Як ми обробили алюмінієві деталі з точністю ±0,01 мм для клієнта з робототехніки | Повний процес пояснено

Автор: PFT, SH

Коли компанія з робототехніки з Німеччини звернулася до нас із запитом на компоненти з алюмінію з точністю ±0,01 мм , завдання полягало не лише в тому, щоб витримати допуски. Їм була потрібна повторюваність у межах 240 однакових блоків, кожен з яких використовувався в мікроактуаторній збірці, де тертя, плоскість поверхні та перпендикулярність безпосередньо впливали на точність позиціонування роботизованої руки.
Нижче описано, як саме ми досягли точності ±0,01 мм , the стратегію оснащення, яку ми використали , наші реальні дані вимірювань , а також чому навчила нас ця робота.

---

Чому цей проект вимагав ультраточного фрезерування CNC (Мета пошуку: Інформаційна + Технічна)

У робототехнічних застосуваннях навіть невеликі геометричні похибки призводять до експоненціального дрейфу позиціонування.
Наш клієнт вказав:

• Матеріал: 6061-T6 Алюміній

• Критичний допуск: ±0,01 мм на двох отворах та одній базовій поверхні

• Фінішна обробка поверхні: Ra 0,4–0,6 мкм

• Розмір партії: 240 ДК

• Остаточне призначення: Корпус мікроактуатора

Для контексту, ±0.01 мм дорівнює приблизно 1/10 товщини аркуша паперу , і досягнення цього показника багаторазово вимагає контрольованої температури, стабільного закріплення заготовки та оптимізованого контролю зносу інструменту.

---

H2: Покроковий опис того, як ми обробили ці алюмінієві деталі з точністю ±0,01 мм

(Мета пошуку: «Як зробити» — практичний технічний процес)

---

H3: Крок 1 — Підготовка матеріалу та зняття напружень

Ми розпочали з блоків 6061-T6, нарізаних на прецизійній стрічковій пилці.
Щоб запобігти тепловому деформуванню під час чистової обробки, ми:

• Зробили кожну заготовку з надлишковими розмірами на 0.2 mM

• Застосовується внутрішнє відпалювання для зняття напруження при 165°C протягом 3 годин

• Дали матеріалу охолонути повільно та природно 8 годин

Результат: Відхилення від плоскості зменшено з 0,06 мм → 0,015 мм до обробки.

---

H3: Крок 2 — Чернове фрезерування (високоефективне фрезерування)

Ми використовували Brother S700X1 CNC зі шпінделем 12 000 об/хв.
Інструменти:

• кінцева фреза Ø10 мм, 3-зуба (з покриттям ZrN)

• Адаптивний шлях очищення

• 8% перекриття

• крок 0,5 мм

• подача 6000 об/хв при 1800 мм/хв

Це дозволило нам швидко видаляти матеріал, утримуючи низьку температуру — що є важливим для збереження ізотропної стабільності перед остаточною обробкою.

---

H3: Крок 3 — Точна напівчистова обробка для контролю прогину інструменту

Щоб підготуватися до остаточного різу з точністю ±0,01 мм, ми залишили:

• 0.05 мм припуск на всіх прецизійних поверхнях

• 0.03 мм припуск на діаметрах отворів

Напівчистова обробка зменшує тиск на інструмент під час останнього проходу, що забезпечує значно стабільніший контроль допусків.

---

H3: Крок 4 — Остаточна чистова обробка при постійній температурі (21°C)

Точну чистову обробку було завершено в приміщення з регульованою температурою , оскільки навіть підвищення температури на 1°C може спричинити розширення алюмінію на 0,0012 мм для елемента довжиною 50 мм .

Фінішний інструмент: карбідна торцева фреза Ø6 мм, 2 зубці, з покриттям DLC
Глибина різання: 0.1 мм
Подача: 600 мм/хв
Охолон: Високотискове подача через шпиндель

Ми налаштували верстат працювати за однаковим порядком руху інструменту для кожного компонента, щоб запобігти варіації температурного режиму.

---

H3: Крок 5 — Остаточне розточування отворів за допомогою розширювачів + мікророзточувальна головка

Два основні отвори потребували надзвичайно точної геометрії:

• ø14,00 мм ±0,01 мм

• Коаксіальність ≤0,008 мм

Наш оптимізований процес:

1. Чорнове розточування за допомогою карбідної фрези з 4 зубами

2. Півчистове оброблення за допомогою розширювача H7

3. Остаточне калібрування за допомогою мікророзточувальної головки Kaiser (регулюється з кроком 1 мкм)

Досягнуті результати (середнє значення по 240 шт.):

---

H2: Реальні дані вимірювання (Мета пошуку: Відгук / Дослідження)

Для перевірки нашого процесу ми використовували:

• Вимірювальна машина Mitutoyo CMM (роздільна здатність 0,001 мм)

• Профілемір поверхні підвищеної точності

• Цифрова висотометрична голівка

Нижче наведено реальний фрагмент нашого аркуша контролю (вибірка 5 шт.):

Остаточний відсоток придатності: 98.7%
Відхилено: 3 шт
Причина: Незначний дрейф зносу інструменту в останній партії

---

H2: Рішення поширених проблемних питань при обробці ±0,01 мм

(Відповідає на запит користувача: «рішення», «чому мої деталі не витримують допуск», «професійні поради» )

1. Тепловий дрейф

Ми підтримували температуру верстата та матеріалу на рівні 21°C ±0,5°C .

2. Знос інструменту

Термін служби інструменту для чистової обробки становив близько 110 деталей; ми замінювали його після 90 шт., щоб забезпечити стабільність.

3. Надійність кріплення заготовки

Ми використали:

• Спеціальні алюмінієві м'які губки

• Вакуумний стіл для остаточної обробки бокової сторони

• Затиск із обмеженим моментом (без слідів деформації)

4. Деформація після остаточної обробки

Ми звели її до мінімуму, використовуючи:

• Симетричні траєкторії інструменту

• Охолодження з низьким тиском

• фінішні проходи 0,1 мм

---

H2: Чому наш метод працює (EEAT + реальний досвід)

Протягом 15 років виконання токарних робіт для компаній з робототехніки, автоматизації та аерокосмічної галузі ми дійшли висновку, що точність залежить переважно від контролю процесу, а не від вартості обладнання .
Повторюваність забезпечується завдяки:

• Температурна стійкість

• Відомим циклам зносу інструменту

• Передбачуваній підготовці обладнання

• Реєстрації даних після кожної партії

Наш фактичний виробничий журнал для цього завдання містив 176 мікропоправок зміщення інструменту протягом 3 днів , що допомогло зберегти допуски від початку до кінця.

---

H2: Коли використовувати алюмінієві деталі CNC з точністю ±0,01 мм

Ці допуски є обов'язковими для:

• Приводів роботизованого маніпулятора

• Корпусів лінійних модулів

• Кріплення систем візування

• Медичної мехатроніки

• Збірок гімбалів для дронів

• Плат жорсткості високоточних редукторів

Варіації довгого хвоста природно включаються:
прецизійна обробка алюмінію, алюмінієві деталі CNC, обробка CNC з вузькими допусками, обробка ±0,01 мм, алюмінієві деталі для робототехніки, мікромеханічні компоненти, фрезерування алюмінію 6061 на верстатах з ЧПК, обробка прецизійних отворів, обробка з контролем допусків, послуги високоточної обробки, обробка компонентів для робототехніки, мікроствердління CNC, послуги з високоточного виробництва, постачальник вузькодопускових алюмінієвих деталей, спеціальні алюмінієві компоненти з ЧПУ

---

H2: Висновок: Що доводить цей проект

Ми поставили:

• точність ±0,01 мм коли-небудь 240 ДК

• рівень придатності 98,7%

• Стабільна шорсткість поверхні (Ra 0,4–0,6 мкм)

• Стабільна геометрія отвору підходить для роботизованих мікроактуаторів

• Поставка за 7 робочих днів

Якщо ваш проект у сфері робототехніки або автоматизації потребує алюмінієві частини з високоточністю, оброблені за допомогою CNC , наш досвід та контроль процесу допоможуть вам досягти стабільних, вимірюваних результатів, готових до перевірки.