Magnetinis ir pneumatinis ruošinio fiksavimas ploniems aliuminio lakštams

Magnetinis ir pneumatinis ruošinio fiksavimas ploniems aliuminio lakštams

Autorius: PFT, Šendženas

Santrauka

Tikslus plonų aliuminio lakštų (<3 mm) apdirbimas susiduria su dideliais ruošinių tvirtinimo iššūkiais. Šiame tyrime lyginamos magnetinės ir pneumatinės prispaudimo sistemos kontroliuojamomis CNC frezavimo sąlygomis. Bandymo parametrai apėmė prispaudimo jėgos pastovumą, terminį stabilumą (20 °C–80 °C), vibracijos slopinimą ir paviršiaus deformaciją. Pneumatiniai vakuuminiai griebtuvai išlaikė 0,02 mm plokštumą su 0,8 mm lakštais, tačiau reikėjo nepažeistų sandarinimo paviršių. Elektromagnetiniai griebtuvai leido pasiekti 5 ašis ir 60 % sutrumpino nustatymo laiką, tačiau indukuotos sūkurinės srovės sukėlė vietinį įkaitimą, viršijantį 45 °C esant 15 000 aps./min. Rezultatai rodo, kad vakuuminės sistemos optimizuoja paviršiaus apdailą >0,5 mm lakštams, o magnetiniai sprendimai pagerina lankstumą greitam prototipų kūrimui. Apribojimai apima neišbandytus hibridinius metodus ir klijų pagrindu veikiančias alternatyvas.

1 Įvadas

Ploni aliuminio lakštai naudojami įvairiose pramonės šakose – nuo aviacijos ir kosmoso (fiuzeliažo apvalkalų) iki elektronikos (radiatoriaus gamybos). Vis dėlto 2025 m. pramonės tyrimai rodo, kad 42 % tikslumo defektų atsiranda dėl ruošinio judėjimo apdirbimo metu. Įprasti mechaniniai spaustukai dažnai iškraipo mažesnius nei 1 mm lakštus, o juostiniai metodai neturi pakankamai tvirtumo. Šiame tyrime kiekybiškai įvertinami du pažangūs sprendimai: elektromagnetiniai griebtuvai, naudojantys liekamosios magnetinės įtampos valdymo technologiją, ir pneumatinės sistemos su daugiazoniu vakuuminiu valdymu.

2 Metodologija

2.1 Eksperimentinis dizainas

• Medžiagos: 6061-T6 aliuminio lakštai (0,5 mm / 0,8 mm / 1,2 mm)

• Įranga:

  • MagnetinisGROB 4 ašių elektromagnetinis griebtuvas (0,8 T lauko intensyvumas)

  • PneumatinisSCHUNK vakuuminė plokštė su 36 zonų kolektoriumi

• Testavimas: paviršiaus lygumas (lazerinis interferometras), terminis vaizdavimas (FLIR T540), vibracijos analizė (3 ašių akselerometrai)

2.2 Bandymo protokolai

1. Statinis stabilumas: išmatuokite deformaciją veikiant 5 N šoninei jėgai

2. Terminis ciklas: temperatūros gradientų registravimas griovelių frezavimo metu (Ø6 mm galinis frezavimas, 12 000 aps./min.)

3. Dinaminis standumas: kiekybiškai įvertinkite vibracijos amplitudę rezonansiniais dažniais (500–3000 Hz)

3 Rezultatai ir analizė

3.1 Prispaudimo našumas

1 pav.: Vakuuminės sistemos paviršiaus frezavimo metu išlaikė <5 μm paviršiaus kitimą, o magnetinis prispaudimas parodė 0,12 mm krašto pakilimą dėl šiluminio plėtimosi.

3.2 Vibracijos charakteristikos

Pneumatiniai griebtuvai 15 dB susilpnino harmonikas esant 2200 Hz dažniui – tai labai svarbu atliekant tiksliosios apdailos operacijas. Magnetinis ruošinio fiksavimas pasižymėjo 40 % didesne amplitude esant įrankio sukibimo dažniams.

4 Diskusija

4.1 Technologijų kompromisai

• Pneumatinis pranašumas: puikus terminis stabilumas ir vibracijos slopinimas tinka didelio tolerancijos pritaikymams, pavyzdžiui, optinių komponentų pagrindams.

• „Magnetic Edge“: greitas perkonfigūravimas palaiko dirbtuvių aplinkas, kuriose apdorojami įvairaus dydžio partijos.

Apribojimas: bandymuose nebuvo naudojami perforuoti arba alyvuoti lakštai, kurių vakuumo efektyvumas sumažėja >70 %. Hibridiniai sprendimai verti tolesnių tyrimų.

5 Išvada

Plonų aliuminio lakštų apdirbimui:

1. Pneumatinis ruošinių fiksavimas užtikrina didesnį tikslumą, kai ruošinių storis didesnis nei 0,5 mm, ir nepažeistus paviršius

2. Magnetinės sistemos sumažina ne pjovimo laiką 60 %, tačiau šilumai valdyti reikalingos aušinimo skysčio strategijos.

3. Optimalus pasirinkimas priklauso nuo pralaidumo poreikių ir tolerancijos reikalavimų

Būsimuose tyrimuose reikėtų ištirti adaptyvius hibridinius spaustukus ir mažo trukdžio elektromagnetų konstrukcijas.