Hoe om Werkopspanning te Kies vir Dunwand-aluminium Sonder Verwringing

Outeur: PFT, Shenzhen

Dunwandaluminiumversniting bied beduidende verwringingsuitdagings as gevolg van lae materiaalstewigheid en termiese sensitiwiteit. Hierdie studie evalueer vakuumklemme, maatgemaakte ringe en vriesklemstelsels deur beheerde versnitingsproewe. Oppervlakafwykingmetings deur gebruik te maak van CMM (Mitutoyo CMM-504) het getoon dat vakuumklemming verwringing met 62% ± 3% verminder het in vergelyking met meganiese klemme. Termiese beelding (FLIR T540) het bevestig dat vriesklemming deeltemperature binne ±2°C van die omgewings temperatuur gehandhaaf het. Die resultate bewys dat klemstewigheid en termiese bestuur die primêre faktore in verwringingsbeheer is. Die implementering vereis 'n balans tussen koste en kompleksiteit teenoor presisievereistes.

1 Inleiding

Dunwandige aluminiumkomponente (<1 mm wanddikte) maak liggewig lugvaart- en mediese toepassings moontlik, maar ly onder 'n afkeurkoers van meer as 40% as gevolg van vervorming tydens masjineringsprosesse (Aerospace Manufacturing, 2023). Konvensionele klemme veroorsaak lokale spanninge wat aluminium se 48 MPa vloeigrens oorskry, terwyl termiese siklusse dimensionele onstabiliteit veroorsaak. Hierdie studie stel 'n besluitnemingsraamwerk vir werkstukhouerkeuse op deur 'n kwantitatiewe analise van meganiese, termiese en ekonomiese veranderlikes.

2 Metodologie

2.1 Eksperimentele Ontwerp

Getoets 6061-T6 aluminiumbuite (Ø50 mm × 0,8 mm wand) deur gebruik te maak van:

• Vakuumstelsel: Schmalz ECM 8.0 (80 kPa houkrag)

• Bevriesingsfikture: -196 °C LN2 kriogeniese klemming

• Mandrelsisteem: Aangepaste epoksiresinaarde uitbreidbare as.
  Beheergroep het standaard 3-klouklemme gebruik.

2.2 Metingsprotokol

1. Voorafgaande masjinering basislynscan (Zeiss COMET L3D)

2. Aangesig freessny met 12 000 RPM (0.2mm DOC)

3. Ná-masjinering afwykingkaartmaking:

   • KMK: 25-punt rooster per 10mm²

   • Termiese drywing: IR termografie elke 5 sekondes

3 Resultate en Ontleding

3.1 Vertekeningmagnitude

Tabel 1: Oppervlakafwyking (μm)

3.2 Termiese Prestasie

Vriesklemming behou 'n optimale -0,5°C tot +1,8°C ΔT, terwyl meganiese houers 12-15°C gradiënte opgewek het (Fig.1). Vakuum stelsels het 'n weglaatbare termiese impak getoon, maar het 20 minute opsteltyd vereis.

Fig. 1: Termiese verspreiding tydens masjineringswerk

4 Bespreking

Vakuum stelsels het beter as alternatiewe gepresteer in vervormingsbeheer, maar het beperkings getoon:

1. Oppervlak porositeit (>Ra 1,6μm) het die klemkrag met 25-40% verminder

2. Nie-vlak meetkunde het aangepaste seëls vereis ($800-$2500 gereedskap koste)
   Kriogeniese klemming het meganiese spanning uitgeskakel, maar het $18/uur LN2 verbruik gekos. Mandrels het optimale toeganklikheid vir interne kenmerke gebied, maar het 0,03mm posisieverskuiwing tydens lang operasies getoon.

5 Gevolgtrekking

Voor dunwandige aluminium:

• Vakuum-vasdou verskaf uitstekende presisie vir hoë-volume plat komponente

• Kriogeniese sisteme is geskik vir komplekse geometrieë met streng TIR-vereistes

• Spleetasse optimeer die bewerking van diep holtes waar termiese stabiliteit van sekondêre belang is
  Toekomstige navorsing moet hibriede pizoelektriese-gestuurde sisteme ondersoek vir aanpasbare klemkragmodulasie.