Обработка на станке с ЧПУ тонкостенного корпуса из алюминия 6061-T6 для применения в аэрокосмической отрасли.
Richconn Это помогло изготовить тонкостенный алюминиевый корпус с жесткими требованиями к плоскостности и параллельности 0.05 мм. Благодаря сочетанию снятия напряжений в материале, контролируемого припуска на черновую обработку, специальной вакуумной оснастки, высокоскоростной обработки и полного контроля качества, в рамках проекта были достигнуты стабильные размеры и 99% выхода годной продукции в процессе производства.
Тонкостенный алюминиевый корпус с жесткими геометрическими допусками.
Деталь представляла собой нижний корпус, используемый в аэрокосмической отрасли. Несмотря на то, что количество произведенных изделий составляло всего 20 штук, сложность обработки была высокой, поскольку деталь имела тонкостенную структуру с толщиной стенки приблизительно 1 мм и требовала плоскостности и параллельности в пределах 0.05 мм.
При изготовлении тонкостенных алюминиевых деталей основной производственный риск заключается не только в достижении требуемых размеров, но и в обеспечении стабильности детали после воздействия внутренних напряжений материала, силы зажима, давления инструмента и обработки поверхности.
Почему эту деталь было сложно изготовить на станке?
Заказчику требовался тонкостенный алюминиевый корпус с жесткими допусками по форме и ориентации. Требуемая плоскостность составляла 0.05 мм, а требуемая параллельность — также 0.05 мм. Поскольку толщина стенки составляла всего около 1 мм, деталь была очень чувствительна к деформации во время обработки и после снятия зажима.
Основные производственные риски
- Тонкостенная конструкция обуславливала лёгкую деформацию детали под действием силы резания и давления зажима.
- Алюминий марки 6061-T6 способен снимать внутренние напряжения в процессе удаления материала.
- После черновой и чистовой обработки было сложно поддерживать плоскостность и параллельность с точностью до 0.05 мм.
- Переделка или брак приведут к увеличению себестоимости единицы продукции, поскольку количество заказанных изделий составляло всего 20 штук.
- Обработка поверхности может привести к дополнительным отклонениям в размерах, что потребует окончательной проверки перед отгрузкой.
Основная проблема заключалась в деформации тонких стенок.
Основная проблема заключалась не в каком-либо одном параметре обработки, а в совокупном воздействии напряжений в материале, толщины стенки, способа зажима и требований к допускам. Для тонкостенного корпуса из алюминия 6061-T6 агрессивное удаление материала или неравномерное усилие зажима могут легко привести к деформации. После деформации детали становится трудно обеспечить плоскостность и параллельность 0.05 мм.
| Материальное поведение | Алюминий 6061-T6 может деформироваться при снятии внутренних напряжений в процессе удаления материала, особенно в тонкостенных конструкциях. |
|---|---|
| Структурный риск | Приблизительная толщина стенки в 1 мм снижала жесткость детали и делала корпус чувствительным к силе резания. |
| Требование толерантности | Для данной детали требовалась плоскостность 0.05 мм и параллельность 0.05 мм, что обусловливало необходимость надежной фиксации и контролируемой чистовой обработки. |
| Давление цены | Поскольку объем заказа составлял 20 штук, поддержание стабильности результатов с первого раза было важно для контроля затрат на обработку. |
Как мы контролировали деформацию и повышали стабильность размеров
Richconn Мы использовали технологический процесс, ориентированный на снижение напряжений, стабильную фиксацию, контролируемый запас материала и контроль на критических этапах. Вместо того чтобы полагаться только на окончательную механическую обработку, мы контролировали риски от подготовки материала до окончательной приемки готовой продукции.
Снятие внутренних напряжений перед механической обработкой.
Алюминиевый сплав 6061-T6 подвергался отжигу для снятия внутренних напряжений перед прецизионной механической обработкой.
Контролируемый припуск на черновую обработку
Сначала была выполнена черновая обработка с припуском 0.5 мм для чистовой обработки, что снизило риск внезапной деформации.
Вакуумное приспособление на заказ
Для более равномерной поддержки тонкостенной детали во время финишной обработки было изготовлено специальное вакуумное приспособление.
Полный осмотр
Полный контроль качества проводился в процессе механической обработки, а после обработки поверхности детали проверялись повторно перед отгрузкой.
Выход годных изделий в процессе обработки после оптимизации процесса
Стабильные размеры и снижение затрат на механическую обработку.
После оптимизации процесса процент соответствия технологическим требованиям в процессе производства увеличился до 99%. Усовершенствованный процесс помог снизить затраты на механическую обработку, стабилизировать размеры деталей и удовлетворить требования заказчика к плоскостности, параллельности и общему качеству продукции.
- Требование к плоскостности: 0.05 мм
- Требование параллельности: 0.05 мм
- Материал: алюминий 6061-T6
- Технологический процесс: обрабатывающий центр с ЧПУ, обладающий возможностью высокоскоростной обработки.
- Контроль качества: полный контроль во время обработки и после обработки поверхности.
Что покупателям следует знать о тонкостенной алюминиевой обработке на станках с ЧПУ
Обработка тонкостенных алюминиевых деталей зачастую сложнее, чем кажется. Когда важны плоскостность, параллельность и качество поверхности, стратегия обработки должна учитывать одновременно напряжения в материале, конструкцию приспособления, последовательность обработки, траекторию движения инструмента и частоту контроля.
Для корпусов и прецизионных конструкционных компонентов, используемых в аэрокосмической отрасли, стабильный производственный процесс, как правило, важнее, чем просто выбор станка с ЧПУ с высокой скоростью вращения шпинделя.
RichconnПрактический опыт
- Прежде чем определять процесс обработки, необходимо понять свойства материала.
- Уменьшение деформации тонких стенок достигается за счет снятия напряжений и поэтапной обработки.
- В тех случаях, когда традиционные методы зажима могут деформировать деталь, следует использовать специальные приспособления.
- Оставляйте достаточный припуск на финишную обработку, вместо того чтобы обрезать до окончательного размера слишком рано.
- При необходимости обеспечения жестких допусков, проверку следует проводить как после механической обработки, так и после обработки поверхности.
Сопутствующие услуги по обработке с ЧПУ
Richconn Компания предоставляет услуги по изготовлению на заказ деталей из алюминия, тонкостенных компонентов, корпусов, приспособлений и сложных металлических деталей по индивидуальному заказу с использованием станков с ЧПУ.
Часто задаваемые вопросы о фрезеровке тонкостенного алюминия на станках с ЧПУ.
Почему тонкостенные алюминиевые детали легко деформируются при обработке на станках с ЧПУ?
Тонкостенные алюминиевые детали обладают меньшей жесткостью. Сила резания, давление зажима, внутренние напряжения материала и нагрев могут вызывать деформацию во время обработки или после извлечения детали из зажимного приспособления.
Как можно контролировать плоскостность и параллельность тонкостенных деталей?
К распространенным методам относятся снятие напряжений перед обработкой, поэтапная черновая и чистовая обработка, правильный припуск на чистовую обработку, специальные приспособления, оптимизированные траектории движения инструмента, контролируемые параметры резания и контроль на ключевых этапах процесса.
Почему для изготовления этого алюминиевого корпуса с днищем был использован вакуумный зажим?
Вакуумное крепление обеспечивает более равномерную поддержку по сравнению с локальным механическим зажимом. Для тонкостенных деталей это помогает уменьшить деформацию при зажиме во время прецизионной обработки.
Может Richconn Аналогичные корпуса из аэрокосмического алюминия?
Да. Richconn Мы можем обеспечить изготовление алюминиевых корпусов, тонкостенных деталей, конструкционных элементов и прецизионных деталей на заказ с использованием станков с ЧПУ в соответствии с чертежами заказчика, требованиями к допускам, материалами, количеством и потребностями в обработке поверхности.
Требуется деталь из тонкостенного алюминия, изготовленная с высокой точностью?
Пришлите нам ваши чертежи, требования к материалам, примечания по допускам, потребности в обработке поверхности и годовой объем производства. Наша инженерная команда оценит технологичность изготовления и предложит практичное решение по механической обработке.