นอกเหนือจาก CAD: ความเป็นจริงทางวิศวกรรมของตัวเรือนอุตสาหกรรม CNC Machining 6061-T6

ในฐานะผู้จัดการโครงการที่ดูแลงาน CNC หลายพันครั้ง ฉันได้เรียนรู้ว่าบล็อกอะลูมิเนียม "เรียบง่าย" นั้นไม่ค่อยง่ายเหมือนที่ปรากฏบนหน้าจอ CAD เมื่อพิจารณาจากส่วนประกอบ 6061-T6 ที่เฉพาะเจาะจงนี้ ซึ่งเป็นตัวเครื่องที่มีกระเป๋าลึกพร้อมพอร์ตเข้าถึงด้านข้างที่แม่นยำ ถือเป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบที่การออกแบบทางทฤษฎีสอดคล้องกับ "ความหยาบ" ของพื้นที่ผลิตเครื่องจักร

ต่อไปนี้เป็นรายละเอียดทางเทคนิคว่าเราจัดการกับส่วนนี้อย่างไร โดยมุ่งเน้นไปที่ความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการบูรณาการทางเรขาคณิต ไม่ใช่แค่ "ทำให้ดูเหมือนภาพวาด"

เราเลือก 6061-T6 สำหรับตัวเรือนนี้เนื่องจากเป็นจุดที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานเซ็นเซอร์ทางอุตสาหกรรม: อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูงและการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม จากมุมมองของการตัดเฉือน 6061 จะ "เหนียว" หากฟีดและความเร็วของคุณปิดอยู่

ความเข้าใจเชิงวิพากษ์วิจารณ์:แม้ว่า 6061 จะเป็นมาตรฐาน แต่ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนที่สูงหมายความว่า หากระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นของคุณไม่ได้ถูกกำหนดไว้เฉพาะจุด ชิ้นส่วนจะ "เติบโต" ในระหว่างขั้นตอนการกัดหยาบ หากคุณดำเนินการตกแต่งขั้นสุดท้ายทันทีโดยไม่มีช่วงรักษาเสถียรภาพทางความร้อน รูสุดท้ายของคุณจะมีขนาดเล็กลงเมื่อชิ้นส่วนมีอุณหภูมิถึงอุณหภูมิห้อง ในร้านของเรา เรากำหนดให้ "คูลดาวน์" สำหรับตัวเรือนที่มีอัตราส่วนความหนาต่อความลึกของผนังเกิน 1:10

ช่องภายในขนาดใหญ่ในภาพถ่ายจำเป็นต้องนำวัสดุออกอย่างมาก ศัตรูหลักในที่นี้ไม่ใช่ความแข็งของอะลูมิเนียม ของมันการตัดชิป

• กลยุทธ์:เราใช้การกัดประสิทธิภาพสูง (HEM) กับดอกเอ็นมิลล์คาร์ไบด์ 3 ร่อง ทำไมต้อง 3 ขลุ่ย? มีร่องคายเศษที่ใหญ่กว่าเครื่องมือ 4 ฟัน ซึ่งจำเป็นสำหรับการเคลียร์เศษ "รังนก" ในช่องลึก ในขณะที่ยังคงความเสถียรมากกว่าเครื่องมือ 2 ฟัน
• การควบคุมการสั่นสะเทือน:สังเกตมุมภายใน หากการออกแบบระบุมุมภายในแนวตั้งที่คมชัด 90 องศา คุณกำลังพิจารณา EDM ที่ช้าหรือการเจาะที่มีราคาแพง ด้วยการแนะนำรัศมีเล็กน้อย (R=1.1 เท่าของรัศมีเครื่องมือ) เราจะอนุญาตให้เครื่องมือ "ส่วนโค้ง" ผ่านมุม เพื่อป้องกันไม่ให้โหลดเครื่องมือเพิ่มขึ้นชั่วขณะซึ่งทำให้เกิดรอยสะท้าน
• 

ส่วนนี้น่าจะทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือเซ็นเซอร์ออปติคัลที่มีความละเอียดอ่อน เมื่อเราประเมิน "ประสบการณ์-ความเชี่ยวชาญ" เราจะมองข้ามเส้นทางการกัดไปจนถึงความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อม (ระดับ IP)

• IP67/IP65 การปิดผนึก:สำหรับตัวเรือนประเภทนี้เพื่อให้ได้ระดับ IP สูง พื้นผิวการจับคู่จะต้องเรียบอย่างไม่น่าเชื่อ เรามักจะทำการ "บดสองพื้นผิว" หรือการกัดฟลายความเร็วสูงเป็นขั้นตอนสุดท้ายเพื่อให้แน่ใจว่าที่นั่งปะเก็นมีความหยาบของพื้นผิว (Ra) น้อยกว่า 0.8μm
• การป้องกัน EMC:อะลูมิเนียมให้การป้องกันความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม รูเจาะด้านข้างที่คุณเห็นในภาพถ่ายคือ "จุดรั่ว" สำหรับการรบกวน RF ในฐานะวิศวกร เราต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความลึกของเกลียวนั้นเพียงพอสำหรับขั้วต่อที่ต่อสายดินเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของกรงฟาราเดย์

เมื่อคุณบด 70% ของปริมาตรของบล็อกตัน (ดังที่เห็นที่นี่) คุณจะปล่อยความเค้นตกค้างภายในจำนวนมหาศาลจากการอัดขึ้นรูปครั้งแรก

คำแนะนำการปฏิบัติของนายกรัฐมนตรี:หากคุณเจาะช่องทั้งหมดออกในคราวเดียว "ขา" ของส่วนที่เป็นรูปตัวยูจะขยายออกไปด้านนอกประมาณ 2-3 ไมครอน เพื่อป้องกันสิ่งนี้ เราใช้หยาบ-ความเครียด-เสร็จสิ้นขั้นตอนการทำงาน:

1. หยาบถึงภายใน 0.5 มม. จากมิติสุดท้าย
2. คลายชิ้นส่วนออกเพื่อให้ "ผ่อนคลาย"
3. ติดตั้งใหม่โดยใช้แรงกดเบา ๆ และทำการผ่านขั้นสุดท้าย ช่วยให้มั่นใจได้ว่าเมื่อชิ้นส่วนถูกยึดเข้ากับชุดประกอบที่ใหญ่ขึ้น จะไม่แตกร้าวหรือทำให้เกิดการวางแนวที่ไม่ตรงในระบบแบบรวม

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ตัวเครื่องไม่ได้เป็นเพียงกล่องเท่านั้น มันคือแผงระบายความร้อน กราวด์ไฟฟ้า และแผงป้องกันเชิงกล เมื่อรีวิวโปรเจ็กต์แบบนี้ ฉันไม่เพียงแค่ถามว่า ฉันถาม:

• เครื่องหมายเครื่องมือมีความสอดคล้องกันหรือไม่?(แสดงถึงภาระของสปินเดิลที่มั่นคง)
• การขัดลบคมเป็นการผ่าตัดหรือไม่?(เสี้ยนเพียงครั้งเดียวในช่องเซ็นเซอร์อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือซีลขัดข้องได้)
• การเตรียมอโนไดซ์มีความสม่ำเสมอหรือไม่?(6061 สามารถแสดง "ลายเสือ" ได้ หากเวลาในการแกะสลักไม่ได้รับการปรับเทียบกับชุดโลหะผสมเฉพาะ)

รายละเอียดระดับนี้เป็นสิ่งที่แยก "ตัวอย่างทางการตลาด" ออกจากส่วนประกอบทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งจะคงอยู่ได้นานนับทศวรรษในสภาพแวดล้อมโรงงานที่มีการสั่นและการรบกวนสูง