Працэс вытворчасці радыятараў на станках з ЧПУ

Радыятар — гэта кампанент цеплавога кіравання, прызначаны для адводу цяпла ад электронных прылад у навакольнае асяроддзе. У радыятарах для электронікі цяпло перадаецца шляхам цеплаправоднасці ад крыніцы цяпла (напрыклад, працэсара або модуля харчавання) да асновы радыятара, а затым рассейваецца праз рэбры радыятара шляхам канвекцыі і выпраменьвання.

Разуменне таго, што такое радыятар, як ён працуе і як ён вырабляецца, мае важнае значэнне пры выбары такіх рашэнняў, як алюмініевыя радыятары, медныя радыятары, радыятары з вадкасным астуджэннем або радыятары, вырабленыя на заказ, для прамысловых і электронных прылад.

Сярод усіх метадаў вытворчасці радыятары, апрацаваныя на станках з ЧПУ, прапануюць найвышэйшую свабоду дызайну і дакладнасць, што робіць іх ідэальнымі для складаных, высокапрадукцыйных і маласерыйных прымяненняў, дзе экструдаваныя радыятары або экструзія радыятараў не могуць задаволіць патрабаванні да дызайну.

1. этап кіравання сыравінай

1.1 падрыхтоўка металічнай нарыхтоўкі

material selection
high цеплаправоднасць metals and composites are selected according to цеплавы and mechanical requirements:

• алюмініевыя сплавы: AA6061-T6 / AA6063-T5 / AT651

• медныя сплавы: c1100 / c1020

• кампазітныя матэрыялы: Alsic, CuW

Гэтыя матэрыялы звычайна выкарыстоўваюцца ў алюмініевых радыятарах, медных радыятарах і высакаякасных прамысловых радыятарах.

сертыфікацыя і праверка матэрыялаў

• праверка сертыфікатаў матэрыялаў

• аналіз спектральнага складу

• прыклад (aa6061): si 0,4–0,8%, mg 0,8–1,2%

выпрабаванні фізічных уласцівасцей

• цеплаправоднасць:

• алюміній ≥ 180 Вт/м·К

• медзь ≥ 380 Вт/м·К

• цвёрдасць:

• 6061-t6: hb 95–100

• 6063-t5: hb 75–85

• трываласць на расцяжэнне:

• 6061-t6 ≥ 290 мПа

• 6063-t5 ≥ 175 МПа

папярэдняя апрацоўка нарыхтовак

• зняцце напружання (пры неабходнасці): 300°C × 2 гадзіны, астуджэнне ў печы

• праверка роўнасці паверхні: ≤ 0,1 мм / 100 мм

• дапушчальнае адхіленне памераў: ±0,5 мм (д × ш × в)

1.2 падрыхтоўка дапаможных матэрыялаў

• рэжучыя інструменты:

• цвёрдасплаўныя інструменты (класа K)

• алмазныя інструменты з ПКД

• інструменты з пакрыццём (бляха / тыяльн)

• сістэмы астуджэння:

• вадарастваральная астуджальная вадкасць (5–8%)

• астуджальная вадкасць на аснове алею для высокадакладнай апрацоўкі радыятараў на станках з ЧПУ

• матэрыялы мацавання:

• алюмініевыя свяцільні

• гідраўлічныя расцяжныя прыстасаванні

• вакуумныя заціскныя сістэмы

2. этап праектавання працэсу і праграмавання кулачка

2.1 распрацоўка стратэгіі апрацоўкі

планаванне маршруту працэсу

• грубая апрацоўка: фрэзераванне на высокай хуткасці (здыманне матэрыялу 80–90%)

• паўчыставая апрацоўка: контурная апрацоўка з прыпускам 0,1–0,2 мм

• аздабленне: дакладная апрацоўка да канчатковых памераў

аптымізацыя траекторыі інструмента

• контурная апрацоўка: крок 0,5–2,0 мм

• паралельныя траекторыі інструмента: 30–70% дыяметра інструмента

• спіральныя траекторыі інструмента: памяншэнне ўздзеяння інструмента на ўваход

стратэгіі кантролю дэфармацыі

• сіметрычная апрацоўка

• паслойная рэзка (≤ 0,5 мм на пласт падчас аздаблення)

• перыядычная апрацоўка для мінімізацыі назапашвання цяпла

2.2 праграмаванне кулачка

Апрацоўка 3D-мадэлі

• рамонт і спрашчэнне мадэлі

• налада прыпускаў на апрацоўку:

• шурпатая апрацоўка: 0,3–0,5 мм

• аздабленне: 0–0,05 мм

• сегментацыя вобласці апрацоўкі на аснове прыкмет

генерацыя траекторыі інструмента

• чарнавая апрацоўка:

• глыбіня рэзу: 2–5 мм

• хуткасць падачы: 800–1500 мм/мін

• аздабленне:

• глыбіня рэза: 0,1–0,3 мм

• хуткасць падачы: 2000–4000 мм/мін

• ачыстка кутоў інструментамі малога дыяметра

пасляапрацоўка і мадэляванне

• генерацыя кода ЧПУ для канкрэтных сістэм ЧПУ

• праверка сутыкнення і руху

• Ацэнка часу апрацоўкі (±10%)

3. этап падрыхтоўкі да апрацоўкі

3.1 Налада станка з ЧПУ

выбар машыны

• 3-восевыя вертыкальныя апрацоўчыя цэнтры: стандартныя радыятары, апрацаваныя на станках з ЧПУ

• 4-восевы / 5-восевы ЧПУ: складаныя крывалінейныя паверхні

• высакахуткасныя апрацоўчыя цэнтры: шпіндзель ≥ 12 000 абаротаў у хвіліну для тонкіх рэбраў

праверка дакладнасці машыны

• дакладнасць пазіцыянавання: ±0,003 мм

• паўтаральнасць: ±0,001 мм

• радыяльнае біццё шпіндзеля: ≤ 0,003 мм

3.2 канструкцыя сістэмы прыстасаванняў

• шматкропкавыя пазіцыянавальныя прыстасаванні (прынцып 6 кропак)

• гнуткія сістэмы мацавання

• вакуумныя прыстасаванні для тонкасценных радыятарных рэбраў

кантроль сілы заціску

• гідраўлічны заціск: 0,5–1,0 мПа

• пнеўматычны заціск: 0,4–0,6 мПа

• механічнае зацісканне: крутоўны момант кантралюецца з дакладнасцю ±0,1 нм

4. этап апрацоўкі на станку з ЧПУ

4.1 грубая апрацоўка

• выраўноўванне дэталі з дапамогай датчыкаў для пошуку краёў (±0,01 мм)

• сістэмы каардынат: g54–g59

• апрацоўка першаснай паверхні (плоскасць ≤ 0,02 мм)

параметры грубай рэзкі

• хуткасць кручэння шпіндзеля: 8000–12 000 аб/мін

• хуткасць падачы: 1500–3000 мм/мін

• глыбіня рэзу: 2–5 мм

• пераход: 60–70% дыяметра інструмента

маніторынг працэсаў

• маніторынг сілы рэзання

• адсочванне зносу інструмента

• тэмпература рэзання ≤ 80°C

4.2 паўфабрыкат

• прыпуск на раўнамерны матэрыял: 0,1–0,2 мм

• папярэдняя апрацоўка адтулін і паз

кантроль у працэсе

• зондаванне на машыне

• кампенсацыя зрушэння інструмента

• папярэдняя праверка шурпатасці паверхні

4.3 аздабленне (крытычны працэс)

апрацоўка рэбраў радыятара

• Апрацоўка тонкіх рэбраў з выкарыстаннем канцавых фрэз φ1–φ3 мм

• хуткасць шпіндзеля: 18 000–24 000 аб/мін

• хуткасць падачы: 300–800 мм/мін

• высокаціскавая ўнутраная астуджальная вадкасць (≥70 бар)

антывібрацыйныя меры

• кантроль вылету інструмента (l/d ≤ 4)

• стратэгія зменнай падачы

• спіральная інтэрпаляцыя

апрацоўка паверхні мацавання

• фрэзераванне тарца (фрэзы φ40–φ80 мм)

• шурпатасць паверхні: ra ≤ 0,8 мкм

• плоскасць: ≤ 0,03 мм / 100 мм

апрацоўка адтулін

• свідраванне цвёрдасплаўнымі свердзеламі

• развёртванне з дапушчэннем h7

• фармаванне разьбы для высокатрывалых разьб

спецыяльныя збудаванні

• Т-вобразныя пазы і прафіляваныя пазы

• 5-восевая апрацоўка крывалінейных паверхняў

• апрацоўка мікраструктуры (інструменты φ0,1–φ0,5 мм)

4.4 перадавыя тэхналогіі апрацоўкі

• высакахуткасная апрацоўка:

• хуткасць кручэння шпіндзеля: 20 000–40 000 аб/мін

• хуткасць падачы: 5000–15 000 мм/мін

• мікрафрэзераванне:

• дакладнасць: ±0,002 мм

• шурпатасць паверхні: ra ≤ 0,1 мкм

• ультрагукавая апрацоўка:

• частата: 20–40 кГц

• амплітуда: 5–20 мкм

5. кантроль якасці ў працэсе вытворчасці

5.1 анлайн-праверка

• датчыкі для выраўноўвання і кантролю памераў

• аўтаматычная кампенсацыя інструмента

• лазернае сканаванне профіляў паверхні

• сістэмы бачання для выяўлення дэфектаў

5.2 маніторынг параметраў працэсу

• датчыкі сілы рэзання

• аналіз частаты вібрацый

• кантроль тэмпературы інструмента і дэталі

6. кантрольныя кропкі, крытычна важныя для якасці (ctq)

7. магчымасці працэсу і тэрміны выканання

total lead time: 18–31 working days
capacity:

• 3-восевы ЧПУ: 10–30 шт./дзень

• 5-восевы ЧПУ: 5–20 шт./дзень

• мікраапрацоўка: 1–5 шт./дзень

8. характарыстыкі і перавагі працэсу

тэхнічныя перавагі

• надзвычай высокая свабода дызайну

• дакладнасць на ўзроўні мікронаў

• падыходзіць для нестандартных рашэнняў па радыятары

• ідэальна падыходзіць для радыятара працэсара, вентылятара радыятара працэсара, вентылятара радыятара, радыятара з вентылятарам і радыятара з вадкасным астуджэннем

абмежаванні працэсу

• нізкае выкарыстанне матэрыялаў (30–60%)

• высокі кошт апрацоўкі

• не падыходзіць для масавай вытворчасці

рэкамендаваныя праграмы

• прататыпы і праверка

• дробныя партыі, высокакаштоўная прадукцыя

• цеплаадводы са складанай геаметрыяй

• высокапрадукцыйныя прамысловыя радыятары

не рэкамендуецца для:

• вялікія аб'ёмы стандартызаванай прадукцыі

• эканамічна адчувальныя прыкладанні

• простыя канструкцыі экструдаванага радыятара

Гэты працэс вытворчасці радыятараў, аптымізаваны для высокадакладнай, складанай і маласерыйнай вытворчасці радыятараў. Спалучаючы аптымізаваныя стратэгіі апрацоўкі, строгі кантроль працэсу і перадавыя метады кантролю, вытворцы радыятараў могуць дасягнуць найвышэйшых цеплавых характарыстык, дакладнасці памераў і доўгатэрміновай надзейнасці. Працэс можна гнутка рэгуляваць, каб збалансаваць прадукцыйнасць і кошт у адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі прымянення.