Изготовление сложных тонкостенных корпусов из деформируемых алюминиевых сплавов на станках с ЧПУ требует высочайшей культуры производства и строгого контроля внутренних напряжений. Интенсивная выборка глубоких внутренних карманов приводит к короблению заготовки и потере соосности расточек. В нашей практике оптимизация порядка обработки и применение высокоскоростных стратегий гарантирует получение корпусов с допусками формы до пяти микрометров.
Технологические свойства деформируемых алюминиевых сплавов Д16Т и В95
Сплавы Д16Т и В95 сочетают великолепную удельную прочность с высокой обрабатываемостью резанием, но обладают выраженной склонностью к пластическим деформациям при зажиме. В процессе термообработки и проката в структуре полуфабриката накапливаются неравномерные остаточные напряжения. Наш цеховой опыт показывает, что неравномерное удаление поверхностного слоя вызывает самопроизвольный изгиб детали.
Для минимизации деформаций мы применяем предварительно закаленные и искусственно состаренные плиты, прошедшие процедуру контролируемой ультразвуковой стабилизации.
- Высокая теплопроводность алюминия требует интенсивного отвода стружки из закрытых зон.
- Склонность к налипанию металла на режущие кромки при недостаточной подаче СОЖ.
- Низкая твердость материала упрощает скоростное фрезерование на подачах до десяти метров в минуту.
Баланс технологических припусков с обеих сторон плиты позволяет сохранить плоскостность базовой грани при черновой разделке.
Многосторонняя обработка корпусов на многоосевых станках ЧПУ
Фрезерование пространственных корпусов приборов выполняется за минимальное количество технологических установов заготовки на станке. Использование четвертой поворотной оси или прецизионных самоцентрирующих тисков типа пятой оси обеспечивает доступ инструмента к пяти граням за один установ. При этом базирование детали по технологическим отверстиям гарантирует безупречную повторяемость взаимного положения координатных баз.
Концепция полной обработки за один установ исключает погрешности перебазирования и многократно повышает соосность посадочных колодцев подшипников.
| Тип станочного оборудования | Количество установов корпуса | Точность взаимного расположения баз | Машинное время цикла |
|---|---|---|---|
| 3-осевой вертикальный центр | 3 – 4 переустановки | Допуск ±0.03 мм | Базовое время (100%) |
| 4-осевой центр с поворотным столом | 2 установа | Допуск ±0.015 мм | Сокращение на 35% |
| 5-осевой обрабатывающий центр | 1 установ | Допуск ±0.005 мм | Сокращение на 55% |
Подобрать оборудование под вашу задачу
Специализированные трехзубые фрезы со стружколомами и DLC покрытиями
Для скоростной выборки массивов алюминия применяются трехзубые концевые фрезы из твердого сплава с полированными канавками и переменным углом наклона спирали от сорока пяти до пятидесяти градусов. Наличие микростружколомов на цилиндрической кромке дробит сливную стружку на мелкие сегменты. А алмазоподобное углеродное покрытие DLC с коэффициентом трения менее пяти сотых полностью предотвращает налипание алюминия.
Полированные канавки обеспечивают свободный сход стружки даже при работе на экстремальных глубинах резания ap до двух диаметров инструмента.
Использование фрез с покрытием DLC позволяет увеличить скорость резания по сплаву Д16Т до 1200 метров в минуту при удельном съеме металла свыше 600 кубических сантиметров в минуту.
Борьба с короблением заготовок путем снятия остаточных напряжений
Технологический маршрут изготовления тонкостенных корпусов строится по принципу симметричного послойного удаления металла с противоположных сторон детали. Черновая выборка полостей чередуется с промежуточным раскреплением детали в оснастке для релаксации упругих деформаций. А чистовые проходы выполняются только после того, как заготовка приняла свое стабильное равновесное состояние.
Толщина чистового припуска на финишном этапе назначается строго равномерной по всему периметру стенок в пределах 0.2–0.3 мм.
| Этап технологического процесса | Толщина стенки корпуса | Осевая глубина \(a_p\) | Подача на зуб \(f_z\) |
|---|---|---|---|
| Черновое вскрытие карманов | Припуск 1.5 – 2.0 мм на сторону | 1.0D – 1.5D | 0.15 – 0.25 мм/зуб |
| Получистовая калибровка контура | Припуск 0.3 – 0.5 мм | 0.5D – 1.0D | 0.08 – 0.12 мм/зуб |
| Чистовая доводка тонких ребер (1.5 мм) | Номинальный размер чертежа | Полная глубина ребра | 0.04 – 0.06 мм/зуб |
Технические критерии достижения соосности посадочных отверстий и плоскостности
Финальная расточка посадочных мест под подшипники выполняется прецизионными чистовыми расточными головками с ценой деления микровинта в один микрометр. Все соосные отверстия в противоположных стенках корпуса обрабатываются за один установ сквозным проходом длинного расточного инструмента. А измерение базовых поверхностей на координатно-измерительной машине подтверждает соответствие чертежным допускам формы и взаимного расположения.
Практический протокол приемки прецизионных алюминиевых корпусов включает:
- Контроль плоскостности привалочных фланцев на гранитной поверочной плите с щупом 0.01 мм.
- Замер диаметров посадочных колодцев прецизионным трехточечным нутромером с допуском H7.
- Проверка перпендикулярности стенок корпуса относительно базовой плоскости индикатором часового типа.
- Контроль толщины тонких ребер ультразвуковым толщиномером с точностью до пяти микрометров.
Соблюдение этой многоступенчатой системы контроля гарантирует надежную герметичность и идеальную геометрию корпусов приборов.
