Ինչպես նախագծել մասեր CNC մեքենայացման համար
CNC մեքենայացման համար նախագծման այս ամբողջական ուղեցույցում մենք հավաքել ենք նախագծման հիմնական և առաջադեմ պրակտիկաներ և խորհուրդներ, որոնք կօգնեն ձեզ հասնել ձեր պատվերով պատրաստված մասերի լավագույն արդյունքներին:
Կան մի քանի հեշտ քայլեր, որոնք կարող եք ձեռնարկել՝ ձեր նախագծերը համակարգչային թվային կառավարման (CNC) մեքենայացման համար օպտիմալացնելու համար: Հետևելով արտադրության համար նախագծման (DFM) կանոններին՝ կարող եք առավելագույնս օգտվել CNC մեքենայացման լայն հնարավորություններից: Սակայն սա կարող է մարտահրավեր լինել, քանի որ գոյություն չունեն արդյունաբերության մեջ հատուկ ստանդարտներ:
Այս հոդվածում մենք առաջարկում ենք CNC մեքենայացման լավագույն նախագծման պրակտիկայի համապարփակ ուղեցույց: Այս ընդարձակ և արդիական տեղեկատվությունը կազմելու համար մենք հարցում ենք ուղարկել ոլորտի մասնագետներին և CNC մեքենայացման ծառայություններ մատուցողներին: Եթե դուք օպտիմալացնում եք ծախսերը, ծանոթացեք CNC մեքենաների համար մատչելի մասերի նախագծման այս ուղեցույցին:
Ի՞նչ է CNC մեքենայացման գործընթացը:
CNC մեքենայացումը սուբտրակցիոն արտադրական տեխնոլոգիա է: CNC-ում նյութը հանվում է ամուր բլոկից՝ օգտագործելով տարբեր կտրող գործիքներ, որոնք պտտվում են բարձր արագությամբ՝ հազարավոր պտույտ/րոպե,՝ CAD մոդելի հիման վրա մաս ստանալու համար: CNC մեքենայացման ենթակա են թե՛ մետաղները, թե՛ պլաստմասսաները:
CNC մեքենայով մշակված մասերը ունեն բարձր չափսերի ճշգրտություն և խիստ թույլատրելի շեղումներ: CNC-ն հարմար է ինչպես մեծ ծավալի արտադրության, այնպես էլ միանվագ աշխատանքների համար: Փաստորեն, CNC մեքենայացումը ներկայումս մետաղական նախատիպեր արտադրելու ամենաարդյունավետ միջոցն է, նույնիսկ 3D տպագրության համեմատ:
Որո՞նք են CNC նախագծման հիմնական սահմանափակումները։
CNC-ն առաջարկում է նախագծման մեծ ճկունություն, սակայն կան մի քանի սահմանափակումներ: Այս սահմանափակումները վերաբերում են կտրման գործընթացի հիմնական մեխանիկային և հիմնականում վերաբերում են գործիքի երկրաչափությանը և գործիքին հասանելիությանը:
Գործիքների երկրաչափություն
CNC կտրող գործիքների մեծ մասը (վերջնային ֆրեզերային գործիքներ և հորատիչներ) ունեն գլանաձև ձև և սահմանափակ կտրման երկարություն։
Երբ նյութը հանվում է աշխատանքային մասից, գործիքի երկրաչափությունը փոխանցվում է մեքենայացված մասին: Սա նշանակում է, օրինակ, որ CNC մասի ներքին անկյունները միշտ ունեն շառավիղ, անկախ նրանից, թե որքան փոքր կտրող գործիք է օգտագործվել:
Գործիքի հասանելիություն
Նյութը հեռացնելու համար կտրող գործիքը մոտենում է աշխատանքային մասին անմիջապես վերևից։ Այս կերպ հասանելիություն չունեցող տարրերը չեն կարող մշակվել CNC մեքենայով։
Այս կանոնից բացառություն կա՝ ներքաշված կտրվածքները։ Հոդվածի վերջում ներքաշված կտրվածքների մասին առանձին բաժին կա։
Մենք խորհուրդ ենք տալիս ձեր մոդելի բոլոր առանձնահատկությունները (անցքեր, խոռոչներ, ուղղահայաց պատեր և այլն) համապատասխանեցնել վեց հիմնական ուղղություններից մեկին: Այնուամենայնիվ, այս կանոնը ընդունեք որպես առաջարկություն, այլ ոչ թե սահմանափակում, քանի որ 5-առանցքանի CNC համակարգերը առաջարկում են աշխատանքային մասը պահելու առաջադեմ հնարավորություններ:
Խորության և լայնության մեծ հարաբերակցությամբ մասեր մշակելիս գործիքի հասանելիությունը նույնպես խնդիր է։ Օրինակ՝ խորը խոռոչի հատակին հասնելու համար անհրաժեշտ են լայն հասանելիություն ունեցող գործիքներ։ Սա նշանակում է ծայրային էֆեկտորի շարժման ավելի լայն միջակայք, ինչը մեծացնում է մեքենայի տատանումները և նվազեցնում հասանելի ճշգրտությունը։
Արտադրությունը կհեշտացվի, եթե նախագծեք մասեր, որոնք կարող են մշակվել CNC մեքենայով՝ օգտագործելով հնարավորինս մեծ տրամագիծ և հնարավորինս կարճ երկարություն ունեցող գործիք։
CNC նախագծման ուղեցույցներ
CNC մեքենայացման համար նախատեսված մասերի նախագծման ժամանակ հաճախ հանդիպող մարտահրավերներից մեկն այն է, որ գոյություն չունեն արդյունաբերության մեջ ընդունված հատուկ ստանդարտներ: CNC մեքենաների և գործիքների արտադրողները անընդհատ կատարելագործում են տեխնոլոգիայի հնարավորությունները՝ ընդլայնելով հնարավորի սահմանները: Ստորև բերված աղյուսակը ամփոփում է CNC մեքենայացման համար նախատեսված մասերի ամենատարածված առանձնահատկությունների առաջարկվող և իրագործելի արժեքները:
Խոռոչներ և գրպաններ
Խորհուրդ տրվող խոռոչի խորություն՝ խոռոչի լայնության 4 անգամ
Վերջնական ֆրեզերային գործիքներն ունեն սահմանափակ կտրման երկարություն (սովորաբար իրենց տրամագծի 3-4 անգամը): Գործիքի շեղումը, չիպի դուրսբերումը և տատանումներն ավելի ցայտուն են դառնում, երբ խոռոչներն ունեն խորության և լայնության ավելի փոքր հարաբերակցություն:
Լավ արդյունքներ է ապահովում խոռոչի խորությունը լայնության չորս անգամ մեծացնելը։
Եթե անհրաժեշտ են ավելի մեծ խորություններ, դիտարկեք փոփոխական խոռոչի խորությամբ մասերի նախագծումը։
Խորը խոռոչային ֆրեզավորում. Խորը խոռոչներ են համարվում գործիքի տրամագծից վեց անգամ ավելի խորություն ունեցող խոռոչները: Մասնագիտացված գործիքավորման միջոցով հնարավոր է մինչև 30:1 հարաբերակցություն ունենալ գործիքի տրամագծի և խոռոչի խորության միջև (առավելագույն խորությունը՝ 35 սմ՝ 1 դյույմ տրամագծով ծայրային ֆրեզավորման գործիքով):
Խոռոչներ և գրպաններ
Ուղղահայաց անկյունային շառավիղ
Խորհուրդ է տրվում՝ խոռոչի խորության ⅓ անգամը (կամ ավելի մեծը)
Ներքին անկյունային շառավղերի համար խորհուրդ տրված արժեքի կիրառումը ապահովում է, որ կարող է օգտագործվել համապատասխան տրամագծի գործիք և համապատասխանում է խորհուրդ տրված խոռոչի խորության ուղեցույցներին։
Անկյունային շառավիղները խորհուրդ տրված արժեքից մի փոքր ավելի մեծացնելը (օրինակ՝ 1 մմ-ով) թույլ է տալիս գործիքին կտրել շրջանաձև հետագծով, այլ ոչ թե 90 աստիճանի անկյան տակ։ Սա նախընտրելի է, քանի որ այն հանգեցնում է ավելի բարձր որակի մակերեսային մշակման։ Եթե անհրաժեշտ են սուր 90 աստիճանի ներքին անկյուններ, խորհուրդ է տրվում ավելացնել T-աձև կտրվածք՝ անկյան շառավիղը նվազեցնելու փոխարեն։
Հատակի շառավիղը
Խորհուրդ է տրվում: 0.5 մմ, 1 մմ կամ առանց շառավղի
Հնարավոր է՝ ցանկացած շառավղով
Ծայրային ֆրեզերային գործիքներն ունեն հարթ կամ թեթևակի կլորացված ստորին կտրող եզր: Հատակի մյուս շառավղերը կարող են մշակվել գնդիկավոր ծայրային գործիքներով: Խորհուրդ տրվող արժեքների օգտագործումը լավ նախագծային պրակտիկա է, քանի որ դա նախընտրելի է մեքենագործների կողմից:
Բարակ պատեր
Պատի նվազագույն հաստությունը
Խորհուրդ է տրվում՝ 0.8 մմ (մետաղներ), 1.5 մմ (պլաստմասսա)
Հնարավոր է՝ 0.5 մմ (մետաղներ), 1.0 մմ (պլաստմասսա)
Պատի հաստության նվազումը նվազեցնում է նյութի կոշտությունը, ինչը մեծացնում է թրթռումները մեքենայական մշակման ընթացքում և նվազեցնում է հասանելի ճշգրտությունը: Պլաստմասսաները հակված են ծռվելու (մնացորդային լարվածությունների պատճառով) և փափկելու (ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով), ուստի խորհուրդ է տրվում ավելի մեծ նվազագույն պատի հաստություն: Վերը նշված հնարավոր արժեքները պետք է ուսումնասիրվեն յուրաքանչյուր դեպքի համար առանձին:
Խոռոչներ
Շառավիղ
Առաջարկվող՝ ստանդարտ հորատման գլխիկ
Հնարավոր է՝ 1 մմ-ից մեծ ցանկացած տրամագիծ
Անցքերը մեքենայով մշակում են կամ հորատման գլխիկով, կամ ծայրային ֆրեզերային գործիքով: Հորատման գլխիկների չափերը ստանդարտացված են (մետրիկ և կայսերական միավորներով): Խիստ թույլատրելի շեղումներ պահանջող անցքերը մշակելու համար օգտագործվում են հորատող և հորատող գործիքներ: 20 մմ-ից փոքր տրամագծով բարձր ճշգրտության անցքերի համար խորհուրդ է տրվում օգտագործել ստանդարտ տրամագիծ:
Առավելագույն խորություն
Խորհուրդ է տրվում: 4 անգամ անվանական տրամագիծ
Բնորոշ: 10 անգամ անվանական տրամագիծ
Հնարավոր է՝ 40 անգամ անվանական տրամագիծ
Ոչ ստանդարտ տրամագծով անցքերը պետք է մշակվեն ծայրային ֆրեզ գործիքով: Այս դեպքում կիրառվում են խոռոչի առավելագույն խորության սահմանափակումները, և պետք է օգտագործվի խորհուրդ տրվող առավելագույն խորության արժեքը: Տիպիկ արժեքից խորը անցքերը մշակվում են մասնագիտացված հորատման գլխիկներով (նվազագույնը 3 մմ տրամագծով): Հորատիչով մշակված կույր անցքերը ունեն կոնաձև հատակ (135 աստիճանի անկյուն), մինչդեռ ծայրային ֆրեզ գործիքով մշակված անցքերը հարթ են:
CNC մեքենայացման մեջ անցնող կամ կույր անցքերի միջև որևէ հատուկ նախապատվություն չկա:
Թեմաներ
Թելերի չափը
Նվազագույն: M1 (և ավելի ցածր, որոշ դեպքերում)
Խորհուրդ է տրվում: M6 կամ ավելի մեծ
Թելերը կտրվում են ծորակներով, իսկ արտաքին թելերը՝ մատրիցներով: Ծորակներն ու մատրիցները կարող են օգտագործվել M2 չափի թելերը կտրելու համար: CNC թելքավորող գործիքները տարածված են և նախընտրելի են մեքենագործների կողմից, քանի որ դրանք սահմանափակում են ծորակի կոտրվելու ռիսկը: CNC թելքավորող գործիքները կարող են օգտագործվել M6 չափի թելերը կտրելու համար:
Թելի երկարությունը
Նվազագույն: 1.5 անգամ անվանական տրամագիծ
Խորհուրդ է տրվում: 3 անգամ անվանական տրամագիծ
Թելի վրա կիրառվող բեռի մեծ մասը կրում են մի քանի առաջին ատամները (մինչև անվանական տրամագծի 1.5 անգամը): Հետևաբար, անվանական տրամագծի 3 անգամից երկար թելերը ավելորդ են:
Կույր անցքերի մեջ ծորակներով կտրված թելերի համար (այսինքն՝ բոլոր այն թելերի համար, որոնք փոքր են M6-ից), ավելացրեք չթելավորված երկարություն, որը հավասար է անցքի ներքևի մասում անվանական տրամագծի 1.5 անգամին: Երբ կարելի է օգտագործել CNC թելավորման գործիք (այսինքն՝ M6-ից մեծ թելերի համար), անցքը կարելի է թելավորել ամբողջ երկարությամբ:
Փոքր առանձնահատկություններ
Նվազագույն անցքի տրամագիծը
Խորհուրդ է տրվում: 2.5 մմ (0.1 դյույմ)
Հնարավոր է՝ 0.05 մմ (0.005 դյույմ)
Մեքենաշինական արհեստանոցների մեծ մասը կարող է ճշգրիտ մշակել խոռոչներ և անցքեր՝ օգտագործելով մինչև 2.5 մմ (0.1 դյույմ) տրամագծով գործիքներ: Այս սահմանից ցածր ցանկացած աշխատանք համարվում է միկրոմեքենաշինություն: Նման մասերը մշակելու համար անհրաժեշտ են մասնագիտացված գործիքներ (միկրոհորատներ) և մասնագիտական գիտելիքներ, քանի որ կտրման գործընթացի ֆիզիկան փոխվում է այս մասշտաբի հետ մեկտեղ: Հետևաբար, եթե բացարձակապես անհրաժեշտ չէ, խորհուրդ է տրվում խուսափել դրանցից:
Հանդուրժողականություններ
Բնորոշ: +-0.1 մմ
Հնարավոր է՝ +-0.02 մմ
Մեր թույլատրելի շեղումները կամ 2768 միջին են, կամ նուրբ։ Եթե թույլատրելի շեղումները նշված չեն, արտադրող գործընկերները կօգտագործեն ընտրված 2768 կարգը։
Հանդուրժողականությունները սահմանում են ընդունելի չափի սահմանները: Հասանելի հանդուրժողականությունները տարբերվում են՝ կախված հիմնական չափից և մասի երկրաչափությունից: Վերը նշված արժեքները ողջամիտ ուղեցույցներ են:
Տեքստ և տառատեսակներ
Առաջարկվող՝ տառատեսակի չափս 20 (կամ ավելի մեծ), փորագրված 5 մմ
Փորագրված տեքստը նախընտրելի է ռելիեֆային տեքստի համեմատ, քանի որ հեռացվում է ավելի քիչ նյութ: Խորհուրդ է տրվում օգտագործել -20 sans -serif տառատեսակի նվազագույն չափսը (օրինակ՝ Arial կամ Verdana): Շատ CNC մեքենաներ ունեն նախապես ծրագրավորված ռեժիմներ այս տառատեսակների համար:
CNC մեքենաների կարգավորումներ և մասերի կողմնորոշում
Մի քանի կարգավորումներ պահանջող մասի սխեմատիկ պատկերը
CNC մեքենայացման հիմնական նախագծային սահմանափակումներից մեկը գործիքի հասանելիությունն է: Մոդելի բոլոր մակերեսներին հասնելու համար աշխատանքային մասը պետք է մի քանի անգամ պտտվի:
Երբ աշխատանքային կտորը պտտվում է, մեքենան պետք է վերակարգավորվի և սահմանվի նոր կոորդինատային համակարգ։
Նախագծելիս կարևոր է հաշվի առնել մեքենայի կարգավորումները երկու պատճառով.
Մեքենայի կարգավորումների ընդհանուր քանակը ազդում է արժեքի վրա: Մասի պտտումը և վերակարգավորումը պահանջում է ձեռքով աշխատանք և մեծացնում է մշակման ընդհանուր ժամանակը: Սա հաճախ ընդունելի է, եթե մասը անհրաժեշտ է պտտել մինչև երեք կամ չորս անգամ, բայց այս սահմանից բարձր ցանկացած բան չափազանց է:
Առավելագույն հարաբերական դիրքային ճշգրտության հասնելու համար երկու տարրերը պետք է մշակվեն նույն կառուցվածքում։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ նոր տրամաչափման քայլը ներմուծում է փոքր (բայց ոչ աննշան) սխալ։
Ի՞նչ է 5 առանցք CNC հաստոցը:
5-առանցքային CNC մեքենան միաժամանակ տեղափոխում է կտրող գործիքներ կամ մասեր հինգ առանցքներով: Բազմաառանցքային CNC մեքենաները կարող են արտադրել բարդ երկրաչափություններով մասեր, քանի որ դրանք առաջարկում են երկու լրացուցիչ պտտման առանցքներ: Այս մեքենաները վերացնում են բազմաթիվ մեքենաների կարգավորումների անհրաժեշտությունը:
Որո՞նք են 5-առանցքային CNC մեքենայացման առավելություններն ու սահմանափակումները։
Հինգ առանցքային CNC մշակումը թույլ է տալիս գործիքին մշտապես շոշափելի մնալ կտրող մակերեսին: Գործիքի ուղիները կարող են լինել ավելի բարդ և արդյունավետ, ինչը հանգեցնում է ավելի լավ մակերեսային մշակման և ավելի քիչ մշակման ժամանակ ունեցող մասերի:
Այնուամենայնիվ, 5-առանցքանի CNC-ն ունի իր սահմանափակումները: Գործիքների հիմնական երկրաչափության և գործիքներին մուտք գործելու սահմանափակումները դեռևս գործում են (օրինակ՝ ներքին երկրաչափություն ունեցող մասերը չեն կարող մեքենայացվել): Ավելին, նման համակարգերի օգտագործման արժեքն ավելի բարձր է:
CNC մեքենայական կտրվածքներ
Ստորին կտրվածքները տարրեր են, որոնք չեն կարող մշակվել ստանդարտ կտրող գործիքներով, քանի որ դրանց որոշ մակերեսներ ուղղակիորեն վերևից հասանելի չեն։
Գոյություն ունեն երկու հիմնական տեսակի կտրվածքներ՝ T-աձև ակոսներ և աղավնապոչեր։ Կտրվածքները կարող են լինել միակողմանի կամ երկկողմանի և մշակվում են հատուկ գործիքներով։
T-աձև կտրող գործիքները պատրաստված են ուղղահայաց լիսեռին ամրացված հորիզոնական կտրող շեղբից: Կտրվածքի լայնությունը կարող է տատանվել 3 մմ-ից մինչև 40 մմ: Մենք խորհուրդ ենք տալիս օգտագործել լայնության համար ստանդարտ չափսեր (այսինքն՝ ամբողջ միլիմետրային աճեր կամ ստանդարտ դյույմային մասնաբաժիններ), քանի որ ավելի հավանական է, որ համապատասխան գործիքն արդեն իսկ առկա է:
Աղավնապոչ կտրող գործիքների համար անկյունը որոշիչ չափի հատկանիշն է: Ստանդարտ են համարվում ինչպես 45, այնպես էլ 60 աստիճանի աղավնապոչ կտրող գործիքները: Գոյություն ունեն նաև 5, 10 և մինչև 120 աստիճան անկյան տակ (10 աստիճան աճով) գործիքներ, բայց դրանք ավելի քիչ են օգտագործվում:
T-աձև ակոս (ձախ), աղավնու պոչով կտրվածք (մեջտեղում) և միակողմանի կտրվածք ներքին պատի վրա (աջ):
CNC մեքենայացման համար նախատեսված կտրվածքի դիզայն
Ներքին պատերի վրա կտրվածքներով մասեր նախագծելիս հիշեք, որ գործիքի համար բավարար տարածք պետք է ավելացվի: Լավ կանոն է մշակված պատի և ցանկացած այլ ներքին պատի միջև ավելացնել կտրվածքի խորության առնվազն չորս անգամին հավասար տարածք:
Ստանդարտ գործիքների համար կտրման տրամագծի և լիսեռի տրամագծի միջև բնորոշ հարաբերակցությունը 2:1 է, ինչը սահմանափակում է կտրման խորությունը: Երբ անհրաժեշտ է ոչ ստանդարտ կտրվածք, մեքենայական արհեստանոցների համար սովորական պրակտիկա է արտադրել իրենց սեփական պատվերով կտրման գործիքները: Սա կարող է ավելացնել արտադրության ժամանակը և ծախսերը, ուստի հնարավորության դեպքում խուսափեք դրանից:
Տեխնիկական գծագրի կազմում
Տեխնիկական գծագրերը երբեմն օգտագործվում են ինժեներների կողմից՝ մեքենավարին արտադրական կոնկրետ պահանջները հաղորդելու համար:
Տեխնիկական գծագրի վերբեռնում ձեր գնանշման հետ միասին
Մեր հարթակում պատվերների համար սովորաբար տեխնիկական գծագիր չենք պահանջում, բայց որոշ դեպքերում դրանք կարող են արժեքավոր համատեքստ ավելացնել գնանշման հարցմանը: Որոշակի նախագծային բնութագրեր չեն կարող ներառվել STEP կամ IGES ֆայլում: Օրինակ, դուք պետք է ներառեք 2D տեխնիկական գծագիր, եթե ձեր մոդելը ներառում է պտուտակավոր անցքեր կամ առանցքներ և/կամ չափսեր, որոնց թույլատրելի սահմանները ավելի փոքր են, քան ընտրված 2768 դասը:
Եթե տեխնիկական գծագիր եք ավելացնում, խնդրում ենք համոզվել, որ այն համապատասխանում է վերբեռնված ֆայլերի տեխնիկական բնութագրերին: Եթե տեխնիկական գծագրերը չեն համապատասխանում վերբեռնված ֆայլերին կամ գնանշման տեխնիկական բնութագրերին՝
Գնանշման տեխնիկական բնութագրերը համարվում են տեխնոլոգիայի, նյութի և մակերեսի մշակման հղման կետ։
Տեխնիկական գծագրերը համարվում են թելերի տեխնիկական բնութագրերի, հանդուրժողականության տեխնիկական բնութագրերի, մակերևույթի մշակման մանրամասների, մասերի նշագրման պահանջների և ջերմային մշակման տեխնիկական բնութագրերի համար հղման կետ։
CAD ֆայլը համարվում է մասի նախագծման, երկրաչափության, չափերի և հատկանիշների տեղադրության հղման կետը։
Որո՞նք են CNC մեքենայացման լավագույն մեթոդները:
Նախագծեք մասեր, որոնք կարող են մշակվել հնարավորինս մեծ տրամագծով գործիքով։
Մեծ ֆիլեները (խոռոչի խորության առնվազն ⅓ անգամը) ավելացրեք բոլոր ներքին ուղղահայաց անկյուններին։
Սահմանափակեք խոռոչների խորությունը դրանց լայնության 4 անգամ մեծ։
Համապատասխանեցրեք ձեր դիզայնի հիմնական առանձնահատկությունները վեց հիմնական ուղղություններից մեկի հետ: Եթե դա հնարավոր չէ, 5-առանցքային CNC մեքենայացումը տարբերակ է:
Եթե ձեր նախագիծը ներառում է թելքեր, հանդուրժողականություններ, մակերեսի մշակման տեխնիկական բնութագրեր կամ մեքենայի օպերատորի համար նախատեսված այլ նշումներ, գծագրի հետ միասին ներկայացրեք նաև տեխնիկական գծագիր։
Ունե՞ք CNC մեքենայով մշակվող մասեր։ Խնդրում ենք կապվել մեր Gazfull թիմի հետ։