Каб цалкам выкарыстоўваць магчымасці апрацоўкі з ЧПУ, дызайнеры павінны распрацоўваць у адпаведнасці з пэўнымі правіламі вытворчасці. Аднак гэта можа быць складана, таму што спецыяльных галіновых стандартаў не існуе. У гэтым артыкуле мы сабралі поўнае кіраўніцтва па найлепшай практыцы праектавання для апрацоўкі з ЧПУ. Мы засяродзіліся на апісанні магчымасці сучасных сістэм ЧПУ і не ўлічвалі звязаныя з гэтым выдаткі. Кіраўніцтва па эканамічна эфектыўным праектаванні дэталяў для ЧПУ глядзіце ў гэтым артыкуле.
Апрацоўка з ЧПУ
Апрацоўка з ЧПУ - гэта субтрактивная тэхніка вытворчасці. У ЧПУ розныя рэжучыя інструменты, якія круцяцца з высокай хуткасцю (тысячы абаротаў у хвіліну), выкарыстоўваюцца для выдалення матэрыялу з суцэльнага блока, каб стварыць дэталь на аснове мадэлі САПР. Як металы, так і пластмасы можна апрацоўваць з дапамогай ЧПУ.
Апрацоўка з ЧПУ забяспечвае высокую дакладнасць памераў і жорсткія допускі, прыдатныя як для вытворчасці вялікіх аб'ёмаў, так і для аднаразовых работ. Фактычна, у цяперашні час гэта самы эканамічна эфектыўны метад вытворчасці металічных прататыпаў, нават у параўнанні з 3D-друкам.
Асноўныя абмежаванні канструкцыі з ЧПУ
ЧПУ прапануе вялікую гнуткасць канструкцыі, але ёсць пэўныя абмежаванні канструкцыі. Гэтыя абмежаванні звязаны з базавай механікай працэсу рэзкі, у асноўным з геаметрыяй інструмента і доступам да інструмента.
1. Форма інструмента
Найбольш распаўсюджаныя інструменты з ЧПУ, такія як канцавыя фрэзы і свердзелы, маюць цыліндрычную форму і маюць абмежаваную даўжыню рэзання. Калі матэрыял выдаляецца з нарыхтоўкі, форма інструмента паўтараецца на апрацоўванай дэталі.
Напрыклад, гэта азначае, што ўнутраныя куты дэталі з ЧПУ заўсёды будуць мець радыус, незалежна ад памеру выкарыстоўванага інструмента.
2. Выклік інструмента
Пры зняцці матэрыялу інструмент падыходзіць да нарыхтоўкі непасрэдна зверху. Гэта немагчыма зрабіць з дапамогай апрацоўкі з ЧПУ, за выключэннем падрэзаў, якія мы абмяркуем пазней.
Добрай практыкай праектавання з'яўляецца выраўноўванне ўсіх функцый мадэлі, такіх як адтуліны, пустоты і вертыкальныя сценкі, з адным з шасці асноўных напрамкаў. Гэта больш прапанова, чым абмежаванне, тым больш што 5-восевыя сістэмы ЧПУ прапануюць пашыраныя магчымасці ўтрымання працы.
Інструменты з'яўляюцца праблемай пры апрацоўцы дэталяў з асаблівасцямі, якія маюць вялікія суадносіны бакоў. Напрыклад, каб дасягнуць дна глыбокай паражніны, патрабуецца спецыялізаваны інструмент з доўгім стрыжнем, які можа паменшыць калянасць канцавога эфектара, павялічыць вібрацыю і знізіць дасягальную дакладнасць.
Правілы праектавання працэсаў ЧПУ
Пры распрацоўцы дэталяў для апрацоўкі з ЧПУ адной з праблем з'яўляецца адсутнасць спецыяльных галіновых стандартаў. Гэта адбываецца таму, што вытворцы станкоў з ЧПУ і інструментаў пастаянна ўдасканальваюць свае тэхнічныя магчымасці, такім чынам пашыраючы дыяпазон таго, чаго можна дасягнуць. Ніжэй мы прадставілі табліцу, якая абагульняе рэкамендаваныя і магчымыя значэнні для найбольш распаўсюджаных функцый дэталяў, апрацаваных з ЧПУ.
1. Кішэні і выемкі
Запомніце наступны тэкст: «Рэкамендуемая глыбіня кішэні: у 4 разы больш шырыні кішэні. Канцавыя фрэзы маюць абмежаваную даўжыню рэзання, якая звычайна ў 3-4 разы перавышае іх дыяметр. Калі стаўленне глыбіні да шырыні невялікае, такія праблемы, як адхіленне інструмента, эвакуацыя стружкі і вібрацыя, становяцца больш прыкметнымі. Каб забяспечыць добрыя вынікі, абмяжуйце глыбіню паражніны да 4-кратнай шырыні».
Калі вам патрэбна большая глыбіня, вы можаце падумаць аб распрацоўцы дэталі з пераменнай глыбінёй поласці (прыклад глядзіце на малюнку вышэй). Калі справа даходзіць да фрэзеравання глыбокай паражніны, паражніна класіфікуецца як глыбокая, калі яе глыбіня больш чым у шэсць разоў перавышае дыяметр выкарыстоўванага інструмента. Спецыяльныя інструменты дазваляюць атрымаць максімальную глыбіню 30 см з канцавой фрэзай дыяметрам 1 цаля, што адпавядае суадносінам дыяметра інструмента і глыбіні паражніны 30:1.
2. Унутраны край
Радыус вертыкальнага вугла: рэкамендуецца ⅓ x глыбіня паглыблення (або больш).
Важна выкарыстоўваць прапанаваныя значэнні радыусу ўнутранага кута для выбару інструмента патрэбнага памеру і прытрымлівацца рэкамендацый па глыбіні паглыблення. Нязначнае павелічэнне радыусу вугла вышэй рэкамендаванага значэння (напрыклад, на 1 мм) дазваляе інструменту рэзаць па кругавой траекторыі, а не пад вуглом 90°, што прыводзіць да лепшай якасці паверхні. Калі патрэбен востры ўнутраны кут пад вуглом 90°, падумайце над тым, каб дадаць Т-вобразны выраз, а не памяншаць радыус кута. Для радыусу падлогі рэкамендуемыя значэнні складаюць 0,5 мм, 1 мм або без радыусу; аднак прымальны любы радыус. Ніжняя абза кантавой фрэзы роўная або злёгку закругленая. Іншыя радыусы падлогі могуць быць апрацаваны з дапамогай шаравых інструментаў. Прытрымліванне рэкамендаваных значэнняў з'яўляецца добрай практыкай, паколькі гэта пераважны выбар для машыністаў.
3. Тонкая сценка
Рэкамендацыі па мінімальнай таўшчыні сценак: 0,8 мм (метал), 1,5 мм (пластык); Дапушчальна 0,5 мм (метал), 1,0 мм (пластмаса).
Памяншэнне таўшчыні сценкі зніжае калянасць матэрыялу, што прыводзіць да павелічэння вібрацыі падчас апрацоўкі і зніжэння дасягальнай дакладнасці. Пластмасы маюць схільнасць дэфармавацца з-за рэшткавых напружанняў і размягчаться з-за павышэння тэмпературы, таму рэкамендуецца выкарыстоўваць вялікую мінімальную таўшчыню сценкі.
4. Адтуліна
Дыяметр Рэкамендуюцца стандартныя памеры свердзелаў. Любы дыяметр больш за 1 мм магчымы. Праробліванне адтулін вырабляецца свердзелам або канцомфрэзераваны на ЧПУ. Памеры свердзелаў стандартызаваны ў метрычных і імперскіх адзінках. Разгорткі і свідравальныя інструменты выкарыстоўваюцца для аздаблення адтулін, якія патрабуюць жорсткіх допускаў. Для дыяметраў менш ⌀20 мм пажадана выкарыстоўваць стандартныя дыяметры.
Рэкамендуемая максімальная глыбіня складае 4 х намінальны дыяметр; тыповы 10 х намінальны дыяметр; магчымы 40 х намінальны дыяметр
Адтуліны нестандартнага дыяметра трэба апрацаваць кантавой фрэзай. У гэтым выпадку дастасавальна абмежаванне максімальнай глыбіні паражніны, і рэкамендуецца выкарыстоўваць значэнне максімальнай глыбіні. Калі неабходна прарабіць адтуліны глыбей тыповага значэння, выкарыстоўвайце спецыяльнае свердзел з мінімальным дыяметрам 3 мм. Глухія адтуліны, апрацаваныя свердзелам, маюць канічную аснову з вуглом 135°, у той час як адтуліны, апрацаваныя фрэзай, з'яўляюцца плоскімі. У апрацоўцы з ЧПУ няма асаблівых пераваг паміж скразнымі і глухімі адтулінамі.
5. Ніткі
Мінімальны памер разьбы - М2. Рэкамендуецца выкарыстоўваць разьбу М6 і больш. Унутраная разьба ствараецца з дапамогай метчыкаў, а знешняя - з дапамогай плашчакоў. Метчыкі і плашчакі можна выкарыстоўваць для стварэння разьбы M2. Інструменты для наразання разьбы з ЧПУ шырока выкарыстоўваюцца і аддаюць перавагу машыністам, таму што яны зніжаюць рызыку паломкі метчыка. Інструменты для наразання разьбы з ЧПУ можна выкарыстоўваць для стварэння разьбы М6.
Даўжыня разьбы мінімум 1,5 x намінальны дыяметр; Рэкамендуецца 3 х намінальны дыяметр
Некалькі пачатковых зубоў нясуць вялікую нагрузку на разьбу (да 1,5 намінальнага дыяметра). Такім чынам, разьбы больш чым у тры разы перавышаюць намінальны дыяметр не патрэбныя. Для разьбы ў глухіх адтулінах, зробленых з дапамогай метчыка (г.зн. для ўсіх разьб, меншых за M6), дадайце да дна адтуліны даўжыню без разьбы, роўную 1,5 намінальнага дыяметра.
Калі можна выкарыстоўваць інструменты для наразання разьбы з ЧПУ (напрыклад, разьбы памерам больш, чым M6), адтуліна можа быць выканана па ўсёй даўжыні.
6. Невялікія магчымасці
Мінімальны рэкамендаваны дыяметр адтуліны складае 2,5 мм (0,1 цалі); мінімум 0,05 мм (0,005 цалі) таксама прымальны. Большасць механічных майстэрняў могуць дакладна апрацаваць невялікія паражніны і адтуліны.
Усё, што ніжэй за гэты ліміт, лічыцца мікраабпрацоўкай.Прэцызійнае фрэзераванне з ЧПУтакія асаблівасці (пры якіх фізічныя змены працэсу рэзкі знаходзяцца ў межах гэтага дыяпазону) патрабуюць спецыяльных інструментаў (мікрасвердзелаў) і экспертных ведаў, таму рэкамендуецца пазбягаць іх, калі гэта абсалютна неабходна.
7. Допускі
Стандарт: ±0,125 мм (0,005 цалі)
Тыповая: ±0,025 мм (0,001 цалі)
Прадукцыйнасць: ±0,0125 мм (0,0005 цалі)
Допускі ўсталёўваюць дапушчальныя межы для памераў. Дасягальныя допускі залежаць ад асноўных памераў і геаметрыі дэталі. Прадстаўленыя значэнні з'яўляюцца практычнымі рэкамендацыямі. Пры адсутнасці вызначаных допускаў большасць машынабудаўнічых майстэрняў будзе выкарыстоўваць стандартны допуск ±0,125 мм (0,005 цалі).
8. Тэкст і надпіс
Рэкамендуемы памер шрыфта 20 (або больш) і 5 мм літар
Гравіраваны тэкст пераважней рэльефнага тэксту, таму што ён выдаляе менш матэрыялу. Рэкамендуецца выкарыстоўваць шрыфт без засечак, напрыклад, Microsoft YaHei або Verdana, з памерам шрыфта не менш за 20 пунктаў. Многія станкі з ЧПУ маюць загадзя запраграмаваныя працэдуры для гэтых шрыфтоў.
Настройка машыны і арыентацыя дэталяў
Ніжэй паказана прынцыповая схема дэталі, якая патрабуе некалькіх налад:
Доступ да інструмента з'яўляецца істотным абмежаваннем у канструкцыі апрацоўкі з ЧПУ. Каб дасягнуць усіх паверхняў мадэлі, нарыхтоўку неабходна некалькі разоў павярнуць. Напрыклад, дэталь, паказаную на малюнку вышэй, трэба павярнуць тройчы: двойчы, каб апрацаваць адтуліны ў двух асноўных кірунках, і трэці раз, каб атрымаць доступ да задняй часткі дэталі. Кожны раз, калі нарыхтоўка круціцца, станок павінен быць паўторна адкалібраваны, і новая сістэма каардынат павінна быць вызначана.
Улічвайце налады машыны пры праектаванні па дзвюх асноўных прычынах:
1. Агульная колькасць налад машыны ўплывае на кошт. Паварот і перастаноўка дэталі патрабуе ручных намаганняў і павялічвае агульны час апрацоўкі. Калі дэталь неабходна павярнуць 3-4 разы, гэта звычайна прымальна, але ўсё, што перавышае гэты ліміт, з'яўляецца празмерным.
2. Для дасягнення максімальнай дакладнасці адноснага становішча абодва элементы павінны быць апрацаваны ў адной і той жа ўстаноўцы. Гэта адбываецца таму, што новы крок выкліку ўводзіць невялікую (але неістотную) памылку.
Пяцівосевая апрацоўка з ЧПУ
Пры выкарыстанні 5-восевай апрацоўкі з ЧПУ неабходнасць у некалькіх наладах станка можа быць ліквідавана. Шматвосевая апрацоўка з ЧПУ дазваляе вырабляць дэталі са складанай геаметрыяй, таму што прапануе дзве дадатковыя восі кручэння.
Пяцівосевая апрацоўка з ЧПУ дазваляе інструменту заўсёды знаходзіцца па датычнай да рэжучай паверхні. Гэта дазваляе прытрымлівацца больш складаных і эфектыўных траекторый інструмента, што прыводзіць да дэталяў з лепшай аздабленнем паверхні і меншым часам апрацоўкі.
аднак,5-восевая апрацоўка з ЧПУтаксама мае свае абмежаванні. Базавая геаметрыя інструмента і абмежаванні доступу да інструмента па-ранейшаму дзейнічаюць, напрыклад, дэталі з унутранай геаметрыяй не могуць быць апрацаваны. Акрамя таго, кошт выкарыстання такіх сістэм вышэй.
Афармленне падрэзаў
Падрэзы - гэта элементы, якія немагчыма апрацаваць стандартнымі рэжучымі інструментамі, таму што некаторыя іх паверхні недаступныя непасрэдна зверху. Існуе два асноўных тыпу падрэзаў: Т-вобразныя прарэзы і ластаўчын хвост. Падрэзы могуць быць аднабаковымі або двухбаковымі і апрацоўваюцца спецыялізаванымі інструментамі.
Рэжучыя інструменты з T-пазамі ў асноўным вырабляюцца з гарызантальнай рэжучай пласцінай, прымацаванай да вертыкальнага вала. Шырыня падрэзу можа вар'іравацца ад 3 мм да 40 мм. Рэкамендуецца выкарыстоўваць стандартныя памеры (г.зн. цэлы міліметр або стандартныя долі цаляў) для шырыні, таму што інструменты, хутчэй за ўсё, ужо даступныя.
Для інструментаў тыпу "ластаўчын хвост" вугал з'яўляецца вызначальным памерам характарыстыкі. Стандартнымі лічацца інструменты 45° і 60° «ластаўчын хвост».
Пры распрацоўцы дэталі з выемкамі на ўнутраных сценках не забудзьцеся дадаць дастатковы зазор для інструмента. Добрае эмпірычнае правіла - дадаць прастору паміж апрацаванай сцяной і любымі іншымі ўнутранымі сценкамі, роўнае па меншай меры чатырохкратнай глыбіні выемкі.
Для стандартных інструментаў тыповае суадносіны дыяметра рэзання і дыяметра вала складае 2:1, што абмяжоўвае глыбіню рэзання. Калі патрабуецца нестандартная падрэзка, механічныя майстэрні часта вырабляюць свае ўласныя інструменты для падрэзкі. Гэта павялічвае час выканання і кошт, і яго варта пазбягаць па магчымасці.
Т-вобразны прарэз на ўнутранай сцяне (злева), падрэз «ластаўчын хвост» (у цэнтры) і аднабаковы падрэз (справа)
Складанне тэхнічных чарцяжоў
Звярніце ўвагу, што некаторыя характарыстыкі дызайну не могуць быць уключаны ў файлы STEP або IGES. Двухмерныя тэхнічныя чарцяжы патрабуюцца, калі ваша мадэль уключае адно або некалькі з наступнага:
Адтуліны з разьбой або валы
Пераносныя памеры
Спецыяльныя патрабаванні да аздаблення паверхні
Нататкі для аператараў станкоў з чпу
Эмпірычныя правілы
1. Сканструюйце дэталь для апрацоўкі інструментам найбольшага дыяметра.
2. Дадайце вялікія закругленні (мінімум ⅓ x глыбіня паглыблення) ва ўсе ўнутраныя вертыкальныя куты.
3. Абмяжуйце глыбіню паражніны ў 4 разы больш яе шырыні.
4. Выраўняйце асноўныя рысы вашага дызайну па адным з шасці бакоў свету. Калі гэта немагчыма, выбірайцеПаслугі па 5-восевай апрацоўцы з ЧПУ.
5. Адпраўце тэхнічныя чарцяжы разам з вашым дызайнам, калі ваш праект уключае разьбу, допускі, характарыстыкі аздаблення паверхні або іншыя каментарыі для аператараў машын.
Калі вы хочаце даведацца больш ці запытацца, не саромейцеся звяртацца info@anebon.com.
Час публікацыі: 13 чэрвеня 2024 г