За целосно искористување на можностите на CNC обработката, дизајнерите мора да дизајнираат според специфични правила за производство. Сепак, ова може да биде предизвик бидејќи не постојат специфични индустриски стандарди. Во оваа статија, составивме сеопфатен водич за најдобрите практики за дизајн за CNC обработка. Се фокусиравме на опишување на изводливоста на современите CNC системи и ги игнориравме поврзаните трошоци. За водич за економично дизајнирање делови за CNC, погледнете го овој напис.
CNC обработка
ЦПУ обработката е техника на субтрактивно производство. Во CNC, различни алатки за сечење кои ротираат со големи брзини (илјадници вртежи во минута) се користат за елиминирање на материјалот од цврст блок со цел да се создаде дел заснован на CAD модел. И металите и пластиката може да се обработуваат со помош на CNC.
CNC обработката нуди висока димензионална прецизност и тесни толеранции погодни и за производство со голем волумен и за еднократни работи. Всушност, во моментов тоа е најисплатливиот метод за производство на метални прототипови, дури и кога се споредува со 3D печатење.
Ограничувања на главниот дизајн на ЦПУ
ЦПУ нуди голема флексибилност на дизајнот, но има одредени ограничувања во дизајнот. Овие ограничувања се поврзани со основната механика на процесот на сечење, главно со геометријата на алатот и пристапот на алатот.
1. Облик на алатката
Најчестите CNC алатки, како што се крајните мелници и дупчалки, се цилиндрични и имаат ограничени должини на сечење. Како што се отстранува материјалот од работното парче, обликот на алатот се пресликува на обработениот дел.
На пример, тоа значи дека внатрешните агли на ЦПУ дел секогаш ќе имаат радиус, без оглед на големината на употребената алатка.
2. Повикување со алатки
При отстранување на материјалот, алатот се приближува до работното парче директно одозгора. Ова не може да се направи со CNC обработка, освен за поткопувања, за кои ќе разговараме подоцна.
Добра дизајнерска практика е да се усогласат сите карактеристики на моделот, како што се дупки, шуплини и вертикални ѕидови, со една од шесте кардинални насоки. Ова е повеќе предлог отколку ограничување, особено затоа што CNC системите со 5 оски нудат напредни можности за задржување на работата.
Алатката е грижа кога се обработуваат делови со карактеристики кои имаат голем сооднос. На пример, за да се стигне до дното на длабоката празнина потребна е специјализирана алатка со долга осовина, која може да ја намали вкочанетоста на крајниот ефектор, да ги зголеми вибрациите и да ја намали остварливата точност.
Правила за дизајн на процесот на ЦПУ
При дизајнирање на делови за CNC обработка, еден од предизвиците е отсуството на специфични индустриски стандарди. Ова е затоа што производителите на CNC машини и алати постојано ги подобруваат своите технички способности, со што го прошируваат опсегот на она што може да се постигне. Подолу, дадовме табела што ги сумира препорачаните и изводливите вредности за најчестите карактеристики што се наоѓаат во деловите обработени со ЦПУ.
1. Џебови и вдлабнатини
Запомнете го следниот текст: „Препорачана длабочина на џебот: 4 пати ширина на џебот. Крајните мелници имаат ограничена должина на сечење, обично 3-4 пати повеќе од нивниот дијаметар. Кога односот длабочина-ширина е мал, прашањата како што се отклонување на алатот, евакуација на чипот и вибрации стануваат поизразени. За да обезбедите добри резултати, ограничете ја длабочината на шуплината на 4 пати поголема од нејзината ширина.
Ако ви треба поголема длабочина, можеби ќе сакате да размислите за дизајнирање на дел со променлива длабочина на шуплината (видете ја сликата погоре за пример). Кога станува збор за глодање со длабоки шуплини, шуплината се класифицира како длабока ако нејзината длабочина е повеќе од шест пати поголема од дијаметарот на алатката што се користи. Специјалниот алат овозможува максимална длабочина од 30 cm со крајна мелница со дијаметар од 1 инчи, што е еднакво на односот дијаметар на алатот и длабочината на шуплината од 30:1.
2. Внатрешен раб
Вертикален радиус на аголот: Се препорачува ⅓ x длабочина на шуплината (или поголема).
Важно е да ги користите предложените вредности на радиусот на внатрешниот агол за да ја изберете алатката со вистинска големина и да се придржувате до препорачаните упатства за длабочина на шуплината. Мало зголемување на радиусот на аголот над препорачаната вредност (на пр. за 1 mm) овозможува алатот да сече по кружна патека наместо под агол од 90°, што резултира со подобра завршница на површината. Ако е потребен остар внатрешен агол од 90°, размислете за додавање подрез во форма на Т наместо да го намалите радиусот на аголот. За радиус на подот, препорачаните вредности се 0,5 mm, 1 mm или без радиус; сепак, секој радиус е прифатлив. Долниот раб на крајната мелница е рамен или малку заоблен. Другите подни радиуси може да се обработуваат со помош на алатки со краеви на топката. Придржувањето до препорачаните вредности е добра практика бидејќи е претпочитан избор за машинерите.
3. Тенок ѕид
Препораки за минимална дебелина на ѕидот: 0,8 mm (метал), 1,5 mm (пластика); Прифатливи се 0,5 mm (метал), 1,0 mm (пластика).
Намалувањето на дебелината на ѕидот ја намалува вкочанетоста на материјалот, што доведува до зголемени вибрации за време на обработката и намалена остварлива точност. Пластиката има тенденција да се искривува поради преостанатите напрегања и да омекнува поради зголемената температура, затоа се препорачува да се користи поголема минимална дебелина на ѕидот.
4. Дупка
Дијаметар Се препорачуваат стандардни големини на дупчалката. Секој дијаметар поголем од 1 mm е изводлив. Правењето дупче се врши со вежба или крајcnc бланширан. Големините на дупчалката се стандардизирани во метрички и царски единици. Рејдерите и здодевните алатки се користат за завршување на дупките кои бараат тесни толеранции. За дијаметри помали од ⌀20 mm, препорачливо е да се користат стандардни дијаметри.
Максимална препорачана длабочина 4 x номинален дијаметар; типичен 10 x номинален дијаметар; изводливо 40 x номинален дијаметар
Дупките со нестандарден дијаметар треба да се обработуваат со помош на крајна мелница. Во ова сценарио, се применува максималната граница на длабочина на шуплината и се препорачува да се користи максималната вредност за длабочина. Ако треба да обработувате дупки подлабоко од типичната вредност, користете специјална дупчалка со минимален дијаметар од 3 mm. Слепите дупки обработени со дупчалка имаат заострена основа со агол од 135°, додека дупките обработени со крајна мелница се рамни. Во CNC обработката, нема специфична претпочитаност помеѓу преку дупки и слепи дупки.
5. Конци
Минималната големина на конецот е М2. Се препорачува да се користат M6 или поголеми нишки. Внатрешните нишки се создаваат со помош на славини, додека надворешните нишки се создаваат со помош на матрици. И двете чешми и матрици може да се користат за создавање нишки M2. Алатките за навој со ЦПУ се широко користени и претпочитани од машинерите бидејќи го намалуваат ризикот од кршење на чешмата. Алатките за нишки со ЦПУ може да се користат за создавање нишки M6.
Должина на конецот минимум 1,5 x номинален дијаметар; Се препорачува 3 x номинален дијаметар
Почетните неколку заби го носат најголемиот дел од оптоварувањето на конецот (до 1,5 пати повеќе од номиналниот дијаметар). Така, нишките поголеми од три пати од номиналниот дијаметар се непотребни. За навои во слепите дупки направени со чешма (т.е. сите нишки помали од M6), додадете должина без навој еднаква на 1,5 пати од номиналниот дијаметар на дното на дупката.
Кога може да се користат CNC алатки за навој (т.е. нишки поголеми од M6), дупката може да се навојува низ целата должина.
6. Мали карактеристики
Минималниот препорачан дијаметар на дупката е 2,5 mm (0,1 инчи); минимум од 0,05 mm (0,005 инчи) е исто така прифатлив. Повеќето машински продавници можат прецизно да обработуваат мали шуплини и дупки.
Сè што е под оваа граница се смета за микромашина.CNC прецизно мелењетаквите карактеристики (каде што физичката варијација на процесот на сечење е во овој опсег) бара специјализирани алатки (микро дупчалки) и стручно знаење, па затоа се препорачува да се избегнуваат освен ако е апсолутно неопходно.
7. Толеранции
Стандарден: ±0,125 mm (0,005 инчи)
Типично: ±0,025 mm (0,001 инчи)
Перформанси: ±0,0125 mm (0,0005 инчи)
Толеранциите ги утврдуваат прифатливите граници за димензии. Достижните толеранции зависат од основните димензии и геометријата на делот. Обезбедените вредности се практични упатства. Во отсуство на специфицирани толеранции, повеќето машински продавници ќе користат стандардна толеранција од ±0,125 mm (0,005 инчи).
8. Текст и букви
Препорачаната големина на фонтот е 20 (или поголема) и букви од 5 mm
Изгравираниот текст се претпочита од врежаниот текст бидејќи отстранува помалку материјал. Се препорачува да се користи фонт sans-serif, како што се Microsoft YaHei или Verdana, со големина на фонт од најмалку 20 поени. Многу CNC машини имаат однапред програмирани рутини за овие фонтови.
Поставување на машината и ориентација на делови
Шематски дијаграм на дел кој бара повеќе поставувања е прикажан подолу:
Пристапот до алатот е значително ограничување во дизајнот на CNC обработката. За да се допре до сите површини на моделот, работното парче треба да се ротира повеќе пати. На пример, делот прикажан на сликата погоре треба да се ротира три пати: двапати за да се обработат дупките во двете примарни насоки и трет пат за да се пристапи до задниот дел на делот. Секојпат кога се ротира работното парче, машината треба да се рекалибрира и мора да се дефинира нов координатен систем.
Размислете за поставките на машината при дизајнирање од две главни причини:
1. Вкупниот број на поставки на машината влијае на цената. Ротирањето и повторното порамнување на делот бара рачен напор и го зголемува вкупното време на обработка. Ако некој дел треба да се ротира 3-4 пати, тоа е обично прифатливо, но сè што е надвор од оваа граница е претерано.
2. За да се постигне максимална релативна точност на положбата, двете карактеристики мора да се обработуваат во исто поставување. Ова е затоа што новиот чекор за повик воведува мала (но незанемарлива) грешка.
CNC обработка со пет оски
Кога користите CNC обработка со 5 оски, потребата од повеќекратни поставки на машината може да се елиминира. CNC обработката со повеќе оски може да произведува делови со сложени геометрии бидејќи нуди две дополнителни оски на ротација.
CNC обработката со пет оски овозможува алатот секогаш да биде тангенцијален на површината за сечење. Ова овозможува да се следат покомплексни и ефикасни патеки за алат, што резултира со делови со подобри завршни површини и пократко време на обработка.
Сепак,Cnc обработка со 5 оскиисто така има свои ограничувања. Основната геометрија на алатот и ограничувањата за пристап до алатот сè уште важат, на пример, деловите со внатрешна геометрија не можат да се обработуваат. Дополнително, трошоците за користење на такви системи се повисоки.
Дизајнирање на поткопчиња
Потколениците се карактеристики што не можат да се обработат со стандардни алатки за сечење бидејќи некои од нивните површини не се директно достапни одозгора. Постојат два главни типа на поткопчиња: Т-слотови и гулаби. Потколениците можат да бидат еднострани или двострани и се обработуваат со специјализирани алатки.
Алатите за сечење со Т-слотови во основа се направени со хоризонтална влошка за сечење прикачена на вертикално вратило. Ширината на долниот дел може да варира помеѓу 3 mm и 40 mm. Препорачливо е да се користат стандардни димензии (т.е. цели милиметарски зголемувања или стандардни делови од инчи) за ширината, бидејќи поверојатно е дека алатот веќе е достапен.
За алатите со гулаб, аголот е димензија на дефинирачка карактеристика. Алатките од 45° и 60° гулаб се сметаат за стандардни.
Кога дизајнирате дел со поткопчиња на внатрешните ѕидови, не заборавајте да додадете доволно простор за алатот. Добро правило е да се додаде простор помеѓу обработениот ѕид и кој било друг внатрешен ѕид еднаков на најмалку четири пати поголема од длабочината на поткопувањето.
За стандардните алати, типичниот сооднос помеѓу дијаметарот на сечењето и дијаметарот на вратилото е 2:1, ограничувајќи ја длабочината на сечењето. Кога е потребно нестандардно поткопување, машинските продавници често прават свои сопствени алатки за поткопување. Ова ги зголемува времето и трошоците за испорака и треба да се избегнува секогаш кога е можно.
Т-процеп на внатрешниот ѕид (лево), долен дел од гулаб (во средината) и едностран долен дел (десно)
Изработка на технички цртежи
Ве молиме имајте предвид дека некои спецификации за дизајн не можат да бидат вклучени во датотеките STEP или IGES. Потребни се 2D технички цртежи ако вашиот модел вклучува едно или повеќе од следниве:
Дупки или шахти со навој
Толерирани димензии
Специфични барања за завршна обработка на површината
Забелешки за ракувачи со CNC машини
Правила на палецот
1. Дизајнирајте го делот што ќе се обработува со алат со најголем дијаметар.
2. Додадете големи филети (најмалку ⅓ x длабочина на шуплината) на сите внатрешни вертикални агли.
3. Ограничете ја длабочината на шуплината на 4 пати поголема од нејзината ширина.
4. Порамнете ги главните карактеристики на вашиот дизајн по една од шесте кардинални насоки. Ако ова не е можно, одлучете сеУслуги за обработка на CNC со 5 оски.
5. Испратете технички цртежи заедно со вашиот дизајн кога вашиот дизајн вклучува нишки, толеранции, спецификации за завршна обработка на површината или други коментари за операторите на машините.
Ако сакате да дознаете повеќе или да се распрашате, ве молиме слободно контактирајте info@anebon.com.
Време на објавување: 13.06.2024