Las piezas de carcasa grandes y de paredes delgadas se deforman con facilidad durante el mecanizado. En este artículo, presentaremos el caso de un disipador de calor en piezas grandes y de paredes delgadas para analizar los problemas del proceso de mecanizado convencional. Además, ofrecemos una solución optimizada para el proceso y la fijación. ¡Comencemos!
El estuche se trata de una carcasa fabricada en material AL6061-T6. Aquí se muestran sus dimensiones exactas.
Dimensiones totales: 455 x 261,5 x 12,5 mm
Espesor de la pared de soporte: 2,5 mm
Espesor del disipador de calor: 1,5 mm
Espaciado del disipador de calor: 4,5 mm
Práctica y desafíos en diferentes rutas de proceso
Durante el mecanizado CNC, estas estructuras de paredes delgadas suelen causar diversos problemas, como deformación y alabeo. Para solucionarlos, ofrecemos diversas opciones de proceso. Sin embargo, cada proceso presenta algunos problemas específicos. A continuación, se detallan los detalles.
Ruta de proceso 1
En el proceso 1, comenzamos mecanizando el reverso (lado interior) de la pieza y luego rellenamos las zonas huecas con yeso. A continuación, utilizando el reverso como referencia, fijamos el lado de referencia con pegamento y cinta adhesiva de doble cara para mecanizar el lado frontal.
Sin embargo, este método presenta algunos problemas. Debido a la gran área de relleno en el reverso, el pegamento y la cinta adhesiva de doble cara no sujetan suficientemente la pieza. Esto provoca deformaciones en el centro de la pieza y una mayor pérdida de material durante el proceso (sobrecorte). Además, la falta de estabilidad de la pieza también reduce la eficiencia del procesamiento y reduce el patrón de corte superficial.
Ruta de proceso 2
En el proceso 2, cambiamos el orden de mecanizado. Empezamos por la parte inferior (la cara donde se disipa el calor) y luego usamos el yeso para rellenar la zona hueca. A continuación, usando la parte frontal como referencia, usamos pegamento y cinta adhesiva de doble cara para fijar la parte de referencia y así poder trabajar en el reverso.
Sin embargo, el problema con este proceso es similar al de la ruta 1, salvo que se traslada al reverso (lado interior). De nuevo, cuando el reverso presenta una gran área de relleno, el uso de pegamento y cinta adhesiva de doble cara no proporciona una buena estabilidad a la pieza, lo que provoca deformaciones.
Ruta de proceso 3
En el proceso 3, consideramos utilizar la secuencia de mecanizado del proceso 1 o del proceso 2. Luego, en el segundo proceso de fijación, utilizamos una placa de prensa para sujetar la pieza de trabajo presionando hacia abajo en el perímetro.
Sin embargo, debido a la gran área del producto, la platina solo puede cubrir el área perimetral y no puede fijar completamente el área central de la pieza de trabajo.
Por un lado, esto provoca que la zona central de la pieza aún se vea afectada por la deformación, lo que a su vez provoca un sobrecorte en dicha zona. Por otro lado, este método de mecanizado debilitará demasiado las piezas de carcasa CNC de paredes delgadas.
Ruta de proceso 4
En el proceso 4, mecanizamos primero el lado inverso (lado interior) y luego usamos un mandril de vacío para sujetar el plano inverso mecanizado para trabajar el lado frontal.
Sin embargo, en el caso de la pieza de pared delgada, existen estructuras cóncavas y convexas en el reverso de la pieza que debemos evitar al usar la succión al vacío. Esto crea un nuevo problema: las áreas evitadas pierden su potencia de succión, especialmente en las cuatro esquinas de la circunferencia del perfil más grande.
Dado que estas áreas no absorbidas corresponden a la cara frontal (la superficie mecanizada en este punto), la herramienta de corte podría rebotar, generando un patrón de vibración. Por lo tanto, este método puede afectar negativamente la calidad del mecanizado y el acabado superficial.
Solución optimizada de ruta de proceso y fijación
Para resolver los problemas mencionados anteriormente, proponemos las siguientes soluciones optimizadas de proceso y fijación.
Premecanizado de orificios pasantes para tornillos
En primer lugar, mejoramos la ruta del proceso. Con la nueva solución, procesamos primero el reverso (lado interior) y premecanizamos el orificio pasante del tornillo en algunas zonas que posteriormente se ahuecarán. El objetivo es proporcionar un mejor método de fijación y posicionamiento en los pasos de mecanizado posteriores.
Encierra en un círculo el área a mecanizar
A continuación, utilizamos los planos mecanizados del reverso (lado interior) como referencia de mecanizado. Simultáneamente, fijamos la pieza de trabajo pasando el tornillo por el orificio del proceso anterior y fijándolo a la placa de fijación. A continuación, marcamos con un círculo la zona de fijación del tornillo como área a mecanizar.
Mecanizado secuencial con platina
Durante el proceso de mecanizado, primero procesamos las áreas que no son la que se va a mecanizar. Una vez mecanizadas, colocamos la platina sobre ellas (es necesario cubrirla con pegamento para evitar que se aplaste la superficie mecanizada). A continuación, retiramos los tornillos utilizados en el paso 2 y continuamos mecanizando las áreas a mecanizar hasta que el producto esté completamente terminado.
Con este proceso optimizado y la solución de fijación, podemos sujetar mejor la pieza de carcasa CNC de paredes delgadas y evitar problemas como deformaciones, distorsiones y sobrecortes. Los tornillos montados permiten que la placa de fijación se fije firmemente a la pieza, proporcionando un posicionamiento y soporte fiables. Además, el uso de una placa de prensa para aplicar presión sobre el área mecanizada ayuda a mantener la pieza estable.
Análisis en profundidad: ¿Cómo evitar deformaciones y deformaciones?
Para mecanizar con éxito estructuras de gran tamaño y paredes delgadas, es necesario analizar los problemas específicos del proceso. Analicemos con más detalle cómo superar estos desafíos eficazmente.
Premecanizado del lado interior
En el primer paso de mecanizado (mecanizado de la cara interior), el material es una pieza sólida de alta resistencia. Por lo tanto, la pieza no sufre anomalías de mecanizado, como deformaciones y alabeos, durante este proceso. Esto garantiza estabilidad y precisión al mecanizar la primera abrazadera.
Utilice el método de bloqueo y presión
Para el segundo paso (mecanizado donde se ubica el disipador de calor), utilizamos un método de sujeción por bloqueo y presión. Esto garantiza una fuerza de sujeción alta y uniformemente distribuida sobre el plano de referencia. Esta sujeción proporciona estabilidad al producto y evita su deformación durante todo el proceso.
Solución alternativa: Sin estructura hueca
Sin embargo, a veces nos encontramos con situaciones en las que no es posible realizar un orificio pasante para un tornillo sin una estructura hueca. Aquí presentamos una solución alternativa.
Podemos prediseñar algunos pilares durante el mecanizado del reverso y luego roscarlos. Durante el siguiente proceso de mecanizado, hacemos pasar el tornillo por el reverso del útil y fijamos la pieza, para luego mecanizar el segundo plano (el lado donde se disipa el calor). De esta manera, podemos completar el segundo paso de mecanizado en una sola pasada sin tener que cambiar la placa a mitad de camino. Finalmente, añadimos un triple paso de sujeción y retiramos los pilares para completar el proceso.
En conclusión, al optimizar el proceso y la solución de fijación, podemos resolver con éxito el problema de la deformación de piezas de carcasa grandes y delgadas durante el mecanizado CNC. Esto no solo garantiza la calidad y la eficiencia del mecanizado, sino que también mejora la estabilidad y la calidad superficial del producto.