CNC өңдеуге арналған бөлшектерді қалай жобалау керек
CNC өңдеуге арналған жобалау бойынша осы толық нұсқаулықта біз сіздің тапсырыс бойынша жасалған бөлшектеріңіз үшін ең жақсы нәтижелерге қол жеткізуге көмектесетін негізгі және озық жобалау тәжірибелері мен кеңестерін жинақтадық.
Компьютерлік сандық басқару (CNC) өңдеу үшін дизайныңызды оңтайландыру үшін бірнеше қарапайым қадамдар жасауға болады. Өндіріске арналған жобалау (DFM) ережелерін орындау арқылы сіз CNC өңдеудің кең мүмкіндіктерін көбірек пайдалана аласыз. Дегенмен, бұл қиын болуы мүмкін, себебі салалық арнайы стандарттар жоқ.
Бұл мақалада біз CNC өңдеудің ең жақсы жобалау тәжірибелері бойынша жан-жақты нұсқаулық ұсынамыз. Осы кең ауқымды жаңартылған ақпаратты жинау үшін біз сала мамандары мен CNC өңдеу қызметтерін жеткізушілерден пікір сұрадық. Егер сіз шығындарды оңтайландырғыңыз келсе, CNC үшін үнемді бөлшектерді жобалау бойынша осы нұсқаулықты қараңыз.
CNC өңдеу процесі дегеніміз не?
CNC өңдеу - бұл субтрактивті өндіріс технологиясы. CNC-де материал CAD моделіне негізделген бөлшек жасау үшін жоғары жылдамдықпен - мыңдаған айн/мин - айналатын әртүрлі кескіш құралдарды пайдаланып қатты блоктан алынады. Металлдарды да, пластмассаларды да CNC өңдеуге болады.
CNC өңделген бөлшектер жоғары өлшемдік дәлдікке және қатаң төзімділікке ие. CNC көп көлемді өндіріске де, бір реттік жұмыстарға да жарамды. Шын мәнінде, CNC өңдеу қазіргі уақытта металл прототиптерін өндірудің ең тиімді тәсілі болып табылады, тіпті 3D басып шығарумен салыстырғанда.
CNC дизайнының негізгі шектеулері қандай?
CNC керемет дизайн икемділігін ұсынады, бірақ бірнеше шектеулер бар. Бұл шектеулер кесу процесінің негізгі механикасына қатысты және негізінен құрал геометриясы мен құралға қол жеткізуге қатысты.
Құрал геометриясы
Ең көп таралған CNC кесу құралдары (фрезерлік құралдар мен бұрғылар) цилиндрлік пішінге және шектеулі кесу ұзындығына ие.
Материал дайындамадан алынған кезде, құралдың геометриясы өңделген бөлшекке беріледі. Бұл, мысалы, кескіш құрал қаншалықты кішкентай болса да, CNC бөлшегінің ішкі бұрыштарының әрқашан радиусы болатынын білдіреді.
Құралға қол жеткізу
Материалды алып тастау үшін кескіш құрал дайындамаға тікелей жоғарыдан жақындайды. Осылайша қол жеткізу мүмкін емес элементтерді CNC өңдеу мүмкін емес.
Бұл ережеден ерекшелік бар: астыңғы жағы кесілген жерлер. Осы мақаланың соңында астыңғы жағы кесілген жерлер туралы бөлім бар.
Біз сіздің моделіңіздің барлық ерекшеліктерін (тесіктер, қуыстар, тік қабырғалар және т.б.) алты негізгі бағыттың біріне сәйкестендіруді ұсынамыз. Дегенмен, бұл ережені шектеу емес, ұсыныс ретінде қарастырыңыз, себебі 5 осьті CNC жүйелері дайындаманы ұстап тұрудың кеңейтілген мүмкіндіктерін ұсынады.
Құралға қол жеткізу мүмкіндігі де үлкен тереңдік пен ендің арақатынасы бар бөлшектерді өңдеу кезінде мәселе болып табылады. Мысалы, терең қуыстың түбіне жету үшін сізге созылатын қол жетімді құралдар қажет. Бұл соңғы эффектордың қозғалыс ауқымын кеңейтеді, бұл машинаның дірілдеуін арттырады және қол жеткізуге болатын дәлдікті төмендетеді.
Егер сіз ең үлкен диаметрі мен ең қысқа ұзындығы бар құралды пайдаланып CNC өңдеуге болатын бөлшектерді жасасаңыз, өндірісті жеңілдетеді.
CNC дизайны бойынша нұсқаулықтар
CNC өңдеуге арналған бөлшекті жобалау кезінде жиі кездесетін қиындық - салалық арнайы стандарттар жоқ. CNC станоктары мен құралдарын өндірушілер технологияның мүмкіндіктерін үнемі жетілдіріп, мүмкін болатын шектеулерді кеңейтеді. Төмендегі кестеде CNC өңделген бөлшектерде кездесетін ең көп таралған мүмкіндіктер үшін ұсынылған және мүмкін болатын мәндер келтірілген.
Қуыстар мен қалталар
Ұсынылатын қуыс тереңдігі: қуыс енінен 4 есе
Ұштық фрезерлік құралдардың кесу ұзындығы шектеулі (әдетте диаметрінен 3-4 есе көп). Қуыстардың тереңдігі мен ендігінің арақатынасы кішірек болған кезде құралдың ауытқуы, жаңқаның эвакуациясы және діріл айқынырақ болады.
Қуыстың тереңдігін оның енінен төрт есеге дейін шектеу жақсы нәтижелерге кепілдік береді.
Егер үлкенірек тереңдік қажет болса, қуыс тереңдігі өзгеретін бөлшектерді жобалауды қарастырыңыз.
Терең қуысты фрезерлеу: Құралдың диаметрінен алты еседен асатын тереңдігі бар қуыстар терең болып саналады. Арнайы құралды пайдалану арқылы құралдың диаметрі мен қуыс тереңдігінің қатынасын 30:1 дейін жеткізуге болады (максималды тереңдігі: диаметрі 1 дюйм болатын ұштық фрезер құралымен 35 см).
Қуыстар мен қалталар
Тік бұрыш радиусы
Ұсынылады: қуыс тереңдігінің ⅓ есесі (немесе одан үлкен)
Ішкі бұрыш радиустары үшін ұсынылған мәнді пайдалану қолайлы диаметрлі құралды пайдалануға болатындығын және ұсынылған қуыс тереңдігіне арналған нұсқауларға сәйкес келетіндігін қамтамасыз етеді.
Бұрыш радиустарын ұсынылған мәннен сәл жоғарылату (мысалы, 1 мм) құралға 90 бұрышпен емес, дөңгелек жолмен кесуге мүмкіндік береді. Бұл беткі қабаттың сапасын арттыратындықтан артықшылық болып табылады. Егер ішкі бұрыштардың 90 градустық өткірлігі қажет болса, бұрыш радиусын азайтудың орнына Т-тәрізді астыңғы кесуді қосуды қарастырыңыз.
Еден радиусы
Ұсынылған: 0.5 мм, 1 мм немесе радиусы жоқ
Мүмкін: кез келген радиус
Ұштық фрезерлік құралдардың төменгі кесу жиегі жалпақ немесе сәл дөңгеленген болады. Басқа еден радиустарын шар тәрізді құралдарды пайдаланып өңдеуге болады. Ұсынылған мәндерді пайдалану жақсы жобалау тәжірибесі болып табылады, себебі бұл машинистер үшін қолайлы.
Жұқа қабырғалар
Қабырғалардың минималды қалыңдығы
Ұсынылады: 0.8 мм (металдар), 1.5 мм (пластмассалар)
Мүмкіндігі: 0.5 мм (металдар), 1.0 мм (пластмассалар)
Қабырға қалыңдығын азайту материалдың қаттылығын төмендетеді, бұл өңдеу кезінде дірілдерді арттырады және қол жеткізілетін дәлдікті төмендетеді. Пластмассалар майысуға (қалдық кернеулерге байланысты) және жұмсаруға (температураның жоғарылауына байланысты) бейім, сондықтан қабырғаның минималды қалыңдығын үлкенірек ету ұсынылады. Жоғарыда көрсетілген мүмкін мәндерді әрбір жағдай бойынша жеке қарастыру қажет.
тесіктер
Диаметр
Ұсынылады: стандартты бұрғы ұшы
Мүмкіндігі: кез келген диаметрі 1 мм-ден үлкен
Тесіктер бұрғылау ұшы немесе фрезерлік құрал арқылы өңделеді. Бұрғылау ұштарының өлшемдері стандартталған (метрлік және империалдық бірліктерде). Қатаң төзімділікті қажет ететін тесіктерді өңдеу үшін реймерлер мен бұрғылау құралдары қолданылады. Диаметрі 20 мм-ден кіші жоғары дәлдіктегі тесіктер үшін стандартты диаметрді пайдалану ұсынылады.
Максималды тереңдік
Ұсынылған: Номиналды диаметрдің 4 есесі
Типтік: Номиналды диаметрдің 10 есесі
Мүмкін: Номиналды диаметрдің 40 есесі
Стандартты емес диаметрлі тесіктерді фрезерлік құралмен өңдеу керек. Бұл жағдайда қуыс тереңдігінің максималды шектеулері қолданылады және ұсынылған максималды тереңдік мәні пайдаланылуы керек. Әдеттегі мәннен тереңірек тесіктер арнайы бұрғы ұштарымен (диаметрі кемінде 3 мм) өңделеді. Бұрғымен өңделген соқыр тесіктердің едені конус тәрізді (135 градус бұрыш), ал фрезерлік құралмен өңделген тесіктер жалпақ болады.
CNC өңдеуде тесіктер мен соқыр тесіктер арасында ерекше артықшылық жоқ.
Тақырыптар
Жіп мөлшері
Ең төменгі: M1 (кейбір жағдайларда төменірек)
Ұсынылған: M6 немесе одан үлкен
Бұрандалар крандармен, ал сыртқы бұрандалар штамптармен кесіледі. Крандар мен штамптарды жіптерді M2 дейін кесу үшін пайдалануға болады. CNC бұрандалау құралдары кең таралған және оларды машинистер артық көреді, себебі олар кранның сыну қаупін азайтады. CNC бұрандалау құралдарын жіптерді M6 дейін кесу үшін пайдалануға болады.
Жіптің ұзындығы
Ең төменгі: Номиналды диаметрдің 1.5 есесі
Ұсынылған: Номиналды диаметрдің 3 есесі
Жіпке түсетін жүктеменің көп бөлігі алғашқы бірнеше тістерге түседі (номиналды диаметрінің 1.5 есесіне дейін). Сондықтан номиналды диаметрінің 3 есесінен ұзын жіптер қажет емес.
Крандармен кесілген соқыр тесіктердегі бұрандалар үшін (яғни, M6-дан кіші барлық бұрандалар), тесіктің түбіне номиналды диаметрінің 1.5 есесіне тең бұрандаланбаған ұзындықты қосыңыз. CNC бұрандалау құралын пайдалану мүмкін болған кезде (яғни, M6-дан үлкен бұрандалар), тесікті оның ұзындығы бойынша бұрандалауға болады.
Шағын мүмкіндіктер
Тесіктің минималды диаметрі
Ұсынылған: 2.5 мм (0.1 дюйм)
Мүмкін: 0.05 мм (0.005 дюйм)
Көптеген станок шеберханалары диаметрі 2.5 мм (0.1 дюйм) дейінгі құралдарды пайдаланып, қуыстар мен тесіктерді дәл өңдей алады. Бұл шектен төмен кез келген нәрсе микроөңдеу болып саналады. Мұндай мүмкіндіктерді өңдеу үшін арнайы құралдар (микробұрғылар) және сарапшылық білім қажет, себебі кесу процесінің физикасы осы масштабпен өзгереді. Сондықтан, егер аса қажет болмаса, олардан аулақ болу ұсынылады.
Төзімділіктер
Типтік: +-0.1 мм
Мүмкін: +-0.02 мм
Біздің төзімділік шегі орташа немесе жақсы 2768. Егер төзімділік шегі көрсетілмесе, өндіріс серіктестері таңдалған 2768 класын пайдаланады.
Төзімділіктер қолайлы өлшемнің шекараларын анықтайды. Қолжетімді төзімділіктер негізгі өлшемге және бөлшектің геометриясына байланысты өзгереді. Жоғарыдағы мәндер ақылға қонымды нұсқаулар болып табылады.
Мәтін және әріптер
Ұсынылады: қаріп өлшемі 20 (немесе одан үлкен), 5 мм гравюраланған
Рельефті мәтінге қарағанда ойып жазылған мәтін артықшылыққа ие, себебі материал азырақ алынып тасталады. Ең аз дегенде -20 sans -serif қаріп өлшемін (мысалы, Arial немесе Verdana) пайдалану ұсынылады. Көптеген CNC машиналарында бұл қаріптер үшін алдын ала бағдарламаланған процедуралар бар.
CNC машинасын орнату және бөлшектерді бағдарлау
Бірнеше орнатуды қажет ететін бөлшектің схемасы
Құралға қол жеткізу CNC өңдеудегі негізгі жобалау шектеулерінің бірі болып табылады. Модельдің барлық беттеріне жету үшін дайындаманы бірнеше рет айналдыру керек.
Дайындама айналған сайын, машинаны қайта калибрлеу және жаңа координаттар жүйесін анықтау қажет.
Жобалау кезінде машинаның параметрлерін екі себеп бойынша ескеру маңызды:
Машина орнатуларының жалпы саны құнына әсер етеді. Бөлшекті айналдыру және қайта туралау қолмен жұмысты қажет етеді және жалпы өңдеу уақытын арттырады. Бұл көбінесе бөлшекті үш немесе төрт ретке дейін айналдыру қажет болған жағдайда қолайлы, бірақ бұл шектен асатын кез келген нәрсе шамадан тыс болып табылады.
Максималды салыстырмалы позициялық дәлдікке қол жеткізу үшін екі ерекшелік бір қондырғыда өңделуі керек. Себебі жаңа калибрлеу қадамы шағын (бірақ елеусіз емес) қателік тудырады.
5 осьті CNC өңдеу дегеніміз не?
5 осьті CNC станок кескіш құралдарды немесе бөлшектерді бір уақытта бес ось бойымен жылжытады. Көп осьті CNC станоктары күрделі геометриялы бөлшектерді шығара алады, себебі олар екі қосымша айналу осьтерін ұсынады. Бұл станоктар бірнеше станок орнату қажеттілігін жояды.
5 осьті CNC өңдеудің артықшылықтары мен шектеулері қандай?
Бес осьті CNC өңдеу құралдың кесу бетіне үнемі жанасатын күйінде қалуына мүмкіндік береді. Құралдың жолдары күрделірек және тиімдірек болуы мүмкін, бұл бетінің жақсы өңделуі мен өңдеу уақытының төмендеуіне әкеледі.
Дегенмен, 5 осьті CNC-тің өз шектеулері бар. Негізгі құрал геометриясы және құралға қол жеткізу шектеулері әлі де қолданылады (мысалы, ішкі геометриясы бар бөлшектерді өңдеу мүмкін емес). Сонымен қатар, мұндай жүйелерді пайдалану құны жоғарырақ.
CNC өңдеу астыңғы кесіктері
Астыңғы кесулер - бұл стандартты кесу құралдарын пайдаланып өңдеуге болмайтын бөлшектер, себебі олардың кейбір беттеріне жоғарыдан тікелей қол жеткізу мүмкін емес.
Астыңғы кесудің екі негізгі түрі бар: Т-тәрізді ойықтар және күңгірт құйрықтар. Астыңғы кесулер бір жақты немесе екі жақты болуы мүмкін және арнайы құралдарды пайдаланып өңделеді.
Т-тәрізді кесу құралдары тік білікке бекітілген көлденең кесу пышағынан жасалған. Астыңғы кесудің ені 3 мм-ден 40 мм-ге дейін өзгеруі мүмкін. Ені үшін стандартты өлшемдерді (яғни, миллиметрлік қадамдар немесе стандартты дюймдік бөлшектер) пайдалануды ұсынамыз, себебі тиісті құралдың қазірдің өзінде қолжетімді болуы ықтимал.
Кескіш құйрықты кесу құралдары үшін бұрыш - анықтаушы ерекшелік өлшемі. 45 және 60 градустық кескіш құйрықты құралдар стандартты болып саналады. 5, 10 және 120 градусқа дейінгі (10 градустық қадаммен) бұрышы бар құралдар да бар, бірақ олар сирек қолданылады.
Т-тәрізді ойық (сол жақта), көкшіл құйрық тәрізді астыңғы жағы (ортасында) және ішкі қабырғадағы бір жақты астыңғы жағы (оң жақта).
CNC өңдеуге арналған астыңғы кесу дизайны
Ішкі қабырғаларында астыңғы ойықтары бар бөлшектерді жобалаған кезде, құрал үшін жеткілікті кеңістік қосуды ұмытпаңыз. Өңделген қабырға мен кез келген басқа ішкі қабырға арасында астыңғы ойықтың тереңдігінен кемінде төрт есе үлкен кеңістік қосу жақсы ереже болып табылады.
Стандартты құралдар үшін кесу диаметрі мен біліктің диаметрі арасындағы әдеттегі қатынас 2:1 құрайды, осылайша кесу тереңдігін шектейді. Стандартты емес астыңғы кесу қажет болған кезде, станок шеберханалары өздерінің арнайы астыңғы кесу құралдарын жасауы кең таралған тәжірибе болып табылады. Бұл жеткізу уақытын және құнын арттыруы мүмкін, сондықтан мүмкіндігінше одан аулақ болыңыз.
Техникалық сызбаны жасау
Техникалық сызбаларды кейде инженерлер нақты өндірістік талаптарды машинистке жеткізу үшін пайдаланады.
Баға ұсынысыңызбен бірге техникалық сызбаны жүктеу
Біз әдетте платформамыздағы тапсырыстар үшін техникалық сызбаны талап етпейміз, бірақ кейбір жағдайларда олар баға сұрауына құнды контекст қоса алады. Белгілі бір дизайн сипаттамаларын STEP немесе IGES файлына қосуға болмайды. Мысалы, егер сіздің моделіңізде таңдалған 2768 класынан гөрі қатаңырақ рұқсат етілген бұрандалы тесіктер немесе біліктер және/немесе өлшемдер болса, сіз 2D техникалық сызбаны қосуыңыз керек болады.
Егер сіз техникалық сызба қоссаңыз, оның жүктелген файлдардың сипаттамаларына сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Егер техникалық сызбалар жүктелген файлдарға немесе баға ұсынысының сипаттамаларына сәйкес келмесе:
Баға сипаттамалары технология, материал және беткі әрлеу үшін анықтамалық нүкте болып саналады.
Техникалық сызбалар бұранда сипаттамалары, төзімділік сипаттамалары, беттік өңдеу бөлшектері, бөлшектерді белгілеу сұраныстары және термиялық өңдеу сипаттамалары үшін анықтамалық нүкте болып саналады.
CAD файлы бөлшектің дизайны, геометриясы, өлшемі және ерекшеліктерінің орналасуы үшін анықтамалық нүкте болып саналады.
CNC өңдеудің ең жақсы тәжірибелері қандай?
Ең үлкен диаметрлі құралды пайдаланып өңделетін бөлшектерді жобалаңыз.
Үлкен филелерді (қуыс тереңдігінің кемінде ⅓ есесі) барлық ішкі тік бұрыштарға салыңыз.
Қуыстардың тереңдігін олардың енінен 4 есеге дейін шектеңіз.
Дизайныңыздың негізгі ерекшеліктерін алты негізгі бағыттың бірімен сәйкестендіріңіз. Егер бұл мүмкін болмаса, 5 осьті CNC өңдеу мүмкіндігі бар.
Егер сіздің дизайныңызда бұрандалар, төзімділіктер, беткі өңдеу сипаттамалары немесе машина операторына арналған басқа ескертпелер болса, сызбаңызбен бірге техникалық сызбаны жіберіңіз.
CNC өңдеуге қажетті бөлшектеріңіз бар ма? Біздің Gazfull командасына хабарласыңыз.