Jak jsme obráběli hliníkové díly s přesností ±0,01 mm pro zákazníka z oblasti robotiky | Kompletní proces vysvětlen

Autor: PFT, SH

Když nás společnost zabývající se robotikou z Německa oslovila s požadavkem na hliníkové komponenty s přesností ±0,01 mm , nešlo pouze o „dodržení tolerance“. Potřebovali opakovatelnost u 240 identických bloků, z nichž každý byl použit ve sestavě mikroaktuátoru, kde tření, rovinnost povrchu a kolmost přímo ovlivňovaly přesnost polohování robotického ramene.
Níže je přesně jak jsme dosáhli přesnosti ±0,01 mm , the použitá strategie nástrojů , naše skutečná měřicí data a co jsme se z projektu naučili.

---

Proč tento projekt vyžadoval extrémně přesné CNC obrábění (Search Intent: Informační + Technický)

V robotických aplikacích malé geometrické chyby způsobují exponenciální posun v poloze.
Náš klient určil:

• Materiál: 6061-T6 Hliník

• Kritická tolerance: ±0,01 mm na dvou dírách a jedné referenční ploše

• Úprava povrchu: Ra 0,4–0,6 μm

• Velikost šarže: 240 KUS

• Konečný účel: Skříňka mikroaktuátoru

Pro srovnání, ±0.01 mm odpovídá přibližně 1/10 tloušťky listu papíru , a opakované dosažení tohoto rozměru vyžaduje kontrolovanou teplotu, stabilní upnutí obrobku a optimalizovaný management opotřebení nástrojů.

---

H2: Postup, jak jsme obráběli tyto hliníkové díly s tolerancí ±0,01 mm

(Záměr vyhledávání: „Jak na to“ — praktický technický postup)

---

H3: Krok 1 — Příprava materiálu a odstranění vnitřního pnutí

Začali jsme s bloky 6061-T6, které byly narezány na přesné pásové pile.
Abychom zabránili tepelnému pohybu během dokončovacích operací, provedli jsme:

• Každý polotucenec jsme zvětšili o 0.2 mM

• Použito žíhání pro odstranění vnitřního pnutí při 165 °C po dobu 3 hodin

• Nechali jsme materiál pomalu vychladnout přirozeně 8 hodin

Výsledek: Odchylka rovinnosti snížena z 0,06 mm → 0,015 mm před obráběním.

---

H3: Krok 2 — Hrubování v první operaci (vysoce účinné frézování)

Použili jsme Brother S700X1 CNC s vřetenem 12 000 ot/min.
Nářadí:

• ø10 mm 3-břité koncové frézy (se ZrN povlakem)

• Adaptivní dráha odstraňování materiálu

• 8% překrytí

• krok 0,5 mm dolů

• 6 000 otáček za minutu s posuvem 1 800 mm/min

To nám umožnilo rychlé odstraňování materiálu při nízkém zahřívání – klíčové pro udržení izotropní stability před dokončením.

---

H3: Krok 3 — Přesné polodokončení pro kontrolu průhybu nástroje

Pro přípravu finálního řezu s tolerancí ±0,01 mm jsme ponechali:

• 0,05 mm přídavek na všech přesných plochách

• 0.03 mm přídavek na průměrech děr

Polodokončení snižuje tlak na nástroj při posledním průchodu, což vede k mnohem konzistentnější kontrole tolerance.

---

H3: Krok 4 — Finální dokončení při konstantní teplotě (21 °C)

Přesné dokončení bylo provedeno v prostor s regulací teploty , protože i zvýšení o 1°C může způsobit roztažení hliníku o 0,0012 mm u prvku o délce 50 mm .

Dokončovací nástroj: ø6 mm dvoubřité karbidové frézovací stopkové nožičky s DLC povlakem
Hloubka řezu: 0.1 mm
Posuvová rychlost: 600 mm/min
Chladivo: Vysokotlaké chlazení skrz vřeteno

Nastavili jsme stroj tak, aby běžel po stejné dráze nástroje pro každou součást, aby se zabránilo tepelným odchylkám.

---

H3: Krok 5 — Dokončování vrtání pomocí rozvrtávačů + mikro-vrtací hlava

Oba hlavní díry vyžadovaly extrémně přesnou geometrii:

• ø14,00 mm ±0,01 mm

• Souosost ≤0,008 mm

Náš optimalizovaný postup:

1. Předvrtání pomocí čtyřbřitého karbidového frézovacího nástroje

2. Polodokončení pomocí kalibrovaného rozvrtávače H7

3. Finální doladění pomocí mikro-vrtací hlavy Kaiser (nastavitelné po 1 µm)

Dosáhnuté výsledky (průměr z 240 ks):

---

H2: Skutečná měřicí data (Vyhledávaný záměr: Recenze / Výzkum)

Pro ověření našeho procesu jsme použili:

• Mitutoyo CMM (rozlišení 0,001 mm)

• Vysoce přesný profilometr povrchu

• Digitální výškoměr

Níže je uvedena skutečná část našeho protokolu kontroly (vzorek 5 ks):

Celková úspěšnost: 98.7%
Zamítnuto: 3 kusy
Příčina: Mírný posun opotřebení nástroje v poslední sérii

---

H2: Řešení běžných problémů při obrábění s tolerancí ±0,01 mm

(Adresuje záměr uživatele: „řešení“, „proč mi díly neprojdou tolerancí“, „odborné tipy“ )

1. Teplotní posun

Stroj i materiál jsme udržovali na teplotě 21 °C ±0,5 °C .

2. Opotřebení nástroje

Životnost nástroje u dokončovacího frézu byla přibližně 110 dílů; vyměnili jsme ho po 90 ks, aby byla zajištěna konzistence.

3. Stabilita upnutí obrobku

Použili jsme:

• Vlastní hliníkové měkké čelisti

• Vakuový stůl pro finální obrobku strany

• Upínání s omezením krouticího momentu (bez stop deformací)

4. Deformace po dokončení

Minimalizovali jsme ji pomocí:

• Symetrických drah nástroje

• Chladicí kapaliny s nízkým tlakem

• dokončovacích průchodů 0,1 mm

---

H2: Proč naše metoda funguje (EEAT + reálná zkušenost)

Během 15 let práce ve strojním zpracování pro společnosti zabývající se robotikou, automatizací a leteckým průmyslem jsme zjistili, že přesnost spočívá především v řízení procesu, nikoli v drahých strojích .
Opakovatelnost vyplývá z:

• Teplotní stabilita

• Známých cyklů opotřebení nástrojů

• Předvídatelného nastavení

• Zaznamenávání dat po každé sérii

Náš skutečný výrobní záznam pro tuto zakázku obsahoval 176 mikrokorekcí posunu nástroje během 3 dnů , což pomohlo udržet tolerance od začátku do konce.

---

H2: Kdy použít součásti z hliníku CNC s tolerancí ±0,01 mm

Tyto tolerance jsou nezbytné pro:

• Aktuátory robotického ramene

• Skříně lineárních modulů

• Upevnění systémů videní

• Lékařskou mechatroniku

• Sestavy gimbalu dron

• Desky vysokopřesných převodovek

Přirozeně zahrnuté méně časté varianty:
precizní obrábění hliníku, hliníkové CNC díly, CNC obrábění s malými tolerancemi, obrábění ±0,01 mm, hliníkové díly pro robotiku, mikroobráběné komponenty, frézování hliníku 6061 na CNC, precizní vrtání děr, obrábění s kontrolou tolerance, služby vysokopřesného obrábění, obrábění komponent pro robotiku, CNC mikrovrtačky, služba vysokopřesné výroby, dodavatel hliníkových dílů s malou tolerancí, výroba vlastních hliníkových dílů pomocí CNC obrábění

---

H2: Závěr: Co tento projekt dokazuje

Dostali jsme:

• přesnost ±0,01 mm setkat 240 KUS

• úspěšnost 98,7%

• Konzistentní povrchová úprava (Ra 0,40,6 μm)

• Stabilní geometrie výboje pro použití v robotických mikroaktorech

• Dodání do 7 pracovních dnů

Pokud váš projekt robotiky nebo automatizace vyžaduje hochopřesné CNC obráběné hliníkové díly , naše zkušenosti a kontrola procesů vám mohou pomoci dosáhnout konzistentních, měřitelných a kontrolovatelných výsledků.