CNC өңдеу мүмкіндіктерін толығымен пайдалану үшін дизайнерлер нақты өндіріс ережелеріне сәйкес жобалауы керек. Дегенмен, бұл қиын болуы мүмкін, өйткені арнайы салалық стандарттар жоқ. Бұл мақалада біз CNC өңдеуге арналған ең жақсы дизайн тәжірибесіне арналған толық нұсқаулықты жасадық. Біз заманауи CNC жүйелерінің орындылығын сипаттауға назар аудардық және байланысты шығындарды ескермедік. CNC бөлшектерін үнемді түрде жобалау нұсқаулығын алу үшін осы мақаланы қараңыз.
CNC өңдеу
CNC өңдеу - бұл субтрактивті өндіріс әдісі. CNC-де CAD үлгісіне негізделген бөлікті жасау үшін қатты блоктан материалды жою үшін жоғары жылдамдықпен айналатын әртүрлі кескіш құралдар қолданылады (мыңдаған RPM). CNC көмегімен металдарды да, пластмассаларды да өңдеуге болады.
CNC өңдеу жоғары көлемді өндіріске де, бір реттік жұмыстарға да жарамды жоғары өлшемдік дәлдік пен қатаң төзімділікті ұсынады. Шын мәнінде, бұл қазіргі уақытта 3D басып шығарумен салыстырғанда, металл прототиптерін шығарудың ең үнемді әдісі болып табылады.
CNC дизайнының негізгі шектеулері
CNC тамаша дизайн икемділігін ұсынады, бірақ белгілі бір дизайн шектеулері бар. Бұл шектеулер кесу процесінің негізгі механикасына, негізінен құрал геометриясына және құралға қол жеткізуге қатысты.
1. Құрал пішіні
Шеңберлер мен бұрғылар сияқты ең көп таралған CNC құралдары цилиндрлік және кесу ұзындығы шектеулі. Материалды дайындамадан алып тастаған кезде, құралдың пішіні өңделген бөлікте қайталанады.
Мысалы, бұл CNC бөлігінің ішкі бұрыштары пайдаланылатын құралдың өлшеміне қарамастан әрқашан радиусқа ие болатынын білдіреді.
2. Құрал шақыру
Материалды алу кезінде құрал дайындамаға тікелей жоғарыдан жақындайды. Мұны кейінірек талқылайтын астыңғы кесулерді қоспағанда, CNC өңдеуімен орындау мүмкін емес.
Модельдің тесіктер, қуыстар және тік қабырғалар сияқты барлық мүмкіндіктерін алты негізгі бағыттың бірімен туралау жақсы дизайн тәжірибесі. Бұл шектеуден гөрі ұсыныс, әсіресе 5 осьті CNC жүйелері жұмысты ұстаудың кеңейтілген мүмкіндіктерін ұсынатындықтан.
Аспаптар үлкен арақатынасы бар мүмкіндіктері бар бөлшектерді өңдеу кезінде алаңдаушылық тудырады. Мысалы, терең қуыстың түбіне жету үшін соңғы эффектордың қаттылығын төмендететін, дірілді арттыратын және қол жеткізуге болатын дәлдікті төмендететін ұзын білігі бар арнайы құрал қажет.
CNC процесін жобалау ережелері
CNC өңдеуге арналған бөлшектерді жобалау кезінде қиындықтардың бірі - нақты салалық стандарттардың болмауы. Себебі, CNC станоктары мен құрал өндірушілері өздерінің техникалық мүмкіндіктерін үнемі жетілдіріп отырады, осылайша қол жеткізуге болатын нәрселердің ауқымын кеңейтеді. Төменде біз CNC өңделген бөлшектерде кездесетін ең көп таралған мүмкіндіктер үшін ұсынылған және мүмкін мәндерді жинақтайтын кестені ұсындық.
1. Қалталар мен ойықтар
Келесі мәтінді есте сақтаңыз: «Ұсынылатын қалта тереңдігі: қалтаның ені 4 есе. Шеңбердің кесу ұзындығы шектеулі, әдетте олардың диаметрінен 3-4 есе үлкен. Тереңдік пен ен арақатынасы аз болған кезде, құралдың ауытқуы, чиптерді эвакуациялау және діріл сияқты мәселелер маңыздырақ болады. Жақсы нәтижелерге қол жеткізу үшін қуыстың тереңдігін оның енінен 4 есеге дейін шектеңіз».
Егер сізге көбірек тереңдік қажет болса, айнымалы қуыс тереңдігі бар бөлікті жобалау туралы ойланғыңыз келуі мүмкін (мысалы, жоғарыдағы суретті қараңыз). Терең қуысты фрезерлеуге келетін болсақ, егер оның тереңдігі пайдаланылатын құралдың диаметрінен алты есе көп болса, қуыс терең деп жіктеледі. Арнайы құрал диаметрі 1 дюймдік шеткі жонғышпен максималды 30 см тереңдікке мүмкіндік береді, бұл құрал диаметрінің қуыс тереңдігінің 30:1 қатынасына тең.
2. Ішкі жиегі
Тік бұрыш радиусы: ⅓ x қуыс тереңдігі (немесе одан да көп) ұсынылады
Дұрыс өлшем құралын таңдау үшін ұсынылған ішкі бұрыш радиусының мәндерін пайдалану және қуыс тереңдігі бойынша ұсынылған нұсқауларды сақтау маңызды. Бұрыш радиусын ұсынылған мәннен сәл жоғарылату (мысалы, 1 мм) құралға 90° бұрышта емес, дөңгелек жол бойымен кесуге мүмкіндік береді, бұл бетті жақсы өңдеуге әкеледі. Егер өткір 90 ° ішкі бұрыш қажет болса, бұрыш радиусын азайтудың орнына T-тәрізді астын кесуді қарастырыңыз. Еден радиусы үшін ұсынылған мәндер 0,5 мм, 1 мм немесе радиуссыз; дегенмен, кез келген радиус қолайлы. Шеңбердің төменгі шеті тегіс немесе сәл дөңгеленген. Еденнің басқа радиустарын шарикті құралдардың көмегімен өңдеуге болады. Ұсынылған мәндерді сақтау жақсы тәжірибе болып табылады, өйткені бұл машинистер үшін таңдаулы таңдау.
3. Жұқа қабырға
Қабырғасының ең аз қалыңдығы бойынша ұсыныстар: 0,8 мм (металл), 1,5 мм (пластик); 0,5 мм (металл), 1,0 мм (пластик) қолайлы
Қабырғасының қалыңдығын азайту материалдың қаттылығын төмендетеді, бұл өңдеу кезінде тербелістердің жоғарылауына және қол жеткізуге болатын дәлдіктің төмендеуіне әкеледі. Пластмассалар қалдық кернеулерден деформацияға бейім және температураның жоғарылауына байланысты жұмсарады, сондықтан қабырғаның ең төменгі қалыңдығын үлкенірек пайдалану ұсынылады.
4. Тесік
Диаметр Стандартты бұрғы өлшемдері ұсынылады. 1 мм-ден асатын кез келген диаметрі мүмкін. Тесіктерді жасау бұрғылау немесе ұшымен жасаладыcnc фрезерленген. Бұрғы өлшемдері метрикалық және императорлық бірліктерде стандартталған. Тығыз төзімділікті қажет ететін саңылауларды аяқтау үшін ойықтар мен бұрғылау құралдары қолданылады. ⌀20 мм-ден аз диаметрлер үшін стандартты диаметрлерді қолданған жөн.
Ұсынылатын ең үлкен тереңдік 4 x номиналды диаметрі; типтік 10 x номиналды диаметрі; мүмкін 40 х номиналды диаметрі
Стандартты емес диаметрлі саңылауларды фрезер көмегімен өңдеу керек. Бұл сценарийде қуыс тереңдігінің максималды шегі қолданылады және максималды тереңдік мәнін пайдалану ұсынылады. Тесіктерді әдеттегі мәннен тереңірек өңдеу қажет болса, диаметрі ең аз 3 мм болатын арнайы бұрғылауды пайдаланыңыз. Бұрғымен өңделген соқыр саңылаулардың 135° бұрышы бар конустық негізі бар, ал шеткі жонғышпен өңделген тесіктер тегіс болады. CNC өңдеуде саңылаулар мен соқыр тесіктер арасында ерекше артықшылық жоқ.
5. Жіптер
Ең аз жіп өлшемі - M2. M6 немесе одан да үлкен жіптерді пайдалану ұсынылады. Ішкі жіптер крандар арқылы жасалады, ал сыртқы жіптер матрицалар арқылы жасалады. М2 жіптерін жасау үшін крандар мен қалыптарды пайдалануға болады. CNC бұрау құралдары кеңінен қолданылады және машинистерге артықшылық береді, өйткені олар кранның сыну қаупін азайтады. CNC ағынды құралдары M6 жіптерін жасау үшін пайдаланылуы мүмкін.
Жіптің ұзындығы кем дегенде 1,5 х номиналды диаметрі; 3 x номиналды диаметр ұсынылады
Бастапқы бірнеше тістер жіпке жүктеменің көп бөлігін көтереді (номиналды диаметрден 1,5 есеге дейін). Осылайша, номиналды диаметрден үш есе асатын жіптер қажет емес. Кранмен жасалған соқыр тесіктердегі жіптер үшін (яғни M6-дан кіші барлық жіптер) тесік түбіне номиналды диаметрден 1,5 есеге тең жіпсіз ұзындықты қосыңыз.
CNC бұрау құралдарын пайдалануға болатын кезде (яғни M6-дан үлкен жіптер), тесікті бүкіл ұзындығы бойынша бұруға болады.
6. Шағын мүмкіндіктер
Ең аз ұсынылатын тесік диаметрі 2,5 мм (0,1 дюйм) болып табылады; кем дегенде 0,05 мм (0,005 дюйм) да қолайлы. Көптеген станоктар шағын қуыстар мен тесіктерді дәл өңдей алады.
Осы шектен төмен кез келген нәрсе микро өңдеу болып саналады.CNC дәлдікпен фрезерлеумұндай мүмкіндіктер (кесу процесінің физикалық өзгерісі осы ауқымда болған кезде) арнайы құралдарды (микробұрғылар) және сарапшылық білімді қажет етеді, сондықтан аса қажет болмаса, олардан аулақ болу ұсынылады.
7. Төзімділік
Стандартты: ±0,125 мм (0,005 дюйм)
Әдеттегі: ±0,025 мм (0,001 дюйм)
Өнімділік: ±0,0125 мм (0,0005 дюйм)
Төзімділік өлшемдер үшін рұқсат етілген шектерді белгілейді. Қол жеткізуге болатын рұқсаттар бөліктің негізгі өлшемдері мен геометриясына байланысты. Берілген құндылықтар практикалық нұсқаулар болып табылады. Белгіленген рұқсаттар болмаған жағдайда, машина жасау цехтарының көпшілігі стандартты ±0,125 мм (0,005 дюйм) төзімділікті пайдаланады.
8. Мәтін және әріп
Ұсынылатын қаріп өлшемі 20 (немесе одан үлкен) және 5 мм әріп
Бедерлі мәтінге қарағанда ойылған мәтін жақсырақ, себебі ол аз материалды алып тастайды. Қаріп өлшемі кемінде 20 нүкте болатын Microsoft YaHei немесе Verdana сияқты sans-serif қаріпін пайдалану ұсынылады. Көптеген CNC машиналарында бұл қаріптер үшін алдын ала бағдарламаланған тәртіптер бар.
Машинаны орнату және бөлікті бағдарлау
Бірнеше рет орнатуды қажет ететін бөліктің схемалық диаграммасы төменде көрсетілген:
Құралға қол жеткізу CNC өңдеуді жобалаудағы маңызды шектеу болып табылады. Үлгінің барлық беттеріне жету үшін дайындаманы бірнеше рет айналдыру керек. Мысалы, жоғарыдағы суретте көрсетілген бөлікті үш рет бұру керек: екі негізгі бағытта тесіктерді өңдеу үшін екі рет және бөліктің артына қол жеткізу үшін үшінші рет. Дайындаманы айналдырған сайын машинаны қайта калибрлеуге және жаңа координаттар жүйесін анықтауға тура келеді.
Екі негізгі себеп бойынша жобалау кезінде машина параметрлерін қарастырыңыз:
1. Құрылғы орнатуларының жалпы саны құнына әсер етеді. Бөлшекті айналдыру және қайта туралау қол күшін қажет етеді және жалпы өңдеу уақытын арттырады. Егер бөлікті 3-4 рет айналдыру қажет болса, бұл әдетте қолайлы, бірақ бұл шектен тыс кез келген нәрсе шамадан тыс.
2. Ең жоғары салыстырмалы орналасу дәлдігіне қол жеткізу үшін екі мүмкіндікті де бір орнатуда өңдеу керек. Себебі жаңа қоңырау қадамы шағын (бірақ елеусіз емес) қатені енгізеді.
Бес осьті CNC өңдеу
5 осьті CNC өңдеуді пайдаланған кезде, бірнеше станок орнату қажеттілігін жоюға болады. Көп осьті CNC өңдеу күрделі геометриялық бөлшектерді жасай алады, себебі ол екі қосымша айналу осін ұсынады.
Бес осьті CNC өңдеу құралдың әрқашан кесу бетіне жанама болуын қамтамасыз етеді. Бұл күрделірек және тиімді құрал жолдарын ұстануға мүмкіндік береді, нәтижесінде бетті жақсырақ өңдеуге және қысқа өңдеу уақытына ие бөлшектер болады.
Дегенмен,5 осьтік cnc өңдеушектеулері де бар. Негізгі құрал геометриясы және құралға қол жеткізу шектеулері әлі де қолданылады, мысалы, ішкі геометриясы бар бөлшектерді өңдеу мүмкін емес. Сонымен қатар, мұндай жүйелерді пайдалану құны жоғары.
Төменгі қиықтарды жобалау
Астыңғы кесу - бұл стандартты кескіш құралдармен өңдеуге болмайтын мүмкіндіктер, себебі олардың кейбір беттеріне жоғарыдан тікелей қол жеткізу мүмкін емес. Астыңғы кесудің екі негізгі түрі бар: Т-слоттары және көгершіндер. Астыңғы кесу бір жақты немесе екі жақты болуы мүмкін және арнайы құралдармен өңделеді.
Т-слотты кесу құралдары негізінен тік білікке бекітілген көлденең кескіш кірістіру арқылы жасалады. Астыңғы кесудің ені 3 мм-ден 40 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін. Ені үшін стандартты өлшемдерді (яғни, тұтас миллиметрлік қадамдар немесе дюймдердің стандартты бөліктері) пайдалану ұсынылады, себебі құралдың бұрыннан бар болуы ықтимал.
Кептіргіш құралдар үшін бұрыш анықтаушы мүмкіндік өлшемі болып табылады. 45° және 60° аспалы аспаптар стандартты болып саналады.
Ішкі қабырғаларда асты кесілген бөлікті жобалау кезінде құрал үшін жеткілікті бос орын қосуды ұмытпаңыз. Жақсы ереже - өңделген қабырға мен кез келген басқа ішкі қабырғалардың арасына астыңғы кесу тереңдігінің кемінде төрт есесіне тең кеңістік қосу.
Стандартты құралдар үшін кесу диаметрі мен біліктің диаметрі арасындағы типтік қатынас 2:1 құрайды, кесу тереңдігін шектейді. Стандартты емес астыңғы кесу қажет болған кезде, станоктар көбінесе жеке асты кесу құралдарын жасайды. Бұл жеткізу уақыты мен құнын арттырады және мүмкіндігінше аулақ болу керек.
Ішкі қабырғадағы T-тәрізді ұяшық (сол жақта), көгершін асты (ортаңғы) және бір жақты асты (оң жақта)
Техникалық сызбаларды құрастыру
Кейбір дизайн спецификацияларын STEP немесе IGES файлдарына қосуға болмайтынын ескеріңіз. Үлгіңізде төмендегілердің біреуі немесе бірнешеуі болса, 2D техникалық сызбалары қажет:
Бұрандалы саңылаулар немесе білікшелер
Төзімді өлшемдер
Арнайы бетті өңдеуге қойылатын талаптар
CNC станок операторларына арналған ескертпелер
Ережелер
1. Ең үлкен диаметрлі құралмен өңделетін бөлікті жобалаңыз.
2. Барлық ішкі тік бұрыштарға үлкен филе (кемінде ⅓ x қуыс тереңдігі) қосыңыз.
3. Қуыстың тереңдігін оның енінен 4 есеге дейін шектеңіз.
4. Дизайныңыздың негізгі мүмкіндіктерін алты негізгі бағыттың бірімен туралаңыз. Бұл мүмкін болмаса, таңдаңыз5 осьтік cnc өңдеу қызметтері.
5. Дизайныңызда жіптерді, рұқсаттарды, бетті өңдеу сипаттамаларын немесе машина операторларына арналған басқа түсініктемелерді қамтитын болса, техникалық сызбаларды дизайнмен бірге жіберіңіз.
Егер сіз көбірек білгіңіз келсе немесе сұрағыңыз келсе, хабарласыңыз info@anebon.com.
Хабарлама уақыты: 13 маусым 2024 ж