Controle das posições de plano e de buracos numa grande placa de equipamento de alumínio 6061

Visão geral do projecto

Este projeto envolveu a fabricação de uma grande placa estrutural de equipamento de alumínio 6061 para um fabricante com sede nos EUA que serve aplicações de equipamento de automação e semicondutores.

O componente medido aproximadamente407 × 533 × 8 mme continha várias ranhuras alongadas, furos de montagem, furos de localização, pequenos grupos de furos e regiões usinadas localmente.

A via de fabrico confirmada incluiu a usinagem CNC em bruto de três eixos, uma operação de usinagem secundária, inspecção da máquina de medição de coordenadas, anodização negra,e reinspecção dimensional após anodização.

Para este tipo deProcessamento CNC de chapas de alumínio grandesO plano de fabrico deve também abordar a planície da chapa,Relação posicional entre grupos de buracos múltiplos, as datas repetíveis em todas as operações de usinagem e o efeito da anodização nas características funcionais.

O cliente completou posteriormente a validação da montagem, não sendo divulgados dados quantitativos da montagem ou da performance da máquina,Assim, este caso não reivindica uma melhoria específica ou resultado de montagem medido.

Requisitos da peça

O componente foi trabalhado a partir de alumínio 6061 e funcionou como uma placa estrutural de equipamento para equipamentos de automação e semicondutores.

Os desenhos e fotografias de produção processados mostram:

• Uma largura global de aproximadamente 407 mm;
• Um comprimento global de aproximadamente 533 mm;
• Uma espessura de chapa de aproximadamente 8 mm;
• "Fusão" superior a 50 W; ou
• Vários grupos de furos de montagem e localização;
• Regiões de escada local e de espessura reduzida;
• Relações dimensionais controladas a partir de elementos de referência definidos;
• Uma superfície anodizada preta final.

O desenho inclui tolerâncias especificadas individualmente, tais como ±0,050 mm, ±0,100 mm e requisitos locais selecionados de ±0,025 mm.Estes valores aplicam-se apenas às características identificadas no desenho controlado e não devem ser interpretados como uma tolerância universal para toda a chapa.

Os principais desafios da usinagem

O primeiro desafio era controlar a planície de uma placa grande e relativamente fina.

O comprimento e a largura dos componentes eram muito superiores à sua espessura de 8 mm. Além disso, várias ranhuras alongadas retiraram material da região central.Isto mudou a rigidez local da placa e aumentou a sensibilidade à pressão de trabalho, sequência de usinagem e liberação de tensões residuais.

Se a peça for presa de forma muito agressiva, ela pode parecer plana durante a usinagem, mas mudar depois que os grampos são soltos.

O segundo desafio era controlar a relação posicional entre múltiplos grupos de buracos.

A placa continha furos de montagem, furos de localização, pequenos padrões de furos e slots alongados.A relação entre os grupos de buracos, as bordas de referência, as características de localização e as superfícies de montagem podem afectar directamente o alinhamento do conjunto.

O terceiro desafio foi o controlo de dados em múltiplas operações de usinagem.

O registo de produção mostra tanto o mecanizado inicial como o mecanizado secundário.ou contato inconsistente com as superfícies de localização pode mudar a orientação da placa e influenciar posições de buracos.

O quarto desafio era manter as dimensões funcionais através da anodização.

A anodização preta altera a condição da superfície dos furos, ranhuras e áreas de acoplamento, pelo que o desenho deve indicar se cada requisito crítico se aplica antes ou depois da anodização.

A espessura de anodização não foi divulgada para este projeto, pelo que não é exigida nenhuma franquia numérica de revestimento.

Estratégia de usinagem

O componente foi produzido a partir de chapa de alumínio 6061 utilizando usinagem CNC de três eixos em múltiplas operações.

A configuração inicial estabeleceu uma superfície primária estável e bordas de referência. Estes dados forneceram uma base comum para as ranhuras alongadas, buracos de montagem, buracos de localização e dimensões externas.

Para uma placa deste tamanho, a pressão de manutenção deve ser distribuída em vez de concentrar-se num pequeno número de pontos.Força local excessiva pode nivelar temporariamente a peça de trabalho e levar a mudança de dimensão após desabastecimento.

Durante a usinagem em bruto, as largas fendas e as regiões locais de remoção de material não devem ser completadas numa sequência que concentre a liberação de tensões numa área.Uma abordagem equilibrada remove o material progressivamente, mantendo o suporte para a estrutura restante.

As características críticas de localização e montagem podem então ser concluídas após as principais operações de remoção de material.

A instalação secundária exige que as superfícies de referência sejam limpas e reestabelecidas antes de uma usinagem adicional.Qualquer burr ou chip preso entre a peça de trabalho e do dispositivo pode mudar a orientação da parte e afetar a relação entre os padrões de buraco.

O desenho também requer que bordas afiadas, borbulhas e bordas ásperas sejam removidas.

Considerações relativas ao acabamento da superfície

O componente final recebeu um acabamento anodizado preto.

A anodização negra afeta tanto a superfície visual como as dimensões dos furos, ranhuras e características de acoplamento.

• Se as dimensões críticas se aplicam antes ou depois da anodização;
• Se os furos ou as superfícies de acasalamento requerem mascaramento;
• Tipo de anodização e espessura do revestimento exigidos;
• As expectativas de cor e brilho;
• Que superfícies são cosméticas;
• Quando as marcas de contacto dos fixadores não forem aceitáveis.

As grandes superfícies anodizadas pretas também são sensíveis a arranhões e marcas de contacto.ou partes adjacentes.

Inspecção e controlo da qualidade

O componente foi inspeccionado com uma máquina de medição de coordenadas e a reinspecção dimensional foi realizada após anodização negra.

O plano de inspecção incidiu sobre:

• comprimento e largura globais;
• espessura da chapa e regiões reduzidas localmente;
• Dimensões de ranhuras alongadas;
• Diâmetros de furo de montagem e localização;
• Posições dos furos em relação às datas de desenho;
• Distâncias entre grupos de buracos;
• Dimensões locais do degrau;
• Placas planas;
• Aparição e dimensões críticas após anodização.

Para uma placa estrutural grande, a inspecção CMM é valiosa porque estabelece um sistema de coordenadas comum para avaliar múltiplos grupos de buracos e faixas em relação à mesma estrutura de referência.

Não foram divulgados os dados de inspecção do valor específico de planosidade e após anodização, pelo que, neste caso, não se alega um resultado de planosidade ou de posição não comprovado.

Resultado de fabrico

A placa completou a usinagem inicial de três eixos, a usinagem secundária, a inspeção CMM, a anodização negra e a reinspeção pós-anodização.

As fotografias da parte terminada mostram:

• "Técnicas" para a obtenção de imagens, imagens e imagens de objetos, bem como para a produção de imagens, imagens e imagens de objetos.
• Uma aparência anodizada escura uniforme na placa estrutural;
• As bordas das ranhuras, as entradas dos buracos e os limites externos acabados;
• Não há detritos de usinagem soltos visíveis nas superfícies principais.

O cliente completou posteriormente a validação da montagem.

Não foram fornecidos dados quantificados de montagem, rendimento de produção, prazo de entrega ou relatório de desempenho do cliente.

Engenharia e compras

Os compradores que procuram chapas estruturais de alumínio 6061 de grandes dimensões semelhantes devem fornecer:

• Um desenho 2D completo e um modelo 3D;
• A qualidade do material e a condição dos estoques;
• Data de montagem funcional;
• Um requisito de planura definido;
• Tolerâncias de posição de buraco ou de coordenadas;
• Identificação das dimensões controladas após anodização;
• Tipo, cor e espessura de anodização;
• Definições de superfícies cosméticas;
• Requisitos em matéria de documentação de inspecção;
• Requisitos de embalagem e transporte.

As tolerâncias de dimensões gerais por si só são geralmente insuficientes para uma placa de equipamento grande e fina.e características críticas de montagem devem ser especificadas de acordo com a sua função de montagem.

Conclusão

A principal tarefa de fabricação em uma grande placa de equipamento de alumínio 6061 é coordenar a planície, a precisão do padrão de buraco, datas repetíveis,e dimensões pós-anodizantes em toda a via de produção.

Estes fatores não podem ser avaliados separadamente: a condição do material, a geometria, a posição de trabalho, a sequência de usinagem, a inspecção e o tratamento da superfície devem ser planejados como um processo conectado.