Cumu cuncepisce pezzi per a machinazione CNC
In questa guida cumpleta per a cuncepzione per a machinazione CNC, avemu cumpilatu pratiche di cuncepzione basiche è avanzate è cunsiglii per aiutà vi à ottene i migliori risultati per i vostri pezzi persunalizati.
Ci sò uni pochi di passi simplici chì pudete fà per ottimizà i vostri disinni per a machinazione à cuntrollu numericu urdinatore (CNC). Seguendu e regule di cuncepimentu per a fabricazione (DFM), pudete ottene di più da e vaste capacità di a machinazione CNC. Questu pò esse difficiule però, postu chì ùn esistenu micca standard specifichi per l'industria.
In questu articulu, offremu una guida cumpleta à e migliori pratiche di cuncepimentu per a machinazione CNC. Per cumpilà queste informazioni aggiornate è dettagliate, avemu dumandatu feedback da esperti di l'industria è fornitori di servizii di machinazione CNC. Sè vo circate di ottimizà i costi, verificate sta guida per cuncepisce pezzi rentabili per CNC.
Chì ghjè u prucessu di machinazione CNC?
A machinazione CNC hè una tecnulugia di fabricazione sottrattiva. In CNC, u materiale hè eliminatu da un bloccu solidu aduprendu una varietà di strumenti di taglio chì giranu à alta velocità - migliaia di RPM - per pruduce una parte basata annantu à un mudellu CAD. Sia i metalli sia i plastichi ponu esse machinati CNC.
I pezzi lavorati à CNC anu una alta precisione dimensionale è tolleranze strette. A CNC hè adatta sia per a pruduzzione di grande vulume sia per i travagli unichi. In fatti, a lavorazione CNC hè attualmente u modu u più economicu per pruduce prototipi di metallu, ancu paragunatu à a stampa 3D.
Quali sò e principali restrizioni di u cuncepimentu CNC?
A CNC offre una grande flessibilità di cuncepimentu, ma ci sò uni pochi di restrizioni. Queste limitazioni si riferiscenu à a meccanica basica di u prucessu di taglio è riguardanu principalmente a geometria di l'utensili è l'accessu à l'utensili.
Geometria di u strumentu
A maiò parte di l'utensili di taglio CNC cumuni (utensili di fresa a candela è trapani) anu una forma cilindrica è una lunghezza di taglio limitata.
Quandu u materiale hè cacciatu da a pezza, a geometria di l'utensile hè trasferita à una parte machinata. Questu significa, per esempiu, chì l'anguli interni di una parte CNC anu sempre un raghju, indipendentemente da quantu chjucu hè statu utilizatu un utensile di taglio.
Accessu à u strumentu
Per caccià u materiale, l'utensile di taglio s'avvicina à a pezza direttamente da sopra. E caratteristiche chì ùn sò micca accessibili in questu modu ùn ponu esse lavorate CNC.
Ci hè una eccezione à sta regula: i sottosquadri. Ci hè una sezione nantu à i sottosquadri versu a fine di questu articulu.
Ricumandemu d'allineà tutte e caratteristiche di u vostru mudellu (fori, cavità, muri verticali, ecc.) à una di e sei direzzione principali. Tuttavia, cunsiderate sta regula cum'è una raccomandazione è micca una restrizione, postu chì i sistemi CNC à 5 assi offrenu capacità avanzate di tenuta di pezzi di travagliu.
L'accessu à l'utensili hè ancu un prublema quandu si machinanu elementi cù un grande rapportu prufundità-larghezza. Per ghjunghje à u fondu di una cavità prufonda, per esempiu, avete bisognu di utensili cù una portata estesa. Questu significa una gamma di muvimentu più larga per l'effettore finale, chì aumenta a vibrazione di a macchina è riduce a precisione ottenibile.
Simplificherà a pruduzzione se cuncepite pezzi chì ponu esse machinati CNC cù l'utensile chì hà u diametru u più grande pussibule è a lunghezza a più corta pussibule.
Linee guida di cuncepimentu CNC
Una sfida chì si presenta spessu durante a cuncepzione di una parte per a machinazione CNC hè chì ùn esistenu micca norme specifiche per l'industria. I pruduttori di macchine è strumenti CNC migliuranu continuamente e capacità di a tecnulugia, allargendu i limiti di ciò chì hè pussibule. A tabella sottu riassume i valori raccomandati è fattibili per e caratteristiche più cumuni incontrate in e parti lavorate CNC.
Cavità è tasche
Prufundità di a cavità cunsigliata: 4 volte a larghezza di a cavità
L'utensili di fresa à candela anu una lunghezza di taglio limitata (tipicamente 3-4 volte u so diametru). A deflessione di l'utensili, l'evacuazione di i trucioli è e vibrazioni diventanu più prominenti quandu e cavità anu un rapportu prufundità-larghezza più chjucu.
Limità a prufundità di a cavità à quattru volte a so larghezza assicura boni risultati.
Sè sò necessarie prufundità più grande, cunsiderate a cuncepzione di pezzi cù una prufundità di cavità variabile.
Fresatura di cavità profonde: E cavità cù prufundità più grande di sei volte u diametru di l'utensile sò cunsiderate profonde. Un rapportu diametru di l'utensile à prufundità di a cavità finu à 30:1 hè pussibule aduprendu utensili specializati (prufundità massima: 35 cm cù una fresa à candela di 1 pollice di diametru).
Cavità è tasche
Raggiu di l'angulu verticale
Raccomandatu: ⅓ volte a prufundità di a cavità (o più grande)
L'usu di u valore cunsigliatu per i raggi di l'anguli interni assicura chì un strumentu di diametru adattatu pò esse adupratu è s'allinea cù e linee guida per a prufundità di a cavità cunsigliata.
Aumentendu i raggi di l'anguli ligeramente sopra à u valore cunsigliatu (per esempiu di 1 mm), permette à l'utensile di taglià seguendu un percorsu circulare invece di un angulu di 90 gradi. Questu hè preferitu perchè dà una finitura superficiale di qualità superiore. Se sò richiesti anguli interni affilati di 90 gradi, cunsiderate l'aghjunghje di un sottosquadru à T invece di riduce u raghju di l'angulu.
Raggiu di u pianu
ricumandatu: 0.5 mm, 1 mm o senza raghju
Fattibile: qualsiasi raghju
L'utensili di fresa à candela anu un tagliente inferiore pianu o ligeramente arrotondatu. Altri raggi di pianu ponu esse lavorati cù utensili à sfera. Hè una bona pratica di cuncepimentu aduprà i valori raccomandati, postu chì hè preferitu da i machinisti.
Muri fini
Spessore minimu di u muru
Raccomandatu: 0.8 mm (metalli), 1.5 mm (plastiche)
Fattibile: 0.5 mm (metalli), 1.0 mm (plastiche)
Diminuisce u spessore di u muru riduce a rigidità di u materiale, ciò chì aumenta e vibrazioni durante a machinazione è riduce a precisione ottenibile. I plastichi sò propensi à deformazioni (per via di tensioni residue) è addulcimenti (per via di l'aumentu di a temperatura), dunque si raccomanda un spessore minimu di muru più grande. I valori fattibili indicati sopra devenu esse esaminati casu per casu.
buchi
diamitru
Cunsigliatu: punta di trapano standard
Fattibile: ogni diametru più grande di 1 mm
I fori sò machinati cù una punta di trapano o una fresa a candela. A dimensione di e punte di trapano hè standardizata (in unità metriche è imperiali). L'alesatori è l'arnesi di foratura sò aduprati per finisce i fori chì richiedenu tolleranze strette. Per i fori di alta precisione cù un diametru più chjucu di 20 mm, si cunsiglia l'usu di un diametru standard.
Profundità massima
ricumandatu: 4 volte u diametru nominale
Tipicu: 10 volte u diametru nominale
Fattibile: 40 volte u diametru nominale
I fori cù un diametru micca standard devenu esse machinati cù una fresa à candela. In questu casu, si applicanu e restrizioni di prufundità massima di a cavità è si deve aduprà u valore di prufundità massima raccomandatu. I fori più prufondi di u valore tipicu sò machinati cù punte di trapano specializate (cù un diametru minimu di 3 mm). I fori ciechi machinati cù una punta anu un pianu cònicu (angulu di 135 gradi), mentre chì i fori machinati cù una fresa à candela sò piatti.
Ùn ci hè micca una preferenza particulare trà i fori passanti o i fori ciechi in a machinazione CNC.
I fili
Taglia di filettatura
u minimu: M1 (è inferiore, in certi casi)
ricumandatu: M6 o più grande
I fili sò tagliati cù maschi è i fili esterni cù matrici. I maschi è e matrici ponu esse aduprati per taglià fili finu à M2. L'arnesi di filettatura CNC sò cumuni è sò preferiti da i machinisti, postu chì limitanu u risicu di rottura di i maschi. L'arnesi di filettatura CNC ponu esse aduprati per taglià fili finu à M6.
Lunghezza di filettatura
u minimu: 1.5 volte u diametru nominale
ricumandatu: 3 volte u diametru nominale
A maiò parte di u caricu applicatu à una filettatura hè sustenuta da i primi denti (finu à 1.5 volte u diametru nominale). E filettature più lunghe di 3 volte u diametru nominale sò dunque inutili.
Per e filettature in fori ciechi tagliati cù maschi (vale à dì tutte e filettature più chjuche di M6), aghjunghje una lunghezza senza filettatura uguale à 1.5 volte u diametru nominale in fondu à u foru. Quandu si pò aduprà un strumentu di filettatura CNC (vale à dì filettature più grande di M6), u foru pò esse filettatu in tutta a so lunghezza.
Piccule caratteristiche
Diametru minimu di u foru
ricumandatu: 2.5 mm (0.1 pollici).
Fattibile: 0.05 mm (0.005 pollici).
A maiò parte di l'officine meccaniche ponu machinà accuratamente cavità è fori aduprendu strumenti finu à 2.5 mm (0.1 pollici) di diametru. Tuttu ciò chì hè sottu à questu limite hè cunsideratu micro-machinazione. Strumenti speciali (micro-trapani) è cunniscenze esperte sò necessarii per machinà tali caratteristiche perchè a fisica di u prucessu di taglio cambia cù sta scala. A menu chì ùn sia assolutamente necessariu, a raccomandazione hè dunque di evità li.
Tolleranze
Tipicu: +-0.1 mm
Fattibile: +-0.02 mm
E nostre tolleranze sò 2768 medie o fine. Se e tolleranze ùn sò micca specificate, i partenarii di fabricazione utilizanu u gradu 2768 sceltu.
E tolleranze definiscenu i limiti per una dimensione accettabile. E tolleranze ottenibili varianu secondu a dimensione di basa è a geometria di a parte. I valori sopra sò linee guida ragionevuli.
Testu è lettere
Cunsigliatu: dimensione di u carattere 20 (o più grande), incisu 5 mm
U testu incisu hè preferitu à u testu in rilievu, postu chì si elimina menu materiale. Si cunsiglia l'usu di una dimensione minima di -20 caratteri sans -serif (per esempiu Arial o Verdana). Parechje macchine CNC anu rutine preprogrammate per questi caratteri.
Cunfigurazione di e macchine CNC è orientazione di e parti
Schema di una parte chì richiede parechje cunfigurazioni
L'accessu à l'utensili hè una di e principali limitazioni di cuncepimentu in a machinazione CNC. Per ghjunghje à tutte e superfici di u mudellu, a pezza deve esse girata parechje volte.
Ogni volta chì a pezza hè girata, a macchina deve esse ricalibrata è un novu sistema di coordinate deve esse definitu.
Mentre si cuncepisce, hè impurtante di cunsiderà a cunfigurazione di a macchina per duie ragioni:
U numeru tutale di cunfigurazioni di a macchina affetta u costu. A rotazione è u riallineamentu di a parte richiede un travagliu manuale è aumenta u tempu tutale di machinazione. Questu hè spessu accettabile se a parte hà bisognu di esse rotata finu à trè o quattru volte, ma tuttu ciò chì supera stu limite hè eccessivu.
Per ottene a massima precisione pusizionale relativa, duie caratteristiche devenu esse lavorate in a listessa cunfigurazione. Questu hè perchè u novu passu di calibrazione introduce un errore chjucu (ma micca trascurabile).
Chì ghjè a machinazione CNC à 5 assi?
Una macchina CNC à 5 assi move strumenti di taglio o pezzi longu à cinque assi à u listessu tempu. E macchine CNC multiassi ponu fabricà pezzi cù geometrie cumplesse, postu chì offrenu dui assi di rotazione supplementari. Queste macchine eliminanu a necessità di parechje cunfigurazioni di macchina.
Quali sò i vantaghji è i limiti di a machinazione CNC à 5 assi?
A machinazione CNC à cinque assi permette à l'utensile di stà custantemente tangenziale à a superficia di taglio. I percorsi di l'utensile ponu esse più intricati è efficienti, risultendu in pezzi cù una finitura superficiale megliu è tempi di machinazione più bassi.
Dettu questu, a CNC à 5 assi hà e so limitazioni. E limitazioni di a geometria di basa di l'utensili è di l'accessu à l'utensili sò sempre valide (per esempiu, e parti cù geometrie interne ùn ponu esse lavorate). Inoltre, u costu di l'usu di tali sistemi hè più altu.
Sottosquadri di machinazione CNC
I sottosquadri sò caratteristiche chì ùn ponu esse lavorate cù strumenti di taglio standard, postu chì alcune di e so superfici ùn sò micca accessibili direttamente da sopra.
Ci sò dui tipi principali di sottosquadri: scanalature a T è code di rondine. I sottosquadri ponu esse à una sola faccia o à duie facce è sò lavorati cù strumenti speciali.
L'arnesi di taglio à T sò fatti di una lama di taglio orizzontale attaccata à un albero verticale. A larghezza di un sottosquadro pò varià trà 3 mm è 40 mm. Ricumandemu di utilizà dimensioni standard per a larghezza (vale à dì incrementi di millimetri interi o frazioni di pollici standard), postu chì hè più prubabile chì un arnese adattatu sia digià dispunibule.
Per l'arnesi di taglio à coda di rondine, l'angulu hè a dimensione chì definisce a caratteristica. L'arnesi di coda di rondine di 45 è 60 gradi sò cunsiderati standard. Esistenu ancu arnesi cù un angulu di 5, 10 è finu à 120 gradi (à incrementi di 10 gradi), ma sò menu cumunamente usati.
Una scanalatura a T (à manca), un sottosquadru a coda di rondine (in mezu) è un sottosquadru unilaterale nantu à un muru internu (à diritta).
Cuncepimentu di sottusquadru per a machinazione CNC
Quandu si cuncepiscenu pezzi cù sottosquadri nantu à i muri interni, ricordatevi di aghjunghje abbastanza spaziu per l'utensile. Una bona regula generale hè di aghjunghje un spaziu uguale à almenu quattru volte a prufundità di u sottosquadru trà u muru lavorato è qualsiasi altru muru internu.
Per l'utensili standard, u rapportu tipicu trà u diametru di tagliu è u diametru di l'asta hè 2:1, limitendu cusì a prufundità di tagliu. Quandu hè necessariu un sottosquadru micca standard, hè pratica cumuna per l'officine meccaniche di fabricà i so propri utensili di sottosquadru persunalizati. Questu pò aghjunghje à i tempi di consegna è à i costi, dunque evitatelu se pussibule.
Redazione di un disegnu tecnicu
I disegni tecnichi sò qualchì volta usati da l'ingegneri per cumunicà esigenze di fabricazione specifiche à u machinista.
Caricà un disegnu tecnicu cù u vostru preventivu
Di solitu ùn avemu micca bisognu di un disegnu tecnicu per l'ordini nantu à a nostra piattaforma, ma in certi casi, ponu aghjunghje un cuntestu preziosu à una dumanda di preventivu. Certe specifiche di cuncepimentu ùn ponu esse incluse in un schedariu STEP o IGES. Per esempiu, duverete include un disegnu tecnicu 2D se u vostru mudellu include fori filettati o alberi è/o dimensioni cù tolleranze più strette di u gradu 2768 sceltu.
Sè vo aghjunghjite un disegnu tecnicu, assicuratevi ch'ellu currisponde à e specificazioni di i fugliali caricati. Sè i disegni tecnichi ùn currispondenu micca à i fugliali caricati o à e specificazioni di u preventivu:
E specificazioni di u preventivu sò cunsiderate u puntu di riferimentu per a tecnulugia, u materiale è e finiture superficiali.
I disegni tecnichi sò cunsiderati u puntu di riferimentu per e specifiche di u filu, e specifiche di tolleranza, i dettagli di finitura superficiale, e richieste di marcatura di e parti è e specifiche di trattamentu termicu.
U schedariu CAD hè cunsideratu u puntu di riferimentu per a cuncepzione di a parte, a geometria, a dimensione è a pusizione di e caratteristiche.
Quali sò e migliori pratiche per a machinazione CNC?
Cuncepisce pezzi chì ponu esse machinati cù l'utensile cù u più grande diametru pussibule.
Aghjunghjite i grandi filetti (almenu ⅓ volte a prufundità di a cavità) à tutti l'anguli verticali interni.
Limità a prufundità di e cavità à 4 volte a so larghezza.
Allineate e caratteristiche principali di u vostru disignu cù una di e sei direzzioni principali. S'ellu ùn hè micca pussibule, a machinazione CNC à 5 assi hè una opzione.
Mandate un disegnu tecnicu cù u vostru disegnu se u vostru disignu include fili, tolleranze, specifiche di finitura superficiale o altre note per l'operatore di a macchina.
Avete pezzi chì avete bisognu di machinà CNC? Per piacè cuntattate a nostra squadra Gazfull.