Control de las posiciones planas y de los agujeros en una placa grande de equipo de aluminio 6061
Resumen del proyecto
Este proyecto consistió en la fabricación de una gran placa estructural de equipos de aluminio 6061 para un fabricante con sede en los EE.UU. que sirve aplicaciones de automatización y equipos de semiconductores.
El componente medido aproximadamente407 × 533 × 8 mmy contenía múltiples ranuras alargadas, agujeros de montaje, agujeros de localización, grupos de agujeros pequeños y regiones mecanizadas localmente.
La vía de fabricación confirmada incluyó el mecanizado en bruto CNC de tres ejes, una operación de mecanizado secundario, inspección de la máquina de medición de coordenadas, anodizado negro,y reinspección dimensional después de la anodización.
Para este tipo deMecanizado CNC de placas de aluminio grandesEn el proyecto, el control dimensional no puede limitarse a los diámetros de los orificios individuales o a las dimensiones externas.la relación posicional entre grupos de agujeros múltiplesEn el caso de las máquinas de acero, el efecto de la anodización en las características funcionales.
El cliente completó posteriormente la validación del ensamblaje. No se revelaron datos cuantitativos del ensamblaje o del rendimiento de la máquina,Así que este caso no reclama una mejora específica o resultado de ensamblaje medido.
Requisitos de las piezas
El componente fue mecanizado a partir de aluminio 6061 y funcionó como placa estructural de equipo para equipos de automatización y semiconductores.
Los dibujos y las fotografías de producción procesados muestran:
- una anchura total de aproximadamente 407 mm;
- una longitud total de aproximadamente 533 mm;
- un espesor de placa de aproximadamente 8 mm;
- Las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas de las partidas.
- Varios grupos de orificios de montaje y localización;
- Regiones locales escalonadas y de espesor reducido;
- Relaciones dimensionales controladas a partir de características de referencia definidas;
- Una superficie anodizada negra final.
| Punto de trabajo | Especificación |
|---|---|
| Tipo de pieza | Placas estructurales de equipos de automatización y semiconductores |
| El material | de aluminio 6061 |
| Tamaño total | Se aplicará el procedimiento siguiente: |
| Proceso de mecanizado | Mecanizado CNC de 3 ejes con operaciones múltiples |
| Principales características | Puertas y ventanas de montaje, puertas de localización y bolsas locales |
| Puntos de control principales | Relaciones de plano y patrón de agujero |
| Finalización de la superficie | Anodizado en negro |
| Inspección | Inspección del CMM y reinspección posterior al anodizado |
| Cantidad | No revelado |
| Validación final | Completada la validación del conjunto del cliente |
El dibujo incluye tolerancias especificadas individualmente, como ±0,050 mm, ±0,100 mm y requisitos locales seleccionados de ±0,025 mm.Estos valores se aplican únicamente a las características identificadas en el dibujo controlado y no deben interpretarse como una tolerancia universal para toda la placa.
Principales desafíos de la mecanización
El primer desafío era controlar la planitud de una placa grande y relativamente delgada.
La longitud y la anchura de los componentes eran mucho mayores que su espesor de 8 mm. Además, varias ranuras alargadas eliminaban material de la región central.Esto cambió la rigidez local de la placa y aumentó la sensibilidad a la presión de trabajo, secuencia de mecanizado y liberación de tensiones residuales.
Si la pieza es sujetada demasiado agresivamente, puede parecer plana durante el mecanizado, pero cambiar después de que se liberan las abrazaderas.
El segundo desafío fue controlar la relación posicional entre múltiples grupos de agujeros.
La placa contenía agujeros de montaje, agujeros de localización, patrones de agujeros pequeños y ranuras alargadas.La relación entre los grupos de agujeros, los bordes de referencia, las características de localización y las superficies de montaje pueden afectar directamente la alineación del conjunto.
El tercer desafío fue el control de datos en múltiples operaciones de mecanizado.
El registro de producción muestra tanto el mecanizado inicial como el mecanizado secundario.o el contacto inconsistente con las superficies de localización podría cambiar la orientación de la placa e influir en las posiciones del orificio.
El cuarto desafío fue mantener las dimensiones funcionales mediante anodizado.
El anodizado negro cambia el estado de la superficie de los agujeros, ranuras y áreas de apareamiento.
El espesor de anodizado no se reveló para este proyecto, por lo que no se solicita ninguna asignación numérica de recubrimiento.
Estrategia de mecanizado
El componente fue producido a partir de placa de aluminio 6061 utilizando un mecanizado CNC de tres ejes en múltiples operaciones.
La configuración inicial estableció una superficie primaria estable y bordes de referencia. Estos datos proporcionaron una base común para las ranuras alargadas, agujeros de montaje, agujeros de localización y dimensiones externas.
Para una placa de este tamaño, la presión de sujeción debe distribuirse en lugar de concentrarse en un pequeño número de puntos.La fuerza local excesiva puede aplanar temporalmente la pieza de trabajo y conducir a un cambio de dimensión después de desenganchar.
Durante el mecanizado en bruto, las largas ranuras y las regiones locales de eliminación de material no deben completarse en una secuencia que concentre la liberación de tensión en un área.Un enfoque equilibrado elimina el material progresivamente, manteniendo el soporte para la estructura restante.
Las características críticas de localización y ensamblaje se pueden terminar después de las principales operaciones de eliminación de material.
La configuración secundaria requiere que las superficies de referencia se limpien y restablezcan antes de un mecanizado adicional.Cualquier burr o viruta atrapada entre la pieza de trabajo y el accesorio puede cambiar la orientación de la parte y afectar la relación entre los patrones de agujeros.
El dibujo también requiere que se eliminen los bordes afilados, las estrías y los bordes ásperos.
Consideraciones para el acabado de la superficie
El componente final recibió un acabado anodizado negro.
El anodizado negro afecta tanto a la superficie visual como a las dimensiones de los agujeros, ranuras y elementos de acoplamiento.
- Si se aplican las dimensiones críticas antes o después de la anodización;
- Si hay agujeros o superficies de apareamiento que requieran un enmascaramiento;
- el tipo de anodizador y el grosor del revestimiento requeridos;
- Las expectativas de color y brillo;
- ¿Qué superficies son cosméticas?
- Cuando las marcas de contacto de los accesorios no sean aceptables.
Las grandes superficies anodizadas negras también son sensibles a los arañazos y las marcas de contacto.o partes adyacentes.
Inspección y control de calidad
El componente fue inspeccionado con una máquina de medición de coordenadas, y la reinspección dimensional se realizó después del anodizado negro.
El plan de inspección se centró en:
- longitud y anchura generales;
- espesor de la placa y regiones reducidas localmente;
- Las dimensiones de las ranuras alargadas;
- Diámetros de orificios de montaje y localización;
- Posiciones de los orificios en relación con las fechas de dibujo;
- Las distancias entre grupos de hoyos;
- Las dimensiones de los escalones locales;
- La superficie de las placas;
- Apariencia y dimensiones críticas después de la anodización.
Para una placa estructural grande, la inspección CMM es valiosa porque establece un sistema de coordenadas común para evaluar múltiples grupos de orificios y ranuras en relación con la misma estructura de referencia.
El valor específico de la planitud y los datos de la inspección posterior a la anodización no se revelaron, por lo que en este caso no se afirma un resultado de planitud o posición no respaldado.
Resultado de fabricación
La placa completó el mecanizado inicial de tres ejes, el mecanizado secundario, la inspección CMM, el anodizado negro y la reinspección posterior al anodizado.
Las fotografías de la parte terminada muestran:
- Las partidas y los patrones de agujeros alargados completados;
- Una apariencia anodizada oscura uniforme a través de la placa estructural;
- Las partes de las cavidades, las entradas de los orificios y los bordes exteriores terminados;
- No hay residuos de mecanizado sueltos visibles en las superficies principales.
El cliente completó posteriormente la validación del montaje.
No se proporcionaron datos cuantificados de ensamblaje, rendimiento de producción, plazo de entrega o informe de rendimiento del cliente.
Ingeniería y compras
Los compradores que adquieran placas estructurales de aluminio 6061 de gran tamaño similares deben proporcionar:
- un dibujo 2D completo y un modelo 3D;
- el grado de los materiales y el estado de las existencias;
- Datos de ensamblaje funcional;
- un requisito de planitud definido;
- Las tolerancias de posición del orificio o de las coordenadas;
- Identificación de las dimensiones controladas después de la anodización.
- Tipo, color y grosor de anodizador;
- las definiciones de las superficies cosméticas;
- los requisitos de documentación de inspección;
- Requisitos de embalaje y transporte.
Las tolerancias de dimensiones generales por sí solas suelen ser insuficientes para una placa de equipo grande y delgada.y características de montaje críticas deben especificarse de acuerdo con su función de montaje.
Conclusión
La tarea principal de fabricación en una gran placa de equipo de aluminio 6061 es coordinar la planitud, la precisión del patrón de agujero, las fechas repetibles,y dimensiones posteriores al anodizado a lo largo de toda la ruta de producción.
Estos factores no se pueden evaluar por separado: la condición del material, la geometría, la posición de trabajo, la secuencia de mecanizado, la inspección y el tratamiento de la superficie deben planificarse como un proceso conectado.
