CNC mekanizazioaren gaitasunak guztiz erabiltzeko, diseinatzaileek fabrikazio arau zehatzen arabera diseinatu behar dute. Hala ere, hori erronka izan daiteke industriako estandar espezifikoak existitzen ez direlako. Artikulu honetan, CNC mekanizaziorako diseinu-praktika onenei buruzko gida zabal bat osatu dugu. CNC sistema modernoen bideragarritasuna deskribatzean zentratu gara eta lotutako kostuak alde batera utzi ditugu. CNCrako piezak modu eraginkorrean diseinatzeko gida bat lortzeko, ikusi artikulu hau.
CNC mekanizazioa
CNC mekanizazioa fabrikazio kentzaileko teknika bat da. CNCan, abiadura handian (milaka RPM) biratzen diren ebaketa-erreminta desberdinak erabiltzen dira bloke solido batetik materiala kentzeko, CAD eredu batean oinarritutako pieza bat sortzeko. Metalak zein plastikoak CNC bidez mekaniza daitezke.
CNC mekanizazioak dimentsioko zehaztasun handia eta perdoi estuak eskaintzen ditu, bai bolumen handiko ekoizpenerako bai bakarkako lanetarako. Izan ere, gaur egun metalezko prototipoak ekoizteko metodorik errentagarriena da, 3D inprimaketarekin alderatuta ere.
CNC diseinuaren muga nagusiak
CNCak diseinuaren malgutasun handia eskaintzen du, baina diseinu-muga batzuk daude. Muga horiek ebaketa-prozesuaren oinarrizko mekanikari lotuta daude, batez ere erreminten geometriari eta erreminten sarbideari.
1. Erremintaren forma
CNC erreminta ohikoenak, esate baterako, amaierako errotak eta zulagailuak, zilindrikoak dira eta ebaketa-luzera mugatuak dituzte. Piezatik materiala kentzen den heinean, erremintaren forma errepikatzen da mekanizatutako piezan.
Esaterako, horrek esan nahi du CNC pieza baten barneko izkinek beti izango dutela erradioa, erabilitako tresnaren tamaina edozein dela ere.
2. Erreminta Deialdia
Materiala kentzean, erreminta piezara zuzenean hurbiltzen da goitik. Hau ezin da CNC mekanizazioarekin egin, geroxeago aztertuko ditugun azpiegiturak izan ezik.
Diseinu-praktika ona da modelo baten ezaugarri guztiak, hala nola zuloak, barrunbeak eta horma bertikalak, sei norabide kardinaletako batekin lerrokatzea. Hau murrizketa baino iradokizun bat da, batez ere 5 ardatzeko CNC sistemek lana eusteko gaitasun aurreratuak eskaintzen dituztelako.
Tresneria kezka da aspektu-erlazio handia duten ezaugarriak dituzten piezak mekanizatzean. Esate baterako, barrunbe sakon baten hondora iristeko ardatz luzea duen tresna espezializatu bat behar da, eta horrek amaierako efektoreen zurruntasuna murrizten du, bibrazioa areagotu eta lor daitekeen zehaztasuna murriztu dezake.
CNC Prozesuen Diseinu Arauak
CNC mekanizaziorako piezak diseinatzerakoan, erronketako bat industriako estandar espezifikorik eza da. Hau da, CNC makina eta erreminta fabrikatzaileek beren gaitasun teknikoak etengabe hobetzen ari direlako, horrela lor daitekeenaren aukera zabaltzen dutelako. Jarraian, CNC mekanizatutako piezetan aurkitzen diren ezaugarri ohikoenen balio gomendagarriak eta bideragarriak laburbiltzen dituen taula eman dugu.
1. Poltsikoak eta errekaxak
Gogoratu testu hau: “Gomendatutako poltsikoko sakonera: 4 aldiz poltsikoko zabalera. Amaiera-errotek ebaketa-luzera mugatua dute, normalean 3-4 aldiz haien diametroa. Sakonera-zabalera erlazioa txikia denean, erremintaren desbideratzea, txirbilaren ebakuazioa eta bibrazioa bezalako gaiak nabarmenagoak dira. Emaitza onak ziurtatzeko, mugatu barrunbe baten sakonera bere zabalera lau aldiz”.
Sakonera gehiago behar baduzu, baliteke barrunbearen sakonera aldakorra duen pieza bat diseinatzea pentsatzea (ikus goiko irudia adibide baterako). Barrunbe sakoneko fresatzeari dagokionez, barrunbe bat sakon gisa sailkatzen da, baldin eta bere sakonera erabiltzen ari den erremintaren diametroa baino sei aldiz handiagoa bada. Tresneria bereziek 30 cm-ko gehienezko sakonera ahalbidetzen dute 1 hazbeteko diametroko fresarekin, hau da, erremintaren diametroaren eta barrunbearen sakoneraren arteko erlazioa 30:1.
2. Barruko ertza
Izkinaren erradio bertikala: ⅓ x barrunbearen sakonera (edo handiagoa) gomendatzen da
Garrantzitsua da iradokitako izkin barruko erradioaren balioak erabiltzea tamaina egokia den tresna hautatzeko eta gomendatutako barrunbearen sakoneraren jarraibideei eustea. Izkinaren erradioa gomendatutako balioaren gainetik apur bat handitzeak (adibidez, 1 mm) aukera ematen du tresnak ibilbide zirkular batean zehar moztu beharrean 90°ko angeluan, eta horrek gainazaleko akabera hobea izango du. 90°-ko barruko izkina zorrotz bat behar bada, kontuan hartu T formako azpiko izkina bat gehitzea izkina-erradioa murriztu beharrean. Solairuaren erradiorako, gomendatutako balioak 0,5 mm, 1 mm edo erradiorik ez dira; hala ere, edozein erradio onargarria da. Amaierako errotaren beheko ertza laua edo apur bat biribildua da. Beste zoru-erradioak boladun erremintak erabiliz mekaniza daitezke. Gomendatutako balioei eustea praktika ona da, makinistarentzat hobetsitako aukera baita.
3. Horma Mehea
Gutxieneko hormaren lodiera gomendioak: 0,8 mm (metal), 1,5 mm (plastikoa); 0,5 mm (metal), 1,0 mm (plastikoa) onargarriak dira
Hormaren lodiera murrizteak materialaren zurruntasuna murrizten du, mekanizazioan bibrazioak areagotu eta lor daitekeen zehaztasuna murriztuz. Plastikoek hondar-esfortzuen ondorioz okertzeko joera dute eta tenperatura handitzearen ondorioz biguntzeko joera dute, beraz, horma-lodiera minimo handiagoa erabiltzea gomendatzen da.
4. Zuloa
Diametroa Zulagailuen tamaina estandarrak gomendatzen dira. 1 mm baino handiagoa den edozein diametro bideragarria da. Zuloak egitea zulagailu edo mutur batekin egiten dacnc fresatu. Zulagailuen tamainak unitate metriko eta inperialetan estandarizatuta daude. Tolerantzia estuak behar dituzten zuloak bukatzeko erremintak eta mandrinatzeko tresnak erabiltzen dira. ⌀20 mm-tik beherako diametroetarako, diametro estandarrak erabiltzea komeni da.
Gehienezko sakonera gomendatzen da 4 x diametro nominala; tipikoa 10 x diametro nominala; bideragarria 40 x diametro nominala
Diametro ez-estandarra duten zuloak amaierako errota erabiliz mekanizatu behar dira. Egoera honetan, barrunbearen gehienezko sakoneraren muga aplikagarria da, eta gehienezko sakoneraren balioa erabiltzea gomendatzen da. Balio arrunta baino sakonago zuloak mekanizatu behar badituzu, erabili zulagailu berezi bat 3 mm-ko gutxieneko diametroa duena. Zulagailu batekin mekanizatutako zulo itsuek 135°-ko angeluko oinarri koniko bat dute, eta amaierako fresarekin mekanizatutako zuloak lauak dira. CNC mekanizazioan, ez dago lehentasun zehatzik zuloen eta zulo itsuen artean.
5. Hariak
Gutxieneko hariaren tamaina M2 da. M6 edo handiagoak diren hariak erabiltzea gomendatzen da. Barruko hariak txorrotekin sortzen dira, eta kanpoko hariak, berriz, trokelekin. Tapak eta trokelak biak erabil daitezke M2 hariak sortzeko. CNC hariztatzeko tresnak oso erabiliak eta hobetsi dituzte makinistek, txorrota hausteko arriskua murrizten dutelako. CNC hariztatzeko tresnak M6 hariak sortzeko erabil daitezke.
Hariaren luzera gutxienez 1,5 x diametro nominala; 3 x diametro nominala gomendatzen da
Hasierako hortz gutxiek hariaren gainean daramate karga gehiena (diametro nominalaren 1,5 aldiz). Beraz, diametro nominala baino hiru aldiz handiagoak diren hariak ez dira beharrezkoak. Tapa batekin egindako zulo itsuetako harietarako (hau da, M6 baino txikiagoak diren hari guztiak), gehitu hari gabeko luzera bat, diametro nominalaren 1,5 aldiz, zuloaren behealdean.
CNC hariztatzeko tresnak erabil daitezkeenean (hau da, M6 baino handiagoak diren hariak), zuloa bere luzera osoan zehar hariztatu daiteke.
6. Ezaugarri txikiak
Gomendatutako gutxieneko zulo-diametroa 2,5 mm-koa da (0,1 in); 0,05 mm (0,005 in) gutxienez ere onargarria da. Makina-denda gehienek zehaztasunez mekaniza ditzakete barrunbe eta zulo txikiak.
Muga horretatik behera dagoen guztia mikromekanizaziotzat hartzen da.CNC doitasuneko fresaketaezaugarri horiek (ebaketa-prozesuaren aldakuntza fisikoa tarte horretan dagoenean) erreminta espezializatuak (mikro zulagailuak) eta ezagutza adituak behar dituzte, beraz, guztiz beharrezkoa ez bada, horiek saihestea gomendatzen da.
7. Tolerantziak
Estandarra: ±0,125 mm (0,005 in)
Ohikoa: ±0,025 mm (0,001 in)
Errendimendua: ±0,0125 mm (0,0005 in)
Perdoiek dimentsioetarako muga onargarriak ezartzen dituzte. Lor daitezkeen perdoiak piezaren oinarrizko dimentsioen eta geometriaren araberakoak dira. Emandako balioak jarraibide praktikoak dira. Zehaztutako tolerantziarik ezean, makina-tailer gehienek ±0,125 mm (0,005 in) tolerantzia estandarra erabiliko dute.
8. Testua eta Errotulazioa
Gomendatutako letra-tamaina 20 (edo handiagoa) eta 5 mm-ko letra da
Testu grabatua hobe da erliebea baino material gutxiago kentzen duelako. Letra-tipo sans-serif bat erabiltzea gomendatzen da, Microsoft YaHei edo Verdana adibidez, gutxienez 20 puntuko letra-tamaina duena. CNC makina askok aldez aurretik programatutako errutinak dituzte letra-tipo hauetarako.
Makinaren konfigurazioa eta piezaren orientazioa
Hainbat konfigurazio behar dituen pieza baten diagrama eskematiko bat erakusten da jarraian:
Erreminten sarbidea muga nabarmena da CNC mekanizazioaren diseinuan. Modelo baten gainazal guztietara iristeko, piezak hainbat aldiz biratu behar dira. Adibidez, goiko irudian agertzen den pieza hiru aldiz biratu behar da: bi aldiz zuloak mekanizatzeko bi norabide nagusietan eta hirugarren aldiz piezaren atzealdera sartzeko. Pieza biratzen den bakoitzean, makina berriro kalibratu behar da, eta koordenatu-sistema berri bat definitu behar da.
Kontuan izan makinen konfigurazioa diseinatzerakoan bi arrazoi nagusiengatik:
1. Makinen konfigurazio kopuruak kostuari eragiten dio. Pieza biratu eta berlineatzeak eskuzko esfortzua eskatzen du eta mekanizazio denbora osoa handitzen du. Pieza bat 3-4 aldiz biratu behar bada, normalean onargarria da, baina muga honetatik haratago dena gehiegizkoa da.
2. Posizio erlatiboen zehaztasun maximoa lortzeko, bi ezaugarriak konfigurazio berean mekanizatu behar dira. Hau da dei-urrats berriak errore txiki bat (baina arbuiagarria ez dena) sartzen duelako.
Bost ardatzeko CNC mekanizazioa
5 ardatzeko CNC mekanizazioa erabiltzean, hainbat makina konfigurazio beharra ezabatu daiteke. Ardatz anitzeko CNC mekanizazioak geometria konplexuko piezak fabrika ditzake, bi biraketa-ardatz gehigarri eskaintzen dituelako.
Bost ardatzeko CNC mekanizatzeak erreminta ebaketa gainazalarekiko tangentziala izatea ahalbidetzen du. Horri esker, erreminta-ibilbide konplexuagoak eta eraginkorragoak jarraitu daitezke, eta ondorioz gainazaleko akabera hobeak dituzten piezak eta mekanizazio denbora laburragoak izango dira.
Hala ere,5 ardatzeko cnc mekanizazioabere mugak ere baditu. Erreminten oinarrizko geometria eta erreminta sartzeko murrizketak aplikatzen dira oraindik, adibidez, barne geometria duten piezak ezin dira mekanizatu. Gainera, sistema horiek erabiltzearen kostua handiagoa da.
Undercuts diseinatzea
Ebaketa erreminta estandarrekin mekanizatu ezin diren ezaugarriak dira, gainazal batzuk goitik zuzenean iristen ez direlako. Bi apurketa-mota nagusi daude: T-slots eta uso-buztanak. Undercuts alde bakarrekoa edo bikoitza izan daiteke eta erreminta espezializatuekin mekanizatzen dira.
T-slot ebaketa-erremintak ardatz bertikal bati atxikitako ebaketa horizontal batekin egiten dira funtsean. Ebakidura baten zabalera 3 mm eta 40 mm artekoa izan daiteke. Zabalerarako dimentsio estandarrak erabiltzea gomendatzen da (hau da, milimetro osoko gehikuntzak edo hazbeteko zati estandarrak) erreminta dagoeneko eskuragarri egotea litekeena delako.
Uso-buztan erreminten, angelua da ezaugarri definitzaileen dimentsioa. 45° eta 60°-ko uso-buztan erremintak estandartzat hartzen dira.
Barruko hormetan azpiegiturak dituen pieza bat diseinatzean, gogoratu tresnari behar adinako tartea gehitzea. Oinarrizko arau ona da mekanizatutako hormaren eta barruko beste edozein hormaren artean lekua gehitzea, beheko ebakiaren sakoneraren lau aldiz gutxienez.
Erreminta estandarrentzat, ebaketa-diametroaren eta ardatzaren diametroaren arteko erlazio tipikoa 2:1 da, ebaketa-sakonera mugatuz. Estandarra ez den mozketa behar denean, makina-lantegiek maiz egiten dituzte beren erreminta pertsonalizatuak. Horrek denbora eta kostua handitzen du eta ahal den guztietan saihestu behar da.
T zirrikitua barneko horman (ezkerrean), usain-buztan atzealdea (erdian) eta albo bakarrean (eskuinean)
Marrazki Teknikoen Erredakzioa
Kontuan izan diseinuaren zehaztapen batzuk ezin direla sartu STEP edo IGES fitxategietan. 2D marrazki teknikoak beharrezkoak dira zure ereduak honako hauetako bat edo gehiago baditu:
Harizko zuloak edo ardatzak
Toleratutako neurriak
Gainazaleko akabera espezifikoak
CNC makinen operadoreentzako oharrak
Oinarrizko arauak
1. Mekanizatu beharreko pieza diametro handieneko erremintarekin diseinatu.
2. Gehitu xerra handiak (gutxienez ⅓ x barrunbearen sakonera) barneko ertz bertikal guztietan.
3. Mugatu barrunbe baten sakonera bere zabalera 4 aldiz.
4. Lerrokatu zure diseinuaren ezaugarri nagusiak sei norabide kardinaletako batean. Hau ezinezkoa bada, aukeratu5 ardatzeko cnc mekanizazio zerbitzuak.
5. Bidali marrazki teknikoak zure diseinuarekin batera zure diseinuak hariak, perdoiak, gainazaleko akaberaren zehaztapenak edo makinen operadoreentzako bestelako iruzkinak biltzen dituenean.
Gehiago jakin nahi baduzu edo kontsulta egin nahi baduzu, jar zaitez harremanetan info@anebon.com.
Argitalpenaren ordua: 2024-06-13