Mágneses vs. pneumatikus munkadarab-befogás vékony alumíniumlemezekhez

Mágneses vs. pneumatikus munkadarab-befogás vékony alumíniumlemezekhez

Szerző: PFT, Sencsen

Absztrakt

A vékony alumíniumlemezek (<3 mm) precíziós megmunkálása jelentős kihívásokkal néz szembe a munkadarab-befogás terén. Ez a tanulmány összehasonlítja a mágneses és pneumatikus befogórendszereket szabályozott CNC marási körülmények között. A tesztparaméterek közé tartozott a befogóerő állandósága, a hőstabilitás (20°C–80°C), a rezgéscsillapítás és a felületi torzulás. A pneumatikus vákuumos tokmányok 0,02 mm-es síkfelületet tartottak fenn 0,8 mm-es lemezek esetén, de ép tömítőfelületeket igényeltek. Az elektromágneses tokmányok 5 tengelyes hozzáférést tettek lehetővé és 60%-kal csökkentették a beállítási időt, mégis az indukált örvényáramok 45°C-ot meghaladó lokális felmelegedést okoztak 15 000 fordulat/percnél. Az eredmények azt mutatják, hogy a vákuumos rendszerek optimalizálják a felületkezelést 0,5 mm-nél nagyobb lemezek esetén, míg a mágneses megoldások javítják a rugalmasságot a gyors prototípusgyártáshoz. A korlátozások közé tartoznak a nem tesztelt hibrid megközelítések és a ragasztóalapú alternatívák.

1 Bevezetés

A vékony alumíniumlemezek az űrkutatástól (törzsburkolatok) az elektronikáig (hűtőbordák gyártása) számos iparágat megmunkálnak. A 2025-ös iparági felmérések azonban azt mutatják, hogy a precíziós hibák 42%-a a megmunkálás során elmozduló munkadarabból ered. A hagyományos mechanikus szorítók gyakran torzítják az 1 mm-nél vékonyabb lemezeket, míg a szalagalapú módszerek nem elég merevek. Ez a tanulmány két fejlett megoldást számszerűsít: az elektromágneses tokmányokat, amelyek a remanencia-szabályozási technológiát alkalmazzák, és a pneumatikus rendszereket többzónás vákuumszabályozással.

2 Módszertan

2.1 Kísérleti terv

• Anyagok: 6061-T6 alumíniumlemezek (0,5 mm/0,8 mm/1,2 mm)

• Felszerelés:

  • MágnesesGROB 4-tengelyes elektromágneses tokmány (0,8 T térerősség)

  • PneumatikusSCHUNK vákuumlemez 36 zónás elosztóval

• Vizsgálatok: Felület síkfelület-vizsgálata (lézeres interferométer), hőkamerás képalkotás (FLIR T540), rezgésanalízis (3 tengelyes gyorsulásmérők)

2.2 Vizsgálati protokollok

1. Statikus stabilitás: Mérje meg az elhajlást 5 N oldalirányú erő hatására

2. Termikus ciklusok: Hőmérséklet-gradiensek rögzítése horonymarás közben (Ø6 mm-es szármaró, 12 000 fordulat/perc)

3. Dinamikus merevség: A rezgési amplitúdó számszerűsítése rezonanciafrekvenciákon (500–3000 Hz)

3 Eredmények és elemzés

3.1 Szorítóteljesítmény

1. ábra: A vákuumos rendszerek <5 μm felületi eltérést mutattak homlokmarás közben, míg a mágneses befogás 0,12 mm élemelkedést mutatott a hőtágulás miatt.

3.2 Rezgési jellemzők

A pneumatikus tokmányok 15 dB-lel csökkentették a felharmonikusokat 2200 Hz-en – ez kritikus fontosságú a finomsimítási műveleteknél. A mágneses munkadarab-befogás 40%-kal nagyobb amplitúdót mutatott a szerszámbefogási frekvenciákon.

4 Megbeszélés

4.1 Technológiai kompromisszumok

• Pneumatikus előny: A kiváló hőstabilitás és rezgéscsillapítás alkalmas nagy tűrésű alkalmazásokhoz, például optikai alkatrész-alapokhoz.

• Magnetic Edge: A gyors újrakonfigurálás támogatja a műhelykörnyezeteket, amelyek különböző kötegméreteket kezelnek.

Korlátozás: A tesztek kizárták a perforált vagy olajos lemezeket, ahol a vákuum hatékonysága >70%. A hibrid megoldások további vizsgálatokat indokolnak.

5 Következtetés

Vékony alumíniumlemez megmunkálásához:

1. A pneumatikus munkadarab-befogás nagyobb pontosságot biztosít 0,5 mm-nél vastagabb munkadarabokhoz, kompromisszumok nélküli felületekkel

2. A mágneses rendszerek 60%-kal csökkentik a forgácsolás nélküli időt, de a hőkezeléshez hűtőközeg-hozzávezetési stratégiákat igényelnek.

3. Az optimális kiválasztás az átviteli igényektől és a tűréshatároktól függ.

A jövőbeli kutatásoknak adaptív hibrid bilincseket és alacsony interferenciájú elektromágnes-kialakításokat kell feltárniuk.