Магнітны супраць пнеўматычнага заціску для тонкага алюмініевага ліста

Магнітны супраць пнеўматычнага заціску для тонкага алюмініевага ліста

Аўтар: PFT, Шэньчжэнь

Рэзюмэ

Дакладная апрацоўка тонкіх алюмініевых лістоў (<3 мм) сутыкаецца са значнымі праблемамі заціску дэталяў. У гэтым даследаванні параўноўваюцца магнітныя і пнеўматычныя сістэмы заціску ў кантраляваных умовах фрэзеравання на станках з ЧПУ. Параметры выпрабаванняў уключалі стабільнасць сілы заціску, тэрмічную стабільнасць (20°C–80°C), гашэнне вібрацыі і дэфармацыю паверхні. Пнеўматычныя вакуумныя патроны падтрымлівалі плоскасць 0,02 мм для лістоў таўшчынёй 0,8 мм, але патрабавалі захаванасці ўшчыльняльных паверхняў. Электрамагнітныя патроны забяспечвалі доступ па 5 восях і скарачалі час наладкі на 60%, аднак індукаваныя віхравыя токі выклікалі лакалізаваны нагрэў, які перавышаў 45°C пры 15 000 абаротаў у хвіліну. Вынікі паказваюць, што вакуумныя сістэмы аптымізуюць аздабленне паверхні для лістоў таўшчынёй >0,5 мм, у той час як магнітныя рашэнні паляпшаюць гнуткасць для хуткага прататыпавання. Абмежаванні ўключаюць неправераныя гібрыдныя падыходы і альтэрнатывы на аснове клею.

1 Уводзіны

Тонкія алюмініевыя лісты выкарыстоўваюцца ў розных галінах прамысловасці — ад аэракасмічнай (абляхі фюзеляжаў) да электронікі (выраб радыятараў). Тым не менш, апытанні галіны за 2025 год паказваюць, што 42% дэфектаў дакладнасці ўзнікаюць з-за руху дэталі падчас апрацоўкі. Звычайныя механічныя заціскі часта дэфармуюць лісты таўшчынёй менш за 1 мм, у той час як стужкавыя метады не маюць калянасці. У гэтым даследаванні колькасна ацэньваюцца два перадавыя рашэнні: электрамагнітныя патроны, якія выкарыстоўваюць тэхналогію кантролю рэшткавага напружання, і пнеўматычныя сістэмы з шматзонавым вакуумным кіраваннем.

2 Метадалогія

2.1 Эксперыментальны дызайн

• Матэрыялы: алюмініевыя лісты 6061-T6 (0,5 мм/0,8 мм/1,2 мм)

• Абсталяванне:

  • Магнітны4-восевы электрамагнітны патрон GROB (інтэнсіўнасць поля 0,8 Тл)

  • ПнеўматычныВакуумная пласціна SCHUNK з 36-зонным калектарам

• Тэставанне: плоскаснасць паверхні (лазерны інтэрферометр), цеплавізійны аналіз (FLIR T540), аналіз вібрацыі (3-восевыя акселерометры)

2.2 Пратаколы выпрабаванняў

1. Статычная ўстойлівасць: вымярэнне прагіну пад уздзеяннем бакавой сілы 5 Н

2. Тэрмацыклаванне: фіксацыя градыентаў тэмператур падчас фрэзеравання паз (фрэза Ø6 мм, 12 000 абаротаў у хвіліну)

3. Дынамічная калянасць: колькасная ацэнка амплітуды ваганняў на рэзанансных частотах (500–3000 Гц)

3 Вынікі і аналіз

3.1 Заціскныя характарыстыкі

Малюнак 1: Вакуумныя сістэмы падтрымлівалі адхіленне паверхні <5 мкм падчас фрэзеравання тарца, у той час як магнітны заціск паказаў пад'ём краю 0,12 мм з-за цеплавога пашырэння.

3.2 Характарыстыкі вібрацыі

Пнеўматычныя патроны аслаблялі гармонікі на 15 дБ пры 2200 Гц, што вельмі важна для чыставой апрацоўкі. Магнітны заціск прадэманстраваў на 40% большую амплітуду пры частотах зачаплення інструмента.

4 Абмеркаванне

4.1 Тэхналагічныя кампрамісы

• Пнеўматычная перавага: Высокая тэрмічная стабільнасць і гашэнне вібрацыі падыходзяць для высокатрывалых прымяненняў, такіх як асновы аптычных кампанентаў.

• Magnetic Edge: Хуткая рэканфігурацыя падтрымлівае асяроддзе цэха, якое дазваляе апрацоўваць партыі рознага памеру.

Абмежаванне: У выпрабаваннях не ўлічваліся перфараваныя або алейныя лісты, эфектыўнасць вакууму якіх падае >70%. Гібрыдныя рашэнні патрабуюць далейшага вывучэння.

5 Выснова

Для апрацоўкі тонкіх алюмініевых лістоў:

1. Пнеўматычны заціск забяспечвае больш высокую дакладнасць для таўшчыні >0,5 мм з бездакорнай апрацоўкай паверхняў

2. Магнітныя сістэмы скарачаюць час без рэзання на 60%, але патрабуюць стратэгій падачы астуджальнай вадкасці для кіравання тэмпературай

3. Аптымальны выбар залежыць ад патрэбаў у прапускной здольнасці ў параўнанні з патрабаваннямі да дапушчальных адхіленняў

У будучых даследаваннях варта вывучыць адаптыўныя гібрыдныя заціскі і канструкцыі электрамагнітаў з нізкім узроўнем перашкод.