Cara ngrancang bagean kanggo mesin CNC
Ing pandhuan lengkap babagan desain kanggo mesin CNC iki, kita wis nyusun praktik lan tips desain dhasar & lanjut kanggo mbantu sampeyan entuk asil sing paling apik kanggo bagean khusus sampeyan.
Ana sawetara langkah gampang sing bisa sampeyan lakoni kanggo ngoptimalake desain sampeyan kanggo mesin kontrol numerik komputer (CNC). Kanthi ngetutake aturan desain-kanggo-manufaktur (DFM), sampeyan bisa entuk luwih akeh saka kemampuan mesin CNC sing jembar. Nanging iki bisa dadi tantangan, amarga standar khusus ing industri ora ana.
Ing artikel iki, kita nawakake pandhuan lengkap babagan praktik desain paling apik kanggo mesin CNC. Kanggo ngumpulake informasi paling anyar iki, kita njaluk saran saka para ahli industri lan panyedhiya layanan mesin CNC. Yen sampeyan ngoptimalake biaya, priksa pandhuan iki kanggo ngrancang bagean sing efektif biaya kanggo CNC.
Apa proses mesin CNC?
Mesin CNC iku teknologi manufaktur subtraktif. Ing CNC, bahan dicopot saka blok padat nggunakake macem-macem alat pemotong sing muter kanthi kecepatan dhuwur—ewonan RPM—kanggo ngasilake bagean adhedhasar model CAD. Logam lan plastik bisa dimesin CNC.
Bagian-bagian sing dimesin CNC nduweni akurasi dimensi sing dhuwur lan toleransi sing rapet. CNC cocok kanggo produksi volume dhuwur lan proyek sing mung digawe sapisan. Nyatane, mesin CNC saiki minangka cara sing paling efektif kanggo ngasilake prototipe logam, sanajan dibandhingake karo pencetakan 3D.
Apa watesan utama desain CNC?
CNC nawakake fleksibilitas desain sing apik, nanging ana sawetara watesan. Watesan kasebut ana gandhengane karo mekanika dhasar proses pemotongan lan utamane ana gandhengane karo geometri alat lan akses alat.
Alat geometri
Piranti motong CNC sing paling umum (piranti lan bor end mill) duwe bentuk silinder lan dawane potongan sing winates.
Nalika bahan dicopot saka benda kerja, geometri alat kasebut ditransfer menyang bagean sing wis diolah. Iki tegese, contone, pojok internal bagean CNC mesthi duwe radius, ora preduli sepira cilik alat pemotong sing digunakake.
Akses alat
Kanggo mbusak materi, piranti pemotong nyedhaki benda kerja langsung saka ndhuwur. Fitur sing ora bisa diakses kanthi cara iki ora bisa diolah nganggo mesin CNC.
Ana pangecualian kanggo aturan iki: undercut. Ana bagean babagan undercut ing pungkasan artikel iki.
Disaranake sampeyan nyetel kabeh fitur model sampeyan (bolongan, rongga, tembok vertikal, lan liya-liyane) menyang salah siji saka enem arah utama. Nanging, deleng aturan iki minangka rekomendasi lan dudu watesan, amarga sistem CNC 5-sumbu nawakake kemampuan nyekeli benda kerja sing canggih.
Akses menyang piranti uga dadi masalah nalika ngolah fitur kanthi rasio ambane-kanggo-jembar sing gedhe. Kanggo tekan ngisor rongga sing jero, contone, sampeyan butuh piranti kanthi jangkauan sing luwih dawa. Iki tegese rentang gerakan sing luwih amba kanggo efektor pungkasan, sing nambah getaran mesin lan nyuda akurasi sing bisa digayuh.
Bakal nggampangake produksi yen sampeyan ngrancang bagean sing bisa dimesin CNC nganggo alat sing nduweni diameter paling gedhe lan dawa paling cendhak.
Pandhuan desain CNC
Tantangan sing kerep muncul nalika ngrancang bagean kanggo mesin CNC yaiku ora ana standar khusus ing industri. Produsen mesin lan piranti CNC terus-terusan ningkatake kemampuan teknologi, ngembangake watesan apa sing bisa ditindakake. Tabel ing ngisor iki ngringkes nilai sing disaranake lan layak kanggo fitur sing paling umum sing ditemokake ing bagean mesin CNC.
Rongga lan kanthong
Ambane rongga sing disaranake: 4 kali ambane rongga
Piranti end mill nduweni dawa pemotongan sing winates (biasane 3-4 kali diametere). Defleksi piranti, evakuasi chip, lan getaran dadi luwih jelas nalika rongga duwe rasio ambane-jembar sing luwih cilik.
Mbatesi ambane rongga nganti kaping papat ambane njamin asil sing apik.
Yen dibutuhake jerone sing luwih gedhe, coba ngrancang bagean kanthi jerone rongga sing variabel.
Panggilingan rongga jero: Rongga kanthi jerone luwih saka enem kali diameter alat dianggep jero. Rasio diameter alat-kanggo-jero rongga nganti 30:1 bisa ditindakake nggunakake alat khusus (jero maksimal: 35 cm kanthi alat panggilingan pungkasan diameter 1 inci).
Rongga lan kanthong
Radius pojok vertikal
Disaranake: ⅓ kaping ambane rongga (utawa luwih gedhe)
Nggunakake nilai sing disaranake kanggo jari-jari pojok internal njamin yen alat diameter sing cocog bisa digunakake lan selaras karo pandhuan kanggo ambane rongga sing disaranake.
Nambah radius pojok rada ndhuwur nilai sing disaranake (contone 1 mm), ngidini alat kasebut ngethok miturut jalur bunder tinimbang sudut 90. Iki luwih disenengi amarga ngasilake kualitas permukaan sing luwih apik. Yen pojok internal 90 derajat sing tajem dibutuhake, coba tambahake undercut balung-T tinimbang nyuda radius pojok.
Radius lantai
Recommended: 0.5 mm, 1 mm utawa tanpa radius
Bisa ditindakake: radius apa wae
Piranti end mill nduweni pinggiran potong ngisor sing rata utawa rada bunder. Radius lantai liyane bisa dimesin nggunakake piranti ball end. Iki minangka praktik desain sing apik kanggo nggunakake nilai sing disaranake, amarga luwih disenengi dening masinis.
Tembok tipis
Kekandelan tembok minimal
Disaranake: 0.8 mm (logam), 1.5 mm (plastik)
Bisa digunakake: 0.5 mm (logam), 1.0 mm (plastik)
Ngurangi kekandelan tembok bakal ngurangi kekakuan materi, sing nambah getaran sajrone proses mesin lan nyuda akurasi sing bisa digayuh. Plastik rentan melengkung (amarga tekanan sisa) lan dadi alus (amarga kenaikan suhu), mula dianjurake kekandelan tembok minimal sing luwih gedhe. Nilai-nilai sing bisa ditindakake sing kasebut ing ndhuwur kudu ditliti saben kasus.
Bolongan
diameter
Disaranake: mata bor standar
Layak: diameter apa wae sing luwih gedhe saka 1 mm
Bolongan dikerjakake nganggo mata bor utawa piranti end mill. Ukuran mata bor wis distandardisasi (ing unit metrik lan imperial). Reamer lan piranti bor digunakake kanggo ngrampungake bolongan sing mbutuhake toleransi sing ketat. Kanggo bolongan akurasi dhuwur kanthi diameter luwih cilik tinimbang 20 mm, disaranake nggunakake diameter standar.
Ambane maksimal
Recommended: 4 kali diameter nominal
Khas: 10 kali diameter nominal
Bisa ditindakake: 40 kali diameter nominal
Bolongan kanthi diameter non-standar kudu diolah nganggo piranti end mill. Ing kasus iki, watesan ambane rongga maksimal ditrapake lan nilai ambane maksimal sing disaranake kudu digunakake. Bolongan sing luwih jero tinimbang nilai khas diolah nganggo mata bor khusus (kanthi diameter minimal 3mm). Bolongan wuta sing diolah nganggo bor duwe lantai kerucut (sudut 135 derajat), dene bolongan sing diolah nganggo piranti end mill rata.
Ora ana pilihan tartamtu antarane bolongan tembus utawa bolongan wuta ing mesin CNC.
Threads
Ukuran benang
minimal: M1 (lan luwih murah, ing sawetara kasus)
Recommended: M6 utawa luwih gedhe
Utas dipotong nganggo tap lan ulir njaba nganggo die. Tap lan die bisa digunakake kanggo ngethok ulir nganti tekan M2. Piranti ulir CNC umum lan disenengi dening masinis, amarga mbatesi risiko kerusakan tap. Piranti ulir CNC bisa digunakake kanggo ngethok ulir nganti tekan M6.
Dawane benang
minimal: 1.5 kali diameter nominal
Recommended: 3 kali diameter nominal
Sebagéan gedhé beban sing ditrapaké ing benang dijupuk saka sawetara untu pisanan (nganti 1.5 kali diameter nominal). Mula, benang sing luwih dawa saka 3 kali diameter nominal ora perlu.
Kanggo ulir ing bolongan wuta sing dipotong nganggo tap (yaiku kabeh ulir sing luwih cilik tinimbang M6), tambahake dawa sing ora diulir padha karo 1.5 kali diameter nominal ing sisih ngisor bolongan. Nalika alat pengulir CNC bisa digunakake (yaiku ulir sing luwih gedhe tinimbang M6), bolongan kasebut bisa diulir ing sadawane dawane.
Fitur cilik
diameteripun bolongan minimal
Recommended: 2.5 mm (0.1 inci.”)
Bisa ditindakake: 0.05 mm (0.005 inci.”)
Umume bengkel mesin bisa ngolah rongga lan bolongan kanthi akurat nggunakake piranti kanthi diameter nganti 2.5 mm (0.1 inci). Apa wae sing ana ing ngisor watesan iki dianggep minangka mesin mikro. Piranti khusus (bor mikro) lan kawruh ahli dibutuhake kanggo ngolah fitur kasebut amarga fisika proses pemotongan owah karo skala iki. Kajaba pancen perlu, mula disaranake supaya ora kaya ngono.
Toleransi
Khas: +-0.1 mm
Bisa ditindakake: +-0.02 mm
Toleransi kita yaiku 2768 medium utawa fine. Yen toleransi ora ditemtokake, mitra manufaktur bakal nggunakake kelas 2768 sing dipilih.
Toleransi nemtokake wates kanggo dimensi sing bisa ditampa. Toleransi sing bisa digayuh beda-beda miturut dimensi dhasar lan geometri bagean kasebut. Nilai ing ndhuwur minangka pandhuan sing cukup.
Teks lan aksara
Disaranake: ukuran font 20 (utawa luwih gedhe), diukir 5 mm
Teks sing diukir luwih disenengi tinimbang teks sing diembos, amarga materi sing dibusak luwih sithik. Disaranake nggunakake ukuran minimal font sans-serif -20 (kayata Arial utawa Verdana). Akeh mesin CNC sing duwe rutinitas sing wis diprogram kanggo font kasebut.
Setelan mesin CNC lan orientasi bagean
Skema bagean sing mbutuhake pirang-pirang persiyapan
Akses menyang piranti minangka salah sawijining watesan desain utama ing mesin CNC. Kanggo nggayuh kabeh permukaan model, benda kerja kudu diputer kaping pirang-pirang.
Saben-saben benda kerja diputer, mesin kudu dikalibrasi ulang lan sistem koordinat anyar kudu ditetepake.
Nalika ngrancang, penting kanggo nimbang persiyapan mesin amarga rong alasan:
Cacahing persiyapan mesin mengaruhi biaya. Muter lan nyetel maneh bagean kasebut mbutuhake kerja manual lan nambah total wektu mesin. Iki asring bisa ditampa yen bagean kasebut kudu diputer nganti kaping telu utawa kaping papat, nanging apa wae sing ngluwihi watesan iki iku berlebihan.
Kanggo entuk akurasi posisi relatif maksimal, rong fitur kudu diolah ing persiyapan sing padha. Iki amarga langkah kalibrasi anyar ngenalake kesalahan cilik (nanging ora bisa diabaikan).
Apa mesin CNC 5 sumbu?
Mesin CNC 5-sumbu mindhahake piranti utawa bagean sing dipotong ing sadawane limang sumbu bebarengan. Mesin CNC multi-sumbu bisa nggawe bagean kanthi geometri sing kompleks, amarga nawakake rong sumbu rotasi tambahan. Mesin iki ngilangi kebutuhan kanggo pirang-pirang persiyapan mesin.
Apa kaluwihan lan kekurangan saka mesin CNC 5-axis?
Mesin CNC limang sumbu ngidini alat kasebut tetep tangensial karo permukaan potong. Jalur alat bisa luwih rumit lan efisien, sing nyebabake bagean kanthi permukaan sing luwih apik lan wektu mesin sing luwih cendhek.
Sanajan mangkono, CNC 5-sumbu nduweni watesan. Geometri piranti dhasar lan watesan akses piranti isih ditrapake (contone, bagean kanthi geometri internal ora bisa diolah). Kajaba iku, biaya nggunakake sistem kasebut luwih dhuwur.
Pemotongan mesin CNC
Undercut iku fitur sing ora bisa diolah nganggo piranti potong standar, amarga sawetara permukaane ora bisa diakses langsung saka ndhuwur.
Ana rong jinis utama undercut: T-slot lan dovetail. Undercut bisa siji sisi utawa loro sisi lan diolah nganggo piranti khusus.
Piranti pemotong T-slot digawe saka agul-agul pemotong horisontal sing dipasang ing poros vertikal. Ambane potongan ngisor bisa beda-beda antarane 3mm lan 40mm. Disaranake nggunakake ukuran standar kanggo ambane (yaiku tambahan milimeter utuh utawa pecahan inci standar), amarga luwih cenderung piranti sing cocog wis kasedhiya.
Kanggo piranti pemotong dovetail, sudut minangka ukuran fitur sing nemtokake. Piranti dovetail 45 lan 60 derajat dianggep standar. Piranti kanthi sudut 5, 10 lan nganti 120 derajat (kanthi kenaikan 10 derajat) uga ana nanging kurang umum digunakake.
Slot-T (kiwa), undercut dovetail (tengah), lan undercut siji sisi ing tembok njero (tengen).
Desain undercut kanggo mesin CNC
Nalika ngrancang bagean kanthi undercut ing tembok internal, elinga kanggo nambah jarak sing cukup kanggo alat kasebut. Aturan praktis sing apik yaiku nambah papan sing padha karo paling ora kaping papat ambane undercut antarane tembok sing dikerjakake lan tembok internal liyane.
Kanggo piranti standar, rasio khas antarane diameter pemotongan lan diameter poros yaiku 2:1, saengga mbatesi ambane pemotongan. Nalika undercut non-standar dibutuhake, iku praktik umum kanggo bengkel mesin kanggo nggawe piranti undercut khusus dhewe. Iki bisa nambah wektu lan biaya, mula aja nglakoni yen bisa.
Nggawe gambar teknis
Gambar teknis kadhangkala digunakake dening insinyur kanggo ngirim syarat manufaktur tartamtu menyang masinis.
Ngunggah gambar teknis nganggo kutipan sampeyan
Biasane kita ora mbutuhake gambar teknis kanggo pesenan ing platform kita, nanging ing sawetara kasus, gambar kasebut bisa nambah konteks sing penting kanggo panjalukan kutipan. Spesifikasi desain tartamtu ora bisa dilebokake ing file STEP utawa IGES. Contone, sampeyan kudu nyakup gambar teknis 2D yen model sampeyan kalebu bolongan utawa poros berulir lan/utawa dimensi kanthi toleransi sing luwih kenceng tinimbang kelas 2768 sing dipilih.
Menawi panjenengan nambahaken gambar teknis, priksa manawa gambar kasebut cocog kaliyan spesifikasi file ingkang dipununggah. Menawi gambar teknis boten cocog kaliyan file ingkang dipununggah utawi spesifikasi kutipan:
Spesifikasi kutipan dianggep minangka titik referensi kanggo teknologi, bahan, lan polesan permukaan.
Gambar teknis dianggep minangka titik referensi kanggo spesifikasi ulir, spesifikasi toleransi, rincian polesan permukaan, panjalukan tandha bagean, lan spesifikasi perlakuan panas.
Berkas CAD dianggep minangka titik referensi kanggo desain bagean, geometri, dimensi, lan lokasi fitur.
Apa praktik paling apik kanggo mesin CNC?
Rancang bagean-bagean sing bisa diolah nganggo piranti kanthi diameter paling gedhe.
Lebokake fillet gedhe (paling ora ⅓ kaping jerone rongga) menyang kabeh pojok vertikal internal.
Watesi jerone bolongan nganti kaping 4 ambane.
Selarasake fitur utama desain sampeyan karo salah siji saka enem arah utama. Yen ora bisa, mesin CNC 5-sumbu minangka pilihan.
Kirim gambar teknis bareng karo gambar sampeyan yen desain sampeyan kalebu ulir, toleransi, spesifikasi polesan permukaan, utawa cathetan liyane kanggo operator mesin.
Duwe bagean sing butuh mesin CNC? Hubungi tim Gazfull kita.