Фрезеровані корпуси. Виготовлення корпусів реа. Технологія фрезерних робіт в залежності від виду фрезерування

Викликала багато питань та обговорень у коментарях, тому ми вирішили продовжити цю тему та сфокусуватися на створенні прототипів корпусів та механізмів для електроніки, щоб вам було простіше орієнтуватися у різних матеріалах та технологіях прототипування, які пропонують сучасні виробники.

Як завжди, приділимо увагу найактуальнішим питанням і дамо корисні поради, виходячи з нашої практики:

1. З яких матеріалів робиться прототип корпусу для електронних пристроїв?
2. Огляд сучасних технологій прототипу: що вибрати? Тут ми розглянемо різні 3D-принтери та порівняємо їх із технологією фрезерування на верстатах з ЧПУ.
3. Як вибрати виробника прототипу, які документи надати підряднику?

1. З чого робиться прототип корпусу для електронних пристроїв?

• Різні види пластику: ABS, PC, PA, PP і т.д. Для корпусів, що вимагають підвищеної удароміцності або стійкості до впливу агресивних середовищ, використовуються поліаміди та поліформальдегіди (PA, POM)
• Металів: алюміній, різні марки нержавіючої сталі, алюмінієво-магнієві сплави та ін.
• Скло
• Гума
• Деревина (різні породи) та інші екзотичні матеріали

При суміщенні одному корпусі різних типів матеріалів важливо отримати консультацію фахівців, вони допоможуть грамотно реалізувати місця стикування, забезпечать необхідні параметри герметичності, міцності, гнучкості, тобто. зіставлять бажання клієнта та дизайнера пристрою з реальними виробничими можливостями.

2. Огляд сучасних технологій прототипування: що вибрати?

Найпоширеніші на сьогодні технології прототипування – це фрезерування та вирощування (SLA, FDM, SLS).

Особливою популярністю користується вирощування прототипів у 3D-принтерах, ця модна технологія швидко розвивається і навіть нашаровується на масове виробництво. Сьогодні вирощують різні вироби, аж до металевих виробів і харчових продуктів, але все це має свої обмеження. Розглянемо ці технології докладніше, а наприкінці спробуємо вибрати оптимальний варіант для створення прототипу корпусу:

SLA (Stereo Lithography Apparatus)- технологія стереолітографії дозволяє «вирощувати» модель в рідкому фотополімері, який твердне під впливом ультрафіолетового лазера. Переваги: ​​висока точність та можливість створення великогабаритних моделей. Якісна поверхня SLA-прототипів легко піддається фінальній обробці (її можна шліфувати та фарбувати). Важливий недолік технології - крихкість моделі, SLA-прототипи не підходять для вкручування шурупів або перевірки корпусів на клямках.

SLS (Selective Laser Sintering)- технологія селективного лазерного спікання дозволяє створювати прототип за рахунок пошарового оплавлення порошку. Переваги: ​​висока точність та міцність, можливість отримати зразки із пластику та металів. SLS-прототипи дозволяють проводити складальні випробування корпусів з використанням шарнірів, клямок та складних вузлів. Недолік: складніша обробка поверхні.

FDM (Fused Deposition Modeling)- технологія пошарового вирощування полімерною ниткою. Переваги: ​​максимальне наближення отриманого зразка до заводської версії пристрою (до 80% міцності порівняно з литтям пластику). FDM-прототип можна випробовувати на функціональність, збирання та кліматику. Деталі такого корпусу піддаються склеюванню та ультразвуковому зварюванню, можна використовувати матеріали ABS+PC (АБС-пластик + полікарбонат). Недоліки: середня якість поверхні, складність при фінальній обробці.

Як видно, обмеження різних технологій вирощування не дозволяють точно відтворити та передати тактильні характеристики корпусу. На підставі прототипу не можна буде зробити висновки про реальний зовнішній вигляд пристрою без додаткової обробки. Зазвичай, при вирощуванні може використовуватися обмежена кількість матеріалів, найчастіше від одного до трьох типів пластику. Головна перевага цих методів - відносна дешевизна, але тут важливо врахувати, що додаткова обробка, яка потрібна для якісного зовнішнього вигляду виробу, перекриває цю перевагу. Більше того, на якість прототипу впливає і точність вирощування, яка є недостатньою для створення корпусів невеликого розміру. А після обробки та полірування поверхні стає ще нижче.

При цьому фрезерування на верстатах з числовим програмним керуванням(ЧПУ) дозволяє досягти точності виготовлення одного ладу з точністю масового виробництва. При цьому можна використовувати абсолютну більшість матеріалів, що використовуються при масовому виготовленні корпусів. Основний недолік фрезерування – висока трудомісткість та необхідність використання дорогого обладнання, що обумовлює високу вартість цієї технології. Хоча ці витрати цілком можна порівняти з вирощуванням корпусу, якщо враховувати тривалу і дорогу фінальну обробку поверхні.

3. Як вибрати виробника прототипу, які документи надати підряднику?

• Готові прототипи мають бути повнофункціональними, максимально наближеними до серійних виробів, щоб їх можна було використовувати для сертифікації, демонстрації інвестору, на виставках та презентаціях.
• Виробник повинен працювати з широким набором різних матеріалів та технологій, надавати консультації щодо їх вибору. Так ви зможете підібрати оптимальний варіант для конкретного проекту.
• Бажано, щоб підрядник мав базу перевірених виробників як у СНД, так і в Південно-Східній Азії, щоб ви отримали оцінку різних варіантів за термінами та вартістю виготовлення різних компонентів вашого пристрою. Так буде простіше вибрати оптимальний варіант.

Ми сподіваємося, що наші поради допоможуть вам створити власний

Корпуси для РЕА/НВЧУ, тепловідводи/радіатори для електроніки, як правило, містять дрібні елементи конструкції: різьби для кріплення друкованих плат, отвори під роз'єми, пази для укладання та фіксації герметизуючих прокладок і т.д. Універсальні обробні центри найчастіше не здатні швидко впоратися з фрезеруванням дрібних елементів радіоелектронних приладів через низьку швидкість обертання ріжучого інструменту, тому при оптимальній є високошвидкісна 3D фрезерування ЧПУ.

Високошвидкісна 3D фрезерування ЧПУ алюмінію — це сучасна область обробки металів, що динамічно розвивається, різанням. У цьому типі обробки «не працюють» класичні формули розрахунку сил різання, т.к. швидкість міжмолекулярного розриву металу значно відрізняється від швидкості поділу металу за стандартного «силового» фрезерування.

При високошвидкісному фрезеруванні алюмінію зростає значущість відведення тепла та стружки із зони різання, тому охолодження проводиться за допомогою технічного спирту, що подається в зону різання за допомогою стисненого повітря. Це дає додаткові переваги у відсутності необхідності промивання деталей після фрезерування - алюмінієві та мідні Корпуси для РЕА/СВЧУ, тепловідведення/радіатори для електроніки, що виходять буквально блискучими.

Також однією з незаперечних переваг високошвидкісного фрезерування є чистота поверхонь, що обробляються. Високошвидкісна 3D фрезерування ЧПУ дозволяє без операції шліфування отримувати необхідні параметри шорсткості та площинності тепловідвідних поверхонь Корпусів РЕА/СВЧУ та Тепловідводів/Радіаторів радіоелектронних пристроїв.

Для високошвидкісного фрезерування потрібне придбання спеціального дорогого твердосплавного інструменту. На жаль, «стандартні» фрези не підходять для цього виду обробки, і це значно звужує вибір ріжучого інструменту.

Перевагою перед «стандартним» фрезеруванням є також те, що «свердління» отворів під різні діаметри глухих або прохідних різьблень може вироблятися однією твердосплавною фрезою з високою швидкістю без необхідності зміни різального інструменту. Це значно скорочує час обробки, і як наслідок стає дешевшим.

Слюсарне нарізування різьблень у корпусах приладів для РЕА/НВЧУ найчастіше призводить до поломки мітчиків усередині вже майже готової деталі. Це підвищує вартість деталей для Покупця, т.к. Постачальнику доводиться закладати у вартість виготовлення партії додаткові витрати на технологічний запас. Також негативним фактором слюсарного нарізування різьблення в алюмінії, міді та пластиці є низька якість одержуваних різьблень: відсутність перпендикулярності до основної поверхні, «заминання» перших витків нарізних різьблень внаслідок необхідності неодноразового вкручування і вивертання мітчиків.

Високошвидкісна 3D фрезерування ЧПУ алюмінію дозволяє уникати цієї проблеми: фрезерування різьблення проводиться спеціальними твердосплавними фрезами, що рухаються спіральною траєкторією.

Ще однією серйозною проблемою при виготовленні «видових» корпусів РЕА/СВЧУ є ручна слюсарна обробка фасок, задирок та гострих кромок, т.к. вручну дуже складно досягти високої якості оброблюваних поверхонь алюмінієвих деталей.

Високошвидкісна 3D фрезерування ЧПУ алюмінію, міді та пластику дозволяє з високою швидкістю, точністю та якістю знімати фаски, задирки та гострі кромки спеціальними твердосплавними зенкерами. Такий вид фрезерної обробки значно збільшує споживчі якості продукції, що випускається, і знижує ризик відходу видових деталей у шлюб.

2. Технологія виготовлення корпусних деталей

Заготівлі корпусних деталей найчастіше відливають із чавуну та алюмінієвих сплавів, рідше зі сталі або інших ливарних сплавів.

Широко застосовується лиття у піщано-глинисті форми, кокіль, оболонкові форми, під тиском. Рідше - лиття за моделями, що виплавляються.

Як вихідні заготовки використовують поковки. Знаходить застосування та зварювання сталевих заготовок.

2.1. Технічні вимоги до корпусних деталей

При виготовленні корпусних деталей необхідно забезпечити:

1. Правильність форми

2. Малу шорсткість (мкм)

3. Точність взаємного розташування основних баз деталей.

Так, для привалочних площин допуск прямолінійності дорівнює 0,05...0,2 мм, шорсткість

2. Малу шорсткість

3. Правильність розташування отворів щодо основних баз деталей, тобто. точність координат осей отворів, паралельність та перпендикулярність осей базовим площинам і т.д.

4. Правильність розташування отворів один щодо одного (паралельність та перпендикулярність осей, міжосьові відстані тощо). Наприклад, допуски паралельності осей отворів та перпендикулярності торцевих поверхонь до осей отворів зазвичай становлять від 0,02 до 0,05 мм відповідно на 100 мм довжини або радіусу.

Вимоги до точності міжосьових відстаней встановлюються за стандартами та умовами забезпечення нормальної роботи зубчастих передач (зазвичай 7-8 ступеня точності).

Точність форми, розмірів і мала шорсткість отворів необхідні підвищення зносостійкості ущільнень і довговічності підшипників кочення, зменшення втрат на тертя, витоків рідини і газу.

2.2. Попередня обробка корпусів

Перед відправкою виливків та поковок у механічний цех видаляють облій, литники та прибутки. Для цього використовують обрізні преси, фрезерні, шліфувальні, стрічково-відрізні та інші верстати, зварювальні апарати, пневматичні молотки, зубила та інші засоби виробництва. Крім того, проводять очищення, термічну обробку, попереднє фарбування, ґрунтовку та контроль заготівлі.

При очищенні видаляють залишки пригорілої формувальної суміші і дрібні нерівності для того, щоб поліпшити зовнішній вигляд деталі, підвищити стійкість фарби, що наноситься, збільшити стійкість ріжучого інструменту при подальшій обробці.

Очищення проводиться сталевими щітками, голкофрезами, травленням сірчаною кислотою з подальшим промиванням, обдуванням дробом, водою з крупнозернистим керамзитом і содою.

Термічну обробку (низькотемпературний відпал виливків із сірого чавуну) виконують для зняття залишкової напруги та поліпшення оброблюваності виливків.

Забарвлення роблять пензлем, зануренням, пульверизатором або спеціальних установках. На передових підприємствах використовують фарбувальні роботи з ЧПУ. Забарвлення необроблюваних поверхонь виливків після старіння пов'язує залишки формувальної суміші та виключає надалі її потрапляння на поверхні тертя.

2.3. Базування заготовок корпусів

При виборі чорнових баз потрібно:

1. Забезпечити рівномірність припусків на обробку отворів

2. Уникнути торкання внутрішніх поверхонь корпусу та деталей великого діаметра (зубчастих коліс, маховиків, муфт).

Для цього часто на перших операціях заготовки базують по основному отвору або двом, можливо, більш віддаленим отворам, т.к. внутрішня порожнина корпусу і отвори, що отримуються в виливку, базуються за допомогою загального стрижня або пов'язаних один з одним стрижнів. Установка здійснюється:

1. У пристосуваннях із конусами (рис. 2.1.).

За допомогою кулачкових або плунжерних оправок, які закріплюються в отворах заготовки разом з нею, шийками, що виступають, встановлюються на призми та інші опорні пристосування.

Мал. 2.1. – Схема базування корпусу з конічних оправок

Мал. 2.2. – Схема базування корпусу з розтискної оправки

Наша компанія надає послуги в галузі фрезерування алюмінію та кольорових металів на замовлення будь-якої складності. Ми спеціалізуємося на виготовленні корпусів для РЕА, у тому числі герметичних та водонепроникних IP69 (для телекерованих безлюдних підводних апаратів).

Корпуси для радіоелектронної апаратури (РЕА) та контрольно-вимірювальних приладів та автоматики (КІПіА) широко використовуються у всіх галузях промисловості та народного господарства. Це пов'язано з тим, що електротехнічні та радіоелектронні прилади для нормального функціонування потребують захисту від механічних, фізичних та хімічних впливів. Необхідно відзначити також, що алюмінієві корпуси для РЕА і КВП і А є дуже міцними, тому вони ефективно оберігають обладнання, що знаходиться в них від випадкового пошкодження. Висока і довговічність таких корпусів, оскільки, оброблені відповідним чином, вони не схильні до атмосферної або хімічної корозії. Це дозволяє використовувати корпуси з алюмінію (алюмінієвих сплавів) у промисловості. Виготовлення корпусів із алюмінію є важливим сегментом діяльності нашої компанії. Абсолютно будь-яке сучасне виробництво не обходиться без корпусів для РЕА або КВП та А, виконаних на основі алюмінію та інших кольорових металів.

ПРИКЛАДИ НАШИХ РОБОТ З ФРЕЗЕРОВКИ

Фрезерна обробка металу є технологією отримання різних деталей різанням з використанням фрези - спеціального різального інструменту.

Фрезерна обробка виконується якісно та у зазначені терміни замовника. Компанія має новітнє спеціальне обладнання, яке дозволить виконати будь-які види фрезерних робіт. Ваше замовлення виконають висококваліфіковані фахівці завдяки майстерності яких можна виготовити необхідні металозаготівлі з мінімальними витратами матеріалу для замовника. Вони зможуть виконати обробку фасонних, циліндричних, торцевих та конічних поверхонь.

Фрезерна обробка металів, що виконується на фрезерних верстатах, дозволяє обробляти горизонтальні, вертикальні та похилі поверхні, а також фасонні поверхні та пази.

Фрезерні роботи, що є спеціалізацією нашої компанії, включають комплекс технологічних процесів з обробки металевих заготовок різанням. Фрезерні роботи здійснюються для обробки зовнішніх та внутрішніх поверхонь деталей з можливістю обробляти горизонтальні, вертикальні та похилі поверхні на фрезерних верстатах. Фрезерні роботи виконуються з певною швидкістю, подачею та глибиною різання, при цьому швидкість подачі обмежується теплостійкістю матеріалу фрези, а вибір глибини та подачі залежить від міцності різального інструменту. Залежно від роботи використовуються універсальні, горизонтальні, вертикальні, поздовжні, карусельні, барабанні та інші види фрезерних верстатів.

До найефективніших методів металообробки, крім токарних робіт, належить фрезерування. Метод фрезерування може застосовуватися для обробки незагартованих сталей, кольорових металів і сплавів, хоча в деяких випадках можлива обробка загартованих сталей. Особливістю фрезерування, що виконується з використанням багатолезового різального інструменту (фрези), є уривчастість різання кожним зубом інструменту. Фрезерування передбачає різання тільки на певній частині заготовки, з якою стикаються зубці фрези.

При фрезеруванні геометрія оброблюваної деталі безпосередньо залежить від форми інструменту, тому залежно від деталі, що обробляється, використовуються різні види фрез. Для отримання чистих поверхонь застосовується попутне фрезерування, а збільшення продуктивності - зустрічне фрезерування. Чорне фрезерування виконується з використанням фрез з великим кроком пластин і передбачає велику глибину різання, а при чистовій обробці зменшується як глибина, так і швидкість обробки.

Фрезерування з використанням багатолезових металорізальних інструментів є однією з найпоширеніших технологій металообробки. Фрезерування як технологічний процес обробки металу різанням здійснюється за допомогою фрез, що дозволяють виконувати горизонтальне, вертикальне та похило фрезерування поверхонь.

Ця технологія використовується для кінцевого, торцевого, периферійного та фасонного фрезерування деталей. Кінцева фрезерування використовується для канавок, підсічок і пазів (включаючи наскрізні пази), торцева фрезерування застосовується для обробки великих поверхонь, а фасонна фрезерування - для обробки профілів (наприклад, шестерень). Фрезерування, як і токарна обробка, виконується з різною швидкістю, подачею та глибиною різання з можливістю змінювати дані параметри для конкретних деталей.