Na usinagem CNC, a fabricabilidade de peças complexas afeta diretamente a eficiência de produção, o custo e a qualidade do produto.Elite Mold Techutilizará uma peça de cavidade complexa típica de liga de alumínio como exemplo para partilhar soluções práticas para o projeto de usinagem CNC para a fabricabilidade, abrangendo o projeto estrutural, as especificações de tolerância,medição dimensionalAproveitando a nossa equipa técnica profissional e a nossa vasta experiência em usinagem, prestamos serviços de ponta a ponta, desde o projeto até ao pós-processamento.ajudar os clientes a superar os desafios da usinagem e alcançar uma produção eficiente.
I. Informações básicas da parte do processo
Como mostra a figura abaixo, a parte analisada é umaParte de grande cavidadecom dimensões de328 × 272 × 87,5 mm, deAL6061Do ponto de vista estrutural e funcional, esta parte é projetada de forma inteligente:
- Lado ADispõe de um dissipador de calor, que dissipa o calor durante o funcionamento e assegura a estabilidade durante o funcionamento prolongado.
- Dois buracos profundos (buracos laranja) estão localizados em cada lado da peça.canais de circulação do líquido de arrefecimento, formando um circuito completo através da pequena cavidade do lado B (laranja), aumentando ainda mais a eficiência da dissipação de calor.
- A estrutura interna restante serve principalmente para criar espaço para a montagem de outros componentes.
- Um grande númerode peso superior a 200 g/m2estão localizados no exterior e no interior, proporcionando uma fixação crucial quando montados com outros componentes, garantindo a estabilidade do conjunto global.
Em termos de métodos de produção, esta parte utiliza estratégias diferenciadas com base na fase de produção:
- Protótipos e produção em pequenos lotes: máquinas CNC a partir de matéria-prima sólida.
- Produção em massa* Troca para:fundição a óleo + usinagem CNCpara equilibrar a eficiência da produção e o controlo dos custos.
II. Análise do projeto estrutural: orientações de otimização para usinagem CNC
Uma vez que esta peça utiliza fundição a óleo + usinagem CNC para produção em massa, os designers inicialmente priorizaram estruturas compatíveis com a fundição a óleo.durante a verificação inicial da engenharia e a produção em pequenos lotes (quando se utiliza uma usinagem CNC completa), algumas características estruturais em conflito com os requisitos CNC, exigindo otimização direcionada.
(I) Questões de separação entre postes roscados e dissipadores de calor
Os postes filetrados do lado B estendem-se para o lado A, com uma lacuna de vários milímetros entre os postes e o dissipador de calor, criando numerososestruturas estreitas e profundasPara mecanizar completamente estas áreas seriam necessárias ferramentas personalizadas, extra longas, de pequeno diâmetro.
- Tais ferramentas ultrapassam os limites das especificações personalizáveis.
- Mesmo que seja usado com relutância, a fraca rigidez da ferramenta causará umaReboque de ferramenta, prejudicando a precisão de usinagem e a qualidade da superfície.
Após consulta com os designers, utilizámos ferramentas convencionais de pequeno diâmetro para limpar cantos (sem mais usinagem).Os postes e os dissipadores de calor do lado A não estão totalmente ligados, o que garante a funcionalidade básica da peça, evitando riscos de usinagem..
(II) Problemas de lacuna causados pela profundidade do poste
Os postes roscados na cavidade do lado B têm uma grande profundidade, criando lacunas com superfícies adjacentes e formando espaços estreitos.limitações de ferramentaslevam a discrepâncias entre os resultados reais de usinagem e o modelo 3D.
Recomendação para projetos futuros: Considere plenamente a compatibilidade da ferramenta CNC e controle razoavelmente a profundidade do poste e os tamanhos das lacunas com superfícies adjacentes.
(III) Projeto adequado dos ângulos internos da cavidade e ângulos de projeto
A cavidade lateral B tem inúmeros raios de canto internos (R). Para a fundição a pressão, pequenos valores de R em cavidades profundas podem ser alcançados com ângulos de projeto.
- O valor R determina directamente o diâmetro da ferramenta utilizada para o acabamento/limpeza de cantos.
Orientação essencialRecomendamos controlar a relação entre o R máximo e a profundidade no interior10:1Para esta peça, a relação atingiu os 40:1 no seu ponto mais profundo, ultrapassando muito o intervalo razoável, pelo que tivemos de aumentar o valor R durante o mecanizado.
Se forem necessários projetos de proporções extremas (devido à funcionalidade do produto):
- Adicionar umângulo de projeto ≥ 3°para usinagem CNC. Isto cria uma estrutura "aberta, de fundo estreito", que:
- Facilitar a evacuação de chips para ferramentas CNC.
- Permite a utilização de ferramentas de barra cônica (melhora a rigidez da ferramenta e a estabilidade da usinagem).
(IV) Impacto do projeto do raio de sulco na eficiência de usinagem
Alguns sulcos na cavidade têm raios no entalhe ou no fundo.
- Radii exigemProcessamento 3D(aumenta a dificuldade e o tempo).
Nota sobre custos e eficiência: O tempo de usinagem é um fator central na contabilidade de custos CNC. estruturas regulares (sem raios) podem usar caminhos de ferramentas 2D, que são muito mais eficientes do que caminhos de ferramentas 3D.
Após consulta com os projetistas, ajustámos estas estruturas radiadas a formas regulares, o que melhorou significativamente a eficiência de usinagem e reduziu os custos sem afectar a funcionalidade da peça.
III. Definição da especificação de tolerância: equilíbrio entre qualidade e economia
Para as novas categorias de peças (sem produtos de referência maduros), os projetistas muitas vezes especificam demais os controles de tolerância.
- O desenho 2D marcado267 dimensões controladas(com 5 páginas).
Embora a inspecção de dimensão/tolerância 2D seja essencial para peças usinadas, o controlo excessivo aumenta a carga de trabalho de inspecção e os custos de produção.
- A equipa da Elite Mold Tech conduziu uma comunicação aprofundada com o cliente.
- Nós mantivemosdimensões funcionais e relacionadas com a montagemcomo elementos de inspecção obrigatórios.
- Conversão de ~ 2/3 das dimensões paradimensões de referência.
Este ajustamento garante o desempenho principal e a precisão da montagem, simplificando simultaneamente os processos de produção/inspeção e reduzindo os custos globais.
IV. Medição dimensional e garantia da qualidade: controlo preciso da qualidade do produto
Após simplificarmos o número de dimensões inspeccionadas, estabelecemos um sistema de garantia de qualidade abrangente para controlar a qualidade desde o pré- e pós-máquinas.
(I) Desenvolvimento de especificações de inspecção pormenorizadas
Criámos uma tabela clara das operações de inspecção, definindo:
- Ferramentas de inspecção correspondentes para cada dimensão.
- Métodos de inspecção normalizados.
Isto evita erros decorrentes de processos de inspecção inconsistentes e garante resultados precisos e consistentes.
II) Selecção flexível de instrumentos de medição profissionais
Para peças de pequenos lotes,Máquinas de medição de coordenadas (CMM)Os CMM oferecem capacidades de medição abrangentes, tornando-os ideais para peças de pequenas quantidades e múltiplas dimensões.
(III) Verificação dupla da qualidade (antes e depois da usinagem)
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Estágio
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Método de verificação
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Prefabricação
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Uso profissionalSoftware CAMPara simulações pormenorizadas: verificar os caminhos de usinagem para detectar estruturas com cortes excessivos ou com estruturas em falta (evitar erros na fonte).
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Pós-máquinas
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1Comparar produtos físicos com modelos 3D (verificar a integridade estrutural).
2Verificação pontual das dimensões de referência (confirmação da precisão das dimensões).
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V. Resumo do caso: Soluções profissionais para vantagem mútua em termos de custo e qualidade
A parte de cavidade neste caso tem:
- Ataxa de remoção de material de 92%(longo tempo de usinagem, elevado custo).
- Numerosas dimensões controladas (valor unitário superior ao das peças usinadas convencionais).
Diante destes desafios, a Elite Mold Tech:
- Aproveitou as capacidades profissionais de CNC e a experiência do sector.
- Colaborou em estreita colaboração com o cliente para otimizar estruturas incompatíveis com CNC.
- A simplificação dos controlos de tolerância e a construção de um sistema eficiente de inspecção da qualidade.
O resultado: satisfazemos os requisitos de qualidade do cliente, reduzindo os custos de produção, conseguindo um resultado vantajoso para a eficácia dos custos e a qualidade.
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