Per aduprà cumplettamente e capacità di a lavorazione CNC, i disegnatori devenu cuncepisce secondu e regule di fabricazione specifiche. Tuttavia, questu pò esse sfida perchè ùn esiste micca standard specifichi di l'industria. In questu articulu, avemu cumpilatu una guida cumpleta per e migliori pratiche di cuncepimentu per a machining CNC. Avemu focu annantu à a descrizzione di a fattibilità di i sistemi CNC muderni è ùn avemu micca cunsideratu i costi associati. Per una guida per cuncepisce e parti di cuncepimentu di costu per CNC, riferite à questu articulu.
Lavorazione CNC
A machining CNC hè una tecnica di fabricazione sottrattiva. In CNC, diversi arnesi di taglio chì giranu à alta velocità (migliaia di RPM) sò usati per eliminà u materiale da un bloccu solidu per creà una parte basatu annantu à un mudellu CAD. I metalli è i plastichi ponu esse machinati cù CNC.
La lavorazione CNC offre una precisione dimensionale elevata e tolleranze strette adatte sia per la produzione di grandi volumi che per i lavori unici. In fatti, hè attualmente u metudu più prezzu per a produzzione di prototipi metallichi, ancu in paragunà à a stampa 3D.
Limitazioni principali di u disignu CNC
CNC offre una grande flessibilità di disignu, ma ci sò certe limitazioni di disignu. Queste limitazioni sò ligati à a meccanica basica di u prucessu di taglio, principalmente à a geometria di l'arnesi è l'accessu à l'arnesi.
1. Strumentu Forma
L'utensili CNC più cumuni, cum'è frese è frese, sò cilindrichi è anu una lunghezza di taglio limitata. Quandu u materiale hè sguassatu da a pezza di travagliu, a forma di l'uttellu hè replicata nantu à a parte machinata.
Per esempiu, questu significa chì i cantoni internu di una parte CNC anu sempre un raghju, indipendentemente da a dimensione di l'uttellu utilizatu.
2. Strumentu Calling
Quandu sguassate u materiale, l'uttellu si avvicina à a pezza direttamente da sopra. Questu ùn pò micca esse fattu cù u machining CNC, eccettu per i undercuts, chì discutemu dopu.
Hè una bona pratica di disignu per allineà tutte e caratteristiche di un mudellu, cum'è i buchi, cavità è pareti verticali, cù una di e sei direzzione cardinali. Questu hè più un suggerimentu chè una restrizione, soprattuttu chì i sistemi CNC à 5 assi offrenu capacità avanzate di mantene u travagliu.
L'attrezzatura hè una preoccupazione quandu si tratta di pezzi cù caratteristiche chì anu un grande rapportu d'aspettu. Per esempiu, ghjunghje à u fondu di una cavità prufonda richiede un strumentu specializatu cù un arbre longu, chì pò riduce a rigidità di l'effettu di l'estremità, aumenta a vibrazione è riduce a precisione ottenibile.
Reguli di cuncepimentu di prucessu CNC
Quandu cuncepimentu di pezzi per a machining CNC, una di e sfide hè l'assenza di standard specifichi di l'industria. Questu hè chì i fabbricanti di macchine è utensili CNC rinfurzeghjanu continuamente e so capacità tecniche, allargendu cusì a gamma di ciò chì pò esse rializatu. Sottu, avemu furnitu un tavulu chì riassume i valori cunsigliati è fattibili per e caratteristiche più cumune truvate in pezzi CNC machined.
1. Sacchetti è Recess
Ricurdativi di u testu seguente: "Profundità di sacchetta cunsigliata: 4 volte a larghezza di sacchetta. I mulini di fine anu una lunghezza di taglio limitata, di solitu 3-4 volte u so diametru. Quandu u rapportu prufundità-larghezza hè chjuca, prublemi cum'è a deviazione di l'utensili, l'evacuazione di chip è a vibrazione diventanu più prominenti. Per assicurà boni risultati, limite a prufundità di una cavità à 4 volte a so larghezza.
Sè avete bisognu di più prufundità, pudete vulete pensà à disignà una parte cù a prufundità di cavità variabile (vede l'imaghjini sopra per un esempiu). Quandu si tratta di fresatura di cavità prufonda, una cavità hè classificata cum'è prufonda se a so prufundità hè più di sei volte u diametru di l'uttellu utilizatu. L'attrezzi speciali permette una prufundità massima di 30 cm cù un mulino di diametru di 1 inch, chì equivale à un rapportu di diametru di l'uttellu à a prufundità di cavità di 30: 1.
2. Dentru bordu
Radiu di l'angulu verticale: ⅓ x prufundità di cavità (o più grande) cunsigliatu
Hè impurtante d'utilizà i valori suggeriti di u raghju di l'angulu internu per selezziunà l'uttellu di taglia ghjusta è aderisce à e linee guida di prufundità di cavità cunsigliate. Aumentà ligeramente u raghju di l'angulu sopra u valore cunsigliatu (per esempiu, da 1 mm) permette à l'uttellu di cutà nantu à una strada circular invece di à un angolo di 90 °, chì si traduce in un megliu finitu di a superficia. Se un angulu internu di 90 ° hè necessariu, cunzidira à aghjunghje un undercut in forma di T invece di riduce u raghju di u cantonu. Per u raghju di u pianu, i valori cunsigliati sò 0,5 mm, 1 mm, o senza radiu; in ogni modu, ogni raghju hè accettatu. U bordu inferjuri di u mulinu hè pianu o ligeramente arrotondatu. L'altri radii di u pianu ponu esse machinati cù l'arnesi di sfera. Aderisce à i valori cunsigliati hè una bona pratica perchè hè a scelta preferita per i machinisti.
3. Muru magre
Cunsiglii di u minimu di u muru: 0,8 mm (metallu), 1,5 mm (plasticu); 0,5 mm (metallu), 1,0 mm (plasticu) sò accettati
A riduzzione di u gruixu di u muru diminuite a rigidità di u materiale, purtendu à l'aumentu di vibrazioni durante a machining è a riduzzione di precisione ottenibile. I plastichi anu una tendenza à deforme per via di stress residuali è sbulicà per via di l'aumentu di a temperatura, per quessa, hè cunsigliatu di utilizà un grossu minimu di muru più grande.
4. Buca
Diametru Si consiglia di tagliare i fori standard. Ogni diametru di più di 1 mm hè fattibile. A creazione di buchi hè fatta cù un trapanu o finecnc fresatu. E dimensioni di perforazione sò standardizzate in unità metriche è imperiali. Alesatori è strumenti di foratura sò usati per finisce i buchi chì necessitanu tolleranze strette. Per diametri menu di ⌀20 mm, hè cunsigliatu di utilizà diametri standard.
Prufundità massima cunsigliata 4 x diametru nominale; tipicu 10 x diametru nominali; fattibile 40 x diametru nominali
I buchi di diametru micca standard duveranu esse machinati cù una fresa di punta. In questu scenariu, u limitu massimu di prufundità di cavità hè applicabile, è hè cunsigliatu di utilizà u valore di prufundità massima. Sè avete bisognu di machinà i buchi più profondi di u valore tipicu, utilizate un drill speciale cù un diametru minimu di 3 mm. I buchi ciechi machinati cù un trapanu anu una basa cunica cù un angolo di 135 °, mentre chì i buchi machinati cù un mulinu finale sò piani. In a machining CNC, ùn ci hè micca preferenza specifica trà i buchi passanti è i buchi ciechi.
5. Fili
A dimensione minima di u filu hè M2. Hè ricumandemu di utilizà fili M6 o più grande. I filamenti interni sò creati cù taps, mentre chì i filamenti esterni sò creati cù fustelle. Taps è fustelle ponu esse usate tramindui per creà fili M2. L'utensili di filettatura CNC sò largamente utilizati è preferiti da i machinisti perchè riducenu u risicu di rotture di tappe. Strumenti di filettatura CNC ponu esse aduprati per creà filamenti M6.
Lunghezza di filu minimu 1,5 x diametru nominale; 3 x diametru nominale cunsigliatu
I pochi denti iniziali portanu a maiò parte di a carica nantu à u filu (finu à 1,5 volte u diametru nominale). Cusì, i filamenti più grande di trè volte u diametru nominale ùn sò micca necessarii. Per i filamenti in i buchi ciechi fatti cù un tap (vale à dì tutti i filamenti più chjuchi di M6), aghjunghje una lunghezza senza filu uguali à 1,5 volte u diametru nominale à u fondu di u pirtusu.
Quandu l'utensili di filettatura CNC ponu esse utilizati (vale à dì filamenti più grande di M6), u pirtusu pò esse infilzatu in tutta a so lunghezza.
6. Small Features
U diametru minimu di u foru cunsigliatu hè 2,5 mm (0,1 in); un minimu di 0,05 mm (0,005 in) hè ancu accettatu. A maiò parte di i magazzini di macchina ponu accuratamente machinà cavità è buchi.
Qualchese sottu à stu limitu hè cunsideratu micromachining.Fresatura di precisione CNCtali caratteristiche (induve a variazione fisica di u prucessu di taglio hè in questu intervallu) richiede strumenti specializati (micro drills) è cunniscenze esperte, per quessa, hè cunsigliatu per evitarli, salvu micca assolutamente necessariu.
7. Tolleranze
Standard: ± 0,125 mm (0,005 in)
Tipica: ± 0,025 mm (0,001 in)
Prestazione: ± 0,0125 mm (0,0005 in)
Tolleranze stabiliscenu i limiti accettabili per dimensioni. E tolleranze ottenibili dipendenu da e dimensioni basiche è geometria di a parte. I valori furnuti sò linee guida pratiche. In l'absenza di tolleranze specificate, a maiò parte di i magazzini utilizanu una tolleranza standard di ± 0,125 mm (0,005 in).
8. Testu è Lettering
A dimensione di font cunsigliata hè 20 (o più grande), è lettere di 5 mm
U testu incisu hè preferibile à u testu in rilievu perchè elimina menu materiale. Hè ricumandemu di utilizà un font sans-serif, cum'è Microsoft YaHei o Verdana, cù una dimensione di font di almenu 20 punti. Parechje macchine CNC anu rutine preprogrammate per queste fonti.
Configurazione di a macchina è Orientazione di a parte
Un diagramma schematicu di una parte chì richiede parechje cunfigurazioni hè mostratu quì sottu:
L'accessu à l'utensili hè una limitazione significativa in u disignu di machining CNC. Per ghjunghje à tutte e superfici di un mudellu, u pezzu di travagliu deve esse giratu parechje volte. Per esempiu, a parte mostrata in l'imaghjina sopra deve esse rotata trè volte: duie volte per machinà i buchi in e duie direzzione primaria è una terza volta per accede à u spinu di a parte. Ogni volta chì a pezza hè rotata, a macchina deve esse recalibrata, è deve esse definitu un novu sistema di coordenada.
Cunsiderate e cunfigurazioni di a macchina quandu cuncepite per dui motivi principali:
1. U numeru tutali di setups machine afecta u costu. A rotazione è u riallineamentu di a parte richiede un sforzu manuale è aumenta u tempu di lavorazione tutale. Se una parte deve esse rotata 3-4 volte, hè generalmente accettata, ma qualcosa oltre stu limitu hè eccessivu.
2. Per ottene una precisione massima di a pusizione relativa, e duie caratteristiche deve esse machinate in a listessa configurazione. Questu hè chì u novu passu di chjama introduce un errore chjucu (ma micca insignificante).
Lavorazione CNC à cinque assi
Quandu s'utilice a machinazione CNC à 5 assi, a necessità di più configurazioni di macchina pò esse eliminata. A lavorazione CNC multi-assi pò fabricà pezzi cù geometrie cumplesse perchè offre dui assi di rotazione supplementari.
A machining CNC à cinque assi permette chì l'utile sia sempre tangenziale à a superficia di taglio. Questu permette di seguità percorsi di l'utensili più cumplessi è efficaci, risultatu in pezzi cù finiture superficiali megliu è tempi di lavorazione più brevi.
Tuttavia,Lavorazione CNC a 5 assihà ancu e so limitazioni. A geometria di l'utensili di basa è e restrizioni d'accessu à l'utensili sò sempre applicate, per esempiu, i pezzi cù geometria interna ùn ponu micca esse machinati. Inoltre, u costu di usu di tali sistemi hè più altu.
Progettazione di Undercuts
Undercuts sò caratteristiche chì ùn ponu esse machined cù arnesi di taglio standard perchè certi di i so superfici ùn sò direttamente accessìbule da sopra. Ci sò dui tipi principali di undercuts: T-slots è dovetails. Undercuts pò esse unilaterale o doppia faccia è sò machinati cù arnesi specializati.
L'arnesi di taglio in T-slot sò basamente fatti cù un insertu di taglio horizontale attaccatu à un fustu verticale. A larghezza di un undercut pò varià trà 3 mm è 40 mm. Hè ricumandemu d'utilizà dimensioni standard (vale à dì, incrementi di millimetri sanu o fraccioni standard di centimetri) per a larghezza perchè l'attrezzi hè più prubabile di esse digià dispunibule.
Per l'arnesi di coda, l'angolo hè a dimensione di a funzione di definizione. L'arnesi di coda di 45 ° è 60 ° sò cunsiderate standard.
Quandu si cuncepisce una parte cù undercuts nantu à i mura interni, ricordate di aghjunghje abbastanza spaziu per l'uttellu. Una bona regula hè di aghjunghje u spaziu trà u muru machinatu è qualsiasi altre muru internu uguali à almenu quattru volte a prufundità di u undercut.
Per l'utensili standard, u rapportu tipicu trà u diametru di tagliu è u diametru di l'arburu hè 2: 1, limitendu a prufundità di cut. Quandu un undercut non standard hè necessariu, i magazzini di machini spessu facenu i so propri strumenti di undercut customizati. Questu aumenta u tempu di guida è u costu è deve esse evitata ogni volta chì hè pussibule.
Slot à T nantu à u muru internu (a manca), a coda di rondine (centru) è a scassa unilaterale (a destra)
Redazione di Disegni Tecnici
Per piacè nutate chì alcune specificazioni di disignu ùn ponu micca esse incluse in i schedari STEP o IGES. I disegni tecnichi 2D sò richiesti se u vostru mudellu include unu o più di i seguenti:
Fori o fusti filettati
Dimensioni tollerate
Requisiti specifichi di finitura di a superficia
Note per l'operatori di macchine CNC
Reguli di u pulgaru
1. Design a parte per esse machined cù u strumentu di diamitru più grande.
2. Aghjunghjite filetti grossi (almenu ⅓ x profondità di cavità) à tutti i cantoni verticali interni.
3. Limità a prufundità di una cavità à 4 volte a so larghezza.
4. Align the main features of your design along one of the six directions cardinal. Se questu ùn hè micca pussibule, optate perservizii di lavorazione CNC à 5 assi.
5. Invia i disegni tecnichi cù u vostru disignu quandu u vostru disignu include filamenti, tolleranze, specificazioni di finitura di a superficia, o altri cumenti per l'operatori di a macchina.
Se vulete sapè di più o dumanda, sentite liberu di cuntattà info@anebon.com.
Tempu di post: 13-ghjugnu-2024