Jak wykonywaliśmy aluminiowe części o dokładności ±0,01 mm dla klienta z branży robotyki | Pełny proces wyjaśniony

Autor: PFT, SH

Gdy firma z branży robotyki z Niemiec zgłosiła się do nas z prośbą o aluminiowe komponenty o dokładności ±0,01 mm , wyzwanie nie polegało wyłącznie na „utrzymaniu tolerancji”. Potrzebowali powtarzalności w przypadku 240 identycznych elementów, z których każdy był stosowany w mikro-zespole napędowym, gdzie tarcie, płaskość powierzchni oraz prostopadłość bezpośrednio wpływały na dokładność pozycjonowania ramienia robota.
Poniżej dokładnie jak osiągnęliśmy dokładność ±0,01 mm , strategia narzędziowa, której użyliśmy , nasze rzeczywiste dane pomiarowe , oraz czego się nauczyliśmy w trakcie realizacji projektu.

---

Dlaczego ten projekt wymagał nadzwyczaj dokładnego frezowania CNC (Zamiar wyszukiwania: Informacyjny + Techniczny)

W zastosowaniach robotycznych małe błędy geometryczne prowadzą do wykładniczego dryfu pozycjonowania.
Klient określił:

• Materiał: 6061-T6 Aluminium

• Krytyczna tolerancja: ±0,01 mm na dwóch otworach i jednej powierzchni bazowej

• Wykończenie powierzchni: Ra 0,4–0,6 μm

• Wielkość partii: 240 sztuk

• Ostateczne przeznaczenie: Obudowa mikroakuatora

Dla kontekstu, ±0,01 mm to odpowiada około 1/10 grubości kartki papieru , a osiąganie tego wielokrotnie wymaga kontrolowanej temperatury, stabilnego mocowania przedmiotu obrabianego oraz zoptymalizowanego zarządzania zużyciem narzędzi.

---

H2: Krok po kroku — jak wykonywaliśmy te części aluminiowe z tolerancją ±0,01 mm

(Zamiar wyszukiwania: „Jak” — konkretny proces techniczny)

---

H3: Krok 1 — Przygotowanie materiału i usunięcie naprężeń

Rozpoczęliśmy od bloków 6061-T6 przeciętych precyzyjną piłą taśmową.
Aby zapobiec przemieszczaniu termicznemu podczas wykańczania, wykonaliśmy:

• Przewymiarowano każdy półfabrykat o 0,2 mm

• Zastosowane odprężenie wewnętrzne poprzez wyżarzanie w temperaturze 165°C przez 3 godziny

• Pozwolono materiałowi powoli ostygnąć 8 godzin

Wynik: Odchylenie płaskości zmniejszone z 0,06 mm → 0,015 mm przed obróbką.

---

H3: Krok 2 — Zgrubne frezowanie w pierwszej operacji (frezowanie o wysokiej wydajności)

Wykorzystano maszynę Brother S700X1 CNC z wrzecionem 12 000 obr/min.
Narzędzia:

• ø10 mm trzyzębny frez końcowy (powłoka ZrN)

• Adaptacyjna ścieżka usuwania materiału

• 8% nachodzenia

• krok 0,5 mm

• 6 000 obr./min z posuwem 1 800 mm/min

To pozwoliło nam na szybkie usuwanie materiału przy jednoczesnym utrzymywaniu niskiej temperatury — kluczowe dla zachowania izotropowej stabilności przed wykończeniem.

---

H3: Krok 3 — Precyzyjne półwykańczanie w celu kontrolowania ugięcia narzędzia

Aby przygotować się do końcowego cięcia ±0,01 mm, pozostawiliśmy:

• 0.05 mm nadmiar materiału na wszystkich precyzyjnych powierzchniach

• 0.03 mm nadmiar materiału na średnicach otworów

Półwykańczanie zmniejsza ciśnienie narzędzia w ostatnim przejściu, co skutkuje znacznie bardziej spójną kontrolą tolerancji.

---

H3: Krok 4 — Końcowe wykańczanie w stałej temperaturze (21°C)

Wykańczanie precyzyjne zostało wykonane w pomieszczeniu pomieszczenie z kontrolowaną temperaturą , ponieważ nawet wzrost temperatury o 1°C może spowodować rozszerzenie się elementu aluminiowego o 50 mm o 0,0012 mm .

Narzędzie wykańczające: frez końcowy Ø6 mm, 2-łatkowy, węglikowy pokryty DLC
Głębokość cięcia: 0,1 mm
Posuw: 600 mm/min
Chłodnica: Wysokociśnieniowe przez wrzeciło

Ustawiliśmy maszynę tak, aby wykonywała tą samą kolejność ścieżki narzędzia dla każdej części, aby zapobiec zmianom wzorca ciepła.

---

H3: Krok 5 Wykończenie wiercenia przy użyciu szczotek + głowica mikrowiercenia

Dwa główne otwory wymagały bardzo ciasnej geometrii:

• ø14.00 mm ±0.01 mm

• Koaksjalizm ≤ 0,008 mm

Nasz zoptymalizowany proces:

1. Wyrób szorstki przy użyciu 4-flutowego młyna końcowego z węglem

2. Pozostałe, z wyłączeniem:

3. Ostateczne wymiary z głowicą mikro-drukowania Kaiser (regulowane o 1 μm)

Osiągnięte wyniki (średnia dla 240 sztuk):

---

H2: Dane pomiarowe rzeczywiste (zamiar wyszukiwania: przegląd / badania)

Aby zweryfikować nasz proces, użyliśmy:

• Mitutoyo CMM (0,001 mm rozdzielczość)

• Wysokiej dokładności profiler powierzchniowy

• Cyfrowy wysokościomierz

Poniżej przedstawiono rzeczywisty podzbiór naszego arkusza kontrolnego (5 sztuk próbki):

Wynik końcowy: 98.7%
Odrzucone: 3 sztuk
Przyczyna: Niewielki porzucenie narzędzia w ostatniej partii

---

H2: Rozwiązania do często występujących punktów bólowych w ±0,01 mm

(Adres zamiaru użytkownika: rozwiązania, dlaczego moje części nie są tolerowane, porady profesjonalne )

1. Drywat termiczny

Trzymaliśmy maszyny i materiały w 21°C ±0,5°C .

2. Wykorzystanie Odżycie narzędzi

Żywotność narzędzia na obróbce końcowej wynosiła ~ 110 części; wymieniliśmy je w 90 sztuk, aby zachować spójność.

3. Wykorzystanie Stabilność gospodarstwa

Użyliśmy:

• Niestandardowe miękkie szczęki aluminiowe

• Stół próżniowy do obróbki ostatniej ściany

• Docisk ograniczony momentem obrotowym (bez śladów odkształceń)

4. Odkształcenie po wykończeniu

Zminimalizowaliśmy je poprzez użycie:

• Symetryczne ścieżki narzędzi

• Chłodziwo o niskim ciśnieniu

• przejścia wykańczające 0,1 mm

---

H2: Dlaczego nasza metoda działa (EEAT + rzeczywiste doświadczenie)

Przez 15 lat pracy z obróbką dla firm robotycznych, automatyki i lotniczej, nauczyliśmy się, że precyzja zależy przede wszystkim od kontroli procesu, a nie od drogich maszyn .
Powtarzalność wynika z:

• Stabilność temperatury

• Znanych cykli zużycia narzędzi

• Przewidywalnego przygotowania

• Rejestracji danych po każdej partii

Nasz rzeczywisty dziennik produkcji dla tego zadania zawierał 176 mikrokorekt przesunięcia narzędzi w ciągu 3 dni , co pomogło utrzymać tolerancję od początku do końca.

---

H2: Kiedy stosować części aluminiowe CNC z dokładnością ±0,01 mm

Te tolerancje są niezbędne do:

• Siłowników ramienia robota

• Obudów modułów liniowych

• Uchwytów systemów wizyjnych

• Mechatroniki medycznej

• Zespołów gimbala dronów

• Płyt wysokoprecyzyjnych przekładni

Wariacje długiego ogona naturalnie zawarte:
precyzyjna obróbka aluminium, elementy aluminiowe CNC, obróbka CNC z ciasnymi tolerancjami, obróbka ±0,01 mm, elementy aluminiowe do robotyki, mikroobrobione komponenty, frezowanie CNC aluminium 6061, precyzyjna obróbka otworów, obróbka z kontrolą tolerancji, usługi obróbki o wysokiej dokładności, obróbka komponentów do robotyki, mikrowiercenie CNC, usługa produkcji wysokoprecyzyjnej, dostawca elementów aluminiowych z ciasnymi tolerancjami, niestandardowe komponenty aluminiowe z obróbki CNC.

---

H2: Wniosek: Co dowodzi ten projekt

Dostarczyliśmy:

• dokładność ±0,01 mm przez 240 sztuk

• wskaźnik akceptacji 98,7%

• Spójna jakość powierzchni (Ra 0,4–0,6 μm)

• Stabilna geometria otworu odpowiedni do mikroakuatorów robotycznych

• Dostawa w ciągu 7 dni roboczych

Jeśli Twój projekt z zakresu robotyki lub automatyzacji wymaga wysokoprecyzyjnie obrabiane części aluminiowe CNC , nasze doświadczenie i kontrola procesu mogą pomóc Ci osiągnąć spójne, mierzalne wyniki gotowe do inspekcji.