Si të projektohen pjesë për përpunimin CNC
Në këtë udhëzues të plotë për projektimin për përpunimin CNC, ne kemi përpiluar praktikat dhe këshillat bazë dhe të avancuara të projektimit për t'ju ndihmuar të arrini rezultatet më të mira për pjesët tuaja të personalizuara.
Ka disa hapa të lehtë që mund të ndërmerrni për të optimizuar dizajnet tuaja për përpunimin me kontroll numerik kompjuterik (CNC). Duke ndjekur rregullat e projektimit për prodhim (DFM), mund të përfitoni më shumë nga aftësitë e gjera të përpunimit CNC. Megjithatë, kjo mund të jetë sfiduese, pasi nuk ekzistojnë standarde specifike për të gjithë industrinë.
Në këtë artikull, ne ofrojmë një udhëzues gjithëpërfshirës mbi praktikat më të mira të projektimit për përpunimin CNC. Për të përpiluar këtë informacion të gjerë dhe të azhurnuar, kërkuam reagime nga ekspertë të industrisë dhe ofrues të shërbimeve të përpunimit CNC. Nëse po optimizoni për kostot, shikoni këtë udhëzues për projektimin e pjesëve me kosto efektive për CNC.
Cili është procesi i përpunimit CNC?
Përpunimi CNC është një teknologji prodhimi zbritëse. Në CNC, materiali hiqet nga një bllok i ngurtë duke përdorur një sërë mjetesh prerëse që rrotullohen me shpejtësi të lartë - mijëra RPM - për të prodhuar një pjesë bazuar në një model CAD. Si metalet ashtu edhe plastikat mund të përpunohen me makinë CNC.
Pjesët e përpunuara me makinë CNC kanë saktësi të lartë dimensionale dhe toleranca të ngushta. CNC është i përshtatshëm si për prodhim me vëllim të lartë ashtu edhe për punë të vetme. Në fakt, përpunimi CNC është aktualisht mënyra më efektive nga ana e kostos për të prodhuar prototipe metalike, madje edhe krahasuar me printimin 3D.
Cilat janë kufizimet kryesore të projektimit CNC?
CNC ofron fleksibilitet të madh në dizajn, por ka disa kufizime. Këto kufizime lidhen me mekanikën bazë të procesit të prerjes dhe kryesisht kanë të bëjnë me gjeometrinë e mjetit dhe aksesin në mjet.
Gjeometria e veglave
Shumica e mjeteve të zakonshme prerëse CNC (mjetet e mullirit fundor dhe stërvitjet) kanë një formë cilindrike dhe një gjatësi të kufizuar prerjeje.
Ndërsa materiali hiqet nga pjesa e punës, gjeometria e mjetit transferohet në një pjesë të përpunuar. Kjo do të thotë, për shembull, që qoshet e brendshme të një pjese CNC kanë gjithmonë një rreze, pavarësisht se sa e vogël është përdorur një mjet prerës.
Qasja e veglave
Për të hequr materialin, mjeti prerës i afrohet pjesës së punës direkt nga lart. Karakteristikat që nuk mund të aksesohen në këtë mënyrë nuk mund të përpunohen me makinë CNC.
Ekziston një përjashtim nga ky rregull: prerjet nën prerje. Ka një seksion mbi prerjet nën prerje drejt fundit të këtij artikulli.
Ne rekomandojmë që të gjitha karakteristikat e modelit tuaj (vrimat, zgavrat, muret vertikale, etj.) t'i përshtasni me një nga gjashtë drejtimet kryesore. Megjithatë, merreni këtë rregull si një rekomandim dhe jo si një kufizim, pasi sistemet CNC me 5 boshte ofrojnë aftësi të përparuara të mbajtjes së pjesës së punës.
Qasja në mjete është gjithashtu një problem kur përpunohen elementë me një raport të madh thellësie-gjerësie. Për shembull, për të arritur fundin e një zgavre të thellë, ju nevojiten mjete me shtrirje të zgjeruar. Kjo do të thotë një gamë më e gjerë lëvizjeje për efektorin fundor, gjë që rrit tingullin e makinës dhe ul saktësinë e arritshme.
Do ta thjeshtojë prodhimin nëse projektoni pjesë që mund të përpunohen me makinë CNC me mjetin që ka diametrin më të madh të mundshëm dhe gjatësinë më të shkurtër të mundshme.
Udhëzime për dizajnin CNC
Një sfidë që lind shpesh gjatë projektimit të një pjese për përpunimin CNC është se nuk ekzistojnë standarde specifike për të gjithë industrinë. Prodhuesit e makinave dhe mjeteve CNC përmirësojnë vazhdimisht aftësitë e teknologjisë, duke zgjeruar kufijtë e asaj që është e mundur. Tabela më poshtë përmbledh vlerat e rekomanduara dhe të realizueshme për karakteristikat më të zakonshme që hasen në pjesët e përpunuara me CNC.
Zgavra dhe xhepa
Thellësia e rekomanduar e zgavrës: 4 herë gjerësia e zgavrës
Veglat e frezës fundore kanë një gjatësi prerjeje të kufizuar (zakonisht 3-4 herë diametrin e tyre). Shmangia e veglës, evakuimi i ashklave dhe dridhjet bëhen më të dukshme kur zgavrat kanë një raport më të vogël thellësi-gjerësi.
Kufizimi i thellësisë së zgavrës në katër herë gjerësinë e saj siguron rezultate të mira.
Nëse kërkohen thellësi më të mëdha, merrni në konsideratë projektimin e pjesëve me një thellësi të ndryshueshme të zgavrës.
Frezimi me zgavër të thellë: Zgavrat me thellësi më të mëdha se gjashtë herë diametri i mjetit konsiderohen të thella. Një raport diametri i mjetit me thellësinë e zgavrës deri në 30:1 është i mundur duke përdorur mjete të specializuara (thellësia maksimale: 35 cm me një mjet frezimi fundor me diametër 1 inç).
Zgavra dhe xhepa
Rrezja vertikale e këndit
Rekomandohet: ⅓ herë thellësia e zgavrës (ose më e madhe)
Përdorimi i vlerës së rekomanduar për rrezet e brendshme të këndeve siguron që të mund të përdoret një mjet i përshtatshëm për diametrin dhe përputhet me udhëzimet për thellësinë e rekomanduar të zgavrës.
Rritja e rrezeve të këndit pak mbi vlerën e rekomanduar (p.sh. me 1 mm), i lejon mjetit të presë duke ndjekur një shteg rrethor në vend të një këndi 90 gradë. Kjo është e preferueshme pasi rezulton në një sipërfaqe me cilësi më të lartë. Nëse kërkohen kënde të brendshme të mprehta 90 gradë, merrni në konsideratë shtimin e një prerjeje të poshtme në formë T-je në vend që të zvogëloni rrezen e këndit.
Rrezja e dyshemesë
Recommended: 0.5 mm, 1 mm ose pa rreze
E realizueshme: çdo rreze
Veglat e frezës fundore kanë një teh prerës të poshtëm të sheshtë ose pak të rrumbullakosur. Rrezet e tjera të dyshemesë mund të përpunohen duke përdorur vegla fundore me sferë. Është praktikë e mirë projektimi të përdoren vlerat e rekomanduara, pasi preferohet nga mekanikët.
Mure të holla
Trashësia minimale e murit
E rekomanduar: 0.8 mm (metale), 1.5 mm (plastikë)
E realizueshme: 0.5 mm (metale), 1.0 mm (plastikë)
Ulja e trashësisë së murit zvogëlon ngurtësinë e materialit, gjë që rrit dridhjet gjatë përpunimit dhe ul saktësinë e arritshme. Plastikat janë të prirura ndaj deformimit (për shkak të streseve të mbetura) dhe zbutjes (për shkak të rritjes së temperaturës), kështu që rekomandohet një trashësi minimale e murit më e madhe. Vlerat e realizueshme të deklaruara më sipër duhet të shqyrtohen rast pas rasti.
holes
diametër
E rekomanduar: majë standarde shpimi
E realizueshme: çdo diametër më i madh se 1 mm
Vrimat përpunohen duke përdorur ose një majë shpimi ose një mjet për frezim fundor. Madhësia e majave të shpimit është e standardizuar (në njësi metrike dhe imperiale). Mjetet e shpimit dhe të shpimit përdoren për të përfunduar vrimat që kërkojnë toleranca të ngushta. Për vrimat me saktësi të lartë me një diametër më të vogël se 20 mm, rekomandohet përdorimi i një diametri standard.
Thellësia maksimale
Recommended: 4 herë diametri nominal
Tipike: 10 herë diametri nominal
E realizueshme: 40 herë diametri nominal
Vrimat me diametër jo standard duhet të përpunohen me një mjet për frezim fundor. Në këtë rast, zbatohen kufizimet e thellësisë maksimale të zgavrës dhe duhet të përdoret vlera e rekomanduar e thellësisë maksimale. Vrimat më të thella se vlera tipike përpunohen duke përdorur maja shpimi të specializuara (me një diametër minimal prej 3 mm). Vrimat e verbëra të përpunuara me një trapano kanë një dysheme konike (kënd 135 gradë), ndërsa vrimat e përpunuara me një mjet për frezim fundor janë të sheshta.
Nuk ka ndonjë preferencë të veçantë midis vrimave depërtuese ose vrimave të verbëra në përpunimin CNC.
Temat
Madhësia e shkrimit
minimum: M1 (dhe më poshtë, në disa raste)
Recommended: M6 ose më i madh
Filetat priten me rubinete dhe filetot e jashtme me matrica. Rubinetat dhe matricat mund të përdoren për të prerë fileto deri në M2. Mjetet e filetimit CNC janë të zakonshme dhe preferohen nga mekanikët, pasi ato kufizojnë rrezikun e thyerjes së rubinetit. Mjetet e filetimit CNC mund të përdoren për të prerë fileto deri në M6.
Gjatësia e temës
minimum: 1.5 herë diametri nominal
Recommended: 3 herë diametri nominal
Pjesa më e madhe e ngarkesës së aplikuar në një fileto merret nga disa dhëmbë të parë (deri në 1.5 herë diametrin nominal). Filetat më të gjata se 3 herë diametrin nominal janë kështu të panevojshme.
Për filetot në vrima të verbëra të prera me tapa (domethënë të gjitha filetot më të vogla se M6), shtoni një gjatësi pa fileto të barabartë me 1.5 herë diametrin nominal në fund të vrimës. Kur mund të përdoret një mjet filetimi CNC (domethënë fileto më të mëdha se M6), vrima mund të filetohet në të gjithë gjatësinë e saj.
Karakteristika të vogla
Diametri minimal i vrimës
Recommended: 2.5 mm (0.1 inç.)
E realizueshme: 0.05 mm (0.005 inç.)
Shumica e punishteve mekanike mund të përpunojnë me saktësi zgavrat dhe vrimat duke përdorur mjete deri në 2.5 mm (0.1 inç) në diametër. Çdo gjë nën këtë limit konsiderohet mikro-përpunim. Mjete të specializuara (mikro-shpime) dhe njohuri të ekspertëve janë të nevojshme për të përpunuar tipare të tilla, sepse fizika e procesit të prerjes ndryshon me këtë shkallë. Përveç nëse është absolutisht e nevojshme, rekomandimi është që t'i shmangni ato.
Tolerancat
Tipike: +-0.1 mm
E realizueshme: +-0.02 mm
Tolerancat tona janë ose 2768 mesatare ose të imëta. Nëse tolerancat nuk specifikohen, partnerët e prodhimit do të përdorin gradën e zgjedhur 2768.
Tolerancat përcaktojnë kufijtë për një dimension të pranueshëm. Tolerancat e arritshme ndryshojnë në varësi të dimensionit bazë dhe gjeometrisë së pjesës. Vlerat e mësipërme janë udhëzime të arsyeshme.
Teksti dhe shkronjat
Rekomandohet: madhësia e shkronjave 20 (ose më e madhe), e gdhendur 5 mm
Teksti i gdhendur preferohet më shumë sesa teksti i stampuar, pasi hiqet më pak material. Rekomandohet përdorimi i një madhësie minimale prej -20 sans -serif font (p.sh. Arial ose Verdana). Shumë makina CNC kanë rutina të paraprogramuara për këto fonte.
Konfigurimet e makinave CNC dhe orientimi i pjesëve
Skema e një pjese që kërkon konfigurime të shumëfishta
Qasja në vegla është një nga kufizimet kryesore të projektimit në përpunimin CNC. Për të arritur të gjitha sipërfaqet e modelit, pjesa e punës duhet të rrotullohet disa herë.
Sa herë që rrotullohet pjesa e punës, makina duhet të rikalibrohet dhe duhet të përcaktohet një sistem i ri koordinativ.
Gjatë projektimit, është e rëndësishme të merren në konsideratë konfigurimet e makinës për dy arsye:
Numri i përgjithshëm i konfigurimeve të makinës ndikon në kosto. Rrotullimi dhe ripozicionimi i pjesës kërkon punë manuale dhe rrit kohën totale të përpunimit. Kjo është shpesh e pranueshme nëse pjesa duhet të rrotullohet deri në tre ose katër herë, por çdo gjë mbi këtë limit është e tepërt.
Për të arritur saktësinë maksimale relative të pozicionimit, dy karakteristika duhet të përpunohen në të njëjtin konfigurim. Kjo ndodh sepse hapi i ri i kalibrimit paraqet një gabim të vogël (por jo të papërfillshëm).
Çfarë është përpunimi CNC me 5 boshte?
Një makinë CNC me 5 boshte lëviz mjetet prerëse ose pjesët përgjatë pesë boshteve në të njëjtën kohë. Makinat CNC me shumë boshte mund të prodhojnë pjesë me gjeometri komplekse, pasi ato ofrojnë dy akse shtesë rrotulluese. Këto makina eliminojnë nevojën për konfigurime të shumëfishta makinash.
Cilat janë avantazhet dhe kufizimet e përpunimit CNC me 5 boshte?
Përpunimi CNC me pesë akse lejon që mjeti të mbetet vazhdimisht tangjencial me sipërfaqen e prerjes. Shtegjet e mjetit mund të jenë më të ndërlikuara dhe efikase, duke rezultuar në pjesë me sipërfaqe më të mirë dhe kohë më të ulëta përpunimi.
Megjithatë, CNC me 5 boshte ka kufizimet e veta. Gjeometria bazë e mjeteve dhe kufizimet e aksesit në to ende vlejnë (për shembull, pjesët me gjeometri të brendshme nuk mund të përpunohen). Për më tepër, kostoja e përdorimit të sistemeve të tilla është më e lartë.
Përpunimi i prerjeve të vogla me CNC
Prerjet e poshtme janë tipare që nuk mund të përpunohen duke përdorur mjete standarde prerëse, pasi disa nga sipërfaqet e tyre nuk janë të arritshme direkt nga sipër.
Ekzistojnë dy lloje kryesore të prerjeve të poshtme: prerjet në formë T-je dhe prerjet me bisht pëllumbash. Prerjet e poshtme mund të jenë të njëanshme ose të dyanshme dhe përpunohen duke përdorur mjete speciale.
Veglat prerëse në formë T-je janë bërë nga një teh prerës horizontal i bashkangjitur në një bosht vertikal. Gjerësia e një prerjeje të poshtme mund të ndryshojë midis 3 mm dhe 40 mm. Ne rekomandojmë përdorimin e madhësive standarde për gjerësinë (domethënë rritje të plota milimetrike ose fraksione standarde inçësh), pasi ka më shumë të ngjarë që një mjet i përshtatshëm të jetë tashmë i disponueshëm.
Për mjetet prerëse me bisht pëlhure, këndi është karakteristika përcaktuese e madhësisë. Të dy mjetet me bisht pëlhure 45 gradë dhe 60 gradë konsiderohen standarde. Ekzistojnë gjithashtu mjete me një kënd prej 5, 10 dhe deri në 120 gradë (me rritje prej 10 gradësh), por përdoren më rrallë.
Një çarje në formë T-je (majtas), një prerje në formë bishti pëllumbi (në mes) dhe një prerje në njërën anë në një mur të brendshëm (djathtas).
Dizajn nën prerje për përpunimin CNC
Kur projektoni pjesë me prerje të poshtme në muret e brendshme, mos harroni të shtoni hapësirë të mjaftueshme për mjetin. Një rregull i mirë praktik është të shtoni hapësirë të barabartë me të paktën katër herë thellësinë e prerjes së poshtme midis murit të përpunuar dhe çdo muri tjetër të brendshëm.
Për mjetet standarde, raporti tipik midis diametrit të prerjes dhe diametrit të boshtit është 2:1, duke kufizuar kështu thellësinë e prerjes. Kur kërkohet një prerje jo standarde, është praktikë e zakonshme që punishtet mekanike të prodhojnë mjetet e tyre të prerjes sipas porosisë. Kjo mund të shtojë kohën e përgatitjes dhe koston, prandaj shmangeni nëse është e mundur.
Hartimi i një vizatimi teknik
Vizatimet teknike ndonjëherë përdoren nga inxhinierët për t'i komunikuar mekanikut kërkesat specifike të prodhimit.
Ngarkimi i një vizatimi teknik me ofertën tuaj
Zakonisht nuk kërkojmë një vizatim teknik për porositë në platformën tonë, por në disa raste, ato mund t'i shtojnë kontekst të vlefshëm një kërkese për ofertë. Disa specifikime të projektimit nuk mund të përfshihen në një skedar STEP ose IGES. Për shembull, do të duhet të përfshini një vizatim teknik 2D nëse modeli juaj përfshin vrima ose boshte me fileto dhe/ose dimensione me toleranca më të ngushta se klasa e zgjedhur 2768.
Nëse shtoni një vizatim teknik, ju lutemi sigurohuni që ai të përputhet me specifikimet e skedarëve të ngarkuar. Nëse vizatimet teknike nuk përputhen me skedarët e ngarkuar ose me specifikimet e ofertës:
Specifikimet e kuotimit konsiderohen si pika referuese për teknologjinë, materialin dhe përfundimet e sipërfaqes.
Vizatimet teknike konsiderohen si pika referimi për specifikimet e filetove, specifikimet e tolerancës, detajet e përfundimit të sipërfaqes, kërkesat për shënimin e pjesëve dhe specifikimet e trajtimit termik.
Skedari CAD konsiderohet si pika e referencës për projektimin e pjesës, gjeometrinë, dimensionet dhe vendndodhjen e veçorive.
Cilat janë praktikat më të mira për përpunimin CNC?
Projektoni pjesë që mund të përpunohen duke përdorur mjetin me diametrin më të madh të mundshëm.
Shtoni filetot e mëdha (të paktën ⅓ herë thellësinë e zgavrës) në të gjitha qoshet vertikale të brendshme.
Kufizoni thellësinë e zgavrave në 4 herë gjerësinë e tyre.
Përshtatni tiparet kryesore të dizajnit tuaj me një nga gjashtë drejtimet kryesore. Nëse kjo nuk është e mundur, përpunimi CNC me 5 boshte është një opsion.
Dorëzoni një vizatim teknik së bashku me vizatimin tuaj nëse dizajni juaj përfshin fileto, toleranca, specifikime të përfundimit të sipërfaqes ose shënime të tjera për operatorin e makinës.
Keni pjesë që ju duhen të përpunuara me makinë CNC? Ju lutemi të kontaktoni ekipin tonë të Gazfull.