Volg my op: 
Ontwerp vir CNC-bewerking
In hierdie artikel leer u al die kennis wat nodig is om ontwerp vir CNC-bewerkingsonderdele te optimaliseer: van bewerkbaarheidsontwerpreëls tot kosteverminderingstegnieke, van materiaalkeuseriglyne tot voorstelle vir oppervlakbehandeling. Eerstens is daar 'n paar beperkings in CNC-bewerking. Kom ons verstaan eers daardie faktore wat CNC-bewerking beperk. Die beperking van CNC-bewerking is die natuurlike resultaat van die snyproses, wat hoofsaaklik in die volgende aspekte gemanifesteer word:
1. Gereedskap meetkunde
Die meeste CNC-bewerkingsgereedskap het die eienskappe van silindriese vorm met plat of sferiese punte, wat die geometrie van dele wat geproduseer kan word, beperk. Byvoorbeeld, maak nie saak hoe klein 'n snygereedskap gebruik word nie, die interne vertikale hoek van 'n CNC-onderdeel sal altyd 'n radius hê, wat nie verander kan word nie, want die kenmerke van die gereedskap is beperk en die toleransie kan net so klein verminder word as moontlik.
2. Versteekte meetkunde
In die proses van CNC-frees, waar die snygereedskap nie kan bereik nie, is daar geen manier om CNC-bewerking nie. Byvoorbeeld, in sommige baie komplekse prototipe-onderdele is daar 'n mate van meetkunde versteek in die interne holte. Daar is geen manier vir die snygereedskap om die posisie te bereik nie, en daar is geen manier om te verwerk nie, wat die hulp van ander hulpgereedskap vereis.Dit is nie net CNC-sny kan bereik nie, kan sommige koste verhoog.
3 werkstuk styfheid
As gevolg van die snykrag en die hoë temperatuur wat tydens die verwerking geproduseer word, kan die werkstuk vervorm of vibreer. Dit beperk byvoorbeeld die minimum wanddikte wat 'n CNC-onderdeel kan hê en die maksimum aspekverhouding van 'n hoë kenmerk.
In die algemeen, CNC frees maksimum deel grootte: 400 x 250 x 150 mm
CNC-draai: Φ 500 mm x 1000 mm
Die supergroot CNC-masjiengereedskap kan onderdele produseer met 'n maksimum grootte van 2000 x 800 x 1000 mm (78 "x 32" x 40 ").
Die 5-as CNC-bewerkingstelsel is gewoonlik klein in volume.
4 styfheid van snygereedskap
Net so sal die snygereedskap in die proses van bewerking buig of vibreer, en die temperatuur is ook baie hoog. Dit sal lei tot verdraagsaamheid en selfs skade aan gereedskap. Wanneer die lengte deursneeverhouding van die snygereedskap toeneem, sal die effek meer betekenisvol wees, wat die rede is waarom diep holte nie maklik CNC-bewerking kan wees nie.
5 werkruimte
Die geometrie van die onderdeel bepaal hoe dit op die CNC-masjiengereedskap vasgemaak word en die aantal instellings wat benodig word. Dit beïnvloed koste, maar dit beïnvloed ook die akkuraatheid van die onderdeel. Byvoorbeeld, handmatige herposisionering stel 'n klein maar nie weglaatbare posisiefout in nie. Oor die algemeen, nadat die 5-as CNC-bewerking een keer ingestel is, hoef die werkstuk nie met die hand herposisioneer te word nie. Dit is die grootste voordeel van 5-as CNC-bewerking bo 3-as CNC-bewerking.
Ontwerpreëls van CNC-bewerking
Om die CNC-bewerkingsfunksie ten volle te gebruik, moet ontwerpers 'n paar "vervaardigingsontwerp"-reëls volg. Dit kan egter uitdagend wees omdat daar geen spesifieke industriestandaarde is nie. In hierdie vraestel neem ons die beste ontwerppraktyke van CNC-bewerking aan en stel die omvattende gids saam. Ons vra bedryfskenners en CNC-verwerkingsdiensverskaffers om terugvoer te gee om 'n groot aantal bygewerkte inligting saam te stel.
1 holte diepte: aanbevole 4 * freessnyer deursnee
Die snydiepte van 'n freessnyer is beperk (gewoonlik 3-4 keer sy deursnee). Wanneer die verhouding tussen die diepte en breedte van freeswerk groot is, sal die gereedskap vervorm word, sal spaanderverwydering moeilik wees en vibrasie sal duidelik word. Wanneer die diepte van die holte tot 4 keer van sy breedte beperk word, sal goeie resultate verkry word. Wanneer groter diepte nodig is, moet spesiale gereedskap oorweeg word. Oor die algemeen word 'n holte met 'n diepte groter as 6 keer die deursnee van die freessnyer as diep holte frees beskou. Diep holte frees vereis die gebruik van spesiale snyers, wat gebruik kan word om holtes te verwerk met 'n diepte tot frees deursnee verhouding van 30:1.
2. Vertikale hoekradius van interne rand: aanbevole diepte van holte x (of groter)
Die vertikale hoekradius van die binnerand is ⅓ x holte diepte (of groter), wat verseker dat 'n geskikte deursnee gereedskap gebruik word en in ooreenstemming is met die aanbevole holte diepte riglyne. Deur die hoekradius effens bokant die aanbevole waarde te vergroot (byvoorbeeld met 1 mm) laat die gereedskap toe om langs 'n sirkelbaan te sny in plaas van 'n 90 o-hoek. Dit is 'n prioriteit aangesien dit 'n hoër kwaliteit oppervlakafwerking tot gevolg het. As jy 'n skerp 90 grade binnehoek benodig, oorweeg dit om 'n t-snit by te voeg in plaas van om die hoekradius te verminder.
Vloer radius:
Aanbeveel: 0.5 mm, 1 mm of geen radius
Die onderste snykant van die frees is ewe of effens rond. Enige ander vloerradius kan gemasjineer word met behulp van die baleindwerktuig. Dit is 'n goeie ontwerppraktyk om die aanbevole waarde te gebruik, wat die eerste keuse van masjiniste is.
3 minimum wanddikte:
Aanbeveling: 0.8 mm (metaal), 1.5 mm (plastiek)
Uitvoerbaar: 0.5 mm (metaal), 1.0 mm (plastiek)
Die vermindering van die wanddikte sal die styfheid van die materiaal verminder, en sodoende die vibrasie in die proses van bewerking verhoog en die haalbare akkuraatheid verminder.
Plastiek is geneig om te vervorm (as gevolg van oorblywende spanning) en versagting (as gevolg van temperatuurstyging), dus word 'n groter minimum wanddikte aanbeveel.
4 gat deursnee:
Aanbeveel: standaard bisgrootte
Uitvoerbaar: enige deursnee groter as 1 mm Die boor of frees kan gate verwerk. Die grootte van die bietjie is gestandaardiseer (metries en imperiaal). Ruimers en boorgereedskap word gebruik om gate met streng toleransies af te werk. Standaard deursnee word aanbeveel vir hoë presisie gate minder as 20 mm.
Maksimum diepte:
Aanbeveel: 4 x nominale deursnee
Tipies: 10 x nominale deursnee
Uitvoerbaar: 40 x nominale deursnee
Nie-standaard deursnee gate moet gemasjineer word met eindfreule. In hierdie geval sal die maksimum holte diepte limiet toegepas word en die aanbevole maksimum diepte waarde moet gebruik word. Gebruik 'n spesiale boor (minimum deursnee 3 mm) om gate dieper as tipies te bewerk. Die blinde gat word verwerk met 'n bietjie met 'n koniese vloer (135 hoek), en die gereedskap vir die verwerking van die gat en eindfrees sal plat wees. By CNC-bewerking is daar geen spesiale voorkeur tussen deurgate of blindegate nie.
5 draad grootte:
Minimum: M2
Aanbeveel: M6 of groter
Die binnedraad word met 'n kraan gesny, en die buitedraad word met 'n matrijs gesny. Krane en matryse kan gebruik word om drade tot m2 te sny.
CNC-ryggereedskap is algemeen en gewild onder masjiniste omdat dit die risiko beperk dat 'n kraan breek. CNC-draadgereedskap kan gebruik word om draad na M6 te sny.
Draad lengte:
Minimum: 1.5 x nominale deursnee
Aanbeveel: 3 x nominale deursnee
Die meeste van die las wat op die draad toegepas word, word deur 'n paar eerste tande gedra (maks. 1.5 x nominale deursnee). Daarom word drade groter as 3 x nominale deursnee nie benodig nie.
Vir drade in blinde gate wat met 'n kraan gesny is (dws alle drade kleiner as M6), voeg 'n ongeskroefde lengte gelyk aan 1.5 x nominale deursnee by die onderkant van die gat.
Wanneer CNC-draadgereedskap (dws draad groter as M6) gebruik kan word, kan draadverwerking oor die hele lengte van die gat uitgevoer word.
6 minimum diafragma:
Aanbeveling: 2.5 mm (0.1 duim)
Uitvoerbaar: 0.05 mm (0.005 duim)
Die meeste masjineringswerkswinkels sal holtes en gate akkuraat kan masjineer met gereedskap van minder as 2.5 mm (0.1 duim) in deursnee. Enige waarde onder hierdie limiet word as mikrobewerking beskou. Die bewerking van sulke kenmerke vereis spesiale gereedskap (mikrobore) en kundigheid (die fisiese aard van die snyproses wissel binne hierdie reeks), daarom word dit aanbeveel om dit te vermy, tensy dit absoluut noodsaaklik is.
7 verdraagsaamheid
Standaard: ± 0.125 mm (0.005 duim)
Tipiese waarde: ± 0.025 mm (0.001 duim)
Uitvoerbaar: ± 0.0125 mm (0.0005 in.)
Toleransies bepaal die grense van aanvaarbare afmetings. Die toleransies wat bereik kan word, hang af van die basisafmetings en die geometrie van die onderdeel. Bogenoemde waardes is redelike kriteria.
Indien geen toleransie gespesifiseer word nie, sal die standaard ± 0.125 mm (0.005 in) toleransie in die meeste bewerkingswerkswinkels gebruik word.
Masjienopstelling en deel-oriëntasie
Soos vroeër genoem, is snygereedskap een van die belangrikste ontwerpbeperkings van CNC-bewerking. Om alle oppervlaktes van die prototipe te bereik, moet die werkstuk verskeie kere gedraai word.
Byvoorbeeld, die deel in die figuur hierbo moet altesaam drie keer gedraai word: twee keer om gate in twee hoofrigtings te masjien, en 'n derde keer om die agterkant van die onderdeel in te gaan.
Wanneer die werkstuk gedraai word, moet die masjien herkalibreer word en 'n nuwe koördinaatstelsel moet gedefinieer word.
Dit is belangrik om masjieninstellings in ontwerp te oorweeg om twee redes:
Die totale aantal masjieninstellings beïnvloed koste. Om onderdele te draai en herbelyn vereis handmatige bediening en verhoog die totale verwerkingstyd. Dit is oor die algemeen aanvaarbaar as die onderdeel tot 3-4 keer gedraai moet word, maar enigiets buite hierdie limiet is oorbodig. Om die maksimum relatiewe posisie akkuraatheid te verkry, moet twee kenmerke in dieselfde omgewing gemasjineer word. Dit is omdat die nuwe afmetingsstap 'n klein fout inbring (wat nie geïgnoreer kan word nie).
5-as CNC-bewerking
Wanneer 5-as CNC-bewerking gebruik word, kan dit die behoefte aan 'n verskeidenheid masjieninstellings uitskakel. Multi-as CNC-bewerking kan onderdele met komplekse meetkunde vervaardig, want dit bied twee bykomende roterende asse.
5-as CNC-bewerking hou die snyer heeltyd raak aan die snyoppervlak. Meer komplekse en effektiewe gereedskappad kan gevolg word, sodat onderdele beter oppervlakafwerking en minder verwerkingstyd het. Natuurlik het vyf-as CNC sy beperkings. Basiese gereedskapgeometrie en gereedskaptoegangsbeperkings geld steeds (byvoorbeeld onderdele met interne meetkunde kan nie gemasjineer word nie). Boonop is die koste van die gebruik van so 'n stelsel hoog.
Ontwerp ondersny
Ondersnywerk is kenmerke wat nie met standaard snygereedskap bewerk kan word nie omdat sommige oppervlaktes nie direk van bo af toeganklik is nie. Daar is twee hooftipes ondersny: T-groef en swaelstertgroef. Ondersny kan enkel- of dubbelsydig wees en met spesiale gereedskap gemasjineer word. Die T-groef snywerktuig word hoofsaaklik gemaak van 'n horisontale snylem wat op 'n vertikale as geïnstalleer is. Die breedte van die ondersny kan wissel van 3 mm tot 40 mm. Standaardafmetings word aanbeveel vir breedte (dws in millimeter inkremente of duim).
Vir swaelstertsnygereedskap is die hoek die dimensie wat die kenmerk definieer. Die 45 grade en 60 grade swaelstert gereedskap word beskou as standaard gereedskap. Gereedskap met hoeke van 5 o, 10 o, en tot 120 o (in inkremente van 10 o) kan ook gebruik word, maar dit word selde gebruik. Wanneer jy dele met ondersny op die binnemuur ontwerp, maak seker dat jy genoeg speling byvoeg vir die gereedskap. 'n Goeie reël is om die spasie tussen die gemasjineerde muur en enige ander muur met ten minste vier keer die ondersnydiepte te vergroot. Vir standaardgereedskap is die tipiese verhouding tussen die snydeursnee en die asdeursnee 2:1, wat die snydiepte. Wanneer nie-standaard ondersny nodig is, maak die masjienfabriek gewoonlik sy eie pasgemaakte ondersnygereedskap. Dit kan afleweringstye en -koste verhoog en moet so veel as moontlik vermy word.
Konsep tegniese tekeninge
Selfs as tegniese tekeninge (stap of IGES dokumente is voldoende) word nie altyd vereis om 'n bestelling te plaas nie, dit word aanbeveel dat jy ook tekeninge indien, aangesien dit kommunikasie tussen die ontwerper en die CNC-masjienoperateur sal verbeter.Let daarop dat sommige ontwerpkriteria nie by stap- of IGES-lêers ingesluit kan word nie. As jou model een of meer van die volgende insluit, moet jy 2D tegniese tekeninge verskaf:
Skroef gat of skag.
Dimensie met verdraagsaamheid.
Spesifieke oppervlakafwerking vereistes.
Voorsorgmaatreëls vir operateurs van CNC-masjiengereedskap.
Reël van ervaring
Ontwerp onderdele wat met die grootste deursnee gereedskap bewerk kan word.
Voeg 'n groot filet (minstens 1x holte diepte) by alle interne vertikale hoeke.
Beperk die diepte van die holte tot vier keer die breedte.
Hou die hoofkenmerke van die ontwerp in ooreenstemming met een van die ses hoofrigtings. As dit nie moontlik is nie, kan 5-as CNC bewerking gekies word.
Indien u ontwerp draad, toleransie, oppervlakafwerkingspesifikasie of ander opmerkings aan die masjienoperateur insluit, dien asseblief die tegniese tekening in die tekening in.