Wéi een Deeler fir CNC-Bearbechtung designt
An dësem komplette Guide fir d'Design vun der CNC-Bearbeitung hu mir Basis- a fortgeschratt Designpraktiken an Tipps zesummegestallt, fir Iech ze hëllefen, déi bescht Resultater fir Är personaliséiert Deeler z'erreechen.
Et ginn e puer einfach Schrëtt, déi Dir maache kënnt, fir Är Designen fir d'CNC-Bearbechtung (Computer Numerical Control) ze optimiséieren. Wann Dir d'Design-for-Manufacturing (DFM)-Reegele befollegt, kënnt Dir méi aus de breede Méiglechkeete vun der CNC-Bearbechtung erausholen. Dëst kann awer eng Erausfuerderung sinn, well et keng spezifesch Standarden fir déi ganz Branche gëtt.
An dësem Artikel bidden mir e komplette Guide zu de beschten Designpraktiken fir CNC-Bearbeitung. Fir dës extensiv aktuell Informatioun ze zesummestellen, hu mir Branchenexperten a CNC-Bearbeitungsdéngschtleeschter ëm Feedback gefrot. Wann Dir Käschten optimiséiert, kuckt Iech dëse Guide fir den Design vu käschtegënschtege Komponenten fir CNC un.
Wat ass de CNC-Bearbechtungsprozess?
CNC-Bearbechtung ass eng subtraktiv Fabrikatiounstechnologie. Bei CNC gëtt Material aus engem massive Block mat Hëllef vu verschiddene Schnëttinstrumenter ewechgeholl, déi mat héijer Geschwindegkeet - Dausende vu RPM - rotéieren, fir en Deel baséiert op engem CAD-Modell ze produzéieren. Souwuel Metaller wéi och Plastik kënne CNC-bearbecht ginn.
CNC-bearbechte Komponenten hunn eng héich Dimensiounsgenauegkeet an eng enk Toleranz. CNC ass souwuel fir grouss Volumenproduktioun wéi och fir eenzel Aarbechten gëeegent. Tatsächlech ass d'CNC-Bearbechtung de Moment déi käschtegënschtegst Method fir Metallprototypen ze produzéieren, och am Verglach mam 3D-Drock.
Wat sinn déi wichtegst Restriktioune vum CNC-Design?
CNC bitt eng grouss Designflexibilitéit, awer et gëtt e puer Aschränkungen. Dës Aschränkungen bezéie sech op d'Grondmechanik vum Schnëttprozess a betreffen haaptsächlech d'Geometrie vum Tool an den Zougang zu Tools.
Tool Geometrie
Déi meescht üblech CNC-Schneidwierkszeugs (Endfräsinstrumenter a Buerer) hunn eng zylindresch Form an eng limitéiert Schnëttlängt.
Wann Material aus dem Werkstéck erausgeholl gëtt, gëtt d'Geometrie vum Tool op en befräizt Deel iwwerdroen. Dëst bedeit zum Beispill, datt déi bannenzeg Ecker vun engem CNC-Deel ëmmer e Radius hunn, egal wéi kleng e Schneidinstrument benotzt gouf.
Tool Zougang
Fir Material ze entfernen, geet d'Schneidwierksgeschir direkt vun uewen op d'Wierkstéck zou. Funktiounen, déi op dës Manéier net zougänglech sinn, kënnen net mat CNC gefräst ginn.
Et gëtt eng Ausnam vun dëser Regel: Ënnerschnitter. Um Enn vun dësem Artikel gëtt et eng Sektioun iwwer Ënnerschnitter.
Mir recommandéieren, all d'Eegeschafte vun Ärem Modell (Lächer, Kavitéiten, vertikal Maueren, asw.) op eng vun de sechs Haaptrichtungen auszeriichten. Betruecht dës Regel awer als eng Empfehlung a keng Restriktioun, well 5-Achs CNC-Systemer fortgeschratt Werkstéckhaltungsméiglechkeeten ubidden.
Den Zougang zu Tools ass och e Problem bei der Bearbeitung vu Funktiounen mat engem groussen Déift-Breet-Verhältnes. Fir zum Beispill den ënneschten Deel vun enger déiwer Kavitéit z'erreechen, braucht Dir Tools mat enger méi grousser Reechwäit. Dëst bedeit e méi breede Bewegungsradius fir den Endeffektor, wat d'Maschinngerammel erhéicht an déi erreechbar Genauegkeet reduzéiert.
Et wäert d'Produktioun vereinfachen, wann Dir Deeler entwéckelt, déi CNC-fräibearbecht kënne ginn, mat dem Tool, dat dee gréisste méiglechen Duerchmiesser an déi kuerst méiglech Längt huet.
CNC-Designrichtlinnen
Eng Erausfuerderung, déi dacks beim Design vun engem Deel fir CNC-Bearbechtung optrieden ass, datt et keng spezifesch Standarden fir déi ganz Branche gëtt. Hiersteller vu CNC-Maschinnen an -Tools verbesseren d'Méiglechkeeten vun der Technologie kontinuéierlech a verlängeren doduerch d'Grenze vun deem, wat méiglech ass. Déi folgend Tabelle resüméiert déi recommandéiert a machbar Wäerter fir déi heefegst Eegeschafte bei CNC-bearbechteten Deeler.
Kavitéiten a Poschen
Recommandéiert Kavitéitsdéift: 4-fach Kavitéitsbreet
Fräsinstrumenter hunn eng limitéiert Schnëttlängt (typescherweis 3-4 Mol hiren Duerchmiesser). D'Oflenkung vum Instrument, d'Spanentféierung an d'Vibratioune gi méi prominent, wa Kavitéiten e méi klengt Déift-Breet-Verhältnes hunn.
D'Déift vun der Kavitéit op véiermol seng Breet ze limitéieren garantéiert gutt Resultater.
Wann méi grouss Déiften erfuerderlech sinn, sollt een Deeler mat enger variabler Kavitéitsdéift designen.
Déif Kavitéitsfräsen: Kavitéiten mat enger Déift vu méi wéi sechs Mol dem Duerchmiesser vum Werkzeug ginn als déif ugesinn. E Verhältnis tëscht Werkzeugduerchmiesser an Kavitéitsdéift vu bis zu 30:1 ass méiglech mat spezialiséierten Tools (maximal Déift: 35 cm mat engem Fräsinstrument mat engem Duerchmiesser vun 1 Zoll).
Kavitéiten a Poschen
Vertikal Eckradius
Recommandéiert: ⅓ Mol d'Höhlentiefe (oder méi grouss)
D'Benotzung vum empfohlene Wäert fir intern Eckradien garantéiert, datt e passend Duerchmiesserinstrument ka benotzt ginn an datt et mat de Richtlinne fir déi empfohlen Kavitéitsdéift ausgeriicht ass.
Wann d'Eckradius liicht iwwer de recommandéierte Wäert erhéicht gëtt (z.B. ëm 1 mm), kann d'Tool engem kreesfërmegen Wee amplaz vun engem 90-Grad-Wénkel schneiden. Dëst ass bevorzugt, well et zu enger méi héichwäerteger Uewerflächenqualitéit féiert. Wann schaarf 90-Grad-Innerecker gebraucht ginn, sollt een iwwerleeën, en T-Bone-Ënnerschnitt anzesetzen, amplaz den Eckradius ze reduzéieren.
Buedemradius
recommandéieren: 0.5 mm, 1 mm oder kee Radius
Machbar: all Radius
Fräsmaschinnen hunn eng flaach oder liicht ofgerënnt ënnescht Schneidkant. Aner Buedemradien kënne mat Kugelendwierksgeschir bearbecht ginn. Et ass eng gutt Konstruktiounspraxis, déi recommandéiert Wäerter ze benotzen, well se vun de Maschinisten bevorzugt ginn.
Dënn Maueren
Minimum Wanddicke
Recommandéiert: 0.8 mm (Metall), 1.5 mm (Plastik)
Machbar: 0.5 mm (Metall), 1.0 mm (Plastik)
D'Reduzéierung vun der Wanddicke reduzéiert d'Steifheet vum Material, wat d'Vibratioune während der Bearbeitung erhéicht an déi erreechbar Genauegkeet reduzéiert. Plastik si ufälleg fir Verformung (wéinst Reschtspannungen) a Weichmachung (wéinst Temperaturanstieg), dofir ass eng méi grouss Mindestwanddicke recommandéiert. Déi uewe genannten machbar Wäerter sollten vun Fall zu Fall iwwerpréift ginn.
Hënn
Duerchmiesser
Recommandéiert: Standardbuer
Machbar: all Duerchmiesser méi grouss wéi 1 mm
Lächer ginn entweder mat engem Buer oder engem Fräsinstrument gefräst. D'Gréisst vun de Buerelementer ass standardiséiert (a metreschen an imperialen Eenheeten). Riemer a Buerinstrumenter gi benotzt fir Lächer ze veraarbechten, déi eng enk Toleranzen erfuerderen. Fir héichgenau Lächer mat engem Duerchmiesser vu manner wéi 20 mm ass d'Benotzung vun engem Standardduerchmiesser recommandéiert.
Maximal Déift
recommandéieren: 4-fache vum nominellen Duerchmiesser
Typesch: 10-fache vum nominellen Duerchmiesser
Machbar: 40-fache vum nominellen Duerchmiesser
Lächer mat engem net-Standardduerchmiesser musse mat engem Fräsinstrument gefräst ginn. An dësem Fall gëllen déi maximal Déiftenbeschränkungen fir d'Kavitéit an de recommandéierte maximalen Déiftwäert soll benotzt ginn. Lächer, déi méi déif wéi den typesche Wäert sinn, gi mat spezialiséierte Buerer (mat engem Mindestduerchmiesser vun 3 mm) gefräst. Blann Lächer, déi mat engem Buer gefräst ginn, hunn e konische Buedem (135-Grad-Wénkel), während Lächer, déi mat engem Fräsinstrument gefräst ginn, flaach sinn.
Et gëtt keng speziell Präferenz tëscht Duerchgäng oder Blannlächer bei der CNC-Bearbeitung.
Threads
Fuedem Gréisst
Minimum: M1 (an a verschiddene Fäll méi déif)
recommandéieren: M6 oder méi grouss
Gewënn ginn mat Gewëndgewënn geschnidden an äusseren Gewëndgewënn mat Stempelen. Gewëndgewënn a Stempelen kënne benotzt ginn fir Gewënn op M2 ze schneiden. CNC-Gewindewierkzeugs si üblech a gi vu Maschinisten bevorzugt, well se de Risiko vu Gewëndgewënnbroch limitéieren. CNC-Gewindewierkzeugs kënne benotzt ginn fir Gewënn op M6 ze schneiden.
Fuedemlängt
Minimum: 1.5-fache vum nominellen Duerchmiesser
recommandéieren: 3-fache vum nominellen Duerchmiesser
Déi meescht Belaaschtung, déi op e Gewënn ausgeübt gëtt, gëtt vun de puer éischten Zänn iwwerholl (bis zu dem 1.5-fache vum nominellen Duerchmiesser). Gewënn, déi méi laang wéi den 3-fache vum nominellen Duerchmiesser sinn, sinn dofir net néideg.
Fir Gewënn a Blannlächer, déi mat Gewënngewënn geschnidden ginn (d.h. all Gewënn méi kleng wéi M6), gëtt eng ongewinnt Längt derbäigesat, déi gläich ass mat dem 1.5-fache vum nominellen Duerchmiesser um Buedem vum Lach. Wann e CNC-Gewënninstrument benotzt ka ginn (d.h. Gewënn méi grouss wéi M6), kann d'Lach iwwer seng ganz Längt Gewënn gemaach ginn.
Kleng Funktiounen
Mindestduerchmiesser vum Lach
recommandéieren: 2.5 mm (0.1 Zoll).
Machbar: 0.05 mm (0.005 Zoll).
Déi meescht Maschinnewierkstätten kënnen Huelraim a Lächer präzis mat Tools bis zu engem Duerchmiesser vun 2.5 mm (0.1 Zoll) veraarbechten. Alles ënner dëser Limit gëllt als Mikroveraarbechtung. Spezialtools (Mikrobuerer) a Fachwëssen sinn erfuerderlech fir sou Funktiounen ze veraarbechten, well d'Physik vum Schnëttprozess sech mat dëser Skala ännert. Ausser et ass absolut néideg, ass d'Recommandatioun dofir, se ze vermeiden.
Toleranzen
Typesch: +-0.1 mm
Machbar: +-0.02 mm
Eis Toleranzen sinn entweder 2768 mëttel oder fein. Wann Toleranzen net spezifizéiert sinn, benotzen d'Produktiounspartner déi gewielte Sorte 2768.
Toleranzen definéieren d'Grenze fir eng akzeptabel Dimensioun. Déi erreechbar Toleranzen variéieren jee no der Basisdimensioun an der Geometrie vum Deel. Déi uewe genannten Wäerter sinn raisonnabel Richtlinnen.
Text a Schrëft
Recommandéiert: Schrëftgréisst 20 (oder méi grouss), 5 mm gravéiert
Gravéierten Text gëtt virgezunn wéi geprägten Text, well manner Material ewechgeholl gëtt. Et ass recommandéiert eng Schrëftgréisst vun op d'mannst -20 sans-serif (z.B. Arial oder Verdana) ze benotzen. Vill CNC-Maschinnen hunn virprogramméiert Routinen fir dës Schrëften.
CNC-Maschinnopstellungen an Deelerorientéierung
Schema vun engem Deel, deen e puer Astellungen erfuerdert
Den Zougang zu Tools ass eng vun den Haaptkonstruktiounsbeschränkungen bei der CNC-Bearbeitung. Fir all Flächen vum Modell z'erreechen, muss d'Wierkstéck e puermol gedréit ginn.
Wann ëmmer d'Wierkstéck gedréit gëtt, muss d'Maschinn nei kalibréiert ginn an en neit Koordinatesystem definéiert ginn.
Beim Design ass et wichteg, d'Maschinnopstellungen aus zwéi Grënn ze berücksichtegen:
Déi total Zuel vun de Maschinnestellungen beaflosst d'Käschten. D'Dréien an d'Nei-Ausriichtung vum Deel erfuerdert manuell Aarbecht a vergréissert déi total Bearbeitungszäit. Dëst ass dacks akzeptabel, wann den Deel bis zu dräi oder véier Mol gedréit muss ginn, awer alles iwwer dëser Limit ass exzessiv.
Fir eng maximal relativ Positiounsgenauegkeet z'erreechen, mussen zwou Funktiounen am selwechten Opbau bearbecht ginn. Dëst ass well de neie Kalibrierungsschratt e klenge (awer net vernoléissegbare) Feeler mat sech bréngt.
Wat ass 5-Achs CNC-Bearbeitung?
Eng 5-Achs CNC-Maschinn beweegt Schnëttwierkszeugen oder Deeler gläichzäiteg laanscht fënnef Achsen. Multi-Achs CNC-Maschinne kënnen Deeler mat komplexer Geometrie produzéieren, well se zwou zousätzlech Rotatiounsachsen ubidden. Dës Maschinnen eliminéieren d'Noutwendegkeet vu verschiddene Maschinnenopstellungen.
Wat sinn d'Virdeeler an d'Limitatioune vun der 5-Achs CNC-Bearbeitung?
Fënnef-Achs CNC-Bearbeitung erlaabt et dem Tool, konstant tangential zur Schnëttoberfläche ze bleiwen. D'Toolweeër kënne méi komplex a méi effizient sinn, wat zu Deeler mat enger besserer Uewerflächenfinish a méi kuerze Bearbeitungszäiten féiert.
Trotzdeem huet 5-Achs CNC seng Grenzen. Basis Toolgeometrie an Toolszougangsbeschränkungen gëllen nach ëmmer (zum Beispill kënnen Deeler mat interner Geometrie net veraarbecht ginn). Ausserdeem sinn d'Käschte fir sou Systemer méi héich.
CNC-Bearbeitungsunterschnëtter
Ënnerschnitte sinn Elementer, déi net mat Standard-Schneidinstrumenter beaarbecht kënne ginn, well e puer vun hiren Uewerflächen net direkt vun uewen zougänglech sinn.
Et ginn zwou Haaptzorte vun Ënnerschnitten: T-Schlitzer a Schwalbeschwanzfräsen. Ënnerschnitten kënnen eensäiteg oder zweesäiteg sinn a gi mat spezielle Tools gefräst.
T-Slot-Schneidwierkzeugs bestinn aus enger horizontaler Schneidklinge, déi un enger vertikaler Well befestegt ass. D'Breet vun engem Ënnerschnitt kann tëscht 3 mm a 40 mm variéieren. Mir recommandéieren Standardgréissten fir d'Breet ze benotzen (dh ganz Millimeter-Schrëtt oder Standard-Zoll-Brëch), well et méi wahrscheinlech ass, datt e passend Tool scho verfügbar ass.
Fir Schwalbeschwanz-Schneidinstrumenter ass de Wénkel déi definéierend Charakteristikgréisst. Souwuel 45- wéi och 60-Grad-Schwalbeschwanz-Tools gëllen als Standard. Et gëtt och Tools mat engem Wénkel vu 5, 10 a bis zu 120 Grad (an 10-Grad-Schrëtt) awer gi manner dacks benotzt.
En T-Slitz (lénks), eng Schwalbeschwanz-Ënnerschnitt (Mëtt) an eng eenzeg Säit ënnerschnitt op enger bannenzeger Mauer (riets).
Ënnerschnittsdesign fir CNC-Bearbeitung
Beim Design vun Deeler mat Ënnerschnëtt op bannenzege Maueren, denkt drun, genuch Spillraum fir d'Tool ze berücksichtegen. Eng gutt Faustregel ass, e Raum ze berücksichtegen, deen op d'mannst véiermol sou déif ass wéi d'Ënnerschnëtt tëscht der befräibter Mauer an all aner bannenzeger Mauer.
Fir Standard-Tools ass dat typescht Verhältnes tëscht dem Schnëttdurchmesser an dem Duerchmiesser vun der Well 2:1, wouduerch d'Schnëttdéift limitéiert ass. Wann eng net-Standard-Ënnerschnitts ...
Eng technesch Zeechnung opstellen
Technesch Zeechnunge ginn heiansdo vun Ingenieuren benotzt fir spezifesch Produktiounsufuerderungen un de Maschinist ze kommunizéieren.
Eng technesch Zeechnung mat Ärem Devis eroplueden
Mir verlaangen normalerweis keng technesch Zeechnung fir Bestellungen op eiser Plattform, awer a verschiddene Fäll kënne se e wäertvolle Kontext zu enger Offerufro bäifügen. Bestëmmt Designspezifikatioune kënnen net an enger STEP- oder IGES-Datei abegraff ginn. Zum Beispill musst Dir eng 2D-technesch Zeechnung bäifügen, wann Äert Modell Gewënnlächer oder Wellen an/oder Dimensiounen mat Toleranzen enthält, déi méi enk sinn wéi déi gewielte Sorte 2768.
Wann Dir eng technesch Zeechnung bäifüügt, gitt sécher datt se mat de Spezifikatioune vun den eropgeluedene Dateien iwwereneestëmmt. Wann déi technesch Zeechnunge net mat den eropgeluedene Dateien oder de Spezifikatioune vum Offert iwwereneestëmmen:
D'Offerspezifikatioune gëllen als Referenzpunkt fir d'Technologie, d'Material an d'Uewerflächenbehandlungen.
Déi technesch Zeechnunge gëllen als Referenzpunkt fir d'Gewënnspezifikatiounen, d'Toleranzspezifikatiounen, d'Uewerflächendetailer, d'Ufroe fir d'Markéierung vun den Deeler an d'Spezifikatioune fir d'Hëtztbehandlung.
D'CAD-Datei gëllt als Referenzpunkt fir den Design, d'Geometrie, d'Dimensiounen an d'Plaze vun de Funktiounen.
Wat sinn déi bescht Praktiken fir CNC-Bearbechtung?
Entworf Deeler, déi mat dem Tool mat dem gréissten méiglechen Duerchmiesser veraarbecht kënne ginn.
Füügt déi grouss Fileten (op d'mannst ⅓ Mol d'Höhldéift) un all bannenzeg vertikal Ecken bäi.
Limitéiert d'Déift vun den Huelraim op 4 Mol hir Breet.
Riicht d'Haaptmerkmale vun Ärem Design op eng vun de sechs Haaptrichtungen aus. Wann dat net méiglech ass, ass 5-Achs CNC-Bearbeitung eng Optioun.
Reecht eng technesch Zeechnung mat Ärer Zeechnung an, wann Ären Design Gewënn, Toleranzen, Spezifikatioune fir d'Uewerflächenfinish oder aner Notizen fir de Maschinnebedreiwer enthält.
Hutt Dir Deeler déi CNC-fräigestallt musse ginn? Kontaktéiert w.e.g. eis Gazfull-Team.