CNC Machining Workholding Accuracy: Πώς τα εξαρτήματα επηρεάζουν την ακρίβεια των εξαρτημάτων

Μια μηχανή CNC μπορεί να ακολουθήσει με ακρίβεια την προγραμματισμένη διαδρομή του εργαλείου, αλλά το τελικό εξάρτημα μπορεί να εξακολουθεί να είναι εκτός ανοχής εάν το προς κατεργασία τεμάχιο κινείται, λυγίζει ή μετατοπίζεται κατά την κατεργασία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ακρίβεια συγκράτησης εργασίας CNC έχει σημασία. Το εξάρτημα πρέπει να τοποθετεί σωστά το εξάρτημα, να το υποστηρίζει έναντι των δυνάμεων κοπής και να το συγκρατεί χωρίς να εισάγει περιττή παραμόρφωση.

Για μηχανικούς και ομάδες προμηθειών, η κατανόηση της συγκράτησης εργασίας βοηθά στην εξήγηση γιατί δύο φαινομενικά παρόμοιες ρυθμίσεις CNC μπορούν να παράγουν διαφορετικά διαστατικά αποτελέσματα.

Η συγκράτηση εργασίας CNC είναι το σύστημα που χρησιμοποιείται για τον εντοπισμό, την υποστήριξη και την ασφάλιση ενός προς κατεργασία τεμαχίου κατά την κατεργασία.

Κοινές μέθοδοι συγκράτησης εργασίας περιλαμβάνουν:

Σφιγκτήρας CNC: Κατάλληλο για πολλά ορθογώνια μπλοκ, πλάκες και βραχίονες.

Μαλακές σιαγόνες: Εξαρτήματα σιαγόνων που ταιριάζουν στο σχήμα ενός συγκεκριμένου εξαρτήματος.

Σφιγκτήρες: Χρήσιμοι για μεγαλύτερες πλάκες και ακανόνιστα εξαρτήματα.

Εξαρτήματα κατά παραγγελία: Σχεδιασμένα για σύνθετη γεωμετρία ή επαναλαμβανόμενη παραγωγή.

Αυτο-κεντραριζόμενοι σφιγκτήρες: Μετακινούν και τις δύο σιαγόνες προς το κέντρο για να απλοποιήσουν την επαναλαμβανόμενη τοποθέτηση.

Η καλύτερη επιλογή εξαρτάται από τη γεωμετρία του προς κατεργασία τεμαχίου, τις δυνάμεις κατεργασίας, την πρόσβαση του εργαλείου, την απαιτούμενη ανοχή και την ποσότητα παραγωγής.

Η αρχή εντοπισμού 3-2-1 είναι μια κοινή προσέγγιση για την τοποθέτηση ενός άκαμπτου προς κατεργασία τεμαχίου.

3 κύριες υποστηρίξεις καθορίζουν το κύριο επίπεδο αναφοράς.

2 δευτερεύοντες εντοπιστές ελέγχουν τη θέση κατά μήκος της πλευράς.

1 τριτογενής στάση καθορίζει την τελική θέση.

Μαζί, αυτές οι έξι επαφές εντοπισμού περιορίζουν τους έξι βαθμούς ελευθερίας του προς κατεργασία τεμαχίου.

Το βασικό σημείο είναι ότι οι εντοπιστές καθορίζουν πού κάθεται το εξάρτημα, ενώ οι σφιγκτήρες το κρατούν πάνω σε αυτούς τους εντοπιστέςΗ συγκράτηση εργασίας επηρεάζει τόσο την ακρίβεια κατεργασίας όσο και την αποδοτικότητα παραγωγής.

Για παράδειγμα, εάν μια πλάκα στήριξης αλουμινίου ακουμπά στην λάθος επιφάνεια αναφοράς, η σκληρότερη σύσφιξη του σφιγκτήρα δεν θα διορθώσει τη θέση της. Η ρύθμιση πρέπει πρώτα να καθορίσει τα σωστά σημεία αναφοράς.

Για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε την Εισαγωγή στο GD&T για κατεργασία CNC, η οποία εξηγεί πώς οι αναφορές σημείων αναφοράς συνδέουν τις απαιτήσεις σχεδίασης με την κατασκευή και την επιθεώρηση.

Η δύναμη σύσφιξης πρέπει να είναι αρκετά ισχυρή για να αποτρέψει την κίνηση, αλλά η υπερβολική δύναμη μπορεί να παραμορφώσει ένα προς κατεργασία τεμάχιο.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για:

1:Λεπτές πλάκες αλουμινίου

2:Ελαφριά περιβλήματα

3:Εξαρτήματα με βαθιές κοιλότητες

4:Μεγάλα εξαρτήματα με τοπικά μειωμένο πάχος

5:Εξαρτήματα με αυστηρές απαιτήσεις επιπεδότητας

Φανταστείτε να σφίγγετε μια λεπτή πλάκα αλουμινίου τόσο σφιχτά που λυγίζει ελαφρώς. Στη συνέχεια, η μηχανή CNC αλέθει την επιφάνεια ενώ η πλάκα συγκρατείται σε αυτήν την παραμορφωμένη θέση.

Όταν απελευθερωθούν οι σφιγκτήρες, η πλάκα μπορεί να επανέλθει, αλλάζοντας το τελικό της σχήμα.

Η ανεπαρκής σύσφιξη δημιουργεί το αντίθετο πρόβλημα: το εξάρτημα μπορεί να κινηθεί, να δονηθεί ή να ανυψωθεί κατά την κοπή.

Η επαναληψιμότητα εξαρτημάτων σημαίνει ότι τα διαδοχικά προς κατεργασία τεμάχια επιστρέφουν στην ίδια θέση όταν φορτώνονται και σφίγγονται υπό τις ίδιες συνθήκες.

Αυτό έχει σημασία όταν παράγονται πολλά εξαρτήματα ή όταν κατεργάζεται ένα εξάρτημα σε πολλαπλές ρυθμίσεις.

Ένα καλό εξάρτημα βοηθά στη διατήρηση σταθερής τοποθέτησης παρέχοντας:

1:Σταθερές επιφάνειες εντοπισμού

2:Κατάλληλα σημεία υποστήριξης

3:Ελεγχόμενη σύσφιξη

4:Σαφείς αναφορές σημείων αναφοράς

5:Αξιόπιστη πρόσβαση για τα εργαλεία κοπής

Οι μαλακές σιαγόνες μπορούν να βελτιώσουν την υποστήριξη για ένα εξάρτημα κατά παραγγελία, ενώ ένα εξάρτημα κατά παραγγελία μπορεί να κάνει την επαναλαμβανόμενη παραγωγή πιο σταθερή.

Οι αυτο-κεντραριζόμενοι σφιγκτήρες μπορούν επίσης να απλοποιήσουν την τοποθέτηση, επειδή και οι δύο σιαγόνες κινούνται μαζί. Ωστόσο, η πραγματική τους επαναληψιμότητα εξαρτάται από τον σχεδιασμό του σφιγκτήρα, την κατάστασή του, την τοποθέτησή του, τη γεωμετρία του προς κατεργασία τεμαχίου και τις συνθήκες σύσφιξης.

Η δημοσιευμένη επαναληψιμότητα ενός σφιγκτήρα δεν πρέπει να συγχέεται με την τελική διαστατική ακρίβεια του κατεργασμένου εξαρτήματος.

Τα σφάλματα συγκράτησης εργασίας εμφανίζονται συχνά ως συνηθισμένα προβλήματα κατεργασίας.

Για παράδειγμα:

1:Ένα μοτίβο οπών μετατοπίζεται επειδή το εξάρτημα επανατοποθετήθηκε ασυνεπώς.

2:Μια λεπτή πλάκα παραμορφώνεται επειδή σφίχτηκε άνισα.

3:Μια επιφάνεια στήριξης αναπτύσσει κωνικότητα επειδή το προς κατεργασία τεμάχιο παραμορφώνεται υπό τις δυνάμεις κοπής.

4:Μια δεύτερη λειτουργία κατεργασίας δεν ευθυγραμμίζεται επειδή το εξάρτημα αναφέρθηκε από διαφορετικό σημείο αναφοράς.

Τα υπολείμματα μεταξύ μιας επιφάνειας εντοπισμού και του εξαρτήματος μπορούν επίσης να αλλάξουν τον τρόπο που κάθεται το προς κατεργασία τεμάχιο.

Για εξαρτήματα ακριβείας, καθαρές επιφάνειες επαφής, σταθερά σημεία αναφοράς, ελεγχόμενη σύσφιξη και συνεπείς διαδικασίες ρύθμισης είναι απαραίτητα.

ΣυμπέρασμαΕισαγωγή μας στο GD&T για κατεργασία CNC εξηγεί γιατί οι αναφορές σημείων αναφοράς του σχεδίου πρέπει να ταιριάζουν με τον τρόπο εντοπισμού του εξαρτήματος κατά την κατεργασία και την επιθεώρηση.6. Πρέπει να χρησιμοποιήσετε έναν τυπικό σφιγκτήρα ή ένα εξάρτημα κατά παραγγελία;

Για ένα μόνο πρωτότυπο, ένας τυπικός σφιγκτήρας μπορεί να είναι επαρκής. Για εκατοντάδες πανομοιότυπα εξαρτήματα, η αφιερωμένη συγκράτηση εργασίας μπορεί να αξίζει την αξιολόγηση.

Το άρθρο μας

Συμβουλές Σχεδίασης για Παραγωγικές Δοκιμές CNC Χαμηλού Όγκου συζητά γιατί ο αριθμός των ρυθμίσεων, η σύσφιξη, η γεωμετρία του εξαρτήματος και η σειρά κατεργασίας επηρεάζουν το κόστος παραγωγής.Ένα πραγματικό παράδειγμα: Μια μεγάλη πλάκα εξοπλισμού από αλουμίνιο 6061

Η πλάκα είχε διαστάσεις περίπου

407 × 533 × 8 mm και περιλάμβανε επιμήκη αυλάκια, οπές στήριξης, οπές εντοπισμού και τοπικά κατεργασμένες περιοχές.Η διαδρομή κατασκευής περιλάμβανε τρισδιάστατη ακατέργαστη κατεργασία CNC, δευτερεύουσα λειτουργία κατεργασίας, επιθεώρηση CMM, μαύρη ανοδίωση και διαστατική επανεπιθεώρηση μετά την ανοδίωση.

Η κύρια πρόκληση ήταν ο έλεγχος της επιπεδότητας και των σχετικών θέσεων πολλαπλών ομάδων οπών σε διαφορετικές λειτουργίες κατεργασίας.

Για μια πλάκα με αυτήν τη γεωμετρία, η επιθετική σύσφιξη μπορεί να κάνει το εξάρτημα να φαίνεται επίπεδο ενώ είναι συγκρατημένο, μόνο για να αλλάξει το σχήμα του μετά την απελευθέρωση. Οι επαναλαμβανόμενες ρυθμίσεις απαιτούν επίσης σταθερά σημεία αναφοράς, ώστε τα μοτίβα οπών να παραμένουν ευθυγραμμισμένα.

Μπορείτε να διαβάσετε την πλήρη

μελέτη περίπτωσης για τον έλεγχο της επιπεδότητας και των θέσεων οπών σε μια μεγάλη πλάκα εξοπλισμού από αλουμίνιο 6061.Το έργο απεικονίζει γιατί η συγκράτηση εργασίας, η σειρά αφαίρεσης υλικού, ο έλεγχος σημείων αναφοράς και η τελική επιθεώρηση πρέπει να σχεδιαστούν μαζί. Η δημοσιευμένη μελέτη δεν αποκαλύπτει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα επιπεδότητας ή μια μετρημένη βελτίωση που αποδίδεται σε ένα εξάρτημα, επομένως δεν γίνεται καμία τέτοια δήλωση απόδοσης εδώ.7. Πώς επηρεάζει η συγκράτηση εργασίας το κόστος κατεργασίας CNC;Η συγκράτηση εργασίας επηρεάζει τόσο την ακρίβεια κατεργασίας όσο και την αποδοτικότητα παραγωγής.

Οι κύριοι παράγοντες κόστους περιλαμβάνουν:

2:Χρόνος φόρτωσης και εκφόρτωσης

3:Αριθμός ρυθμίσεων κατεργασίας

4:Χρόνος ευθυγράμμισης και επιθεώρησης

5:Επανεπεξεργασία λόγω κίνησης ή παραμόρφωσης

6:Ποσότητα παραγωγής

Για παράδειγμα, ένα εξάρτημα κατά παραγγελία μπορεί να απαιτεί επιπλέον αρχική προετοιμασία, αλλά μπορεί να κάνει τις επαναλαμβανόμενες παρτίδες ευκολότερες στη φόρτωση και την τοποθέτηση.

Αντίθετα, ένα περίπλοκο εξάρτημα μπορεί να μην είναι οικονομικό για ένα μόνο πρωτότυπο.

Το άρθρο μας

Γιατί το αλουμινένιο εξάρτημα CNC σας κοστίζει περισσότερο από το αναμενόμενο: 6 παράγοντες κόστους

εξηγεί πώς ο αριθμός των ρυθμίσεων, η γεωμετρία του εξαρτήματος, οι ανοχές και η ποσότητα παραγωγής επηρεάζουν τη συνολική προσφορά.

ΣυμπέρασμαΌταν ζητάτε προσφορά για ένα εξάρτημα ακριβείας, παρέχετε: 1:2Δ μηχανολογικό σχέδιο

3:Υλικό και ποιότητα

4:Κρίσιμες ανοχές

5:Απαιτήσεις σημείων αναφοράς και GD&T

6:Φινίρισμα επιφάνειας

7:Ποσότητα παραγωγής

8:Απαιτήσεις επιθεώρησης

Εάν το εξάρτημα έχει λεπτά τοιχώματα, μεγάλη επίπεδη επιφάνεια ή πολλαπλά μοτίβα οπών, επισημάνετε αυτά τα χαρακτηριστικά κατά την αναθεώρηση του σχεδίου.

Οι

Υπηρεσίες μας Custom CNC Machining

υποστηρίζουν εξαρτήματα βασισμένα σε σχέδια που απαιτούν φρεζάρισμα, διάτρηση, τόρνευση και κατεργασία πολλαπλών αξόνων CNC.

ΣυμπέρασμαΗ ακρίβεια συγκράτησης εργασίας CNC εξαρτάται από περισσότερα από τις προδιαγραφές του μηχανήματος. Ο σωστός εντοπισμός, η σταθερή υποστήριξη, η κατάλληλη δύναμη σύσφιξης, οι καθαρές επιφάνειες σημείων αναφοράς και οι επαναλαμβανόμενες ρυθμίσεις συμβάλλουν όλα σε ένα εξάρτημα που πληροί τις διαστατικές του απαιτήσεις.

Ο σχεδιασμός της συγκράτησης εργασίας παράλληλα με το σχέδιο και τη σειρά κατεργασίας βοηθά στη μείωση της παραμόρφωσης, των σφαλμάτων ευθυγράμμισης, της επανεπεξεργασίας και του περιττού κόστους παραγωγής.

Ζητήστε προσφορά

Στείλτε το 2Δ σχέδιο, το 3Δ αρχείο CAD, το υλικό, την ποσότητα και τις κρίσιμες ανοχές για αναθεώρηση.

Η ομάδα μας μπορεί να αναθεωρήσει τη γεωμετρία, τις απαιτήσεις σημείων αναφοράς και τις προσδοκίες επιθεώρησης για να αξιολογήσει μια κατάλληλη προσέγγιση κατεργασίας για το εξάρτημά σας κατά παραγγελία.