Magnetiline vs pneumaatiline toorikukinnitus õhukese alumiiniumlehte jaoks

Magnetiline vs pneumaatiline toorikukinnitus õhukese alumiiniumlehte jaoks

Autor: PFT, Shenzhen

Abstraktne

Õhukese lehtmetalli (<3 mm) täppistöötlus seisab silmitsi oluliste detailide kinnitamisega seotud väljakutsetega. See uuring võrdleb magnetilisi ja pneumaatilisi kinnitussüsteeme kontrollitud CNC-freesimistingimustes. Katseparameetrite hulka kuulusid kinnitusjõu järjepidevus, termiline stabiilsus (20 °C–80 °C), vibratsiooni summutamine ja pinna moonutused. Pneumaatilised vaakumpadrunid säilitasid 0,02 mm tasapinna 0,8 mm lehtede puhul, kuid nõudsid terveid tihenduspindu. Elektromagnetilised padrunid võimaldasid 5-teljelist juurdepääsu ja vähendasid seadistusaega 60% võrra, kuid indutseeritud pöörisvoolud põhjustasid lokaalset kuumenemist üle 45 °C kiirusel 15 000 p/min. Tulemused näitavad, et vaakumsüsteemid optimeerivad pinnaviimistlust >0,5 mm lehtede puhul, samas kui magnetilised lahendused parandavad paindlikkust kiireks prototüüpimiseks. Piirangute hulka kuuluvad testimata hübriidmeetodid ja liimipõhised alternatiivid.

1 Sissejuhatus

Õhukesed alumiiniumlehed on jõuallikaks tööstusharudele alates lennundusest (kerekatted) kuni elektroonikani (jahutusradiaatorite tootmine). Ometi näitavad 2025. aasta tööstusharu uuringud, et 42% täppisdefektidest tulenevad tooriku liikumisest töötlemise ajal. Tavapärased mehaanilised klambrid moonutavad sageli alla 1 mm paksuseid lehtmetalllehti, samas kui teibil põhinevatel meetoditel puudub jäikus. See uuring kvantifitseerib kahte täiustatud lahendust: elektromagnetilised padrunid, mis kasutavad jääkkoormuse juhtimise tehnoloogiat, ja pneumaatilised süsteemid mitmetsoonilise vaakumjuhtimisega.

2 Metoodika

2.1 Eksperimentaalne disain

• Materjalid: 6061-T6 alumiiniumlehed (0,5 mm/0,8 mm/1,2 mm)

• Varustus:

  • MagnetilineGROB 4-teljeline elektromagnetiline padrun (välja intensiivsus 0,8 T)

  • PneumaatilineSCHUNK vaakumplaat 36-tsoonilise kollektoriga

• Testimine: pinna tasasuse mõõtmine (laserinterferomeeter), termopildistamine (FLIR T540), vibratsioonianalüüs (3-teljelised kiirendusmõõturid)

2.2 Testiprotokollid

1. Staatiline stabiilsus: mõõtke läbipaindet 5N külgjõu all

2. Termotsükkel: registreerige temperatuurigradiente soone freesimise ajal (Ø6 mm otsfrees, 12 000 p/min)

3. Dünaamiline jäikus: vibratsiooni amplituudi kvantifitseerimine resonantssagedustel (500–3000 Hz)

3 Tulemused ja analüüs

3.1 Kinnitusjõudlus

Joonis 1: Vaakumsüsteemid säilitasid tasapinna freesimise ajal pinna kõikumise <5 μm, samas kui magnetilise kinnituse korral oli serva tõus soojuspaisumise tõttu 0,12 mm.

3.2 Vibratsiooni omadused

Pneumaatilised padrunid vähendasid harmoonilisi 15 dB võrra sagedusel 2200 Hz – see on peenviimistluse puhul kriitilise tähtsusega. Magnetiline detailide kinnitus näitas tööriista haardesagedustel 40% suuremat amplituudi.

4 Arutelu

4.1 Tehnoloogia kompromissid

• Pneumaatilised eelised: Suurepärane termiline stabiilsus ja vibratsioonisummutus sobivad kõrge tolerantsiga rakenduste jaoks, näiteks optiliste komponentide alustele.

• Magnetic Edge: Kiire ümberkonfigureerimine toetab töökojakeskkondi, mis käsitlevad erineva suurusega partiisid.

Piirang: Testid välistasid perforeeritud või õlised lehed, mille puhul vaakumi efektiivsus langeb >70%. Hübriidlahendused vajavad edasist uurimist.

5 Kokkuvõte

Õhukese alumiiniumlehe töötlemiseks:

1. Pneumaatiline detailide kinnitus tagab suurema täpsuse paksuste >0,5 mm puhul ja kompromissitu pinnakvaliteedi.

2. Magnetilised süsteemid vähendavad lõikamisvälist aega 60%, kuid nõuavad jahutusvedeliku strateegiaid termiliseks haldamiseks

3. Optimaalne valik sõltub läbilaskevõime vajadusest ja tolerantsinõuetest

Tulevased uuringud peaksid uurima adaptiivseid hübriidklambreid ja madala häiretasemega elektromagnetite konstruktsioone.