CNCプロトタイピングの設計

DDPROTOTYPEは長年のCNC加工の経験があり、CNCプロトタイピングの設計を数多く蓄積しており、設計の助けを期待して顧客と共有することを非常に喜んでいます。CNC工作機械は、さまざまな可能性を提供できる優れた技術です。正確なCNCプロトタイピングを行い、最終製品を元の設計と同じくらい優れたものにします。いつ CNC加工プロトタイプの場合、完全な形状など、いくつかの主要な考慮事項を考慮する必要があります。

これまでのところ、このようなガイドは実際の合意というよりも経験則です。業界標準はまれであり、技術は絶えず変化しており、エキサイティングな新しいイノベーションが提案されており、それは可能性と不可能性の限界に達しています。しかし、実際に試して従うべきルールとなった多くの慣行があります。これらは、CNC機械加工部品の設計に付随するいくつかの制限と考慮事項です。

基本的なルール

一般に、それらを加工するために、より大きな直径のツールを使用してプロトタイプを設計するのが最善です。これにより、特別な工具の使用を回避し、CNC加工を高速化できます。キャビティの幅のXNUMX倍を設計しない方がよいでしょう。設計機能が機械で許可されている主な方向と一致していることを確認することが重要です。これには、加工に必要なCNC機械の軸の数が含まれます。

テキストや文字を加工する場合は、エンボステキストではなく、刻印テキストを使用することをお勧めします。レリーフテキストは、最終的に、CNC機械加工全体で除去する必要のある多数の材料を使用します。もちろん、テキストを彫刻する際の不必要なトラブルを避けるために、最低20ポイントのサンセリフフォントをお勧めします。

機械工と一緒に作業するときは、技術的な図面を提出することをお勧めします。また、主要部品に公差をマークすることをお勧めします。これらの部品は非常に特殊な形式である必要がありますが、プロトタイプの設計を完了し、最高の品質を表示するのに大いに役立ちます。

機械の種類

プロトタイプ加工を検討する前に、CNC工作機械の制限と利点に注意を払う必要があります。あらゆる種類のCNC工作機械で、いくつかのプロトタイプの加工形状と公差を制御できます。最も一般的なタイプのいくつかとその利点を以下に示します。

CNC旋盤は通常、複雑な円筒形状の試作加工に使用されます。その強力な機能のために、旋盤は通常、正確な公差と費用効果の高い操作を備えているため、これらの円形プロトタイプの処理で最も一般的に使用されます。旋盤を使用する場合、材料は旋削工具内で静止したまま回転するため、プロトタイプの形状は、静止工具の動作と送り速度、および速度制御に依存します。旋盤は旋盤用に設計されているため、最大の利点はありません。旋盤の精度は、使用する材料の厚さとともに低下します。

多くの種類があります CNCフライス盤マシン。それらと旋盤の主な違いは、切削工具の動きが材料の動きと反対であるということです。縦型フライス盤は、スピンドル軸と切削工具が機械床に垂直に配置されています。水平フライス盤のカッターは、作業台の水平スピンドルに取り付けられています。一般的に、大量の材料を除去するためにカッターが必要な場合、または精度要件が低い場合に使用できます。より多くのシャフトを備えた機械は、旋盤とフライス盤の利点をXNUMXつのセットアップで活用および組み合わせることができます。

ツールの制限

機械加工における最も一般的な経験則のXNUMXつは、工具の直径とキャビティの深さの比率です。エンドミルの切削長さが制限されているため、設計で推奨されるキャビティの深さは、その幅のXNUMX倍以内です。これは通常、ツールの直径のXNUMX〜XNUMX倍です。アスペクト比が低いと、振動、工具のたわみ、切りくずの排出が増加します。

覚えておく必要のあるもうXNUMXつの一般的な制限は、フライス盤の形状です。多くのCNCフライス盤は円筒形であり、フライス盤の長さが制限される場合があります。この形状は、最終的なフライス盤に影響を与えます。たとえば、ブロックの内側の角には常に半径があります。これは、非常に小さな切削工具で加工されている場合でも当てはまります。

特別なツールはこれらの問題のいくつかを解決するのに役立ちますが、経済的利益と時間に応じて、可能な限りそれらを回避することができます。工具の長さがワークピースのキャビティの深さに到達できないという問題がある場合は、より長い軸を持つ特殊な工具を使用できますが、欠点に注意してください。ツールが長くなると、振動が増加し、達成できる精度が低下します。部品の設計は通常、ユーザーにとって最も実現可能な、より大きな直径とより短い長さのツールを使用することを目的とすべきです。

インナーエッジ

プロトタイプの内縁を設計する場合、最も一般的に推奨される垂直コーナー半径は、キャビティの深さの90分の90以上です。推奨されるコーナー半径を使用する場合は、推奨されるキャビティ深さのガイドラインに従った直径ツールを使用してください。より高品質な表面仕上げを得るには、コーナー半径を推奨量よりわずかに大きくすることをお勧めします。これにより、ツールはXNUMX度の角度ではなく円形のパスに沿ってカットできます。ただし、XNUMX度の角度を使用する場合は、小さいコーナー半径を選択するのではなく、以下で説明するようにTボーンアンダーカットを使用することをお勧めします。

薄壁

壁の厚さを薄くすると材料の剛性が低下し、機械加工中の振動が増加し、達成できる精度が低下するため、薄壁は扱いにくい場合があります。さらに、温度の影響を受けやすいプラスチックやその他の材料については、軟化と残留応力を監視するのが最適です。最小肉厚を大きくすると、これらの要因を減らすことができます。推奨される最小値は、材料とツールによって異なりますが、一般的な整備士のガイドラインは、金属の場合は0.8mm、プラスチックの場合は1.5mmです。

ホール

穴がある場合は、どうしても必要な場合を除いて、穴あけ深さを低く保ち、平底の穴には入れないでください。これらの穴は非常に難しいか、特別な工具が必要になる場合があります。ドリルやエンドミルで穴を加工する場合、小さな公差で穴を仕上げるためにリーマと中ぐり工具が必要です。 20 mm未満の高精度の穴には、標準の直径を強くお勧めします。非標準直径の穴は、エンドミルで機械加工する必要があります。この場合、最大キャビティ深さ制限が適用されます。特殊なドリル（最小直径3 mm）を使用して、工具の一般的な推奨値よりも深い穴を加工します。

延長穴の場合、部品は両側からドリルで開けることができますが、XNUMXつの穴が出会う場所が一致しないことを認識することが重要です。この不一致の問題を解決するために、ユーザーはジグを適用できます。

エッジドリルの場合、ビットの直径全体がパーツに含まれていることを確認することが重要です。そうしないと、ビットが折れたり、表面仕上げが悪くなったり、角にできた鋭いエッジが折れたりすることがあります。どうしても必要な場合は、最初に部品にドリルで穴を開けてから、材料を削り取り、局所的な穴を残します。

面取りとフィレット

面取りは、45つの面が鋭いエッジで交わる面取りカットです。これにより、ボルトを穴に簡単に組み立てることができ、鋭利な物体を扱う際の怪我のリスクを減らすことができます。バリ取りも同様の目的を達成できますが、部品のエッジが損傷している必要があります。多くの場合、これによりサイズが小さくなるため、特定のサイズには材料を面取りする方が適しています。さらに、別の角度を使用する必要がない限り、面取りのエッジはXNUMX°に維持する必要があります。

フィレットは、パーツの内側または外側のコーナーをフィレットする必要があります。加工プロセスを容易にするために、成形品の半径を工具半径よりも大きくすることをお勧めします。一方、大径工具を使用できるように、内部のフィレットはできるだけ大きくして、処理時間を短縮する必要があります。一般に、内部フィレットの半径は、工具の損傷を避けるために、キャビティの深さの1/3より大きくする必要があります。