Изготовление корпуса механизма на ЧПУ

Корпус механизма на ЧПУ: оси, втулки и зазоры по чертежу

Корпус механизма держит на своих местах оси, рычаги, кулисы, толкатели и другие подвижные детали. В отличие от корпуса редуктора, здесь нет одной главной расточки: отверстий много, они разного диаметра, в разных плоскостях, и каждое задаёт положение оси, вокруг которой что-то поворачивается или скользит. Механизм работает правильно только тогда, когда эти отверстия параллельны и стоят на заданных расстояниях.

Мы изготавливаем корпуса механизмов объёмной фрезеровкой на обрабатывающих центрах с ЧПУ по чертежу или 3D-модели. Это могут быть корпуса автоматов, замков, подающих и фиксирующих устройств, малых приводов и нестандартных узлов в единичном или мелкосерийном исполнении. Часто речь идёт об опытных образцах: тогда корпус делаем в количестве 1-3 штук для проверки конструкции.

Технические возможности по этой позиции

Это возможности оборудования. Для корпуса механизма особенно важно присылать полную сборочную документацию или хотя бы схему: по ней мы увидим, какие отверстия работают в паре, и расставим допуски так, чтобы подвижные детали не заедали.

Материалы для корпусов механизмов

Материал корпуса механизма выбирают по нагрузке, износу в местах трения и массе. Чаще всего марка указана в чертеже.

Алюминиевые сплавы

АД31, 6061, 6082, Д16Т подходят для лёгких механизмов и опытных образцов. Они быстро обрабатываются, допускают анодирование и неплохо переносят умеренные нагрузки. В местах скольжения оси по корпусу ставят втулки из бронзы или капролона.

Конструкционные стали

Сталь 45, 40Х и 30ХГСА выбирают для механизмов с ударами и высокими нагрузками. Стальной корпус не изнашивается в местах опоры осей так быстро, как алюминиевый, и сохраняет зазоры при длительной работе.

Бронза, латунь и пластики

БрАЖ9-4, Л63 и ЛС59-1 используют, когда корпус сам является опорой скольжения. Капролон и фторопласт обрабатываем для малонагруженных механизмов, где важна работа без смазки и отсутствие шума.

Какие корпуса механизмов делаем

Корпуса механизмов очень разнообразны, но у них есть общие группы.

• Корпуса с параллельными осями - несколько валиков и осей, главное - параллельность и расстояния.
• Корпуса с пересекающимися осями - кулисные и рычажные механизмы, где оси лежат в разных плоскостях.
• Корпуса с направляющими - пазы и каналы, по которым скользят толкатели, важна параллельность пазов.
• Корпуса фиксирующих механизмов - замки, защёлки, зажимы, критичен точный зазор между подвижными деталями.
• Опытные корпуса - единичные образцы для проверки конструкции перед запуском серии.

Как изготавливается корпус механизма: маршрут по операциям

Главное в маршруте - сохранить взаимное положение всех отверстий, поэтому как можно больше поверхностей делаем из одной установки.

• Анализ чертежа и сборки - выясняем, какие отверстия работают в паре и какие допуски на них критичны, определяем число установок.
• Программа в Mastercam - строим траектории для отверстий, пазов и внешнего контура с учётом доступа инструмента.
• Заготовка - плита, блок или пруток с припуском, назначаются базы.
• Черновая обработка - выбираем материал, формируем контур и полости.
• Чистовая обработка отверстий и пазов - посадки под оси и втулки доводим до H7, пазы выполняем с заданной шириной и параллельностью.
• Дополнительные операции - нарезаем резьбы, снимаем заусенцы, при необходимости гравируем маркировку.
• Контроль на КИМ - измеряем положение осей, параллельность и ширину пазов, результат записываем в протокол.

Для опытных образцов мы оставляем на самых критичных размерах небольшой припуск и подгоняем их по результатам сборки: так проще довести конструкцию.

Точность корпуса механизма: что мы держим и как проверяем

В корпусе механизма критична парная точность: не просто размер отверстия, а то, как отверстие сопрягается с осью и как два отверстия расположены относительно друг друга. Диаметр определяет зазор между осью и корпусом, расстояние между отверстиями задаёт кинематику, параллельность - отсутствие перекоса и заклинивания.

Мы измеряем диаметры, расстояния и параллельность на КИМ Zeiss с погрешностью 0,0005 мм. В протоколе указаны фактические значения, что удобно при подборе осей: можно посмотреть, какая ось в какое отверстие встаёт с нужным зазором.

Где применяются корпуса механизмов нашего изготовления

Корпуса механизмов заказывают для самых разных устройств:

• Опытное и малосерийное оборудование - корпуса для новых конструкций.
• Автоматические устройства - подающие, фиксирующие и отсекающие механизмы.
• Замки и запорная арматура специального назначения - корпуса нестандартных форм.
• Ремонт - изготовление деталей взамен изношенных.

Нюансы заказа корпуса механизма

Подбор осей и втулок

В корпусах механизмов чаще всего ось или втулка запрессовывается в отверстие, и зазор между ними определяет качество работы. Если вы уже купили оси, пришлите их размеры: мы выдержим отверстия под эти конкретные детали. Если оси ещё нет, ориентируйтесь на посадку, рекомендованную для вашей пары трения.

Опытные образцы и итерации

Для опытного образца часто бывает, что конструкция меняется после первой сборки. Можно заказать несколько корпусов с небольшими вариациями размеров, чтобы подобрать оптимум на практике. Такой подход обычно дешевле, чем переделывать модель и перезапускать обработку.

Тонкие перегородки и нагрузка

В механизмах бывают тонкие перегородки между отверстиями. Они ослабляют конструкцию, и при обработке стенка может вибрировать. Если толщина перегородки близка к минимальной, мы предупредим при расчёте и предложим усилить её, если это допустимо.

Нумерация образцов и версии модели

Для опытных образцов важно понимать, какая версия модели запущена в работу. Мы фиксируем версию 3D-модели и чертежа в документах на партию и при необходимости наносим на корпус гравировкой номер образца. Так при сравнении нескольких корпусов вы будете знать, чем один отличается от другого.

Люфт, предварительный натяг и подгонка

В некоторых механизмах нужен не зазор, а небольшой предварительный натяг, чтобы выбрать люфт. Тогда посадка получается более тугой, а допуск на отверстие жёстче. Укажите в чертеже, что требуется: свободное вращение, минимальный люфт или натяг. Это влияет на допуск, число чистовых проходов и стоимость, и мы подтвердим достижимость до запуска.

Крепёж и сборочные отверстия

Механизмы часто собираются на нескольких винтах, и отверстия под них должны совпасть с ответной деталью. Мы выдерживаем координаты по чертежу и проверяем их на КИМ. Если ответная деталь уже есть, пришлите её: мы сверим положение отверстий и убедимся, что корпус сядет на место без подгонки.

Партии, сроки и что влияет на стоимость

Стоимость корпуса механизма считаем по чертежу за один рабочий день. Влияют:

• Количество отверстий с высоким классом точности - каждое увеличивает время чистовых проходов.
• Сложность внешнего контура - объёмная форма требует больше проходов.
• Материал - бронза и нержавейка обрабатываются дольше алюминия.
• Число установок - корпус, обрабатываемый с одной стороны, дешевле.
• Тираж - для опытных образцов основная часть стоимости приходится на наладку.

Опытные образцы принимаем от 1 шт, серию от 10 шт. От 100 шт предусмотрена скидка 15-20 %, регулярные заказы оформляются рамочным договором. Срок изготовления от 3 дней.

Что прислать для расчёта

Пришлите чертёж в PDF и 3D-модель в STEP или IGES, а также схему сборки, если есть. Укажите посадки отверстий и допуски на расстояния. Для опытного образца напишите, какие размеры вы ещё можете менять. Подробнее - что прислать для расчёта детали. Плоские пластины-основания без объёмной формы можно заказать как обработку 2D фрезерованием.

Документы на партию и гарантия

К партии прикладываем паспорт изделия, акт ОТК, протокол КИМ и сертификат на материал. Документы хранятся в архиве 5 лет, повторный заказ запускается по готовой программе. Гарантия соответствия чертежу - 30 дней.

Частые вопросы

Да, опытные образцы принимаем от 1 шт. Если конструкция ещё меняется, мы оставим припуск на критичных размерах и подгоним их по итогам сборки.

Нужны параллельность осей и правильный зазор в отверстиях. Мы измеряем и то и другое на КИМ и записываем фактические значения, чтобы можно было подобрать оси.

Если нагрузка небольшая, подойдёт алюминий с бронзовыми втулками. При высоких нагрузках лучше сталь. Для работы без смазки можно рассмотреть капролон.

Да, мы снимем размеры на КИМ и построим 3D-модель. Образец желательно присылать неизношенным, иначе придётся уточнять номинальные размеры.

Укажите их в чертеже. Мы можем обработать отверстия с точностью до ±0,005 мм, но предупреждаем, что такой допуск требует отдельного расчёта и больше времени.

Да, выполняем гравировку серийных номеров и QR-кодов. Шрифт и размер указываются в чертеже.