В области обработки и производства выбор подходящей стратегии обработки имеет важное значение для повышения эффективности производства. Полигональные детали часто имеют сложные геометрические формы и строгие требования к допускам. Поэтому выбор подходящего маршрута обработки для таких деталей требует всестороннего рассмотрения.
В этой статье Witcool проводит анализ различных маршрутов обработки полигональных алюминиевых деталей и сравнивает методы обработки на 3+2- и 3-осевых ЧПУ станках. Мы также подчеркиваем важность проектирования приспособлений. Давайте рассмотрим это подробнее.
Введение в продукт
Продукт представляет собой точную алюминиевую полигональную деталь, используемую в полупроводниковом оборудовании, с объемом производства 800 штук. Из-за необходимости сборки с другими частями он требует высоких размеров допусков, особенно для допусков на отверстия и геометрических допусков. Кроме того, эти обработанные детали требуют черного анодирования для предотвращения окисления и улучшения износостойкости.
Ключевые размеры и требования к обработке
- Плоскостность: 0,01 мм;
- Два точных отверстия диаметром 2,3±0,015 мм с допустимой погрешностью положения 0,05 мм;
- Два точных отверстия диаметром 3,5±0,015 мм с допустимой погрешностью положения 0,05 мм;
- Два точных отверстия диаметром 2,5±0,015 мм с допустимой погрешностью положения 0,05 мм;
- Перпендикулярность относительно базовой поверхности A: 0,02 мм;
- Линейный размер: 38,88-0,02 мм.
Анализ обрабатываемости
Рассмотрим характеристики обрабатываемости этой полигональной детали. Максимальные внешние размеры изделия составляют 46,88×16,41×10,91 мм. Требования к допускам обработки следующие:
Строгий допуск на размер детали составляет 38,88-0,02 мм, что можно поддерживать с помощью двух этапов точного фрезерования по одному пути.
Другие допуски ±0,03 мм и выше могут быть гарантированы при помощи одного этапа точного фрезерования.
Точность трех групп точных отверстий +0,015 мм может быть обеспечена с помощью прецизионного развертывания.
Точность положения лучше всего достигается при обработке измеренного отверстия и эталонного места в одном процессе.
Перпендикулярность 0,02 мм может быть поддержана при обработке в том же процессе, что и базовая поверхность A, или с использованием базовой поверхности A в качестве эталона.
Плоскостность 0,01 мм требует правильных параметров обработки. Поэтому окончательную обработку следует проводить позже в процессе, чтобы минимизировать деформацию.
Наконец, продукт также требует старения для снятия напряжения материала и обеспечения долговременной стабильности размеров. Поскольку продукт небольшой и скорость удаления материала составляет менее 80%, одного этапа осаждения перед обработкой достаточно.
Сравнение маршрутов обработки полигональных алюминиевых деталей
Сравнение двух маршрутов обработки показывает, что решения для 3-осевой обработки требуют пяти процедур, каждая из которых требует специального приспособления. В то время как использование 3+2-осевой обработки в сочетании с 3-осевой для удаления остатков материала в местах соединений требует всего двух процедур и меньшего количества приспособлений.
Для мелкосерийных заказов от 50 до 1000 штук второе решение по обработке имеет значительное преимущество по времени цикла. В то же время оно лучше гарантирует ключевые размеры, завершая их в одном процессе.
Комбинирование 3+2-осевой обработки с однократной 3-осевой обработкой
Однако преимущество 3-осевой обработки заключается в возможности дублирования многих деталей за одну процедуру. Это позволяет повысить использование машины в процессе обработки. С другой стороны, 3+2-осевой станок обычно обрабатывает одну деталь за раз, что снижает использование машины из-за частой загрузки и выгрузки заготовок. Кроме того, необходимо использовать пробники для компенсации ошибок позиционирования во время смены процессов обработки.
В процессе обработки необходимо учитывать все факторы. В конечном итоге мы выбрали комбинацию 3+2-осевой и однократной 3-осевой обработки для производства полигональных деталей, что является наиболее эффективным решением по обработке.
Основные моменты проектирования приспособлений
Как уже упоминалось, маршрут обработки на 5-осевом станке обычно обрабатывает одну деталь за раз. Однако, с помощью тщательного анализа и проектирования, мы можем обрабатывать 2 заготовки за одну установку. В сочетании с базами быстрого замены нулевой точки, как показано на рисунке 3, можно одновременно обрабатывать две детали. Мы назвали эти базы A/B, где база A обрабатывается внутри машины, а база B фиксируется снаружи. Это улучшает проблему недостаточного использования времени обработки на 5-осевых станках.
Заключение
В этой статье сравнивались два маршрута обработки алюминиевой полигональной детали. При обработке на ЧПУ следует учитывать объем заказа и требования к размерам. В конечном итоге было выбрано комбинированное решение 3+2-осевой и 3-осевой обработки, и Witcool успешно выполнил заказ с качеством и эффективностью. Если у вас есть требования к обработке для вашего проекта, просто свяжитесь с Witcool для профессиональных услуг по индивидуальной обработке на ЧПУ.