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Design für CNC-Prototyping
DDPROTOTYPE verfügt über langjährige Erfahrung in der CNC-Bearbeitung, hat eine große Anzahl von Designs für das CNC-Prototyping gesammelt und ist sehr bereit, sie mit Kunden zu teilen, in der Hoffnung, Ihnen beim Design zu helfen. CNC-Werkzeugmaschinen sind eine hervorragende Technologie, die verschiedene Möglichkeiten bieten kann für präzises CNC-Prototyping und machen Sie Ihr Endprodukt so gut wie Ihr ursprüngliches Design. Wann CNC-Bearbeitung Bei jedem Prototyp müssen einige Hauptüberlegungen berücksichtigt werden, einschließlich seiner vollständigen Geometrie.
Bisher ist ein solcher Leitfaden eher eine Faustregel als eine tatsächliche Vereinbarung. Industriestandards sind selten, und die Technologie ändert sich ständig, und aufregende neue Innovationen wurden vorgeschlagen, die die Grenze des Möglichen und Unmöglichen erreicht haben. Es gibt jedoch viele Praktiken, die zu echten Regeln geworden sind, die es zu versuchen und zu befolgen gilt. Dies sind einige Einschränkungen und Überlegungen, die mit der Konstruktion von CNC-Bearbeitungsteilen verbunden sind.
Grundregeln
Im Allgemeinen ist es am besten, Prototypen mit Werkzeugen mit größerem Durchmesser zu konstruieren, um sie zu bearbeiten. Dies hilft, den Einsatz von Spezialwerkzeugen zu vermeiden und sorgt für eine schnellere CNC-Bearbeitung. Es ist besser, einen Hohlraum nicht viermal so breit zu gestalten. Es ist unbedingt sicherzustellen, dass die Konstruktionsfunktionen mit den von der Maschine zugelassenen Hauptrichtungen übereinstimmen. Dies betrifft die Anzahl der Achsen von CNC-Maschinen, die für die Bearbeitung benötigt werden.
Wenn Sie versuchen, Text oder Buchstaben maschinell zu bearbeiten, verwenden Sie am besten gravierten Text anstelle von geprägtem Text. Der Relieftext wird schließlich eine große Anzahl von Materialien verwenden, die bei der gesamten CNC-Bearbeitung entfernt werden müssen. Natürlich wird eine serifenlose Schriftart mit mindestens 20 Punkt empfohlen, um unnötige Probleme beim Gravieren von Text zu vermeiden.
Es ist besser, technische Zeichnungen einzureichen, wenn Sie mit unserem Maschinisten arbeiten, und es ist besser, die Toleranz in Schlüsselteilen zu markieren. Diese Teile müssen ein sehr spezifisches Format haben, können Ihnen aber sehr dabei helfen, das Design der Prototypen zu vervollständigen und die beste Qualität zu zeigen.
Maschinentypen
Bevor wir die Prototypenbearbeitung in Betracht ziehen, sollten wir uns mit den Einschränkungen und Vorteilen von CNC-Werkzeugmaschinen befassen. Alle Arten von CNC-Werkzeugmaschinen können einige Prototypenbearbeitungsformen und -toleranzen steuern. Einige der gängigsten Typen und ihre Vorteile sind unten aufgeführt.
CNC-Drehmaschinen werden normalerweise für die Prototypenbearbeitung komplizierter Zylinderformen verwendet. Aufgrund ihrer leistungsstarken Funktion verfügt die Drehmaschine normalerweise über genaue Toleranzen und einen kostengünstigen Betrieb, sodass sie am häufigsten bei der Bearbeitung dieser kreisförmigen Prototypen verwendet wird. Bei Verwendung einer Drehmaschine dreht sich das Material, während es im Drehwerkzeug ruht, sodass die Geometrie des Prototyps von der Bewegungs- und Vorschubgeschwindigkeit des stehenden Werkzeugs sowie der Geschwindigkeitssteuerung abhängt. Die Drehmaschine ist zum Drehen ausgelegt, hat also keinen größten Vorteil. Die Genauigkeit der Drehmaschine nimmt mit der Dicke der verwendeten Materialien ab.
Es gibt viele Arten von CNC-Fräsen Maschinen. Der Hauptunterschied zwischen ihnen und der Drehmaschine besteht darin, dass die Bewegung des Schneidwerkzeugs der des Materials entgegengesetzt ist. Die Vertikalfräsmaschine hat eine Spindelachse und ein senkrecht zum Maschinenbett ausgerichtetes Schneidwerkzeug. Der Fräser der horizontalen Fräsmaschine ist auf der horizontalen Spindel der Werkbank installiert. Im Allgemeinen können sie verwendet werden, wenn eine Schneidemaschine benötigt wird, um eine große Menge Material zu entfernen, oder wenn die Genauigkeitsanforderungen gering sind. Maschinen mit mehr Wellen können die Vorteile von Dreh- und Fräsmaschinen in einer Aufspannung nutzen und kombinieren.
Werkzeugbeschränkung
Eine der häufigsten Faustregeln in der Zerspanung ist das Verhältnis von Werkzeugdurchmesser zu Kavitätstiefe. Die empfohlene Tiefe jeder Kavität in der Konstruktion liegt innerhalb des Vierfachen ihrer Breite, da die Schnittlänge des Schaftfräsers begrenzt ist. Dieser beträgt in der Regel das Drei- bis Vierfache des Werkzeugdurchmessers. Ein niedrigeres Aspektverhältnis führt zu erhöhter Vibration, Werkzeugablenkung und Spanabfuhr.
Eine weitere allgemeine Einschränkung, die beachtet werden muss, ist die Geometrie des Fräswerkzeugs. Viele CNC-Fräswerkzeuge sind zylindrisch und die Fräslänge kann begrenzt sein. Diese Form wirkt sich auf das abschließende Fräsen aus. Beispielsweise hat die Innenecke eines Blocks immer einen Radius. Dies gilt selbst dann, wenn sie mit sehr kleinen Schneidwerkzeugen bearbeitet werden.
Spezialwerkzeuge können helfen, einige dieser Probleme zu lösen, aber sie können sie je nach wirtschaftlichem Nutzen und Zeitaufwand so weit wie möglich vermeiden. Wenn Sie aufgrund der Werkzeuglänge das Problem haben, die Tiefe des Hohlraums im Werkstück nicht erreichen zu können, können Sie ein Spezialwerkzeug mit längerer Achse verwenden, bedenken Sie jedoch die Nachteile. Längere Werkzeuge erhöhen die Vibration und reduzieren die erreichbare Genauigkeit. Die Konstruktion von Teilen sollte normalerweise darauf abzielen, Werkzeuge mit größerem Durchmesser und kürzerer Länge zu verwenden, was für den Benutzer am praktikabelsten ist.
Innenkante
Beim Entwerfen der Innenkante eines Prototyps beträgt der am häufigsten empfohlene vertikale Eckenradius ein Drittel oder mehr der Kavitätstiefe. Wenn Sie den empfohlenen Eckenradius verwenden, verwenden Sie ein Durchmesserwerkzeug, das den empfohlenen Richtlinien für die Kavitätstiefe entspricht. Um eine hochwertigere Oberflächengüte zu erzielen, ist es besser, den Eckenradius etwas höher als den empfohlenen Wert zu machen. Dadurch kann das Werkzeug entlang einer kreisförmigen Bahn statt in einem 90-Grad-Winkel schneiden. Wenn Sie jedoch einen 90-Grad-Winkel verwenden möchten, wird empfohlen, einen T-Bone-Hinterschnitt wie unten beschrieben zu verwenden, anstatt einen reduzierten Eckenradius zu wählen.
Dünne Wand
Dünne Wände können schwierig sein, da eine Verringerung der Wandstärke die Steifigkeit des Materials verringert, die Vibrationen während der Bearbeitung erhöht und die erreichbare Genauigkeit verringert. Darüber hinaus ist es bei Kunststoffen und anderen temperaturempfindlichen Materialien am besten, Erweichung und Eigenspannungen zu überwachen. Größere Mindestwandstärken können diese Faktoren reduzieren. Die empfohlenen Mindestwerte variieren je nach Material und Werkzeug, aber die allgemeinen mechanischen Richtlinien sind: 0.8 mm für Metall und 1.5 mm für Kunststoff.
Loch
Wenn es Löcher gibt, ist es am besten, die Bohrtiefe gering zu halten, es sei denn, es ist absolut notwendig, und bohren Sie nicht in die Löcher mit flachem Boden, da diese Löcher sehr schwierig sein können oder Spezialwerkzeuge erfordern. Bei der Bearbeitung von Löchern mit Bohrer oder Schaftfräser werden Reibahlen und Bohrwerkzeuge benötigt, um die Löcher mit kleinen Toleranzen fertigzustellen. Für hochpräzise Bohrungen kleiner als 20 mm werden Standarddurchmesser dringend empfohlen. Löcher mit nicht standardmäßigem Durchmesser müssen mit Schaftfräsern bearbeitet werden. In diesem Fall gilt die maximale Kavitätstiefengrenze. Verwenden Sie einen Spezialbohrer (Mindestdurchmesser 3 mm), um Löcher zu bearbeiten, die tiefer sind als der typische empfohlene Wert des Werkzeugs.
Bei erweiterten Löchern können Teile von beiden Seiten gebohrt werden, aber es ist wichtig zu erkennen, dass die Stelle, an der sich die beiden Löcher treffen, nicht zusammenpasst. Um dieses Mismatch-Problem zu lösen, können Benutzer Jig anwenden.
Beim Kantenbohren ist darauf zu achten, dass der gesamte Bohrerdurchmesser im Teil enthalten ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kann der Bohrer brechen, die Oberflächenbeschaffenheit kann sich verschlechtern und die an den Ecken gebildeten scharfen Kanten können falten. Wenn es absolut notwendig ist, bohren Sie zuerst das Teil und fräsen Sie dann das Material ab, um ein lokales Loch zu hinterlassen.
Fase und Verrundung
Ein Fasen ist ein Fasenschnitt, bei dem zwei Flächen an scharfen Kanten aufeinandertreffen. Dies vereinfacht die Montage des Bolzens in das Loch und verringert das Verletzungsrisiko beim Umgang mit scharfen Gegenständen. Entgraten kann einen ähnlichen Zweck erfüllen, aber die Kante des Teils sollte beschädigt werden. In vielen Fällen wird dadurch die Größe reduziert, sodass das Anfasen des Materials für eine bestimmte Größe besser ist. Darüber hinaus müssen die Kanten von Fasen bei 45 ° gehalten werden, es sei denn, die Verwendung eines anderen Winkels ist unbedingt erforderlich.
Verrundungen müssen die inneren oder äußeren Ecken des Teils verrunden. Es ist besser, jeden Radius auf dem Teil größer als den Werkzeugradius zu machen, um den Bearbeitungsprozess zu vereinfachen. Andererseits sollten die Innenrundungen so groß wie möglich sein, um die Verwendung von Werkzeugen mit großem Durchmesser zu ermöglichen und somit die Bearbeitungszeit zu reduzieren. Generell sollte der Radius der Innenrundung größer als 1/3 der Kavitätstiefe sein, um Werkzeugschäden zu vermeiden.
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