Jinsi ya kubuni sehemu za uchakataji wa CNC
Katika mwongozo huu kamili wa kubuni kwa ajili ya uchakataji wa CNC, tumekusanya mbinu za msingi na za hali ya juu za usanifu na vidokezo ili kukusaidia kufikia matokeo bora kwa sehemu zako maalum.
Kuna hatua chache rahisi unazoweza kuchukua ili kuboresha miundo yako kwa ajili ya uchakataji wa udhibiti wa nambari wa kompyuta (CNC). Kwa kufuata sheria za usanifu-kwa-utengenezaji (DFM), unaweza kupata zaidi kutokana na uwezo mpana wa uchakataji wa CNC. Ingawa hii inaweza kuwa changamoto, kwani viwango mahususi vya tasnia nzima havipo.
Katika makala haya, tunatoa mwongozo kamili wa mbinu bora za usanifu wa uchakataji wa CNC. Ili kukusanya taarifa hii ya kina iliyosasishwa, tuliomba maoni kutoka kwa wataalamu wa tasnia na watoa huduma za uchakataji wa CNC. Ikiwa unaboresha gharama, angalia mwongozo huu wa kubuni sehemu zenye gharama nafuu kwa CNC.
Mchakato wa usindikaji wa CNC ni nini?
Uchakataji wa CNC ni teknolojia ya utengenezaji wa kupunguza. Katika CNC, nyenzo huondolewa kutoka kwenye kizuizi kigumu kwa kutumia zana mbalimbali za kukata zinazozunguka kwa kasi ya juu—maelfu ya RPM—ili kutoa sehemu kulingana na modeli ya CAD. Vyuma na plastiki vinaweza kutengenezwa kwa mashine ya CNC.
Sehemu zilizotengenezwa kwa mashine ya CNC zina usahihi wa hali ya juu na uvumilivu thabiti. CNC inafaa kwa uzalishaji wa ujazo mkubwa na kazi za mara moja. Kwa kweli, uchakataji wa CNC kwa sasa ndiyo njia ya gharama nafuu zaidi ya kutengeneza mifano ya chuma, hata ikilinganishwa na uchapishaji wa 3D.
Vizuizi vikuu vya muundo wa CNC ni vipi?
CNC hutoa unyumbufu mkubwa wa muundo, lakini kuna vikwazo vichache. Vikwazo hivi vinahusiana na utaratibu wa msingi wa mchakato wa kukata na hasa vinahusu jiometri ya zana na ufikiaji wa zana.
Jiometri ya zana
Vifaa vya kawaida vya kukata vya CNC (zana za kinu cha mwisho na vichimbaji) vina umbo la silinda na urefu mdogo wa kukata.
Nyenzo zinapoondolewa kwenye kipande cha kazi, jiometri ya kifaa huhamishiwa kwenye sehemu iliyotengenezwa kwa mashine. Kwa mfano, hii ina maana kwamba pembe za ndani za sehemu ya CNC huwa na radius kila wakati, bila kujali kifaa kidogo cha kukata kilitumika.
Ufikiaji wa zana
Ili kuondoa nyenzo, kifaa cha kukata hukaribia kipande cha kazi moja kwa moja kutoka juu. Vipengele ambavyo haviwezi kufikiwa kwa njia hii haviwezi kutengenezwa kwa mashine ya CNC.
Kuna ubaguzi kwa sheria hii: undercuts. Kuna sehemu kuhusu undercuts mwishoni mwa makala haya.
Tunapendekeza upangilie vipengele vyote vya modeli yako (mashimo, mashimo, kuta wima, n.k.) kwenye mojawapo ya maelekezo sita makuu. Hata hivyo, tazama sheria hii kama pendekezo na si kizuizi, kwani mifumo ya CNC yenye mhimili 5 hutoa uwezo wa hali ya juu wa kushikilia vibandiko vya kazi.
Ufikiaji wa zana pia ni tatizo wakati uchakataji una uwiano mkubwa wa kina-kwa-upana. Ili kufikia chini ya shimo lenye kina kirefu, kwa mfano, unahitaji zana zenye ufikiaji mrefu. Hii ina maana ya mwendo mpana zaidi kwa kichocheo cha mwisho, ambacho huongeza gumzo la mashine na kupunguza usahihi unaowezekana.
Itarahisisha uzalishaji ikiwa utabuni sehemu ambazo zinaweza kutengenezwa kwa mashine ya CNC kwa kutumia kifaa chenye kipenyo kikubwa zaidi na urefu mfupi zaidi iwezekanavyo.
Miongozo ya muundo wa CNC
Changamoto inayojitokeza mara kwa mara wakati wa kubuni sehemu ya uchakataji wa CNC ni kwamba hakuna viwango maalum vya tasnia nzima vilivyopo. Watengenezaji wa mashine na vifaa vya CNC huboresha uwezo wa teknolojia hiyo kila mara, na kupanua mipaka ya kile kinachowezekana. Jedwali lililo hapa chini linatoa muhtasari wa thamani zinazopendekezwa na zinazowezekana kwa vipengele vya kawaida vinavyopatikana katika sehemu za mashine za CNC.
Matundu na mifuko
Kina cha shimo kinachopendekezwa: upana wa shimo mara 4
Vifaa vya kusaga mwisho vina urefu mdogo wa kukata (kawaida mara 3-4 ya kipenyo chake). Kupotoka kwa vifaa, uondoaji wa chip na mitetemo huonekana zaidi wakati mashimo yana uwiano mdogo wa kina-upana.
Kupunguza kina cha shimo hadi mara nne ya upana wake huhakikisha matokeo mazuri.
Ikiwa kina kirefu kinahitajika, fikiria kubuni sehemu zenye kina cha mashimo kinachobadilika.
Kusaga kwa kina kirefu: Matundu yenye kina kirefu zaidi ya mara sita ya kipenyo cha kifaa huchukuliwa kuwa na kina kirefu. Uwiano wa kina cha kipenyo cha kifaa hadi kwa kina cha hadi 30:1 unawezekana kwa kutumia zana maalum (kina cha juu zaidi: sm 35 na kifaa cha kusaga cha kipenyo cha inchi 1).
Matundu na mifuko
Radi ya kona wima
Inapendekezwa: ⅓ mara kina cha shimo (au kubwa zaidi)
Kutumia thamani inayopendekezwa kwa radii ya ndani ya kona huhakikisha kwamba kifaa kinachofaa cha kipenyo kinaweza kutumika na kinapatana na miongozo ya kina cha shimo kinachopendekezwa.
Kuongeza kipenyo cha kona juu kidogo ya thamani iliyopendekezwa (km kwa milimita 1), huruhusu kifaa kukata kwa kufuata njia ya mviringo badala ya pembe ya 90. Hii inapendelewa kwani husababisha umaliziaji wa uso wa ubora wa juu. Ikiwa pembe kali za ndani za digrii 90 zinahitajika, fikiria kuongeza mkato wa chini wa mfupa wa T badala ya kupunguza kipenyo cha kona.
Radi ya sakafu
Ilipendekeza: 0.5 mm, 1 mm au hakuna radius
Inawezekana: radius yoyote
Vifaa vya kusaga mwisho vina ukingo wa chini ulio tambarare au mviringo kidogo. Radi nyingine za sakafu zinaweza kutengenezwa kwa kutumia vifaa vya mwisho wa mpira. Ni utaratibu mzuri wa usanifu kutumia thamani zilizopendekezwa, kwani wataalamu wa mitambo wanapendelewa.
Kuta nyembamba
Unene wa chini wa ukuta
Imependekezwa: 0.8 mm (metali), 1.5 mm (plastiki)
Inawezekana: 0.5 mm (metali), 1.0 mm (plastiki)
Kupunguza unene wa ukuta hupunguza ugumu wa nyenzo, ambayo huongeza mitetemo wakati wa uchakataji na kupunguza usahihi unaowezekana. Plastiki huwa na mkunjo (kutokana na mikazo iliyobaki) na kulainika (kutokana na ongezeko la joto), kwa hivyo unene mkubwa zaidi wa ukuta unapendekezwa. Thamani zinazowezekana zilizotajwa hapo juu zinapaswa kuchunguzwa kwa msingi wa kesi kwa kesi.
Mashimo
mduara
Inapendekezwa: sehemu ya kawaida ya kuchimba visima
Inawezekana: kipenyo chochote kikubwa kuliko 1 mm
Mashimo hutengenezwa kwa kutumia kifaa cha kuchimba visima au kifaa cha kusaga. Ukubwa wa vipande vya kuchimba visima ni sanifu (katika vitengo vya kipimo na vya kifalme). Vifaa vya kuchimba visima na vya kuchimba visima hutumika kumaliza mashimo yanayohitaji uvumilivu mkali. Kwa mashimo yenye usahihi wa hali ya juu yenye kipenyo kidogo kuliko milimita 20, inashauriwa kutumia kipenyo cha kawaida.
Upeo wa kina
Ilipendekeza: Kipenyo cha kawaida mara 4
Kawaida: Kipenyo cha kawaida mara 10
Inawezekana: Kipenyo cha kawaida mara 40
Mashimo yenye kipenyo kisicho cha kawaida lazima yasindikwe kwa kutumia kifaa cha kusaga mwisho. Katika hali hii, vikwazo vya kina cha juu zaidi vinatumika na thamani ya kina cha juu zaidi inayopendekezwa inapaswa kutumika. Mashimo yenye kina kirefu kuliko thamani ya kawaida husindikwa kwa kutumia vipande maalum vya kuchimba visima (vyenye kipenyo cha chini cha 3mm). Mashimo yasiyoonekana yanayosindikwa kwa kutumia kisima yana sakafu yenye umbo la koni (pembe ya digrii 135), huku mashimo yanayosindikwa kwa kutumia kifaa cha kusaga mwisho yakiwa tambarare.
Hakuna upendeleo maalum kati ya mashimo yanayopita au mashimo yasiyoonekana katika uchakataji wa CNC.
Threads
Ukubwa wa Thread
kima cha chini cha: M1 (na chini, katika baadhi ya matukio)
Ilipendekeza: M6 au zaidi
Nyuzi hukatwa kwa kutumia mabomba na nyuzi za nje zenye filimbi. Mabomba na filimbi zinaweza kutumika kukata nyuzi hadi M2. Vifaa vya CNC vya kuchuja nyuzi ni vya kawaida na vinapendelewa na mafundi, kwani hupunguza hatari ya kuvunjika kwa bomba. Vifaa vya CNC vya kuchuja nyuzi vinaweza kutumika kukata nyuzi hadi M6.
Urefu wa kukatwa
kima cha chini cha: Kipenyo cha kawaida mara 1.5
Ilipendekeza: Kipenyo cha kawaida mara 3
Sehemu kubwa ya mzigo unaowekwa kwenye uzi huchukuliwa na meno machache ya kwanza (hadi mara 1.5 ya kipenyo cha kawaida). Kwa hivyo, nyuzi zenye urefu wa zaidi ya mara 3 ya kipenyo cha kawaida hazihitajiki.
Kwa nyuzi zilizo kwenye mashimo yasiyoonekana yaliyokatwa kwa bomba (yaani nyuzi zote ndogo kuliko M6), ongeza urefu usio na uzi sawa na mara 1.5 ya kipenyo cha kawaida chini ya shimo. Wakati kifaa cha kuzungushia nyuzi cha CNC kinaweza kutumika (yaani nyuzi kubwa kuliko M6), shimo linaweza kuzungushiwa nyuzi katika urefu wake wote.
Vipengele vidogo
Kipenyo cha chini cha shimo
Ilipendekeza: 2.5 mm (inchi 0.1.”)
Inawezekana: 0.05 mm (inchi 0.005.”)
Maduka mengi ya mashine yanaweza kutengeneza mashimo na mashimo kwa usahihi kwa kutumia zana zenye kipenyo cha hadi milimita 2.5 (inchi 0.1). Chochote kilicho chini ya kikomo hiki kinachukuliwa kuwa mashine ndogo. Vifaa maalum (vidonge vidogo) na ujuzi wa kitaalamu vinahitajika ili kutengeneza vipengele hivyo kwa sababu fizikia ya mchakato wa kukata hubadilika kulingana na kiwango hiki. Isipokuwa lazima kabisa, pendekezo ni kuepuka.
Uvumilivu
Kawaida: +-0.1 mm
Inawezekana: +-0.02 mm
Uvumilivu wetu ni wa wastani au faini ya 2768. Ikiwa uvumilivu haujaainishwa, washirika wa utengenezaji watatumia daraja lililochaguliwa la 2768.
Uvumilivu hufafanua mipaka ya kipimo kinachokubalika. Uvumilivu unaoweza kufikiwa hutofautiana kulingana na kipimo cha msingi na jiometri ya sehemu hiyo. Thamani zilizo hapo juu ni miongozo inayofaa.
Maandishi na herufi
Imependekezwa: saizi ya fonti 20 (au kubwa zaidi), imechorwa 5 mm
Maandishi yaliyochongwa hupendelewa zaidi kuliko maandishi yaliyochongwa, kwani nyenzo chache huondolewa. Kutumia ukubwa wa chini wa fonti -20 bila -serif (km Arial au Verdana) kunapendekezwa. Mashine nyingi za CNC zina utaratibu uliopangwa tayari kwa fonti hizi.
Mipangilio ya mashine za CNC na mwelekeo wa sehemu
Mchoro wa sehemu inayohitaji mipangilio mingi
Ufikiaji wa zana ni mojawapo ya vikwazo vikuu vya usanifu katika uchakataji wa CNC. Ili kufikia nyuso zote za modeli, kipini cha kazi lazima kizungushwe mara nyingi.
Wakati wowote kipini cha kazi kinapozungushwa, mashine lazima irekebishwe upya na mfumo mpya wa kuratibu lazima ufafanuliwe.
Wakati wa kubuni, ni muhimu kuzingatia mipangilio ya mashine kwa sababu mbili:
Jumla ya idadi ya mipangilio ya mashine huathiri gharama. Kuzungusha na kupanga upya sehemu kunahitaji kazi ya mikono na huongeza muda wote wa uchakataji. Hii mara nyingi inakubalika ikiwa sehemu inahitaji kuzungushwa hadi mara tatu au nne, lakini chochote kilicho juu ya kikomo hiki ni kikubwa mno.
Ili kufikia usahihi wa hali ya juu zaidi, vipengele viwili lazima vifanyiwe kazi katika mpangilio mmoja. Hii ni kwa sababu hatua mpya ya urekebishaji inaleta hitilafu ndogo (lakini isiyo na maana).
Uchimbaji wa CNC wa mhimili 5 ni nini?
Mashine ya CNC yenye mhimili 5 husogeza vifaa vya kukata au sehemu kwenye shoka tano kwa wakati mmoja. Mashine za CNC zenye mhimili mingi zinaweza kutengeneza sehemu zenye jiometri tata, kwani hutoa shoka mbili za ziada za mzunguko. Mashine hizi huondoa hitaji la usanidi mwingi wa mashine.
Je, ni faida na mapungufu gani ya uchakataji wa CNC wa mhimili 5?
Uchakataji wa CNC wa mhimili mitano huruhusu kifaa kubaki kikiwa kimepinda kila wakati kwenye uso wa kukata. Njia za zana zinaweza kuwa ngumu zaidi na zenye ufanisi, na kusababisha sehemu zenye umaliziaji bora wa uso na muda mdogo wa usindikaji.
Hata hivyo, CNC yenye mhimili 5 ina mapungufu yake. Jiometri ya msingi ya zana na mapungufu ya ufikiaji wa zana bado yanatumika (kwa mfano, sehemu zenye jiometri ya ndani haziwezi kutengenezwa kwa mashine). Zaidi ya hayo, gharama ya kutumia mifumo kama hiyo ni kubwa zaidi.
Uchakavu wa mashine za CNC
Vipande vya chini ya ardhi ni vipengele ambavyo haviwezi kutengenezwa kwa mashine kwa kutumia vifaa vya kawaida vya kukata, kwani baadhi ya nyuso zao hazipatikani moja kwa moja kutoka juu.
Kuna aina mbili kuu za njia za chini: nafasi za T na mikia ya njiwa. Njia za chini zinaweza kuwa za upande mmoja au mbili na hutengenezwa kwa kutumia vifaa maalum.
Vifaa vya kukata vipande vya T vimetengenezwa kwa blade ya kukata mlalo iliyounganishwa na shimoni wima. Upana wa sehemu ya chini ya mkato unaweza kutofautiana kati ya 3mm na 40mm. Tunapendekeza kutumia ukubwa wa kawaida kwa upana (yaani nyongeza za milimita nzima au vipande vya inchi sanifu), kwani kuna uwezekano mkubwa kwamba kifaa kinachofaa tayari kinapatikana.
Kwa zana za kukata mkia wa njiwa, pembe ndiyo ukubwa wa kipengele kinachofafanua. Zana zote mbili za mkia wa njiwa wa digrii 45 na 60 huchukuliwa kuwa za kawaida. Zana zenye pembe ya digrii 5, 10 na hadi 120 (kwa nyongeza za digrii 10) pia zipo lakini hazitumiki sana.
Nafasi ya T (kushoto), sehemu ya chini ya mkia wa njiwa (katikati), na sehemu ya chini ya upande mmoja kwenye ukuta wa ndani (kulia).
Ubunifu wa chini wa mashine za CNC
Unapobuni sehemu zenye mipigo ya chini kwenye kuta za ndani, kumbuka kuongeza nafasi ya kutosha kwa ajili ya kifaa. Kanuni nzuri ya kidole gumba ni kuongeza nafasi sawa na angalau mara nne ya kina cha mpigo wa chini kati ya ukuta uliotengenezwa kwa mashine na ukuta mwingine wowote wa ndani.
Kwa zana za kawaida, uwiano wa kawaida kati ya kipenyo cha kukata na kipenyo cha shimoni ni 2:1, na hivyo kupunguza kina cha kukata. Wakati mkato usio wa kawaida unahitajika, ni kawaida kwa maduka ya mashine kutengeneza zana zao maalum za mkato usio wa kawaida. Hii inaweza kuongeza muda na gharama ya risasi, kwa hivyo epuka ikiwezekana.
Kuchora mchoro wa kiufundi
Michoro ya kiufundi wakati mwingine hutumiwa na wahandisi kuwasilisha mahitaji maalum ya utengenezaji kwa fundi.
Kupakia mchoro wa kiufundi pamoja na nukuu yako
Kwa kawaida hatuhitaji mchoro wa kiufundi kwa maagizo kwenye mfumo wetu, lakini katika baadhi ya matukio, yanaweza kuongeza muktadha muhimu kwenye ombi la nukuu. Vipimo fulani vya muundo haviwezi kujumuishwa katika faili ya STEP au IGES. Kwa mfano, itabidi ujumuishe mchoro wa kiufundi wa 2D ikiwa modeli yako inajumuisha mashimo au shafti zenye nyuzi na/au vipimo vyenye uvumilivu mgumu zaidi kuliko daraja la 2768 lililochaguliwa.
Ukiongeza mchoro wa kiufundi, tafadhali hakikisha unalingana na vipimo vya faili zilizopakiwa. Ikiwa michoro ya kiufundi hailingani na faili zilizopakiwa au vipimo vya nukuu:
Vipimo vya nukuu vinachukuliwa kuwa sehemu ya marejeleo ya teknolojia, nyenzo na umaliziaji wa uso.
Michoro ya kiufundi inachukuliwa kuwa sehemu ya marejeleo ya vipimo vya uzi, vipimo vya uvumilivu, maelezo ya umaliziaji wa uso, maombi ya kuashiria sehemu na vipimo vya matibabu ya joto.
Faili ya CAD inachukuliwa kuwa sehemu ya marejeleo kwa muundo wa sehemu, jiometri, vipimo na maeneo ya vipengele.
Ni mbinu gani bora za usindikaji wa CNC?
Buni sehemu zinazoweza kutengenezwa kwa kutumia kifaa chenye kipenyo kikubwa zaidi iwezekanavyo.
Ongeza minofu mikubwa (angalau mara ⅓ ya kina cha shimo) kwenye pembe zote za ndani za wima.
Punguza kina cha mashimo hadi mara 4 ya upana wake.
Panga vipengele vikuu vya muundo wako na mojawapo ya maelekezo sita makuu. Ikiwa hilo haliwezekani, uchakataji wa CNC wa mhimili 5 ni chaguo.
Wasilisha mchoro wa kiufundi pamoja na mchoro wako ikiwa muundo wako unajumuisha nyuzi, uvumilivu, vipimo vya umaliziaji wa uso au maelezo mengine kwa ajili ya mwendeshaji wa mashine.
Je, una sehemu unazohitaji kutengenezwa kwa mashine ya CNC? Tafadhali wasiliana na timu yetu ya Gazfull.