Wat maakt een CNC-bewerkt onderdeel complex? 6 cruciale factoren

Als u begrijpt dat CNC-bewerkte onderdelen herhaaldelijk tot extreme precisie bewerkt worden, kunt u aannemen dat zodra een werkplaats mogelijkheden heeft, ze elk CNC-bewerkt onderdeel kunnen maken. Niet waar!

Om indruk te maken, claimen veel CNC-werkplaatsen "complexe" onderdelen te fabriceren, maar dat is niet altijd waar. Laten we bespreken wat een complex onderdeel echt is en de benodigde vaardigheden onthullen die een werkplaats nodig heeft om er aan te werken. Hier zijn zes verschillende voorwaarden die een onderdeel kunnen classificeren als "complex," met foto's van echte Stecker Machine projecten.

1. Gietgewicht en -grootte

Deze is duidelijk. Sommige CNC-bewerkte onderdelen zijn groot, wat ze meestal ook zwaar maakt. Een onderdeel van meer dan 50 pond vereist een hijsinrichting evenals een plan voor het hanteren ervan door het hele proces, van grondstof tot machinehulpmiddel tot inspectie tot eindverpakking. Stecker Machine gebruikt talloze kranen en kan ook hijsinrichtingen ontwerpen en bouwen zoals ze nodig zijn.

Dit hijsysteem kan een gietstuk van meer dan 200 lbs na bewerking verplaatsen.

2. Spannen

Het vastzetten van CNC-bewerkte onderdelen kan uitdagend zijn, zeker bij custom CNC-onderdelen. Voordat enige gietgereedschappen gemaakt worden, werkt een werkplaats met de klant en de gieterij om te plannen hoe het onderdeel te spannen en vast te zetten voor bewerking. Het gietdatumschema zorgt er meestal voor dat iedereen op dezelfde pagina zit. Soms moeten gietdatumpunten verplaatst worden om de spankracht en vasthouding van een spandoor te verbeteren.

Spantabs (zie rode cirkels) worden vaak aan een onderdeel toegevoegd om de vastzetting tijdens bewerking te verbeteren, wat na bewerking al dan niet op het onderdeel kan blijven.

Hoewel het up-to-date blijven met de nieuwste hydraulische componenten een uitdaging kan zijn voor sommige werkplaatsen, biedt hydraulisch spannen voordelen ten opzichte van handmatig spannen:

• Herhaalbaarheid van nauwkeurig positioneren van het onderdeel in de spandoor
• Snelheid van spannen; kan seconden zijn versus minuten
• Gemak voor CNC-operators; minder vermoeidheid

Om de boor rond in tolerantie te krijgen, creëerden we een manier om dit onderdeel vast te zetten zonder druk op de boor uit te oefenen. Die oplossing heeft geleid tot 12 jaar betrouwbare levering.

3. Onderdeelmateriaal

Van aluminium tot nodulair gietijzer tot gietijzer, er zijn verschillende klassen voor elk type materiaal. Leveranciers van gereedschappen kunnen helpen de juiste klasse plaat te matchen met het materiaal dat gedraaid wordt. Sommige custom-gebeukte onderdelen vereisen materialen die niet gemakkelijk beschikbaar zijn of simpel te bewerken.

Spanning in gietstukken kan een onderdeel beïnvloeden tijdens bewerking. Zodra een deel materiaal verwijderd is, kan spanning ervoor zorgen dat een geboorde gat buiten rond is of een gefreesd oppervlak buiten vlakheid. Oplossingen voor spanningsvervorming omvatten:

• Een afwerkoperatie aan het onderdeel toevoegen
• Veranderen hoe het onderdeel vastgezet wordt
• Een half-afwerk gereedschap toevoegen
• Het gietstuk spanningsvrij laten gloven

4. Tekeningstoleranties

Stramme toleranties kunnen een onderdeel complex maken. Hier zijn voorbeelden van wanneer tolerantie een uitdaging wordt: echte positie van 0,1mm op een boorgat; een diameter tolerantie op een boorgat van 0,020mm; concentriciteit van verschillende boorgaten bij 0,015mm toleranties.

Deze stramme toleranties bepalen of specialistisch gereedschap nodig is, hoeveel operaties vereist zijn, hoe de machines geprogrammeerd moeten worden, en of een externe operatie nodig is.

Ho groter de boorgaten, des te lastiger. Bovendien kan vlakheid van 0,05mm, of parallelisme van 0,05mm, uitdagend zijn op grotere of dunwandige onderdelen. Oplossingen omvatten verschillende vlakfrezen, platen, en verschillende manieren van spannen van het onderdeel.

5. Montage

Onderdeelcomplexiteit en het aantal en typen componenten die gemonteerd moeten worden, bepalen hoe een montagefixtuur ontworpen wordt. Operator-vriendelijke montagefixturen worden ontwikkeld zodat alle benodigde componenten gemonteerd worden, zodat alle montages met complete componenten verzonden worden.

Luchtcylinders, sensoren, drukschakelaars, etc., helpen ervoor te zorgen dat geen componenten gemist worden. Met de nieuwste technologie voorkomen de montagefixturen menselijke fouten door sequentiële foutcontrole. Sommige stations zijn slim genoeg om te weten dat componenten in volgorde worden opgepakt en geïnstalleerd. De apparatuur voorkomt dat de werknemer een stap mist.

Een andere werkplaats monteerde een 82,55mm diameter staalbus in een aluminiumonderdeel (perspas van 0,18mm) wat de zijden van het aluminium beschadigde en lekkagepaden creëerde. Onze innovatieve oplossing van de bus inpersen met warmte elimineerde de lekkagepaden en vervulde onze klant met superieure kwaliteit.

6. Druktesten

De vorm van een onderdeel kan het complex maken. Bij het spannen van een onderdeel voor een druktest, moeten kritieke kenmerken — geboorde gaten, gefreesde vlakke oppervlakken, dunne wanden — onder de loep genomen worden om vervorming te voorkomen. Als het te testen onderdeel groot en zwaar genoeg is om een kraan voor tillen te vereisen, moeten alle hanteringsstappen nauwkeurig gepland worden.

Een watertest is een standaard druktestmethode waarbij de operator observeert op luchtlekken om te bepalen of een onderdeel slaagt.

Luchtaftaptesten met een programmeerbaar testinstrument worden gebruikt voor grote hoeveelheden en geven een go/no-go indicatie. De testinstrument en computer van deze fixtuur kosten vaak meer dan watertesten, maar ze elimineren de potentiële menselijke fout.

De beschrijving van "complex" mag open voor interpretatie lijken. Toch zijn de zes manieren die we net bespraken de enige echte uitleg van "complexe" CNC-bewerkte onderdelen. Deze vereisen een high-end werkplaats die zwaar geïnvesteerd is in hoogopgeleide CNC-operators en apparatuur, inclusief robots.

Stecker trotsert zich op het aanpakken van complexe projecten die andere werkplaatsen weigeren te proberen. Wil u mini-case studies zien die dit bewijzen? Klik op de afbeelding hieronder om uw exemplaar van onze "tough project" bron genaamd "In a Bind?" te krijgen.

Over de auteur

Jim is een spandoorontwerpguru, die met klanten vooraf werkt aan tekeningreviews en design for manufacturing. Hij ondersteunt de vloer, inclusief het leiden van zijn "geavanceerde operator training." Naarmate Jim aftapt naar 4 dagen per week (op weg naar pensioen), traint hij zijn opvolger in spandoorontwerp. Jim studeerde 5 jaar aan Lakeshore Technical College (Industrial Machine Tool Technology / Machinist) terwijl hij werkte en een gezin opbouwde. Vroeg in zijn carrière programmeerde hij frees- en draaibanken, met 2-3 CNC-programma's per dag en in totaal meer dan 2.500. In zijn carrière heeft hij meer dan 2.500 spandoors ontworpen.