Analyse van de vervaardigbaarheid van CNC-bewerking voor complexe holte onderdelen van aluminiumlegeringen

Bij CNC-bewerking heeft de maakbaarheid van complexe onderdelen direct invloed op de productie-efficiëntie, de kosten en de productkwaliteit. Vandaag de dag zal Elite Mold Tech een typisch complex holteonderdeel van aluminiumlegering als voorbeeld gebruiken om praktische oplossingen te delen voor CNC-bewerkingsontwerp voor maakbaarheid, inclusief structureel ontwerp, tolerantiespecificaties, dimensionale meting en kwaliteitsborging. Door gebruik te maken van ons professionele technische team en uitgebreide bewerkingservaring, bieden we end-to-end diensten van ontwerp tot nabewerking, waardoor klanten bewerkingsuitdagingen kunnen overwinnen en efficiënte productie kunnen bereiken.

I. Basis informatie van het case-onderdeel

Zoals weergegeven in de onderstaande figuur, is het geanalyseerde onderdeel een groot holteonderdeel met afmetingen van 328×272×87,5 mm, gemaakt van AL6061. Vanuit structureel en functioneel perspectief is dit onderdeel slim ontworpen:

Wat betreft productiemethoden, gebruikt dit onderdeel gedifferentieerde strategieën op basis van de productiefase:

II. Structurele ontwerp analyse: optimalisatierichtingen voor CNC-bewerking

Aangezien dit onderdeel spuitgieten + CNC-bewerking gebruikt voor massaproductie, gaven ontwerpers in eerste instantie prioriteit aan structuren die compatibel zijn met spuitgieten. Tijdens vroege engineeringverificatie en kleine batchproductie (wanneer volledige CNC-bewerking wordt gebruikt), conflicteerden sommige structurele kenmerken echter met CNC-vereisten, wat gerichte optimalisatie vereiste.

(I) Problemen met speling tussen schroefdraadtappen en koelribben

De schroefdraadtappen aan zijde B lopen door tot zijde A, met een ontworpen opening van enkele millimeters tussen de tappen en de koelrib - waardoor talrijke smalle, diepe structuren ontstaan. Het volledig bewerken van deze gebieden zou aangepaste, extra lange gereedschappen met een kleine diameter vereisen. Echter:

Na overleg met ontwerpers gebruikten we conventionele verlengde gereedschappen met kleine diameter voor hoekreiniging (geen verdere bewerking). Zoals weergegeven in de figuur, zijn de tappen en koelribben aan zijde A niet volledig verbonden - dit garandeert de basisfunctie van het onderdeel en vermijdt bewerkingsrisico's.

(II) Problemen met openingen veroorzaakt door de diepte van de tap

De schroefdraadtappen in de holte van zijde B hebben een grote diepte, waardoor openingen ontstaan met aangrenzende oppervlakken en smalle ruimtes worden gevormd. Dit probleem heeft dezelfde oorzaak als hierboven: gereedschapsbeperkingen leiden tot verschillen tussen de werkelijke bewerkingsresultaten en het 3D-model.

Aanbeveling voor toekomstige ontwerpen: Houd volledig rekening met de compatibiliteit van CNC-gereedschappen en beheer de diepte van de tappen en de afmetingen van de openingen met aangrenzende oppervlakken op een redelijke manier.

(III) Juist ontwerp van interne hoeken en conische hoeken van de holte

De holte van zijde B heeft talrijke interne hoekstralen (R). Voor spuitgieten kunnen kleine R-waarden in diepe holtes worden bereikt met conische hoeken. Voor CNC-bewerking geldt echter:

Belangrijkste richtlijn: We raden aan om de verhouding van maximale R tot diepte binnen 10:1 te houden. Voor dit onderdeel bereikte de verhouding ~40:1 op het diepste punt - ver boven het redelijke bereik - dus moesten we de R-waarde tijdens het bewerken verhogen.

Als extreme ontwerpverhoudingen vereist zijn (vanwege de productfunctionaliteit):

(IV) Impact van groefradiusontwerp op bewerkingsefficiëntie

Sommige groeven in de holte hebben stralen aan de inkeping of onderkant. Voor spuitgieten voegt dit ontwerp geen moeilijkheden toe, maar voor CNC-bewerking:

Kosten- en efficiëntienota: Bewerkingsduur is een kernfactor in de CNC-kostenberekening. Regelmatige structuren (geen stralen) kunnen 2D-gereedschapspaden gebruiken, die veel efficiënter zijn dan 3D-gereedschapspaden.

Na overleg met ontwerpers hebben we deze structuren met stralen aangepast naar regelmatige vormen - dit verbeterde de bewerkingsefficiëntie aanzienlijk en verlaagde de kosten zonder de functionaliteit van het onderdeel te beïnvloeden.

III. Tolerantiespecificatie definitie: balans tussen kwaliteit en economie

Voor nieuwe onderdeelcategorieën (zonder volwassen referentieproducten) specificeren ontwerpers vaak te veel tolerantiecontroles. Voor dit onderdeel:

Hoewel 2D-afmeting/tolerantiespectie essentieel is voor bewerkte onderdelen, verhoogt overcontrole de inspectiewerkbelasting en de productiekosten. Om dit aan te pakken:

Deze aanpassing garandeert kernprestaties en assemblagenauwkeurigheid en stroomlijnt tegelijkertijd de productie-/inspectieprocessen en verlaagt de totale kosten.

IV. Dimensionale meting en kwaliteitsborging: nauwkeurige controle van de productkwaliteit

Na het vereenvoudigen van het aantal geïnspecteerde afmetingen, hebben we een uitgebreid kwaliteitsborgingssysteem opgezet om de kwaliteit van pre- tot nabewerking te controleren.

(I) Gedetailleerde inspectiespecificaties ontwikkelen

We hebben een duidelijke inspectie-operatietabel gemaakt, met daarin:

Dit voorkomt fouten door inconsistente inspectieprocessen en zorgt voor nauwkeurige, consistente resultaten.

(II) Flexibele selectie van professionele meetinstrumenten

Voor kleine batchonderdelen zijn Coördinaatmeetmachines (CMM) het primaire gereedschap. CMM's bieden uitgebreide meetmogelijkheden, waardoor ze ideaal zijn voor onderdelen met kleine hoeveelheden en meerdere afmetingen.

(III) Dubbele kwaliteitsverificatie (pre- & post-bewerking)

Fase	Verificatiemethode
Pre-bewerking	Gebruik professionele CAM-software voor gedetailleerde simulaties: controleer bewerkingspaden op oversnijden of ontbrekende structuren (vermijdt fouten bij de bron).
Post-bewerking	1. Vergelijk fysieke producten met 3D-modellen (verifieer structurele integriteit). 2. Steekproefsgewijs referentieafmetingen controleren (bevestig dimensionale nauwkeurigheid).

V. Case-samenvatting: professionele oplossingen voor kosten-kwaliteit win-win

Het holteonderdeel in deze case heeft:

Geconfronteerd met deze uitdagingen, heeft Elite Mold Tech:

Het resultaat: We voldeden aan de kwaliteitseisen van de klant en verlaagden tegelijkertijd de productiekosten - waardoor een win-win situatie ontstond voor kosteneffectiviteit en kwaliteit.

Neem contact op met Elite Mold Tech

Als u CNC-rapid prototyping-behoeften heeft (bewerking van complexe onderdelen of end-to-end oplossingen van ontwerp tot nabewerking), neem dan contact op:

We kijken ernaar uit om met u samen te werken om bewerkingsuitdagingen te overwinnen en producten van hoge kwaliteit te creëren!