đã gia công (tấm ép cần được phủ keo để tránh làm bẹp bề mặt gia công). Sau đó, chúng tôi tháo các vít đã sử dụng ở bước 2 và tiếp tục gia công các khu vực cần gia công cho đến khi hoàn thiện toàn bộ sản phẩm.
Với quy trình tối ưu hóa và giải pháp đồ gá này, chúng tôi có thể giữ chặt bộ phận vỏ CNC có thành mỏng hơn và tránh các vấn đề như cong vênh, biến dạng và cắt quá mức. Các vít gắn cho phép tấm đồ gá được gắn chặt vào phôi, cung cấp vị trí và hỗ trợ đáng tin cậy. Ngoài ra, việc sử dụng tấm ép để tạo áp lực lên vùng gia công giúp giữ cho phôi ổn định.
Phân tích chuyên sâu: Làm thế nào để tránh cong vênh và biến dạng?
Để đạt được thành công trong gia công các cấu trúc vỏ lớn và mỏng đòi hỏi phải phân tích các vấn đề cụ thể trong quá trình gia công. Chúng ta hãy cùng xem xét kỹ hơn cách khắc phục hiệu quả những thách thức này.
Gia công trước mặt trong
Trong bước gia công đầu tiên (gia công mặt trong), vật liệu là một khối vật liệu rắn có độ bền cao. Do đó, phôi không bị các bất thường gia công như biến dạng và cong vênh trong quá trình này. Điều này đảm bảo tính ổn định và độ chính xác khi gia công kẹp đầu tiên.
Sử dụng phương pháp khóa và nhấn
Đối với bước thứ hai (gia công nơi đặt bộ tản nhiệt), chúng tôi sử dụng phương pháp kẹp khóa và ép. Điều này đảm bảo lực kẹp cao và phân bổ đều trên mặt phẳng tham chiếu hỗ trợ. Kẹp này làm cho 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 lỗ xuyên vít mà không có cấu trúc rỗng. Sau 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 vào chúng. Trong quá trình gia công tiếp theo, chúng ta để vít đi qua mặt sau của đồ gá và khóa phôi, sau đó thực hiện gia công mặt phẳng thứ hai (mặt tản nhiệt). Theo cách này, chúng ta có thể hoàn thành bước gia công thứ hai trong một lần chạy mà không cần phải thay đổi tấm ở giữa. Cuối cùng, chúng ta thêm một bước kẹp ba và loại bỏ các trụ gia công để hoàn thành quá trình.
Tóm lại, bằng cách tối ưu hóa quy trình và giải pháp đồ gá, chúng tôi có thể giải quyết thành công vấn đề cong vênh và biến dạng của các chi tiết vỏ mỏng, lớn 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.