關(guān)于客戶和產(chǎn)品

該項(xiàng)目來自一家專注于電子產(chǎn)品研發(fā)的公司。該公司目前正在開發(fā)一款新型成像設(shè)備，急需一些組件來驗(yàn)證設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目中，客戶需要韋克協(xié)助完成29款零件，共186個(gè)組件，其中一個(gè)比較典型的部件即成像設(shè)備的外殼部分。

確定外殼加工工藝

我們先來看外殼各個(gè)面的基本特征。頂部和底部有許多盲孔，且有8個(gè)側(cè)面，每個(gè)側(cè)面上又有不同加工方向，這意味我們需要采用多軸聯(lián)動加工設(shè)備。同時(shí)我們從外殼的頂部和底部，可以觀察到部分盲孔下面有倒扣，這就需要我們定制刀具或者旋轉(zhuǎn)零件從特定角度加工。

因此，經(jīng)工程師綜合考慮評估后，我們選擇了 5 軸 CNC 來加工該外殼部件。

考慮變形問題及加工策略

從整體上看，零件尺寸較大為253*160*115mm，而壁厚只有3.5mm。薄壁是變形的原因之一。

同時(shí)我們可以注意到這是一個(gè)中間無支撐結(jié)構(gòu)的鏤空殼體，有8個(gè)不規(guī)則的側(cè)面。從力學(xué)角度來看，這意味著它比圓的、三面的和四面的側(cè)面結(jié)構(gòu)更不穩(wěn)定，也更容易變形。

從加工細(xì)節(jié)來看，由于腔體沒有結(jié)構(gòu)支撐，在去除外側(cè)材料、加工外側(cè)孔和型腔時(shí)，刀具施加的外力容易破壞材料的應(yīng)力平衡，從而產(chǎn)生變形和翹曲。

加工策略

為了降低變形風(fēng)險(xiǎn)，我們實(shí)施了以下策略：

• 選擇熱處理材料

通常，熱處理材料具有更高的硬度和強(qiáng)度，這通常使它們在加工過程中能夠更可靠地保持其形狀，從而降低變形的可能性。在這個(gè)外殼部件中，考慮到客戶對表面質(zhì)量的要求，韋克建議使用鋁 6061-T6。

• 控制加工參數(shù)并保持一致

加工過程中產(chǎn)生的熱量會增加變形的風(fēng)險(xiǎn)。因此，韋克需要特別注意加工參數(shù)的變化，并管理冷卻液控制，以避免局部熱量過度積聚。

我們還避免了間歇性停止和啟動，這是選擇5軸加工的原因之一。這樣可以減少熱波動對鋁材料的影響，避免變形。

• 利用優(yōu)化的裝置

韋肯精心設(shè)計(jì)了夾具，在加工過程中將工件牢固地固定到位，降低了振動和隨后變形的風(fēng)險(xiǎn)。我們使用夾具為腔體和盲孔底面提供支撐，以最大限度地減少外力的變形影響。

通過以上方法，韋克控制了殼體零件的變形，使其能夠很好的滿足應(yīng)用需求。

在同一個(gè)零件上實(shí)現(xiàn)兩種表面處理

為了應(yīng)對復(fù)雜的戶外環(huán)境，這款成像設(shè)備的表面需要進(jìn)行化學(xué)處理，但部分區(qū)域仍會保持導(dǎo)電性。因此，這款外殼需要進(jìn)行兩次表面處理，內(nèi)部采用鉻酸鹽處理，外部采用黑色陽極氧化處理。

在同一個(gè)零件上進(jìn)行兩種表面處理是有挑戰(zhàn)的。陽極氧化需要經(jīng)過清洗、酸洗、氧化和中和等一系列化學(xué)處理。在對外殼外部進(jìn)行陽極氧化時(shí)，很容易影響內(nèi)部區(qū)域。

因此，我們首先進(jìn)行鉻酸鹽處理。同時(shí)使用適當(dāng)?shù)难谀げ牧希ㄈ缒z帶、膠水、蠟等）將需要黑色硬質(zhì)陽極氧化的區(qū)域進(jìn)行遮蓋，以防止處理液進(jìn)入。

處理好之后小心地去除掩膜材料，對需要進(jìn)行陽極氧化處理的區(qū)域進(jìn)行同樣的標(biāo)準(zhǔn)處理。

在操作中，我們需要檢查盲孔和螺紋孔中的金屬碎片是否被清理干凈。如果金屬碎片處理不徹底，氧化處理后會在盲孔底部形成致密且難以清除的硬塊，影響有效深度，并影響產(chǎn)品的裝配。

確保裝配

對于加工好的零件，韋克會進(jìn)行試裝配。下圖中可以看到，上下蓋的通孔和外殼的螺紋孔通過螺絲組裝在一起。不僅控制好了變形，也確保了孔的位置度，很好地滿足了使用要求。