Ako sme obrábacími spôsobmi vyrobili hliníkové diely s presnosťou ±0,01 mm pre klienta z oblasti robotiky | Kompletný proces vysvetlený

Autor: PFT, SH

Keď nás kontaktovaná spoločnosť z oblasti robotiky v Nemecku požiadala o komponenty z hliníka s presnosťou ±0,01 mm , výzva nebola len v „udržaní tolerancie“. Potrebovali opakovateľnosť pri 240 identických blokoch, pričom každý sa používal v mikroaktuačnej súprave, kde trenie, rovinnosť povrchu a pravouhlosť priamo ovplyvňovali presnosť polohy robotického ramena.
Nižšie je presne uvedené ako sme dosiahli presnosť ±0,01 mm , použitá stratégia nástrojov , naše skutočné meracie údaje , a čo sme sa z tohto projektu naučili.

---

Prečo tento projekt vyžadoval extrémne presné CNC obrábanie (Cieľ hľadania: Informačný + Technický)

V robotických aplikáciách malé geometrické chyby spôsobujú exponenciálny posun v polohe.
Náš klient určil:

• Materiál: 6061-T6 Hliník

• Kritická tolerancia: ±0,01 mm na dvoch vŕtkach a jednej referenčnej ploche

• Povrchová úprava: Ra 0,4–0,6 μm

• Veľkosť šarže: 240 ks

• Konečný účel: Skriňa mikroaktuátora

Pre kontext, ±0.01 mm zodpovedá približne 1/10 hrúbky hárku papiera , a opakované dosiahnutie tohto parametra vyžaduje kontrolovanú teplotu, stabilné upnutie obrobku a optimalizované riadenie opotrebenia nástrojov.

---

H2: Postup, ako sme obrábali tieto hliníkové diely s toleranciou ±0,01 mm

(Cieľ vyhľadávania: „Ako na to“ — konkrétny technický postup)

---

H3: Krok 1 — Príprava materiálu a odstránenie vnútorného napätia

Začali sme s blokmi 6061-T6, ktoré boli odrezané na presnej pílach.
Aby sme zabránili tepelnému posunu počas dokončovania, sme:

• Každý polotovar navrhli s rezervou 0.2 mm

• Použité vnútorné žíhanie na uvoľnenie napätia pri 165 °C po dobu 3 hodiny

• Nechajte materiál chladiť prirodzene po dobu 8 hodín

Výsledok: Odchýlka rovinnosti znížená z 0,06 mm → 0,015 mm pred obrábaním.

---

H3: Krok 2 — Hrubovanie v prvej operácii (vysokoefektívne frézovanie)

Použili sme Brother S700X1 CNC so vretenom s otáčkami 12 000 min⁻¹.
Nástroje:

• fréza Ø10 mm, 3-blabková (s povlakom ZrN)

• Adaptívna dráha odstraňovania materiálu

• 8 % posun

• 0,5 mm posun nadol

• 6 000 ot./min posuv pri 1 800 mm/min

To nám umožnilo rýchle odstraňovanie materiálu pri nízkej teplote – čo je nevyhnutné na udržanie izotropnej stability pred dokončením.

---

H3: Krok 3 — Presné polodokončenie na kontrolu ohybu nástroja

Na prípravu konečného rezu s toleranciou ±0,01 mm sme ponechali:

• 0,05 mm přídavek na všetkých presných plochách

• 0.03 mm přídavek na priemeroch vyvŕtaných otvorov

Polodokončenie zníži tlak na nástroj pri poslednom prechode, čo vedie k omnoho konzistentnejšej kontrole tolerancií.

---

H3: Krok 4 — Finálna úprava pri konštantnej teplote (21 °C)

Presná dokončovacia práca bola dokončená v izbe s regulovanou teplotou , pretože už o zvýšenie teploty o 1 °C môže spôsobiť rozšírenie hliníka o 0,0012 mm na 50 mm prvku .

Nástroj na dokončovanie: karbidovalý koncový frézovací nástroj priemeru Ø6 mm s 2 reznými hranami a DLC povlakom
Hĺbka rezania: 0,1 mm
Priemerná dávka: 600 mm/min
Chladivka: Vysokotlakové chladiace prostredie cez vreteno

Nastavili sme stroj na spustenie rovnaký postup cesty nástroja pre každú časť, aby sa zabránilo zmenám tepelného vzoru.

---

H3: Krok 5 dokončenie vrtu pomocou reamers + mikrovrtu hlavy

Dve hlavné otvory potrebovali extrémne tesnú geometriu:

• ø14.00 mm ±0.01 mm

• Koaxialita ≤ 0,008 mm

Náš optimalizovaný proces:

1. S objemom valcov viac ako 1 kg

2. Polotovary s H7 reamerom

3. Konečné rozmerovanie s mikrovrtúľkou Kaiser (nastaviteľné po 1 µm)

Dosiahnuté výsledky (priemer z 240 ks):

---

H2: Skutočné merané údaje (vyhľadávanie: recenzia / výskum)

Na overenie nášho procesu sme použili:

• Mitutoyo CMM (rozlíšenie 0,001 mm)

• Profilometer s vysokou presnosťou

• Digitálna výškomerná stupnica

Nižšie je uvedená skutočná podmnožina nášho kontrolného hárka (vzorka 5 ks):

Konečná priepustnosť: 98.7%
Zamietnuté: 3 Ks
Príčina: Mierne opotrebenie nástroja v poslednej dávke

---

H2: Riešenia bežných problémov pri obrábaní ±0,01 mm

(Rieši zámer používateľa: „riešenia“, „prečo mi časti neprejdú toleranciou“, „odborné tipy“ )

1. Teplotná deformácia

Stroj aj materiál sme udržiavali pri teplote 21°C ±0,5°C .

2. Opotrebenie nástroja

Životnosť nástroja na dokončovacom fréze bola približne 110 súčiastok; vymenili sme ho po 90 ks, aby sme zachovali konzistenciu.

3. Stabilita upnutia obrobku

Použili sme:

• Vyrobené mäkké tesnenia z hliníka

• Vákuový stôl pre finálnu stranu

• Upínanie s obmedzeným krútiacim momentom (bez stôp deformácie)

4. Deformácia po dokončení

Minimalizovali sme ju použitím:

• Symetrické dráhy nástroja

• Chladiaci prostriedok s nízkym tlakom

• dokončovacie prejazdy s hrúbkou 0,1 mm

---

H2: Prečo naša metóda funguje (EEAT + reálne skúsenosti)

Počas 15 rokov obrábania pre robotické, automatizačné a letecké spoločnosti sme sa naučili, že presnosť závisí hlavne od riadenia procesu, nie od drahých strojov .
Predvídateľné nastavenie

• Stabilita teploty

• Opakovateľnosť vyplýva z:

• Známe cykly opotrebenia nástrojov

• Zaznamenávanie údajov po každej dávke

Náš skutočný výrobný záznam pre túto prácu obsahoval 176 mikrokorekcií posunu nástroja počas 3 dní , čo pomohlo udržať toleranciu od začiatku do konca.

---

H2: Kedy použiť súčiastky z CNC hliníka s toleranciou ±0,01 mm

Tieto tolerancie sú nevyhnutné pre:

• Aktuátory robotických ramien

• Skriňové výsuvy lineárnych modulov

• Uchytenia pre systémy vízie

• Lekársku mechatroniku

• Zariadenia gimbalov pre drony

• Dosky vysokopresných prevodoviek

Menej bežné varianty, ktoré sa prirodzene zahŕňajú:
precízne spracovanie hliníka, hliníkové CNC súčiastky, CNC obrábanie s tesnými toleranciami, obrábanie ±0,01 mm, hliníkové diely pre robotiku, mikroobrábané komponenty, frézovanie hliníka 6061 na CNC, precízne vŕtanie otvorov, obrábanie s kontrolou tolerancií, služby vysokopresného obrábania, obrábanie komponentov pre robotiku, CNC mikrovŕtanie, vysokopresná výrobná služba, dodávateľ hliníkových súčiastok s tesnými toleranciami, výroba vlastných hliníkových komponentov na CNC

---

H2: Záver: Čo tento projekt dokazuje

Doručili sme:

• ±0,01 mm presnosť s 240 ks

• 98,7 % priepustnosť

• Stály povrchový úprava (Ra 0,4–0,6 μm)

• Stabilná geometria otvoru vhodné pre mikroaktory robotov

• Dodanie za 7 pracovných dní

Ak váš projekt v oblasti robotiky alebo automatizácie vyžaduje hochoprecízne CNC obrábané hliníkové diely , naše skúsenosti a riadenie procesov vám môžu pomôcť dosiahnuť konzistentné, merateľné a pripravené na kontrolu výsledky.