Como maquinar peças de alumínio poliédricas através da conceção de percursos de processo e de dispositivos de fixação?

No domínio da maquinagem e do fabrico, a seleção da estratégia de maquinagem adequada é importante para melhorar a eficiência da produção. Em geral, as peças maquinadas poliédricas têm geometrias complexas e requisitos de tolerância apertados. Assim, a escolha de uma rota de processamento adequada para maquinar essas peças requer considerações abrangentes.

Neste artigo, a Washxing fornece uma análise de diferentes rotas de processo para peças de alumínio poliédricas e compara os métodos de maquinação CNC de 3+2 eixos e de maquinação CNC de 3 eixos. Também destacamos as suas considerações de design de fixação. Vamos ao que interessa.

Introdução ao produto

O produto é um componente poliédrico de alumínio de precisão utilizado em equipamento de semicondutores, com uma quantidade de produção de 800 peças. Devido à necessidade de montagem com outras peças, requer tolerâncias dimensionais elevadas, especialmente para tolerâncias de furos e tolerâncias geométricas. Além disso, estas peças maquinadas requerem anodização preta para evitar a oxidação e melhorar a resistência ao desgaste.

Dimensões principais Requisitos de maquinagem

• Nivelamento: 0,01;
• Dois orifícios de precisão ∅2,3+0,015mm, com uma tolerância posicional de 0,05mm;
• Dois orifícios de precisão ∅3,5+0,015mm, com uma tolerância posicional de 0,05mm;
• Dois orifícios de precisão de ∅2,5+0,015mm, com uma tolerância posicional de 0,05mm;
• Perpendicularidade em relação ao ponto de referência A: 0,02 mm
• Dimensão linear: 38,88-0,02mm

Análise de maquinabilidade

Vamos verificar as caraterísticas de maquinabilidade deste componente poliédrico. As dimensões externas máximas do produto são 46,88×16,41×10,91 mm. Os seus requisitos de tolerância de maquinação são os seguintes:

• A tolerância dimensional mais rigorosa da peça é de 38,88-0,02 mm, que pode ser mantida através de duas fresagens finas no mesmo percurso.
• Outras tolerâncias de ±0,03 mm e superiores podem ser garantidas com uma única fresagem fina.
• Os três conjuntos de furos de precisão de +0,015 mm podem ser assegurados através de fresagem de precisão.
• A melhor forma de obter precisão posicional é maquinar o furo medido e o ponto de referência no mesmo processo.
• A perpendicularidade de 0,02 mm pode ser mantida através da maquinagem no mesmo processo que o Ponto de Referência A ou utilizando o Ponto de Referência A como referência.
• A planicidade de 0,01 requer parâmetros de maquinagem adequados. Assim, esta maquinação de acabamento deve ser empregue mais tarde em todo o processo para minimizar a deformação.

Por fim, o produto também requer um endurecimento por envelhecimento para libertar a tensão do material e garantir a estabilidade dimensional a longo prazo. Uma vez que o produto não é grande e a taxa de remoção de material é inferior a 80%, é suficiente um único tratamento térmico de precipitação antes da maquinagem.

Comparação de rotas de processo para maquinagem de peças poliédricas de alumínio

A comparação das duas rotas de processo na imagem seguinte mostra que as soluções de maquinação de 3 eixos requerem cinco procedimentos de processo, cada um deles necessitando de uma fixação personalizada. Em contrapartida, a utilização da maquinação de 3+2 eixos, complementada por uma máquina de 3 eixos para remover o material residual na posição da junta, requer apenas dois procedimentos de processo e menos dispositivos de fixação.

Para encomendas de pequenos lotes de 50 a 1000, a segunda solução de maquinagem tem uma vantagem significativa em termos de tempo de ciclo. Ao mesmo tempo, garante melhor as dimensões-chave, completando-as no mesmo procedimento de processo.

Combinação de 3+2 eixos com maquinação única de 3 eixos

No entanto, a vantagem da solução de maquinagem de 3 eixos reside na sua capacidade de duplicar muitas peças por processo. Assim, pode melhorar a utilização da máquina na maquinagem. Por outro lado, a máquina de 3+2 eixos processa normalmente uma peça de cada vez, reduzindo a utilização da máquina devido à carga e descarga frequentes das peças. Além disso, é necessário utilizar sondas de deteção da máquina-ferramenta para compensar os erros de posicionamento durante as mudanças de maquinagem.

Durante o processo de maquinação, temos de ter tudo em conta. Finalmente, optámos por combinar a maquinagem de 3+2 eixos e um processo único de 3 eixos para produzir as peças poliédricas, que é a solução de processamento mais eficiente.

Destaques do design de luminárias

Como mencionámos acima, a rota de maquinação de 5 eixos processa normalmente uma peça de cada vez. No entanto, através de uma análise e design cuidadosos, podemos conseguir maquinar 2 peças numa única configuração. Combinadas com bases de troca rápida de ponto zero, como se mostra na Figura 3, podem ser maquinadas duas peças em simultâneo. Designámos estas bases por A/B, em que a base A processa no interior da máquina enquanto a base B é fixada no exterior. Isto melhora o problema da subutilização do tempo de maquinagem em máquinas de 5 eixos.

Conclusão

Este artigo comparou duas rotas de processo para maquinar uma peça poliédrica de alumínio. Devemos considerar a quantidade da encomenda do produto e os requisitos dimensionais durante o processo de maquinação CNC. Por fim, foi selecionada a solução de processo combinada de 3+2 eixos e 3 eixos, e a Washxing entregou com sucesso a encomenda com qualidade e eficácia. Se tiver quaisquer requisitos de maquinação para o seu projeto, basta contactar a Washxing para obter informações profissionais serviços de maquinagem CNC personalizados.