om volledig gebruik van de capaciteit van CNC te maken die machinaal bewerkt moeten de ontwerpers specifieke productieregels volgen. Maar dit kan een uitdaging zijn omdat er geen specifieke de industrienorm is. In dit artikel, hebben wij een uitvoerige gids met beste ontwerppraktijken voor CNC het machinaal bewerken gecompileerd.
Wij concentreren ons bij het beschrijven van de haalbaarheid van moderne CNC systemen, die de verwante kosten negeren. Voor begeleiding bij het ontwerpen van rendabele delen voor CNC, gelieve te verwijzen naar dit artikel.
CNC het machinaal bewerken
CNC het machinaal bewerken is een subtractieve het machinaal bewerken technologie. In CNC, worden diverse hoge snelheids roterende (duizenden van t/min) hulpmiddelen gebruikt om materialen uit stevige blokken te verwijderen om delen volgens CAD modellen te veroorzaken. Het metaal en het plastiek kunnen door CNC worden verwerkt.
CNC die delen machinaal bewerken heeft hoge dimensionale nauwkeurigheid en strikte tolerantie. CNC is geschikt voor massaproduktie en het éénmalige werk. In feite, CNC is het machinaal bewerken momenteel de rendabelste manier om metaalprototypen, te produceren zelfs in vergelijking met 3D druk.
Hoofdontwerpbeperkingen van CNC
CNC verstrekt grote ontwerpflexibiliteit, maar er zijn sommige ontwerpbeperkingen. Deze beperkingen zijn verwant met de basiswerktuigkundigen van het scherpe proces, hoofdzakelijk met betrekking tot hulpmiddelmeetkunde en hulpmiddeltoegang.
1. Hulpmiddelmeetkunde
De gemeenschappelijkste CNC hulpmiddelen (eindmolens en boren) zijn cilindrisch met beperkte scherpe lengte.
Wanneer het materiaal wordt verwijderd uit het werkstuk, wordt de meetkunde van het hulpmiddel overgebracht naar het machinaal bewerkte deel. Dit betekent dat, bijvoorbeeld, geen kwestie hoe klein een hulpmiddel wordt gebruikt, de interne hoek van een CNC deel altijd een straal heeft.
2. Hulpmiddeltoegang
om het materiaal te verwijderen, nadert het hulpmiddel direct het werkstuk van hierboven. De functies die niet kunnen op deze wijze worden betreden kunnen verwerkt geen CNC zijn.
Er is één uitzondering aan deze regel: kapsnede. Wij zullen leren hoe te om kapsneden in ontwerp in de volgende sectie te gebruiken.
Een goede ontwerppraktijk moet alle eigenschappen van het model (gaten, holten, verticale muren, enz.) op één van de zes belangrijke richtingen richten. Deze regel wordt beschouwd als een aanbeveling, niet een beperking, omdat het 5 ascnc systeem het geavanceerde vermogen van de werkstukholding verstrekt.
De hulpmiddeltoegang is ook een kwestie wanneer het machinaal bewerken van eigenschappen met grote beeldverhoudingen. Bijvoorbeeld, om de bodem van de diepe holte te bereiken, wordt een speciaal hulpmiddel met een lange as vereist. Dit vermindert de stijfheid van het eind - effector, verhoogt trilling en vermindert uitvoerbare nauwkeurigheid.
CNC de deskundigen adviseren listig delen die met hulpmiddelen met de maximum mogelijke diameter en de kortste mogelijke lengte kunnen worden machinaal bewerkt.
CNC ontwerpregels
Één van de vaak ontmoete uitdagingen wanneer het ontwerpen van delen voor CNC het machinaal bewerken is dat er geen specifieke de industrienorm is: CNC de werktuigmachine en de hulpmiddelfabrikanten verbeteren constant hun technische mogelijkheden en breiden de waaier van mogelijkheden uit.
In de volgende lijst, vatten wij de geadviseerde en uitvoerbare waarden van de meeste die gemeenschappelijke kenmerken samen in CNC worden ontmoet machinaal bewerkend delen.
1. Holte en groef
Geadviseerde holtediepte: 4 keer holtebreedte
De scherpe lengte van de eindmolen is beperkt (gewoonlijk 3-4 keer zijn diameter). Wanneer de verhouding van de dieptebreedte klein is, worden de hulpmiddelafbuiging, de spaanderlossing en de trilling prominenter. Het beperken van de diepte van de holte tot vier keer zijn breedte verzekert goede resultaten.
Als een grotere diepte wordt vereist, denk na listig een deel met een veranderlijke holtediepte (zie hierboven het cijfer bij een voorbeeld).
Diep holtemalen: een holte met een diepte groter dan 6 keer de hulpmiddeldiameter als diepe holte wordt beschouwd. De verhouding van hulpmiddeldiameter aan holtediepte kan 30:1 zijn door speciale hulpmiddelen die (eindmolens met een diameter van 1 duim gebruiken, is de maximumdiepte 30 cm) te gebruiken.
2. Binnenrand
Verticale hoekstraal: geadviseerde ⅓ x holtediepte (of groter)
Het gebruiken van de geadviseerde waarde van de interne hoekstraal zorgt ervoor dat het aangewezen diameterhulpmiddel kan op de richtlijnen voor de geadviseerde holtediepte worden gebruikt en worden gericht. Het verhogen van de hoekstraal boven de geadviseerde waarde (b.v. door 1 mm) staat lichtjes het hulpmiddel toe om langs een cirkelweg in plaats van een hoek 90 ° te snijden. Dit heeft de voorkeur omdat het een oppervlakte van betere kwaliteit kan verkrijgen eindigt. Als een interne hoek van scherpte 90 ° wordt vereist, denk na toevoegend een t-Vormige kapsnede in plaats van het verminderen van de hoekstraal.
De geadviseerde grondplaatstraal is 0.5mm, 1mm of geen straal; Om het even welke straal is uitvoerbaar
De lagere rand van de eindmolen is een vlakke rand of lichtjes om rand. Andere vloerstralen kunnen met bal hoofdhulpmiddelen worden verwerkt. Het is een goede ontwerppraktijk om de geadviseerde waarde te gebruiken omdat het de eerste keus van de machinist is.
3. Dunne muur
Geadviseerde minimummuurdikte: 0.8mm (metaal) en 1.5mm (plastiek); 0.5mm (metaal) en 1.0mm (plastiek) zijn uitvoerbaar
Het verminderen van de muurdikte zal de stijfheid van het materiaal verminderen, daardoor verhogend de trilling in het het machinaal bewerken proces en het verminderen van de uitvoerbare nauwkeurigheid. De plastieken neigen scheef te trekken en (wegens overblijvende spanning) zacht te worden (wegens temperatuurstijging), zodat wordt het geadviseerd om een grotere minimummuurdikte te gebruiken.
4. Gat
Diameter geadviseerde standaardboorgrootte; Om het even welke diameter groter dan 1mm is aanvaardbaar
Gebruik een boor of een eindmolen aan machinegaten. Normalisatie van de grootte van het boorbeetje (metrische en Engelse eenheden). Reamers en boring snijders worden gebruikt om gaten te beëindigen die strikte tolerantie vereisen. Voor grootte minder dan▽ 20 mm, worden de standaarddiameters geadviseerd.
De maximumdiepte adviseerde 4 x nominale diameter; Typisch 10 x nominale diameter; 40 x nominale diameter waar mogelijk
De niet standaarddiametergaten moeten met eindmolens worden verwerkt. In dit geval, is van toepassing de maximumgrens van de holtediepte en de geadviseerde maximumdieptewaarde zou moeten worden gebruikt. Gebruik een speciale boor (minimumdiameter 3 mm) aan machinegaten met een diepte die de typische waarde overschrijden. Het blinde die gat door de boor machinaal wordt bewerkt heeft een kegel grondplaat (hoek 135 °), terwijl het gat aan het eind machinaal bewerkte is de molen vlak. In CNC die machinaal bewerken, is er geen speciale voorkeur tussen door gaten en blinde gaten.
5. Draad
De minimumdraadgrootte is m2; M6 of groter wordt geadviseerd
De interne draad wordt gesneden met een kraan, en de externe draad wordt gesneden met een matrijs. Onttrekt en de matrijzen kunnen worden gebruikt om draden aan m2 te snijden.
CNC die hulpmiddelen inpassen is gemeenschappelijk en aangewezen door machinisten omdat zij het risico van kraanbreuk beperken. CNC de draadhulpmiddelen kunnen worden gebruikt om draden aan M6 te snijden.
De minimumdraadlengte is 1,5 x nominale diameter; 3 x nominale geadviseerde diameter
Het grootste deel van de lading op de draad wordt toegepast wordt gedragen door een paar eerste tanden (tot 1,5 keer de nominale diameter die). Daarom neen wordt meer dan 3 keer de nominale diameter van de draad vereist.
Voor draden in blinde die gaten met een kraan (d.w.z. alle draden kleiner dan M6) worden gesneden, voeg een niet ingepaste lengte gelijk aan 1,5 x nominale diameter bij de bodem van het gat toe.
Wanneer een CNC draadhulpmiddel kan worden gebruikt (d.w.z. is de draad groter dan M6), kan het gat zijn volledige lengte doornemen.
6. Kleine eigenschappen
De minimumgatendiameter moet 2,5 mm zijn (0,1 duim); 0,05 mm (0,005 binnen) is uitvoerbaar
De meeste machinewerkplaatsen zullen holten en gaten kunnen nauwkeurig machinaal bewerken gebruikend hulpmiddelen minder dan 2,5 mm (0,1 duim) in diameter.
Om het even wat onder deze grens wordt overwogen het micromachining. De speciale hulpmiddelen (micro- boren) worden en de deskundige kennis vereist om dergelijke eigenschappen (de fysieke veranderingen in het scherpe proces zijn binnen dit gamma) te verwerken, zodat wordt het geadviseerd vermijden gebruikend hen tenzij absoluut noodzakelijk.
7. Tolerantie
Norm: ± 0,125 mm (0,005 binnen)
Typisch: ± 0,025 mm (0,001 binnen)
Uitvoerbaar: ± 0,0125 mm (0,0005 binnen)
De tolerantie bepaalt de grenzen van aanvaardbare afmetingen. De uitvoerbare tolerantie hangt van de basisafmetingen en de meetkunde van het deel af. De bovengenoemde waarden zijn redelijke richtlijnen. Als geen tolerantie wordt gespecificeerd, zullen de meeste machinewerkplaatsen een standaard de tolerantie ± van 0,125 mm (0,005 binnen) gebruiken.
8. Woorden en het van letters voorzien
De geadviseerde tekengrootte is 20 (of groter), 5mm van letters voorziend
De gegraveerde karakters zijn bij voorkeur in reliëf gemaakte karakters omdat minder materiaal wordt verwijderd. Het wordt geadviseerd om zonder serif doopvonten (zoals Arial of Verdana) met een grootte van minstens 20 punten te gebruiken. Vele CNC machines hebben pre routines voor deze doopvonten geprogrammeerd.
Van het machinemontages en deel richtlijn
Het schematische diagram van delen die moeten meerdere keren worden geplaatst is als volgt:
Zoals vroeger vermeld, is de hulpmiddeltoegang één van de belangrijkste ontwerpbeperkingen van CNC het machinaal bewerken. Om alle oppervlakten van het model te bereiken, moet het werkstuk meerdere keren worden geroteerd.
Bijvoorbeeld, moet het deel van het bovengenoemde beeld drie keer in totaal worden geroteerd: twee gaten worden machinaal bewerkt in twee belangrijke richtingen, en het derde gaat de rug van het deel in.
Wanneer het werkstuk roteert, moet de machine worden opnieuw gecalibreerd en een nieuw gecoördineerd systeem moet worden bepaald.
Het is belangrijk om de machinemontages in ontwerp om twee redenen te overwegen:
Het totale aantal machinemontages beïnvloedt kosten. Het roteren van en het anders groeperen van delen vereisen handverrichting en verhogen de totale verwerkingstijd. Als het deel 3-4 keer moet worden geroteerd, is dit over het algemeen aanvaardbaar, maar om het even welke het overschrijden deze grens overtollig is.
om maximum relatieve positionele nauwkeurigheid te verkrijgen moeten twee eigenschappen in dezelfde opstelling worden machinaal bewerkt. Dit is omdat de nieuwe vraagstap een kleine (maar niet te verwaarlozen) fout introduceert.
Vijf ascnc het machinaal bewerken
Wanneer het gebruiken van 5 die as CNC, kan de behoefte aan veelvoudige machinemontages worden geëlimineerd machinaal bewerken. Het multiascnc machinaal bewerken kan delen met complexe meetkunde vervaardigen omdat zij 2 extra rotatieassen verstrekken.
Vijf ascnc het machinaal bewerken staat het hulpmiddel toe om altijd raaklijn te zijn aan de scherpe oppervlakte. De complexere en efficiënte hulpmiddelwegen kunnen worden gevolgd, resulterend in betere oppervlakte beëindig en verminder het machinaal bewerken van tijd.
Natuurlijk, 5 heeft as CNC ook zijn beperkingen. De de basishulpmiddelmeetkunde en beperkingen van de hulpmiddeltoegang zijn nog van toepassing (bijvoorbeeld, kunnen de delen met interne meetkunde niet worden machinaal bewerkt). Bovendien zijn de kosten van gebruikende dergelijke systemen hoger.
Ontwerpkapsnede
De kapsneden zijn eigenschappen die niet met standaard scherpe hulpmiddelen kunnen worden machinaal bewerkt omdat sommige van hun oppervlakten niet direct kunnen hierboven worden betreden van.
Er zijn twee belangrijke types van kapsneden: T-groeven en zwaluwstaarten. De kapsnede kan of tweezijdig met speciale hulpmiddelen worden enig-opgeruimd en worden verwerkt.
Is het t-Groef scherpe hulpmiddel fundamenteel gemaakt van een horizontaal die knipseltussenvoegsel met een verticale as wordt verbonden. De breedte van de kapsnede kan tussen 3 mm en 40 mm variëren. Het wordt geadviseerd om standaardafmetingen voor breedten (d.w.z., volledige millimetertoename of standaardduimfracties) te gebruiken aangezien de hulpmiddelen eerder zullen beschikbaar zijn.
Voor zwaluwstaarthulpmiddelen, bepaalt de hoek de eigenschapgrootte. 45 ° en 60 ° zwaluwstaarten hulpmiddelen worden beschouwd als standaard.
Wanneer het ontwerpen van delen met kapsneden op de binnenmuur, herinner me om genoeg ontruiming voor het hulpmiddel toe te voegen. Een goede vuistregel moet minstens vier keer toevoegen de kapsnedediepte tussen de machinaal bewerkte muur en een andere binnenmuur.
Voor standaardhulpmiddelen, is de typische verhouding tussen de scherpe diameter en de schachtdiameter 2:1, wat de scherpe diepte beperkt. Wanneer de niet genormaliseerde kapsnede wordt vereist, maakt de machinewerkplaats gewoonlijk aangepaste kapsnedehulpmiddelen alleen. Dit verhoogt levertijden en kosten en zou zoveel mogelijk moeten worden vermeden.
De t-vormige (verlaten) groef, zwaluwstaart groefkapsnede (midden) en unilaterale (juiste) kapsnede op de binnenmuur
Het opstellen van technische tekeningen
Merk op dat sommige ontwerpcriteria niet in stap of IGES-dossiers kunnen worden omvat. Als uw model één of meer van het volgende bevat, moeten de 2D technische tekeningen worden verstrekt:
Ingepaste gat of schacht
Tolerantiedimensie
De specifieke oppervlakte beëindigt vereisten
Instructies voor CNC werktuigmachineexploitanten
Vuistregel
1. Ontwerp de delen die met het grootste diameterhulpmiddel kunnen worden verwerkt.
2. Voeg grote filets (minstens ⅓ x holtediepte) aan alle interne verticale hoeken toe.
3. Beperk de diepte van de holte tot 4 keer zijn breedte.
4. Richt de belangrijkste functies van het ontwerp langs één van de zes belangrijke richtingen. Als dit niet mogelijk is, 5 ascnc kan het machinaal bewerken worden geselecteerd.
5. Wanneer uw ontwerp draad omvat, beëindigt de tolerantie, oppervlakte specificatie of andere commentaren van de machineexploitant, te leggen gelieve technische tekeningen met de tekeningen voor.