Προκειμένου να αξιοποιηθεί πλήρως τη δυνατότητα CNC που επεξεργάζεται στη μηχανή, οι σχεδιαστές πρέπει να ακολουθήσουν τους συγκεκριμένους κανόνες κατασκευής. Αλλά αυτό μπορεί να είναι μια πρόκληση επειδή δεν υπάρχει κανένας συγκεκριμένος βιομηχανικά τυποποιημένος. Σε αυτό το άρθρο, έχουμε συντάξει έναν περιεκτικό οδηγό με τις καλύτερες πρακτικές σχεδίου για CNC την κατεργασία.
Εστιάζουμε στην περιγραφή της δυνατότητας πραγματοποίησης των σύγχρονων CNC συστημάτων, που αγνοούν τις σχετικές δαπάνες. Για την καθοδήγηση σχετικά με το σχεδιασμό των οικονομικώς αποδοτικών μερών για CNC, παρακαλώ αναφερθείτε σε αυτό το άρθρο.
CNC κατεργασία
CNC η κατεργασία είναι μια subtractive τεχνολογία κατεργασίας. CNC, τα διάφορα μεγάλα περιστρεφόμενα (χιλιάδες περιστροφή/λεπτό) εργαλεία χρησιμοποιούνται αφαιρώ τα υλικά από τους στερεούς φραγμούς για να παραγάγουν τα μέρη σύμφωνα με τα πρότυπα CAD. Το μέταλλο και το πλαστικό μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία από CNC.
CNC που επεξεργάζεται τα μέρη στη μηχανή έχει την υψηλή διαστατική ακρίβεια και την ακριβή ανοχή. CNC είναι κατάλληλο για τη μαζική παραγωγή και τη one-time εργασία. Στην πραγματικότητα, CNC η κατεργασία είναι αυτήν την περίοδο ο οικονομικώς πιό αποδοτικός τρόπος να παραχθούν τα πρωτότυπα μετάλλων, ακόμη και έναντι της τρισδιάστατης εκτύπωσης.
Κύριοι περιορισμοί σχεδίου CNC
CNC παρέχει τη μεγάλη ευελιξία σχεδίου, αλλά υπάρχουν μερικοί περιορισμοί σχεδίου. Αυτοί οι περιορισμοί συσχετίζονται με τους βασικούς μηχανικούς της τέμνουσας διαδικασίας, κυρίως σχετικούς με τη γεωμετρία εργαλείων και την πρόσβαση εργαλείων.
1. Γεωμετρία εργαλείων
Τα πιό κοινά CNC εργαλεία (μύλοι και τρυπάνια τελών) είναι κυλινδρικά με το περιορισμένο τέμνον μήκος.
Όταν το υλικό αφαιρείται από το κομμάτι προς κατεργασία, η γεωμετρία του εργαλείου μεταφέρεται στο επεξεργασμένο στη μηχανή μέρος. Αυτό σημαίνει ότι, παραδείγματος χάριν, ανεξάρτητα από το πόσο μικρό ένα εργαλείο χρησιμοποιείται, η εσωτερική γωνία ενός CNC μέρους δεν έχει πάντα μια ακτίνα.
2. Πρόσβαση εργαλείων
Προκειμένου να αφαιρεθεί το υλικό, το εργαλείο πλησιάζει το κομμάτι προς κατεργασία άμεσα άνωθεν. Οι λειτουργίες που δεν μπορούν να προσεγγιστούν κατά αυτόν τον τρόπο δεν μπορούν να είναι CNC επεξεργασμένο.
Υπάρχει μια εξαίρεση σε αυτόν τον κανόνα: χτύπημα. Θα μάθουμε πώς να χρησιμοποιήσουμε τα χτυπήματα στο σχέδιο στο επόμενο τμήμα.
Μια ορθή πρακτική σχεδίου είναι να ευθυγραμμιστούν όλα τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα του προτύπου (τρύπες, κοιλότητες, κάθετοι τοίχοι, κ.λπ.) με μια από τις έξι κύριες κατευθύνσεις. Αυτός ο κανόνας θεωρείται σύσταση, όχι ένας περιορισμός, επειδή το CNC 5 άξονα σύστημα παρέχει την προηγμένη ικανότητα εκμετάλλευσης κομματιών προς κατεργασία.
Η πρόσβαση εργαλείων είναι επίσης ένα ζήτημα κατά την κατεργασία των χαρακτηριστικών γνωρισμάτων με τους μεγάλους λόγους διάστασης. Παραδείγματος χάριν, για να φθάσει στο κατώτατο σημείο της βαθιάς κοιλότητας, ένα ειδικό εργαλείο με έναν μακροχρόνιο άξονα απαιτείται. Αυτό μειώνει την ακαμψία του τέλους - συσκευή επίδρασης, αυξάνει τη δόνηση και μειώνει την επιτεύξιμη ακρίβεια.
CNC οι εμπειρογνώμονες συστήνουν τα μέρη που μπορούν να επεξεργαστούν στη μηχανή με τα εργαλεία με τη μέγιστη πιθανή διάμετρο και το πιό σύντομο πιθανό μήκος.
CNC κανόνες σχεδίου
Μια από τις προκλήσεις που αντιμετωπίζονται συχνά κατά τη σχεδιασμό των μερών για CNC την κατεργασία είναι ότι δεν υπάρχει κανένας συγκεκριμένος βιομηχανικά τυποποιημένος: CNC το εργαλείο μηχανών και οι κατασκευαστές εργαλείων βελτιώνουν συνεχώς τις τεχνικές ικανότητές τους και επεκτείνουν τη σειρά των δυνατοτήτων.
Στον ακόλουθο πίνακα, συνοψίζουμε τις συνιστώμενες και εφικτές τιμές των πιό κοινών χαρακτηριστικών γνωρισμάτων που αντιμετωπίζονται CNC επεξεργαμένος τα μέρη στη μηχανή.
1. Κοιλότητα και αυλάκι
Συνιστώμενο βάθος κοιλοτήτων: 4 φορές πλάτος κοιλοτήτων
Το τέμνον μήκος του μύλου τελών είναι περιορισμένο (συνήθως 3-4 φορές η διάμετρός του). Όταν η αναλογία πλάτους βάθους είναι μικρή, η εκτροπή εργαλείων, η απαλλαγή τσιπ και η δόνηση γίνονται πιό προεξέχουσες. Ο περιορισμός του βάθους της κοιλότητας τέσσερις φορές στο πλάτος του εξασφαλίζει καλά αποτελέσματα.
Εάν ένα μεγαλύτερο βάθος απαιτείται, θεωρήστε ένα μέρος με ένα μεταβλητό βάθος κοιλοτήτων (δείτε τον αριθμό ανωτέρω για ένα παράδειγμα).
Βαθιά άλεση κοιλοτήτων: μια κοιλότητα με ένα βάθος μεγαλύτερο από 6 χρόνους που η διάμετρος εργαλείων θεωρείται ως βαθιά κοιλότητα. Η αναλογία της διαμέτρου εργαλείων στο βάθος κοιλοτήτων μπορεί να είναι 30:1 με τη χρησιμοποίηση των ειδικών εργαλείων (που χρησιμοποιούν τους μύλους τελών με μια διάμετρο 1 ίντσας, το μέγιστο βάθος είναι 30 εκατ.).
2. Εσωτερική άκρη
Κάθετη ακτίνα γωνιών: συνιστώμενο βάθος κοιλοτήτων ⅓ Χ (ή μεγαλύτερος)
Η χρησιμοποίηση της συνιστώμενης αξίας της εσωτερικής ακτίνας γωνιών εξασφαλίζει ότι το κατάλληλο εργαλείο διαμέτρων μπορεί να χρησιμοποιηθεί και να ευθυγραμμιστεί με τις οδηγίες για το συνιστώμενο βάθος κοιλοτήτων. Η αύξηση της ακτίνας γωνιών ελαφρώς επάνω από τη συνιστώμενη αξία (π.χ. από 1 χιλ.) επιτρέπει στο εργαλείο για να κόψει κατά μήκος μιας κυκλικής πορείας αντί μιας γωνίας 90 °. Αυτό προτιμάται επειδή μπορεί να λάβει μια υψηλότερη επιφάνεια τελειώνει. Εάν μια εσωτερική γωνία της οξύτητας 90 ° απαιτείται, θεωρήστε ένα τ-διαμορφωμένο χτύπημα αντί της μείωσης της ακτίνας γωνίας.
Η συνιστώμενη ακτίνα κατώτατων πιάτων δεν είναι 0.5mm, 1mm ή καμία ακτίνα Οποιαδήποτε ακτίνα είναι εφικτή
Η χαμηλότερη άκρη του μύλου τελών είναι μια επίπεδη άκρη ή ελαφρώς γύρω από την άκρη. Άλλες ακτίνες πατωμάτων μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με τα επικεφαλής εργαλεία σφαιρών. Είναι μια ορθή πρακτική σχεδίου να χρησιμοποιηθεί η συνιστώμενη αξία επειδή είναι η πρώτη επιλογή του μηχανικού.
3. Λεπτός τοίχος
Συνιστώμενο ελάχιστο πάχος τοίχων: 0.8mm (μέταλλο) και 1.5mm (πλαστικό) 0.5mm (μέταλλο) και 1.0mm (πλαστικό) είναι εφικτά
Η μείωση του πάχους τοίχων θα μειώσει την ακαμψία του υλικού, με αυτόν τον τρόπο αυξάνοντας τη δόνηση στη διαδικασία κατεργασίας και μείωση της επιτεύξιμης ακρίβειας. Τα πλαστικά τείνουν να στρεβλώσουν (λόγω της υπόλοιπης πίεσης) και να μαλακώσουν (λόγω της ανόδου θερμοκρασίας), έτσι συστήνεται να χρησιμοποιηθεί ένα μεγαλύτερο ελάχιστο πάχος τοίχων.
4. Τρύπα
Συνιστώμενο διάμετρος τυποποιημένο μέγεθος τρυπανιών Οποιαδήποτε διάμετρος μεγαλύτερη από 1mm είναι αποδεκτή
Χρησιμοποιήστε ένα τρυπάνι ή έναν μύλο τελών στις τρύπες μηχανών. Τυποποίηση του μεγέθους κομματιών τρυπανιών (μετρικές και αγγλικές μονάδες). Το Reamers και οι τρυπώντας κόπτες χρησιμοποιούνται για να τελειώσουν τις τρύπες που απαιτούν τις ακριβείς ανοχές. Για τα μεγέθη λιγότερο από▽ 20 χιλ., οι τυποποιημένες διάμετροι συστήνονται.
Το μέγιστο βάθος σύστησε την ονομαστική διάμετρο 4 Χ Ονομαστική διάμετρος χαρακτηριστικά 10 Χ ονομαστική διάμετρος 40 Χ όπου εφικτός
Οι μη τυποποιημένες τρύπες διαμέτρων πρέπει να υποβληθούν σε επεξεργασία με τους μύλους τελών. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέγιστο όριο βάθους κοιλοτήτων ισχύει και η συνιστώμενη μέγιστη αξία βάθους πρέπει να χρησιμοποιηθεί. Χρησιμοποιήστε ένα ειδικό τρυπάνι (ελάχιστη διάμετρος 3 χιλ.) στις τρύπες μηχανών με ένα βάθος που υπερβαίνει τη χαρακτηριστική αξία. Η τυφλή τρύπα που επεξεργάζεται στη μηχανή από το τρυπάνι έχει ένα κωνικό κατώτατο πιάτο (γωνία 135 °), ενώ η τρύπα επεξεργάστηκε μέχρι το τέλος ο μύλος είναι επίπεδος. CNC που επεξεργάζεται στη μηχανή, δεν υπάρχει καμία ειδική προτίμηση μεταξύ μέσω των τρυπών και των τυφλών τρυπών.
5. Νήμα
Το ελάχιστο μέγεθος νημάτων είναι τετρ.μέτρο M6 ή μεγαλύτερος συστήνεται
Το εσωτερικό νήμα κόβεται με μια βρύση, και το εξωτερικό νήμα κόβεται με έναν κύβο. Τρυπά και οι κύβοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κόψουν τα νήματα στο τετρ.μέτρο.
CNC που περνά κλωστή στα εργαλεία είναι κοινό και προτιμημένο από τους μηχανικούς επειδή περιορίζουν τον κίνδυνο θραύσης βρυσών. CNC τα εργαλεία νημάτων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κόψουν τα νήματα σε M6.
Το ελάχιστο μήκος νημάτων είναι ονομαστική διάμετρος 1,5 Χ ονομαστική διάμετρος 3 Χ που συστήνεται
Το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου που εφαρμόζεται στο νήμα αντέχεται από μερικά πρώτα δόντια (μέχρι 1,5 φορές η ονομαστική διάμετρος). Επομένως, όχι περισσότερος από 3 χρόνους η ονομαστική διάμετρος του νήματος απαιτείται.
Για τα νήματα στις τυφλές τρύπες που κόβονται με μια βρύση (δηλ. όλα τα νήματα μικρότερα από M6), προσθέστε ένα μη περασμένο κλωστή μήκος ίσο με την ονομαστική διάμετρο 1,5 Χ στο κατώτατο σημείο της τρύπας.
Όταν ένα CNC εργαλείο νημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί (δηλ. το νήμα είναι μεγαλύτερο από M6), η τρύπα μπορεί να τρέξει μέσω του ολόκληρου μήκους της.
6. Μικρά χαρακτηριστικά γνωρίσματα
Η ελάχιστη διάμετρος τρυπών συστήνεται για να είναι 2,5 χιλ. (0,1 ίντσες) 0,05 χιλ. (0,005 μέσα) είναι εφικτά
Τα περισσότερα καταστήματα μηχανών θα είναι σε θέση να επεξεργαστούν ακριβώς τις κοιλότητες και τις τρύπες στη μηχανή χρησιμοποιώντας τα εργαλεία λιγότερο από 2,5 χιλ. (0,1 ίντσες) στη διάμετρο.
Τίποτα κάτω από αυτό το όριο εξετάζεται. Τα ειδικά εργαλεία (τρυπάνια μικροϋπολογιστών) και η ειδική γνώση απαιτούνται για να επεξεργαστούν τέτοια χαρακτηριστικά γνωρίσματα (οι φυσικές αλλαγές στην τέμνουσα διαδικασία είναι μέσα σε αυτήν την σειρά), έτσι συστήνεται να αποφύγει τους εκτός αν απολύτως απαραίτητος.
7. Ανοχή
Πρότυπα: ± 0,125 χιλ. (0,005 μέσα)
Χαρακτηριστικός: ± 0,025 χιλ. (0,001 μέσα)
Εφικτός: ± 0,0125 χιλ. (0,0005 μέσα)
Οι ανοχές καθορίζουν τα όρια των αποδεκτών διαστάσεων. Οι επιτεύξιμες ανοχές εξαρτώνται από τις βασικές διαστάσεις και τη γεωμετρία του μέρους. Οι ανωτέρω τιμές είναι λογικές οδηγίες. Εάν καμία ανοχή δεν διευκρινίζεται, τα περισσότερα καταστήματα μηχανών θα χρησιμοποιήσουν ένα τυποποιημένο ± ανοχή 0,125 χιλ. (0,005 μέσα).
8. Λέξεις και εγγραφή
Το συνιστώμενο μέγεθος πηγών είναι 20 (ή μεγαλύτερος), 5mm γράφοντας
Οι χαραγμένοι χαρακτήρες είναι κατά προτίμηση αποτυπωμένοι σε ανάγλυφο χαρακτήρες επειδή το λιγότερο υλικό αφαιρείται. Συστήνεται να χρησιμοποιήσει χωρίς τις πηγές πατουρών (όπως Arial ή Verdana) με ένα μέγεθος τουλάχιστον 20 σημείων. Πολλές CNC μηχανές έχουν προγραμματίσει προ τις ρουτίνες για αυτές τις πηγές.
Προσανατολισμός τοποθετήσεων και μερών μηχανών
Το σχηματικό διάγραμμα των μερών που πρέπει να τεθούν αρκετές φορές είναι το ακόλουθο:
Όπως αναφέρεται νωρίτερα, η πρόσβαση εργαλείων είναι ένας από τους κύριους περιορισμούς σχεδίου CNC της κατεργασίας. Για να φθάσει σε όλες τις επιφάνειες του προτύπου, το κομμάτι προς κατεργασία πρέπει να περιστραφεί αρκετές φορές.
Παραδείγματος χάριν, το μέρος της ανωτέρω εικόνας πρέπει να περιστραφεί τρεις φορές στο σύνολο: δύο τρύπες επεξεργάζονται στη μηχανή σε δύο κύριες κατευθύνσεις, και το τρίτο εισάγει το πίσω μέρος του μέρους.
Όποτε το κομμάτι προς κατεργασία περιστρέφεται, η μηχανή πρέπει να επαναρυθμιστεί και ένα νέο ισότιμο σύστημα πρέπει να καθοριστεί.
Είναι σημαντικό να εξεταστούν οι τοποθετήσεις μηχανών στο σχέδιο για δύο λόγους:
Ο συνολικός αριθμός των τοποθετήσεων μηχανών έχει επιπτώσεις στις δαπάνες. Η περιστροφή και η επανευθυγράμμιση των μερών απαιτούν τη χειρωνακτική λειτουργία και αυξάνουν το συνολικό χρόνο επεξεργασίας. Εάν το μέρος πρέπει να περιστραφεί 3-4 φορές, αυτό είναι γενικά αποδεκτό, αλλά οποιαδήποτε υπέρβαση που αυτό το όριο είναι περιττό.
Προκειμένου να ληφθεί η μέγιστη σχετική θεσιακή ακρίβεια, δύο χαρακτηριστικά γνωρίσματα πρέπει να επεξεργαστούν στη μηχανή στην ίδια οργάνωση. Αυτό είναι επειδή το νέο βήμα κλήσης εισάγει ένα μικρό (αλλά μη αμελητέο) λάθος.
CNC πέντε άξονα κατεργασία
Κατά χρησιμοποίηση 5 του άξονα CNC που επεξεργάζεται στη μηχανή, την ανάγκη για τις πολλαπλάσιες τοποθετήσεις μηχανών μπορεί να εξαλειφτεί. Η πολυ CNC άξονα κατεργασία μπορεί να κατασκευάσει τα μέρη με τη σύνθετη γεωμετρία επειδή παρέχουν 2 πρόσθετους περιστροφικούς άξονες.
CNC πέντε άξονα η κατεργασία επιτρέπει στο εργαλείο για να είναι πάντα εφαπτομένη στην τέμνουσα επιφάνεια. Οι πιό σύνθετες και αποδοτικές πορείες εργαλείων μπορούν να ακολουθηθούν, με συνέπεια την καλύτερη επιφάνεια τελειώστε και χαμηλώστε την κατεργασία του χρόνου.
Φυσικά, 5 ο άξονας CNC έχει επίσης τους περιορισμούς του. Η βασικοί γεωμετρία εργαλείων και οι περιορισμοί πρόσβασης εργαλείων ισχύουν ακόμα (παραδείγματος χάριν, τα μέρη με την εσωτερική γεωμετρία δεν μπορούν να επεξεργαστούν στη μηχανή). Επιπλέον, το κόστος των χρησιμοποιώντας τέτοιων συστημάτων είναι υψηλότερο.
Χτύπημα σχεδίου
Τα χτυπήματα είναι χαρακτηριστικά γνωρίσματα που δεν μπορούν να επεξεργαστούν στη μηχανή με τα τυποποιημένα τέμνοντα εργαλεία επειδή μερικές από τις επιφάνειές τους δεν μπορούν να προσεγγιστούν άμεσα άνωθεν.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι χτυπημάτων: Τ-αυλάκια και πελεκίνοι. Το χτύπημα μπορεί να ενιαίος-πλαισιωθεί ή double-sided και να υποβληθεί σε επεξεργασία με τα ειδικά εργαλεία.
Το τέμνον εργαλείο τ-αυλακιού είναι βασικά φιαγμένο από οριζόντιο ένθετο κοπής που συνδέεται με έναν κάθετο άξονα. Το πλάτος του χτυπήματος μπορεί να ποικίλει μεταξύ 3 χιλ. και 40 χιλ. Συστήνεται να χρησιμοποιηθούν οι τυποποιημένες διαστάσεις για τα πλάτη (δηλ., πλήρεις αυξήσεις χιλιοστόμετρου ή τυποποιημένα μέρη ίντσας) δεδομένου ότι τα εργαλεία είναι πιθανότερο να είναι διαθέσιμα.
Για τα εργαλεία πελεκίνων, η γωνία καθορίζει το μέγεθος χαρακτηριστικών γνωρισμάτων. 45 ° και 60 ° συναρμολογούν τα εργαλεία θεωρούνται τυποποιημένος.
Κατά τη σχεδιασμό των μερών με τα χτυπήματα στον εσωτερικό τοίχο, θυμηθείτε να προσθέσετε αρκετή εκκαθάριση για το εργαλείο. Μια καλή εμπειροτεχνική μέθοδος είναι να προστεθούν τουλάχιστον τέσσερις χρόνοι το βάθος χτυπημάτων μεταξύ του επεξεργασμένου στη μηχανή τοίχου και οποιουδήποτε άλλουδήποτε εσωτερικού τοίχου.
Για τα τυποποιημένα εργαλεία, η χαρακτηριστική αναλογία μεταξύ της τέμνουσας διαμέτρου και της διαμέτρου άξονων είναι 2:1, το οποίο περιορίζει το τέμνον βάθος. Όταν το μεταβλητό χτύπημα απαιτείται, το κατάστημα μηχανών κάνει συνήθως τα προσαρμοσμένα εργαλεία χτυπημάτων από μόνο του. Αυτό αυξάνει τους χρόνους μολύβδου και τις δαπάνες και πρέπει να αποφευχθεί όσο το δυνατόν περισσότερο.
Το τ-διαμορφωμένο αυλάκι (που αφήνεται), συναρμολογεί το χτύπημα αυλακιού (μέση) και το μονομερές χτύπημα (δεξιά) στον εσωτερικό τοίχο
Σύνταξη των τεχνικών σχεδίων
Σημειώστε ότι μερικά κριτήρια σχεδίου δεν μπορούν να περιληφθούν στα αρχεία βημάτων ή IGES. Εάν το πρότυπό σας περιέχει έναν ή περισσότερους από τον ακόλουθο, τα 2$α τεχνικά σχέδια πρέπει να παρασχεθούν:
Περασμένος κλωστή τρύπα ή άξονας
Διάσταση ανοχής
Η συγκεκριμένη επιφάνεια τελειώνει τις απαιτήσεις
Οδηγίες για CNC τους χειριστές εργαλειομηχανών
Εμπειροτεχνική μέθοδος
1. Σχεδιάστε τα μέρη που μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με το εργαλείο μεγαλύτερων διαμέτρων.
2. Προσθέστε τις μεγάλες λωρίδες (τουλάχιστον βάθος κοιλοτήτων ⅓ Χ) σε όλες τις εσωτερικές κάθετες γωνίες.
3. Περιορίστε το βάθος της κοιλότητας 4 φορές στο πλάτος του.
4. Ευθυγραμμίστε τις κύριες λειτουργίες του σχεδίου κατά μήκος μιας από τις έξι κύριες κατευθύνσεις. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, CNC 5 άξονα η κατεργασία μπορεί να επιλεχτεί.
5. Όταν το σχέδιό σας περιλαμβάνει το νήμα, η ανοχή, επιφάνεια τελειώνει την προδιαγραφή ή άλλα σχόλια του χειριστή μηχανών, παρακαλώ υποβάλλουν τα τεχνικά σχέδια με τα σχέδια.
