CNC-Bearbeitungsdienst für Aluminiumteile
Für dieses CNC-Bearbeitungsservice für Aluminiumteile-Projekt, wir haben 180 Sensorgehäuse aus Aluminium 6061-T6 mit 168 × 94 × 42 mm gefertigt, mit 1,8 mm langen Wandabschnitten, ±0.02 mm kritische Toleranzen, und 15 μm klare Eloxierung. Wir haben 5-Achsen-Fräsen verwendet, Vakuumfixierung, In-Process Sonde, CMM-Inspektion, und Perlenstrahlen. Die Charge wurde innerhalb von 9 Arbeitstagen verschickt, erreichte eine First-Pass-Rate von 98,3 %, und erreichte 100 % die endgültige Lieferung.
Einleitung
Dieser CNC-Bearbeitungsservice für Aluminiumteile begann mit einer strengen Deadline von 12 Arbeitstagen und einem bereits im Kunststoff versagten Gehäuse. Der erste ABS-Prototyp des Kunden verzog sich bei 65 °C um 0,18 mm, und die Dichtungsrille verlor nach 3 thermischen Zyklen die Dichtungskompression.
Wir wurden gebeten, diesen Prototyp für ein deutsches Lagerautomatisierungsprogramm durch 180 produktionsähnliche Aluminiumgehäuse zu ersetzen. Weil das Bauteil schnell von der Test- zur Brückenproduktion wechseln musste, Wir haben den Workflow um GDs herum aufgebaut CNC-Bearbeitungsdienstleistungen, Die verfügbaren Materialien, und die eigene Marke Fallstudien zur CNC-Bearbeitung.
Projektübersicht
Der Kunde war ein europäischer Hersteller von Automatisierungsgeräten, der LiDAR-Sensormodule für autonome mobile Roboter baute. Jedes Gehäuse musste eine 48V-Steuerplatine schützen, Halte einen Objektivbajonett innerhalb von ±0.02 mm, und halte das Gesamtgewicht unter 200 g für eine 14-stündige Batterieschicht.
Wir haben uns für Aluminium 6061-T6 entschieden, weil das Gehäuse eine gute Balance der Machbarkeit benötigte, Korrosionsbeständigkeit, Gewindestärke, und stabile Eloxierung. Der letzte Teil 186 g, Verwendete eine 68 mm tiefe Innentasche, und enthielt 24 gewindete Merkmale, 1 Dichtungsrille, und 2 Bezugsbohrungen.
Die Aufgabe lag zwischen Prototyp und Produktion, Kein vollständiges Massenvolumen. Das machte es zu einer hervorragenden Passform für die Art von Brückenarbeit, die auf den Decken gezeigt wird CNC-gefräste Aluminiumteile und CNC-gefrästes eloxiertes Aluminium Seiten.
Technische Spezifikationen
| Artikel | Spezifikation |
|---|---|
| Material | Aluminium 6061-T6 |
| Teilname | LiDAR-Sensorgehäuse |
| Abmessungen | 168 × 94 × 42 mm |
| Wandstärke | Mindestens 1,8 mm |
| Tiefe Höhlung | 68 mm |
| Kritische Toleranzen | ±0.02 mm auf Begrenzungsbohrungen und Linsensitz |
| Allgemeine Toleranzen | ±0.05 mm |
| Flachheit | 0.03 mm auf der Dichtungsfläche |
| Oberflächenfinish | Perlenstrahl klar eloxiert, 15 μm |
| Oberflächenrauheit | Ra 1,6 μm extern, Ra 3,2 μm interne Tasche |
| Menge | 180 Stücke |
| Vorlaufzeit | 9 Arbeitstage |
| Prozess | 5-Achs-CNC-Fräsen, Bohrung, klopfend, Entgraten, Perlstrahlen, eloxierend |
Bearbeitungsprozess für diesen CNC-Bearbeitungsservice für Aluminiumteile
Wir haben mit 172 × 98 × 46 mm 6061-T6 Säge-Schnittrohlingen begonnen und das CAM-Programm in Fusion 360 mit 3 Setups aufgebaut. Die Freigabe für das Schruppmaterial betrug 0,35 mm an den Wänden und 0,20 mm an Dichtflächen, um die Bewegung vor der endgültigen Fertigstellung zu kontrollieren.
Für Op 1, wir haben das Außenprofil und die oberen Merkmale eines Haas VF-2SS mit einem 12-mm-Hartmetall-Schneidfräser bei 12 mm grob bearbeitet,000 U/min und 2,8 mm axiale Stepdown. Wir haben 10 Vorbohrlöcher gebohrt, Die Dichtungsrille wurde auf 1,25 mm Tiefe gefräst, und ließ den Objektivsitz um 0,15 mm überdimensioniert.
Für Op 2, wir haben das Teil auf eine DMG Mori DMU 50 5-Achsen-Maschine für den 68-mm-Kavity umgestellt, Seitenanschlüsse, und Begrenzungsbohrungen. Für die tiefe Tasche haben wir ein 6-mm-Langhalswerkzeug verwendet, Ein 3-mm-Fräser für die Eckreinigung, und Spindelprobing vor jedem kritischen Enddurchgang.
Für Op 3, Wir haben Entgratung durchgeführt, Perlstrahlen, und klare Elodierung mit einer Nennstärke von 15 μm. Der Finishweg folgte derselben Logik, wie in den aluminiumfokussierten Beispielen von GD, Vor allem die CNC-gefrästes eloxiertes Aluminium Arbeit, wobei sowohl Aluminiumpräzision als auch das Aussehen nach dem Finish zählen.
Herausforderungen und Lösungen
1. Dünnwanddeformation bei 1,8 mm
Unser erster Versuch ist gescheitert. Wir haben das Blank in einem Standard-Schraubstock geklemmt, Die 68-mm-Höhle wurde zu früh bearbeitet, und eine gemessene Wandwölbung von 0,12 mm auf der langen Seite. Die Dichtungsfläche ist ebenfalls von 0 abgedriftet.03-mm-Ziel bis 0,16 mm.
Wir haben es behoben, indem wir drei Dinge geändert haben. Erste, Wir haben beim Vorschruppen 0,35 mm Material auf dünnen Wänden gelassen. Sekunde, Wir sind auf maßgefertigte weiche Kiefer sowie Vakuumstütze unter dem Hohlraum umgestiegen. Dritte, Wir teilen das Finish in das Halbfinale auf, 6 Stunden Ruhe, und abschließende Skim-Durchgänge von 0,15 mm Radialeinsatz. Die nächsten 5 Proben blieben innerhalb von 0.028-mm-Wandbewegung.
2. Tiefes Kavity-Rattern bei 68 mm Tiefe
Der erste Langstrecken-Werkzeugweg hinterließ sichtbare Klapperlinien und eine Innenfläche von Ra 3,4 μm. An einer Ecke, Die Werkzeugablenkung schob den Radius um 0 nach außen.06 mm, was für den internen Abstandsabstand der Leiterplatte zu groß war.
Wir verkürzten den Werkzeugausstrich von 72 mm auf 58 mm, indem wir das Teil auf der 5-Achsen-Trunnion drehten und die Wand in einem besseren Winkel angriffen. Wir sind außerdem von einem Schlitzpfad auf trochoidale Roughing mit 8 % radialem Engagement umgestiegen. Das Stimmengewirr wurde abgebrochen, brachte den Eckfehler auf 0.012 mm, und verbesserte die Innenbeschichtung auf Ra 2,1 μm.
3. Enge Löcherposition über eine lange Bezugskette
Das Deckelschraubenmuster musste die wahre Position innerhalb von 0 halten.03 mm über eine Spannweite von 142 mm. In unserem ersten 2-Setup-Test, Die gegenüberliegenden Ecklöcher drifteten um 0.07 mm, weil der zweite Aufbau zu viel Referenzfehler gestapelt hat.
Das haben wir gelöst, indem wir alle kritischen Löcher in eine 5-Achsen-Anordnung verlegt und vor dem endgültigen Bohren und Gezapfen maschinelle Proben an zwei Begrenzungsbohrungen angewendet haben. Nach dieser Veränderung, Der durchschnittliche Positionsfehler über 12 geprüfte Gehäuse betrug 0.014 mm.
Qualitätskontrolle
Wir überprüften Erstartikelteile auf einem Zeiss-CMM mit 18 gemessenen Merkmalen, einschließlich der 2 Begrenzungsbohrungen, Durchmesser des Linsensitzes, Dichtflächenflachheit, und die wahre Position des Lochmusters. Wir haben auch Gewinde-Gauges für 24 Gewinde-Merkmale verwendet, ein Mitutoyo-Oberflächentester für Ra-Prüfungen, und ein Wirbelstrommessgerät zur Bestätigung der Anodisierungsdicke zwischen 13 μm und 17 μm.
Für die Zeichensteuerung, Wir haben ±0 benutzt.05 mm als allgemeine Bearbeitungsbasis und nur die funktionalen Merkmale auf ±0 angespannt.02 mm oder 0.03 mm Flachheit. Das entspricht der gängigen Verwendung von ISO 2768-1 als Rahmen für allgemeine lineare und winkelige Toleranzen, wenn nicht jede Dimension individuell toleriert ist.
Befund
Wir haben die ersten 30 Gehäuse in 7 Arbeitstagen verschickt und die komplette 180-teilige Charge in 9 Werktagen. Der Kunde hatte 12 Arbeitstage beantragt, Also waren wir drei Tage früher fertig.
Hier sind die wichtigsten Zahlen:
- Erstdurchlauf-Bearbeitungsausbeute: 98,3 % oder 177 von 180 Teilen
- Endgültige Versandannahme: 100%
- Durchschnittliche CMM-Abweichung an kritischen Bohrungen: 0.011 mm
- Durchschnitt der Dichtungsfläche: 0.021 mm
- Gehäusegewicht: 186 g, unterhalb des 200-g-Ziels
- Montagezeit auf Kundenseite: 22 % schneller als der Kunststoffprototyp
- Thermisches Testergebnis: die interne Elektronik lief um 6,8 °C kühler als die ABS-Gehäuseversion
Der Kunde genehmigte eine zweite Brückenbestellung über 420 PC, nachdem die erste Charge eine Vibrationsprüfung bei 20 g und eine 96-stündige Salzspray-Überprüfung der eloxierten Oberfläche bestanden hatte.
Warum für diese Aluminiumteile CNC-Bearbeitung eingesetzt wurde
Wir haben CNC statt Druckguss verwendet, weil das Volumen nur 180 Stück betrug und das Design noch in Bewegung war. Eine Druckgussstrecke würde wahrscheinlich Werkzeuge erfordern, Zusätzliche Genehmigungszeit, und mindestens 4 bis 6 Wochen vor den ersten Artikeln. CNC lässt uns Drehzahl A schneiden, Überarbeite den Kabelanschluss nach Teil 24, und Schiffsdrehzahl B ohne neue Werkzeuge.
Wir schlossen auch den Polymer-3D-Druck aus, da die frühere ABS-Probe bereits um 0,18 mm bei 65 °C verformt war, und die Schraubenbosse wurden nach wiederholtem Dienstzugriff zerlegt. Aluminium 6061-T6 hat uns eine bessere Gewindelebensdauer verschafft, Sauberere Dichtungsflächen, und ein deutlich besseres thermisches Verhalten.
Auch die Materialwahl spielte eine Rolle. Die Aluminum Association beschreibt 6xxx-Legierungen als wärmebehandelbar, Formbar, schweißbar, und korrosionsbeständig, 6061 gilt als die am weitesten verbreitete Legierung dieser Familie. Das machte 6061-T6 zur richtigen Balance für ein leichtes Gehäuse, das weiterhin stabile Bearbeitung und Eloxierung benötigte.
FAQ: CNC-Bearbeitungsdienst für Aluminiumteile
Für die meisten Gehäuse und Halterungen, Wir beginnen mit 6061-T6. Das sorgt für eine gute Mischung aus Stärke, Korrosionsbeständigkeit, Kosten, und Bearbeitbarkeit. Für diese 168 × 94 × 42 mm Gehäuse, 6061-T6 bot außerdem stabile Gewinde und saubere Eloxierung nach dem Perlstrahlen.
Für Standardfunktionen, Wir planen normalerweise etwa ±0.05 mm. Für kritische Bohrungen, Siegelland, und Paarungsmerkmale, Wir können das auf ±0 festziehen.02 mm oder sogar niedriger mit besserer Befestigung, Sonde, und CMM-Validierung. In diesem Fall, Unsere gemessene Bohrungsabweichung lag im Durchschnitt bei 0.011 mm.
Ja, Aber die Mauerstrategie ist wichtig. Bei diesem Auftrag, die 1,8-mm-Wand bog sich beim ersten Versuch um 0,12 mm. Das haben wir mit der Lagerzulage festgelegt, Vakuumstütze, und inszenierte Fertigstellung, dann die Bewegung unter 0 gehalten.028 mm im genehmigten Verfahren.
Das hängt von der Nutzung ab. Für dieses Robotergehäuse, Wir haben Perlenstrahlen plus 15 μm klare Eloxierung verwendet, weil dies die Korrosionsbeständigkeit verbessert hat, hat einen einheitlichen, matten Look, und geschützte Fahrflächen. Wenn das Aussehen wichtiger ist, Farbeloxizierung oder Polieren kann ebenfalls gut funktionieren.
Wähle CNC, wenn du 1 bis 500 Teile brauchst, wenn du 1 bis 500 Teile brauchst, Schnelle Designänderungen, Keine Werkzeugkosten, oder eine strengere Funktionskontrolle bei frühen Chargen. Für diese 180-teilige Brücke bestellte sie, CNC war besser als Gießen, weil wir in 9 Arbeitstagen geliefert und die Öffnungsgeometrie mitten im Durchlauf ohne neue Werkzeuge aktualisiert haben.
Fazit CTA
Dieses Projekt zeigt, was ein echter CNC-Bearbeitungsservice für Aluminiumteile leisten sollte: Halt ±0.02 mm, wo es zählt, Löse die Verformung, bevor sie in die Produktion kommt, und Kleinvolumen-Teile schnell genug für ein Live-Programm zu liefern. Wir haben in 9 Arbeitstagen 180 eloxierte 6061-T6-Gehäuse bearbeitet, verbesserte thermische Leistung um 6,8 °C, und gab dem Kunden eine Bridge-Charge, die sich wie Produktionsteile verhielt.
Wenn du Aluminiumgehäuse baust, klammern, Deckt, oder individuelle funktionale Teile, Review-GDs Fallstudien zur CNC-Bearbeitung und dann kontaktieren Sie uns mit deiner Zeichnung, Menge, und Toleranzstack.
