एक बड़ी 6061 एल्यूमीनियम उपकरण प्लेट में समतलता और छेद स्थितियों को नियंत्रित करना

परियोजना अवलोकन

इस परियोजना में स्वचालन और अर्धचालक उपकरण अनुप्रयोगों की सेवा करने वाले एक अमेरिकी निर्माता के लिए एक बड़े 6061 एल्यूमीनियम उपकरण संरचनात्मक प्लेट का निर्माण शामिल था।

घटक का माप लगभग 407 × 533 × 8 मिमी था और इसमें कई लंबे स्लॉट, माउंटिंग छेद, लोकेटिंग छेद, छोटे छेद समूह और स्थानीय रूप से मशीन वाले क्षेत्र शामिल थे।

पुष्टि की गई निर्माण मार्ग में तीन-अक्ष सीएनसी रफ मशीनिंग, एक द्वितीयक मशीनिंग ऑपरेशन, समन्वय मापने वाली मशीन निरीक्षण, काला एनोडाइजिंग और एनोडाइजिंग के बाद आयामी पुन: निरीक्षण शामिल था।

इस प्रकार की बड़ी एल्यूमीनियम प्लेट सीएनसी मशीनिंग परियोजना के लिए, आयामी नियंत्रण को व्यक्तिगत छेद व्यास या बाहरी आयामों तक सीमित नहीं किया जा सकता है। निर्माण योजना में प्लेट की समतलता, कई छेद समूहों के बीच स्थितिगत संबंध, मशीनिंग संचालन में दोहराए जाने वाले डेटम और कार्यात्मक सुविधाओं पर एनोडाइजिंग के प्रभाव को भी संबोधित किया जाना चाहिए।

ग्राहक ने बाद में असेंबली सत्यापन पूरा किया। कोई मात्रात्मक असेंबली या मशीन-प्रदर्शन डेटा का खुलासा नहीं किया गया था, इसलिए यह मामला किसी विशिष्ट सुधार या मापा गया असेंबली परिणाम का दावा नहीं करता है।

भाग की आवश्यकताएं

घटक को 6061 एल्यूमीनियम से मशीन किया गया था और स्वचालन और अर्धचालक उपकरण के लिए एक उपकरण संरचनात्मक प्लेट के रूप में कार्य किया।

संसाधित ड्राइंग और उत्पादन तस्वीरें दिखाती हैं:

• लगभग 407 मिमी की समग्र चौड़ाई;
• लगभग 533 मिमी की समग्र लंबाई;
• लगभग 8 मिमी की प्लेट की मोटाई;
• कई लंबवत रूप से व्यवस्थित लंबे स्लॉट;
• माउंटिंग और लोकेटिंग छेदों के कई समूह;
• स्थानीय सीढ़ीदार और कम-मोटाई वाले क्षेत्र;
• परिभाषित संदर्भ सुविधाओं से नियंत्रित आयामी संबंध;
• एक अंतिम काला एनोडाइज्ड सतह।

ड्राइंग में व्यक्तिगत रूप से निर्दिष्ट सहनशीलता शामिल है जैसे ±0.050 मिमी, ±0.100 मिमी, और ±0.025 मिमी की चयनित स्थानीय आवश्यकताएं। ये मान केवल नियंत्रित ड्राइंग पर पहचानी गई सुविधाओं पर लागू होते हैं और इन्हें पूरी प्लेट के लिए सार्वभौमिक सहनशीलता के रूप में नहीं समझा जाना चाहिए।

मुख्य मशीनिंग चुनौतियां

पहली चुनौती एक बड़ी, अपेक्षाकृत पतली प्लेट की समतलता को नियंत्रित करना था।

घटक की लंबाई और चौड़ाई इसकी 8 मिमी मोटाई से बहुत अधिक थी। इसके अतिरिक्त, कई लंबे स्लॉट ने केंद्रीय क्षेत्र से सामग्री हटा दी। इसने प्लेट की स्थानीय कठोरता को बदल दिया और वर्कहोल्डिंग दबाव, मशीनिंग अनुक्रम और अवशिष्ट तनाव रिलीज के प्रति संवेदनशीलता बढ़ा दी।

यदि भाग को बहुत आक्रामक रूप से क्लैंप किया जाता है, तो यह मशीनिंग के दौरान सपाट दिखाई दे सकता है लेकिन क्लैंप जारी होने के बाद बदल सकता है। एक असंतुलित सामग्री-हटाने का अनुक्रम स्थानीय विकृति भी पैदा कर सकता है।

दूसरी चुनौती कई छेद समूहों के बीच स्थितिगत संबंध को नियंत्रित करना था।

प्लेट में माउंटिंग छेद, लोकेटिंग छेद, छोटे छेद पैटर्न और लंबे स्लॉट शामिल थे। उपकरण असेंबली के लिए, व्यक्तिगत छेद व्यास की जांच करना पर्याप्त नहीं है। छेद समूहों, संदर्भ किनारों, लोकेटिंग सुविधाओं और माउंटिंग सतहों के बीच संबंध सीधे असेंबली संरेखण को प्रभावित कर सकता है।

तीसरी चुनौती कई मशीनिंग संचालन में डेटम नियंत्रण था।

उत्पादन रिकॉर्ड में प्रारंभिक और द्वितीयक दोनों मशीनिंग दिखाई देती है। इसलिए प्रत्येक सेटअप के लिए एक दोहराए जाने वाले संदर्भ प्रणाली की आवश्यकता होती है। चिप्स, बर्र या लोकेटिंग सतहों के साथ असंगत संपर्क प्लेट के अभिविन्यास को बदल सकता है और छेद की स्थिति को प्रभावित कर सकता है।

चौथी चुनौती एनोडाइजिंग के माध्यम से कार्यात्मक आयामों को बनाए रखना था।

काला एनोडाइजिंग छेद, स्लॉट और मिलान वाले क्षेत्रों की सतह की स्थिति को बदलता है। इसलिए ड्राइंग को यह पहचानना चाहिए कि प्रत्येक महत्वपूर्ण आवश्यकता एनोडाइजिंग से पहले या बाद में लागू होती है या नहीं।

इस परियोजना के लिए एनोडाइजिंग की मोटाई का खुलासा नहीं किया गया था, इसलिए कोई संख्यात्मक कोटिंग भत्ता दावा नहीं किया गया है।

मशीनिंग रणनीति

घटक को तीन-अक्ष सीएनसी मशीनिंग का उपयोग करके कई संचालन में 6061 एल्यूमीनियम प्लेट से उत्पादित किया गया था।

प्रारंभिक सेटअप ने एक स्थिर प्राथमिक सतह और संदर्भ किनारों की स्थापना की। इन डेटम ने लंबे स्लॉट, माउंटिंग छेद, लोकेटिंग छेद और बाहरी आयामों के लिए एक सामान्य आधार प्रदान किया।

इस आकार की प्लेट के लिए, वर्कहोल्डिंग दबाव को कुछ बिंदुओं पर केंद्रित करने के बजाय वितरित किया जाना चाहिए। अत्यधिक स्थानीय बल वर्कपीस को अस्थायी रूप से सपाट कर सकता है और अनक्लैंपिंग के बाद आयामी परिवर्तन का कारण बन सकता है।

रफ मशीनिंग के दौरान, लंबे स्लॉट और स्थानीय सामग्री-हटाने वाले क्षेत्रों को एक ऐसे अनुक्रम में पूरा नहीं किया जाना चाहिए जो एक क्षेत्र में तनाव रिलीज को केंद्रित करता है। एक संतुलित दृष्टिकोण शेष संरचना के लिए समर्थन बनाए रखते हुए धीरे-धीरे सामग्री हटाता है।

महत्वपूर्ण लोकेटिंग और असेंबली सुविधाओं को फिर प्रमुख सामग्री-हटाने वाले संचालन के बाद पूरा किया जा सकता है।

द्वितीयक सेटअप के लिए अतिरिक्त मशीनिंग से पहले संदर्भ सतहों को साफ और पुन: स्थापित करने की आवश्यकता होती है। फिक्स्चर और वर्कपीस के बीच फंसा कोई भी बर्र या चिप भाग के अभिविन्यास को बदल सकता है और छेद पैटर्न के बीच संबंध को प्रभावित कर सकता है।

ड्राइंग में तेज किनारों, बर्र और खुरदुरे किनारों को हटाने की भी आवश्यकता होती है। इसलिए स्लॉट किनारों, छेद प्रवेश द्वारों और बाहरी प्रोफाइल को एनोडाइजिंग से पहले नियंत्रित डीबरिंग की आवश्यकता होती है।

सतह फिनिशिंग विचार

अंतिम घटक को काला एनोडाइज्ड फिनिश प्राप्त हुआ।

काला एनोडाइजिंग दृश्य सतह और छेद, स्लॉट और मिलान वाली सुविधाओं के आयाम दोनों को प्रभावित करता है। उत्पादन से पहले, इंजीनियरिंग प्रलेखन को स्पष्ट करना चाहिए:

• क्या महत्वपूर्ण आयाम एनोडाइजिंग से पहले या बाद में लागू होते हैं;
• क्या किसी छेद या मिलान वाली सतहों को मास्किंग की आवश्यकता है;
• आवश्यक एनोडाइजिंग प्रकार और कोटिंग मोटाई;
• रंग और चमक की उम्मीदें;
• कौन सी सतहें कॉस्मेटिक हैं;
• जहां फिक्स्चर संपर्क चिह्न स्वीकार्य नहीं हैं।

बड़े काले एनोडाइज्ड सतहें खरोंच और संपर्क चिह्नों के प्रति भी संवेदनशील होती हैं। हैंडलिंग और पोस्ट-एनोडाइजिंग निरीक्षण में असुरक्षित धातु के औजारों, वर्कटेबल या आसन्न भागों के साथ सीधे संपर्क से बचना चाहिए।

निरीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण

घटक का निरीक्षण एक समन्वय मापने वाली मशीन का उपयोग करके किया गया था, और काले एनोडाइजिंग के बाद आयामी पुन: निरीक्षण किया गया था।

निरीक्षण योजना पर ध्यान केंद्रित किया गया:

• समग्र लंबाई और चौड़ाई;
• प्लेट की मोटाई और स्थानीय रूप से कम किए गए क्षेत्र;
• लंबे स्लॉट आयाम;
• माउंटिंग और लोकेटिंग छेद व्यास;
• ड्राइंग डेटम के सापेक्ष छेद की स्थिति;
• छेद समूहों के बीच की दूरी;
• स्थानीय कदम आयाम;
• प्लेट की समतलता;
• पोस्ट-एनोडाइजिंग उपस्थिति और महत्वपूर्ण आयाम।

एक बड़ी संरचनात्मक प्लेट के लिए, सीएमएम निरीक्षण मूल्यवान है क्योंकि यह एक ही संदर्भ संरचना के सापेक्ष कई छेद समूहों और स्लॉट का मूल्यांकन करने के लिए एक सामान्य समन्वय प्रणाली स्थापित करता है।

विशिष्ट समतलता मान और पोस्ट-एनोडाइजिंग निरीक्षण डेटा का खुलासा नहीं किया गया था। इसलिए यह मामला एक असमर्थित समतलता या स्थितिगत परिणाम का दावा नहीं करता है।

निर्माण परिणाम

प्लेट ने तीन-अक्ष प्रारंभिक मशीनिंग, द्वितीयक मशीनिंग, सीएमएम निरीक्षण, काला एनोडाइजिंग और पोस्ट-एनोडाइजिंग पुन: निरीक्षण पूरा किया।

तैयार-भाग की तस्वीरें दिखाती हैं:

• पूर्ण किए गए लंबे स्लॉट और छेद पैटर्न;
• संरचनात्मक प्लेट पर एक समान गहरा एनोडाइज्ड उपस्थिति;
• पूर्ण स्लॉट किनारे, छेद प्रवेश द्वार और बाहरी सीमाएं;
• प्रमुख सतहों पर कोई दिखाई देने वाला ढीला मशीनिंग मलबा नहीं।

ग्राहक ने बाद में असेंबली सत्यापन पूरा किया।

कोई मात्रात्मक असेंबली डेटा, उत्पादन उपज, वितरण अवधि, या ग्राहक प्रदर्शन रिपोर्ट प्रदान नहीं की गई थी। इसलिए इन परिणामों को पुष्टि की गई असेंबली-सत्यापन चरण से आगे नहीं बढ़ाया गया है।

इंजीनियरिंग और खरीद निष्कर्ष

इसी तरह की बड़ी 6061 एल्यूमीनियम संरचनात्मक प्लेटों की सोर्सिंग करने वाले खरीदारों को प्रदान करना चाहिए:

• एक पूर्ण 2डी ड्राइंग और 3डी मॉडल;
• सामग्री ग्रेड और स्टॉक की स्थिति;
• कार्यात्मक असेंबली डेटम;
• एक परिभाषित समतलता आवश्यकता;
• छेद-स्थिति या समन्वय सहनशीलता;
• एनोडाइजिंग के बाद नियंत्रित आयामों की पहचान;
• एनोडाइजिंग प्रकार, रंग और मोटाई;
• कॉस्मेटिक-सतह परिभाषाएं;
• निरीक्षण-प्रलेखन आवश्यकताएं;
• पैकेजिंग और परिवहन आवश्यकताएं।

सामान्य आयामी सहनशीलता आमतौर पर एक बड़ी, पतली उपकरण प्लेट के लिए अपर्याप्त होती है। समतलता, लोकेटिंग छेद और महत्वपूर्ण माउंटिंग सुविधाओं को उनके असेंबली फ़ंक्शन के अनुसार निर्दिष्ट किया जाना चाहिए।

निष्कर्ष

एक बड़ी 6061 एल्यूमीनियम उपकरण प्लेट में मुख्य निर्माण कार्य पूरी उत्पादन मार्ग में समतलता, छेद-पैटर्न सटीकता, दोहराए जाने वाले डेटम और पोस्ट-एनोडाइजिंग आयामों का समन्वय करना है।

इन कारकों का अलग-अलग मूल्यांकन नहीं किया जा सकता है। सामग्री की स्थिति, ज्यामिति, वर्कहोल्डिंग, मशीनिंग अनुक्रम, निरीक्षण और सतह उपचार को एक जुड़े हुए प्रक्रिया के रूप में योजनाबद्ध किया जाना चाहिए।