В мире инженерии и дизайна кронштейн часто является чрезмерно упрощенным механическим компонентом. Однако он играет жизненно важную роль, будучи обязанным удерживать, поддерживать и выравнивать ключевые компоненты сборки, как правило, испытывая значительные механические нагрузки, вибрацию и воздействие условий окружающей среды. Качество проектирования и изготовления кронштейна имеет решающее значение, поскольку от него зависят целостность, надежность и срок службы всей сборки. Это поднимает важный вопрос: Каковы методы изготовления кронштейнов?
Выбор способа изготовления не является чем-то, что можно решить универсальным методом. Он во многом зависит от материала, сложности, объемов, бюджета и требуемой точности. В этой статье мы обсудим наиболее распространенные методы изготовления кронштейнов, с особым вниманием к обработке кронштейнов на станках с ЧПУ — процессу, который определяет золотой стандарт с точки зрения универсальности и точности, и является ключевой компетенцией здесь, в Falcon CNC Swiss.
Существует несколько способов, с помощью которых сырье может быть превращено в функциональные кронштейны. Они, как правило, делятся на три области: субтрактивные, формовочные и аддитивные.
Субтрактивные методы изготовления: Материал удаляется из цельного блока, оставляя готовую деталь. (Обработка на станках с ЧПУ)
Формовочные методы изготовления: Материал формуется в требуемую форму с использованием усилий, тепла или штампов. (Металлообработка, литье под давлением)
Аддитивные методы изготовления: Материал наращивается слой за слоем, пока деталь не будет сформирована. (3D-печать)
Мы рассмотрим каждый метод по очереди.
Эта техника является наиболее распространенным методом изготовления кронштейнов в больших объемах, особенно для кронштейнов в блоках бытовой электроники, корпусах и автомобильных применениях.
Метод изготовления:- Это включает резку, гибку и сборку тонкого листового металла. Основные процессы включают следующее:
- Лазерная резка:- Использование мощного лазера для вырезания сложных и детализированных 2D-форм из листового металла.
- Пробивка/Штамповка:- Может использоваться штамп для пробивки отверстий и/или форм в листовом металле.
- Гибка:- Используется листогибочный пресс для сгибания листа металла, который был вырезан в двумерную форму, в окончательную 3D-конфигурацию.
Преимущества:- Этот процесс является самым дешевым методом производства кронштейнов в больших объемах; после изготовления оснастки достигаются высокие скорости производства; соотношение прочности к весу может быть отличным для тонких стенок.
Недостатки:- Толщина стенки ограничена равномерной толщиной; геометрическая сложность ограничена формами, которые можно обработать гибкой; для сборки может потребоваться сварка, что может вызвать напряжения в компоненте.
Литье — это формирование полости желаемой формы, в которую заливается расплавленный металл.
Процесс: Распространенными методами литья являются литье под давлением (для цветных металлов, таких как алюминий и цинк) и литье по выплавляемым моделям (для более сложных геометрий из стали и титана).
Плюсы: Хорошо подходит для получения большинства сложных сплошных геометрий, которые трудно обрабатывать механически; высокие темпы производства при литье под давлением; практически отсутствуют отходы материала.
Минусы: Прочность и качество поверхности не такие высокие, как при механической обработке; может быть проблемой пористость; стоимость необходимого оборудования (пресс-форм) чрезмерна; более низкая точность размеров, что обычно требует вторичной механической обработки для критических элементов.
Хотя это революционно для прототипирования и для очень сложных деталей малого объема, это не так полезно для структурных кронштейнов.
Процесс: МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ 3D-печать (DMLS, SLM) используется для создания кронштейнов из слоев металлического порошка.
Плюсы: Беспрецедентная свобода дизайна; может использоваться для создания внутренних каналов, а также органических форм, невозможных при любом другом методе; отсутствуют затраты на оснастку; отлично подходит для быстрого прототипирования.
Минусы: Обычно меньшая механическая прочность и усталостная прочность по сравнению с коваными и обработанными деталями. Кроме того, более высокая цена за штуку, более низкая скорость построения, обычно требуется финишная обработка поверхности.
Теперь давайте подробно опишем метод, который является специальностью Falcon CNC Swiss — обработка с числовым программным управлением (ЧПУ), субтрактивный процесс, при котором программируемое программное обеспечение на компьютере используется для перемещения заводских инструментов и оборудования.
Почему обработка на станках с ЧПУ является лучшим методом для высоконагруженных кронштейнов.
Хотя все эти методы имеют свои области применения, когда требуется достижение наивысших уровней точности, прочности и надежности, используется прецизионная обработка кронштейнов на станках с ЧПУ.
Процесс обработки кронштейнов на станках с ЧПУ:
Проектирование и программирование: Создается трехмерная модель (CAD), которая затем преобразуется в инструкции для использования станка (CAM) на станке с ЧПУ.
Материал: Выбирается цельный блок материала (заготовка) из алюминия, нержавеющей стали, титана или конструкционных пластиков.
Обработка: Станок с ЧПУ (фрезерный, токарный или токарный станок швейцарского типа) использует различные режущие инструменты для удаления материала, точно следуя цифровой форме, с которой они были запрограммированы.
Финишная обработка: Детали подвергаются зачистке заусенцев и могут получить вторичную обработку поверхности, такую как анодирование, нанесение покрытий и покраска.
Непревзойденная точность и допуски: Обработка на станках с ЧПУ может выдерживать такие жесткие допуски (± 0,0005 дюйма или лучше), что обеспечивает идеальную посадку и выравнивание в конечной сборке. Это жизненно важно в авиационных, медицинских и оптических кронштейнах.
Прочность и целостность материала: Детали, обработанные на станках с ЧПУ, изготавливаются из цельного куска кованого материала, в отличие от литья или 3D-печати (однородная структура зерна), что устраняет опасность пористости, обеспечивая, при необходимости, большую прочность, более длительную долговечность, устойчивость к усталости и т.д.
Исключительная гибкость дизайна: Оборудование с ЧПУ имеет возможность бесконечной сложности геометрии с высокой сложностью элементов. Также могут быть легко созданы глубокие резьбы и острые углы, которые трудно или невозможно получить при изготовлении или литье. Это позволяет инженеру проектировать для наилучшей необходимой функции, а не для технологичности. Кроме того, достигается очень хорошее качество поверхности. Детали выходят из станка с чрезвычайно хорошей отделкой, что почти полностью исключает вторичную финишную обработку поверхности.
Быстрое прототипирование и производство: Хотя оснастка не требуется, современные установки с ЧПУ позволяют быстро перейти от концепции к готовой детали, что делает их подходящими как для единичных прототипов, так и для производственных серий среднего и большого объема.
| Характеристика | Обработка на станках с ЧПУ | Листовой металл | Литье |
|---|---|---|---|
| Точность | Отлично | Хорошо | Удовлетворительно |
| Прочность | Отлично | Хорошо |
Сопутствующие услуги точной механической обработки
Больше новостей о точной механической обработке
|
Английский 
日本語 
한국어 
français 
Deutsch 
Español 
русский 
العربية 
