Peças grandes e com paredes finas são facilmente deformadas e entortadas durante a usinagem. Neste artigo, apresentaremos um caso de dissipador de calor para peças grandes e com paredes finas para discutir os problemas do processo de usinagem convencional. Além disso, também oferecemos uma solução otimizada para processo e fixação. Vamos lá!
O case é feito de material AL6061-T6. Aqui estão as dimensões exatas.
Dimensão total: 455*261,5*12,5 mm
Espessura da parede de suporte: 2,5 mm
Espessura do dissipador de calor: 1,5 mm
Espaçamento do dissipador de calor: 4,5 mm
Prática e Desafios em Diferentes Rotas de Processo
Durante a usinagem CNC, essas estruturas de casca de paredes finas frequentemente causam uma série de problemas, como empenamento e deformação. Para superar esses problemas, tentamos oferecer diversas opções de rotas de processo. No entanto, ainda existem alguns problemas específicos para cada processo. Aqui estão os detalhes.
Rota de Processo 1
No processo 1, começamos usinando o verso (lado interno) da peça e, em seguida, usamos gesso para preencher as áreas vazadas. Em seguida, usando o verso como referência, usamos cola e fita dupla face para fixar o lado de referência no lugar, a fim de usinar a parte frontal.
No entanto, existem alguns problemas com este método. Devido à grande área de preenchimento oca no verso, a cola e a fita dupla face não fixam a peça de trabalho o suficiente. Isso leva à deformação no meio da peça e à maior remoção de material no processo (chamado de sobrecorte). Além disso, a falta de estabilidade da peça de trabalho também leva à baixa eficiência de processamento e ao padrão de lâminas superficialmente inadequado.
Rota de Processo 2
No processo 2, mudamos a ordem de usinagem. Começamos pela parte inferior (o lado onde o calor é dissipado) e, em seguida, usamos o preenchimento de gesso na área oca. Em seguida, usando a parte frontal como referência, usamos cola e fita dupla face para fixar a parte de referência, de modo que pudéssemos trabalhar o verso.
No entanto, o problema com este processo é semelhante ao da rota de processo 1, exceto que o problema é transferido para o lado reverso (lado interno). Novamente, quando o lado reverso tem uma grande área de preenchimento oca, o uso de cola e fita dupla face não proporciona alta estabilidade à peça de trabalho, resultando em empenamento.
Rota de Processo 3
No processo 3, consideramos usar a sequência de usinagem do processo 1 ou do processo 2. Então, no segundo processo de fixação, usamos uma placa de pressão para segurar a peça de trabalho pressionando para baixo no perímetro.
Entretanto, devido à grande área do produto, a chapa só consegue cobrir a área do perímetro e não consegue fixar completamente a área central da peça de trabalho.
Por um lado, isso faz com que a área central da peça ainda apresente empenamento e deformação, o que, por sua vez, leva ao corte excessivo na área central do produto. Por outro lado, esse método de usinagem tornará as peças de revestimento CNC de paredes finas muito frágeis.
Rota de Processo 4
No processo 4, usinamos primeiro o lado reverso (lado interno) e depois usamos um mandril a vácuo para fixar o plano reverso usinado a fim de trabalhar o lado frontal.
No entanto, no caso da peça de casca de parede fina, existem estruturas côncavas e convexas no verso da peça que precisamos evitar ao usar a sucção a vácuo. Isso criará um novo problema: as áreas evitadas perdem seu poder de sucção, especialmente nas quatro áreas de canto na circunferência do perfil maior.
Como essas áreas não absorvidas correspondem à parte frontal (a superfície usinada neste ponto), o ressalto da ferramenta de corte pode ocorrer, resultando em um padrão de vibração da ferramenta. Portanto, esse método pode ter um impacto negativo na qualidade da usinagem e no acabamento superficial.
Solução otimizada de rota e fixação de processos
Para resolver os problemas acima, propomos as seguintes soluções otimizadas de processos e acessórios.
Pré-usinagem de furos passantes de parafusos
Primeiramente, aprimoramos a rota do processo. Com a nova solução, processamos primeiro o lado reverso (lado interno) e pré-usinamos o furo passante do parafuso em algumas áreas que eventualmente serão escavadas. O objetivo disso é fornecer um melhor método de fixação e posicionamento nas etapas subsequentes de usinagem.
Circule a área a ser usinada
Em seguida, usamos os planos usinados no lado reverso (lado interno) como referência de usinagem. Ao mesmo tempo, fixamos a peça de trabalho passando o parafuso pelo furo superior do processo anterior e travando-o na placa de fixação. Em seguida, circule a área onde o parafuso está travado como a área a ser usinada.
Usinagem sequencial com cilindro
Durante o processo de usinagem, processamos primeiro as áreas que não serão usinadas. Após a usinagem dessas áreas, colocamos a placa sobre a área usinada (a placa precisa ser coberta com cola para evitar o esmagamento da superfície usinada). Em seguida, removemos os parafusos usados na etapa 2 e continuamos usinando as áreas a serem usinadas até que todo o produto esteja finalizado.
Com este processo otimizado e solução de fixação, conseguimos fixar melhor a peça de revestimento CNC de parede fina e evitar problemas como empenamento, distorção e corte excessivo. Os parafusos montados permitem que a placa de fixação seja firmemente fixada à peça de trabalho, proporcionando posicionamento e suporte confiáveis. Além disso, o uso de uma placa de pressão para aplicar pressão na área usinada ajuda a manter a peça de trabalho estável.
Análise aprofundada: como evitar empenamento e deformação?
Alcançar o sucesso na usinagem de estruturas de cascas grandes e de paredes finas requer uma análise dos problemas específicos do processo de usinagem. Vamos analisar mais detalhadamente como esses desafios podem ser superados de forma eficaz.
Pré-usinagem do lado interno
Na primeira etapa de usinagem (usinagem da parte interna), o material é uma peça sólida e de alta resistência. Portanto, a peça não sofre anomalias de usinagem, como deformações e empenamentos, durante o processo. Isso garante estabilidade e precisão na usinagem da primeira braçadeira.
Use o método de travamento e pressão
Para a segunda etapa (usinagem onde o dissipador de calor está localizado), utilizamos um método de fixação por travamento e prensagem. Isso garante que a força de fixação seja alta e uniformemente distribuída no plano de referência de suporte. Essa fixação torna o produto estável e não deforma durante todo o processo.
Solução alternativa: sem estrutura oca
No entanto, às vezes nos deparamos com situações em que não é possível fazer um furo passante para parafuso sem uma estrutura oca. Aqui está uma solução alternativa.
Podemos pré-projetar alguns pilares durante a usinagem do lado reverso e, em seguida, rosqueá-los. Durante o próximo processo de usinagem, fazemos o parafuso passar pelo lado reverso do dispositivo e travar a peça, e então realizamos a usinagem do segundo plano (o lado onde o calor é dissipado). Dessa forma, podemos concluir a segunda etapa de usinagem em uma única passagem, sem precisar trocar a placa no meio. Por fim, adicionamos uma etapa de fixação tripla e removemos os pilares do processo para concluir o processo.
Em conclusão, ao otimizar o processo e a solução de fixação, podemos resolver com sucesso o problema de empenamento e deformação de peças de casca grande e fina durante a usinagem CNC. Isso não só garante a qualidade e a eficiência da usinagem, como também melhora a estabilidade e a qualidade da superfície do produto.