Кіраўніцтва па праектаванні ЧПУ

Агульныя парады па дызайне

Паспрабуйце пазбягаць тонкіх сценак: Гэта рэкамендацыя па суадносінах бакоў, а не канкрэтнае абмежаванне таўшчыні. Як правіла, вышыня вертыкальных сцен не павінна перавышаць 3 разы ад іх агульнай таўшчыні.

Часта патрабуюцца тонкія сценкі, але яны ствараюць цяжкасці пры апрацоўцы;

• Яны, верагодна, будуць вібраваць падчас рэзкі, павялічваючы вібрацыю на аздабленні
• Яны, верагодна, будуць адхіляцца ад разца, што запатрабуе большай колькасці і больш тонкіх разрэзаў для падтрымання дакладнасці памераў.
• Там, дзе яны падтрымліваюць іншыя элементы дызайну, гэтыя элементы ўсё часцей схільныя да памылак і праблем з якасцю.

Стандартная мінімальная таўшчыня сценак складае 0.8 мм у якасці агульнага рэкамендацыі для металаў і 1.5 мм для пластыка. Аднак гэта не жорсткія абмежаванні — калі сцяна абапіраецца з некалькіх бакоў, агульную таўшчыню можна бяспечна паменшыць.

Там, дзе тонкія і дрэнна апіраемыя сцены з'яўляюцца неабходнымі ў канструкцыі, варта падумаць пра замену апрацаванай дэталі выразаным або двухмерна апрацаваным ліставым кампанентам.

Пазбягайце элементаў, якія немагчыма апрацаваць на станках з ЧПУ

Не кожная дэталь падыходзіць для апрацоўкі на станках з ЧПУ. Разуменне магчымасцей станка, тыпаў фрэз і налад заціску кампанентаў можа прадухіліць уключэнне элементаў, якія нельга запраграмаваць/выразаць.

Добрым прыкладам элемента, які працэс ЧПУ не можа ўзнавіць, з'яўляюцца ўнутраныя выгнутыя галерэі. Калі такія элементы неабходныя або непазбежныя, можна разгледзець магчымасць падзелу дэталі, каб зрабіць галерэю на дзве паловы, або 3D-друку металічнай дэталі або ўсяго кампанента, каб дазволіць стварыць элементы, якія інакш немагчыма было б узнавіць.

Пазбягайце занадта жорсткіх дапушчальных значэнняў

Агульныя дапушчэнні, якія адпавядаюць праектаванаму працэсу станка, забяспечваюць найбольш хуткую апрацоўку. Там, дзе патрабуюцца больш жорсткія дапушчэнні, іх варта старанна ўлічваць і пашыраць да мяжы канструкцыі.

Жорсткія дапушчальныя адхіленні павялічваюць расход рэжучага матэрыялу і час апрацоўкі, патрабуюць большай колькасці больш тонкіх разрэзаў і больш уважлівага кантролю. Таксама павялічваецца ўзровень браку з-за завышаных дапушчальных адхіленняў, і гэтыя фактары могуць значна павялічыць выдаткі.

Звядзіце функцыі да самага неабходнага

Змяншэнне крывізны можа прывесці да непрымальнай эстэтыкі, але калі кошт з'яўляецца больш важным фактарам, то прастата — спосаб стрымаць гэта, бо гэта скароціць час апрацоўкі рэжучым матэрыялам. Эстэтычныя асаблівасці таксама могуць прымусіць выкарыстоўваць 5-восевую апрацоўку, павялічваючы як кошт праграмавання, так і час апрацоўкі.

Як правіла, рэкамендуецца мінімізаваць тэкст, літары і гравіроўку на апрацоўваных дэталях — гэтыя элементы варта ўключаць пры неабходнасці, але яны ўяўляюць сабой выдаткі на замену інструмента і зніжэнне хуткасці рэзання.

Варта пазбягаць рэльефных тэкстаў, замяняючы іх «ціснёным» тэкстам, бо ён патрабуе меншага выдалення матэрыялу і меншай колькасці аперацый. Выкарыстоўвайце шрыфты без засечак і разгледзьце іншыя спосабы гравіроўкі, калі патрабуецца памер шрыфта менш за 20 пунктаў, бо для гэтага патрэбныя незвычайна малыя інструменты.

Разгледзьце суадносіны глыбіні і шырыні ў паражнінах

Поласці глыбейшыя за шэсць дыяметраў інструмента становяцца занадта глыбокімі. Як правіла, імкніцеся да абмежавання ў 4 дыяметры рэжучай часткі.

Глыбокія адтуліны павялічваюць рызыку завісання інструмента, зніжаюць дакладнасць, дапускаючы празмернае адхіленне інструмента, павялічваюць цяжкасці з выдаленнем шлама і значна павялічваюць рызыку паломкі рэжучага інструмента.

Тупыя ўнутраныя рэбры восі інструмента з радыусам

Рэжучыя інструменты маюць цыліндрычную форму, таму рэзы, якія не перпендыкулярныя восі інструмента, не могуць быць «вострымі», хоць некаторыя з іх можна зрабіць з дапамогай значных дадатковых працэсаў. Каб паменшыць знос/напружанне інструмента, рэкамендуецца выкарыстоўваць унутраныя філе, радыус якіх не менш за 1.2 разы перавышае чаканы радыус разца.

Не рэкамендуецца выкарыстоўваць меншыя інструменты для дасягнення меншых радыусаў/скругленняў унутраных кутоў, калі гэта не абсалютна неабходна. Адзін са спосабаў пазбегнуць гэтага — зрабіць невялікую паднутрку ў праблемных зонах, каб віртуальны ўнутраны кут быў прастакутным.

Пазбягайце празмернай глыбіні нарэзкі

Наразанне разьбы больш чым у 3 дыяметры адтуліны звычайна не з'яўляецца карысным з пункту гледжання трываласці і гэтага варта пазбягаць. Гэта зніжае рызыку паломкі метчыка, што мае дарагія наступствы. Калі адтуліны наразаюцца ўсляпую, карысна пакінуць незачыненую частку адтуліны, каб пазбегнуць яе зламання, як з боку адтуліны, так і з-за затрыманых стружак. Наразанне разьбы - выдатны спосаб зламаць метчык.

Паменшыце дробныя ўнутраныя асаблівасці

Як правіла, не рэкамендуецца выкарыстоўваць фрэзы меншыя за 2.5 мм, бо гэта робіць немагчымым атрыманне ўнутраных элементаў такога або меншага памеру. Аднак знешнія элементы ў некаторых аспектах могуць быць меншымі за фрэзу, але памятайце, што невялікія фрэзы патрабуюць неглыбокіх разрэзаў і значна павялічваюць час апрацоўкі.

Паспрабуйце выкарыстоўваць стандартныя памеры для адтулін

Па магчымасці прытрымлівайцеся кроку ў цэлы міліметр у памерах свердзелаў і імкніцеся абмежаваць колькасць розных памераў адтулін у кампаненты. Гэта дазваляе пазбегнуць неабходнасці ў спецыяльных свердзелах/фрэзах (якія часта вырабляюцца на заказ) і памяншае неабходнасць перамяшчэння інструмента перпендыкулярна фрэзе, што запавольвае працэс.

.

Канкрэтныя рэкамендацыі па праектаванні

Агульныя допускі

Пры праектаванні дэталяў памятайце, што краю будуць выдалены па змаўчанні, таму, калі вы хочаце, каб яны былі вострыя, укажыце гэта на чарцяжы.

Прымайце агульныя дапушчальныя значэнні, як паказана ніжэй:

Вам варта ўказаць дапушчальныя значэнні для асобных элементаў і вымярэнняў у адпаведнасці з патрабаваннямі канструкцыі. Майце на ўвазе, што больш жорсткія дапушчальныя значэнні патрабуюць больш павольнай апрацоўкі і, магчыма, дадатковай змены інструмента, а таксама больш высокага ўзроўню браку.

У прыватнасці, дапушчальныя памеры асновы адтулін і вала маюць вырашальнае значэнне для функцыянавання рухомых частак, таму яны павінны быць указаны ніжэй.

Звярніце ўвагу, што пры апрацоўцы пластмас значна цяжэй выконваць жорсткія дапушчэнні, бо матэрыялы гнуткія, калі толькі пластык не вельмі цвёрды — Tufnol/Garolite — гэта пластык, які дазваляе выконваць жорсткія дапушчэнні. Таксама існуе тэндэнцыя да вызвалення ўнутраных напружанняў у пластыкавых нарыхтоўках падчас апрацоўкі, што прыводзіць да грубай дэфармацыі/недакладнасці дэталяў.

Выбар матэрыялу

Загатоўка, або матэрыяльная загатоўка, — гэта асноўны матэрыял, з якога будзе выразана дэталь. Пры праектаванні шматфактарнай вытворчасці на станках з ЧПУ рэкамендуецца ўлічваць памеры загатоўкі, даступныя ў пастаўшчыка, каб мінімізаваць адходы. Кошт матэрыялаў для дэталі або дэталяў вызначаецца коштам загатоўкі, а не вагой/аб'ёмам астатняга матэрыялу.

Добрай палітыкай з'яўляецца пакіданне запасу пры апрацоўцы, каб усе вонкавыя нарыхтоўкі былі выдалены, замест таго, каб спадзявацца на дакладны разрэз і сумяшчэнне вонкавых граняў.

Выбар загатоўкі павінен таксама ўлічваць метады заціску, каб мінімізаваць колькасць змен наладкі ў працэсе чыстага вытворчасці.

Выбар матэрыялаў у першую чаргу з'яўляецца меркаваннем канструкцыі, але на выбар могуць паўплываць такія фактары, як лёгкасць апрацоўкі. Напрыклад, выкарыстанне больш цвёрдага або менш лёгкага рэжучага матэрыялу для выканання наяўных запасаў нарыхтовак будзе мець значны негатыўны ўплыў на час апрацоўкі, якасць паверхні і кошт.

Пластыкі і металы, якія лёгка апрацоўваюцца, такія як алюміній і латунь, лёгка апрацоўваюцца, што скарачае час апрацоўкі і, адпаведна, выдаткі. Цвёрдыя матэрыялы, такія як інструментальныя сталі і тыя, якія... загартоўваць напрыклад, некаторыя нержавеючыя сталі павінны апрацоўвацца на станках з меншымі абаротамі інструмента і хуткасцю падачы восяў, што прыводзіць да павольнай апрацоўкі ў спалучэнні са значным павелічэннем зносу інструмента.

Алюміній звычайна рэжа прыкладна ў 4 разы хутчэй, чым інструментальная сталь, і ў 8 разоў хутчэй, чым большасць нержавеючых сталей.

Варыянты металу для вытворчасці з ЧПУ:

• Алюміній розных сплаваў і цвёрдасці
• латунь
• Бронза і марская бронза (нікель-алюмініевая бронза)
• Медзь для электродаў іскравай эрозіі, дэталяў кантактараў і г.д.
• Нержавеючыя сталі (аўстэнітныя, мартенсітныя, аўтаматныя)
• Інструментальныя/легаваныя сталі рознай цвёрдасці (ад лёгкарэзных да цалкам зацвярдзелых, якія патрабуюць іскравай эрозійнай апрацоўкі)
• тытан

Варыянты пластыка для вытворчасці з ЧПУ

• ABS
• Tufnol (літая эпаксідная смала, узмоцненая валакном)
• ПОМ (ацэталь або дэлрын®))
• Нейлон
• PEEK
• PTFE
• полікарбанат

Абмежаванні і паверхні

Унутраныя радыусы

Пры рэзанні на станках з ЧПУ ўсе вертыкальныя ўнутраныя вертыкальныя куты маюць радыус, роўны або большы за радыус разца, якім яны былі зроблены. Інструмент/разцы альбо круглыя ​​па сваёй прыродзе, альбо маюць круглую форму, таму што яны круцяцца. Канструкцыі вырабаў і кампанентаў павінны ўлічваць (або выгадна выкарыстоўваць) гэта абмежаванне.

Пры вызначэнні гэтых элементаў на этапе праектавання лепш выкарыстоўваць радыус крыху большы за той, які павінен выкарыстоўваць фрэза для фарміравання элемента. Канцавыя фрэзы найбольш эфектыўныя, калі яны могуць працягваць фрэзераванне падчас апрацоўкі ўнутранага кута. Калі радыус кута супадае з радыусам інструмента, фрэза перастане рухацца, каб змяніць кірунак, і гэта можа прывесці да з'яўлення слядоў ад вібрацыі ў кутку, якія цяжка выправіць у гатовай дэталі.

Інструменты выпускаюцца з вельмі малым радыусам (звычайна мінімум 0.5 мм), але яны кароткія і далікатныя. Максімальная глыбіня рэзання для фрэзы з радыусам 0.5 мм складае 1.5 мм, што сур'ёзна абмяжоўвае іх прыдатнасць для апрацоўкі вельмі дробных, крытычна важных элементаў. Большыя інструменты і большыя ўнутраныя радыусы, якія з гэтага вынікаюць, дазваляюць апрацоўваць хутчэй.

Падлогавыя філе

Там, дзе стрыжань сутыкаецца з падлогай элемента, вертыкальныя ўнутраныя радыусы адпавядаюць дыяметру інструмента (плюс прыпуск на згінанне). Згінанне падлогі павінна быць меншым за вертыкальныя вуглавыя згінанні, каб можна было выкарыстоўваць фрэзу з плоскай паверхняй без складанай шматпраходнай апрацоўкі. Такія фрэзы з плоскай паверхняй, як правіла, маюць мінімальныя вуглавыя радыусы, але можна выкарыстоўваць фрэзу з закругленым кончыкам. Радыус на падлозе будзе задавацца радыусам кончыка фрэзы, і гэта дазваляе хутчэй рэзаць, калі гэтаму радыусу задаць свабодны допуск і памер, які МЕНШЫ, чым вертыкальнае згінанне.

Падрэзы

Падрэзаў часам не пазбегнуць, і яны не істотна ўплываюць на час апрацоўкі або змену інструментаў, калі выконваць пэўныя меры.

• Рабіце падрэзы стандартных памераў (з крокам у міліметры), каб пазбегнуць неабходнасці вырабу нестандартных інструментаў.
• Няма абмежавання па глыбіні паднутранняў, але чым больш дробныя, тым лягчэй рабіць і, хутчэй за ўсё, не спатрэбіцца спецыяльная аснастка.
• Пераканайцеся, што паднутранне даступнае на ўсіх гранях — улічвайце радыусы любых кутоў у выступе, яны павінны забяспечваць зазор для стрыжня паднутральнай прылады.
• Не ўказвайце радыусы вуглоў меншыя за радыусы паднутрання.

Тэмы

Для нанясення разьбы на дэталях, вырабленых на станках з ЧПУ, выкарыстоўваюцца розныя метады: звычайныя метчыкі, метчыкі для нанясення разьбы і фрэзы. Які б варыянт ні быў найлепшым, прытрымлівайцеся наступных правілаў:

• Выкарыстоўвайце найбольшую і найбольш грубую разьбу, якая падыходзіць для гэтай дэталі. Для меншых дыяметраў разьбы выкарыстоўваюцца больш слабыя інструменты, якія больш схільныя да паломкі.
• Абмяжуйце нарэзку разьбы дыяметрам у 3 разы — або менш, калі гэта магчыма.
• Уважліва ўказвайце разьбу і глыбіню, каб пазбегнуць няправільнай інтэрпрэтацыі дыяметра пры апрацоўцы.
• Указвайце глыбіню неразьбовых адтулін у глухіх адтулінах, каб пазбегнуць іх заніжэння і ўлічыць магчымасць рэзання.

Аздабленне паверхні

Станкі з ЧПУ прапануюць розныя віды аздаблення:

• Апрацоўка або інжынерная аздабленне дазваляе максімальна выкарыстоўваць практычныя хуткасці падачы і можа быць зменнай у розных элементах адной дэталі.
• Апрацоўка гранатавымі шарыкамі ў паветраным патоку дае матавы і аднастайны выгляд паверхні, што выконваецца ўручную (калі не гаворка ідзе пра значную вытворчасць, калі яе можна аўтаматызаваць). Маскіроўка і закаркоўванне адтулін для падтрымання высокіх дапушчальных абласцей павялічвае выдаткі.
• Сацінавае і празрыстае анадаванне стварае аднастайную матавую або напаўглянцавую аксідную паверхню на алюмініевых дэталях — яна можа быць каляровай або празрыстай.
• Цвёрдае анадаванне больш таўсцейшае і больш устойлівае да зносу/карозіі, чым сацінавае або празрыстае.
• Парашковае пакрыццё — гэта працэс нанясення парашковай фарбы, якая наносіцца электрастатычна і зацвярдзее награваннем. Гэта трывалы пласт, які значна больш устойлівы, чым фарбы на аснове растваральніка або эпаксідныя фарбы.