CNC projektavimo vadovas

Bendrieji dizaino patarimai

Stenkitės vengti plonų sienų: Tai yra kraštinių santykio rekomendacija, o ne konkretus storio apribojimas. Paprastai vertikalių sienų aukštis neturėtų viršyti bendro jų storio daugiau nei 3 kartus.

Dažnai reikalingos plonos sienelės, tačiau jos sukelia sunkumų apdirbant;

• Pjovimo metu jie greičiausiai vibruos, todėl paviršius bus dar labiau vibruojantis.
• Jie greičiausiai nukryps nuo pjovimo paviršiaus, todėl norint išlaikyti matmenų tikslumą, reikės daugiau ir plonesnių pjūvių.
• Kai jie papildo kitus dizaino elementus, tie elementai yra labiau linkę į klaidas ir kokybės problemas.

Standartinis minimalus sienų storis metalams yra 0.8 mm, o plastikams – 1.5 mm. Tačiau tai nėra griežtos ribos – jei siena remiasi iš daugiau pusių, bendrą storį galima saugiai sumažinti.

Kai projektuojant būtina naudoti plonas ir prastai paremtas sienas, apsvarstykite galimybę apdirbtą dalį pakeisti pjaustytu arba 2D apdirbtu lakštiniu komponentu.

Venkite elementų, kurių neįmanoma apdirbti CNC staklėmis

Ne kiekvienas elementas tinka CNC apdirbimui. Supratimas apie staklių galimybes, pjaustytuvų tipus ir komponentų tvirtinimo nustatymus gali padėti išvengti elementų, kurių negalima programuoti / pjauti, įtraukimo.

Geras CNC proceso metu neatkuriamos savybės pavyzdys yra vidinės išlenktos galerijos. Kai tokios savybės yra būtinos arba neišvengiamos, galite apsvarstyti galimybę padalinti dalį, kad galerija būtų dvi dalys, arba 3D spausdinti dalį ar visą komponentą, kad būtų galima atkurti kitaip neįmanomas savybes.

Venkite pernelyg griežtų tolerancijų

Bendras tolerancijos nustatymas, pritaikytas prie projektuojamo įrenginio proceso, leidžia greičiau atlikti apdorojimą. Kai reikalingi mažesni tolerancijos nuokrypiai, juos reikia atidžiai apsvarstyti ir atverti iki konstrukcijos ribų.

Griežti tolerancijos nuokrypiai padidina frezavimo staklių sunaudojimą ir apdirbimo laiką, todėl reikia daugiau ir tikslesnių pjūvių bei atidesnės apžiūros. Taip pat padidės atliekų kiekis dėl per didelių tolerancijų, o šie veiksniai gali gerokai padidinti sąnaudas.

Sumažinkite funkcijas iki būtiniausių

Išlinkio sumažinimas gali sukelti nepriimtiną estetinį vaizdą, tačiau jei kaina yra didesnis veiksnys, tuomet paprastumas yra būdas tai apriboti, nes tai sutrumpins pjovimo laiką. Estetinės savybės taip pat gali priversti naudoti 5 ašių apdirbimą, o tai padidina programavimo išlaidas ir mašinos darbo laiką.

Paprastai patartina apdirbtose detalėse kuo mažiau naudoti tekstą, užrašus ir graviravimą – šie elementai turėtų būti įtraukti ten, kur reikia, tačiau jie padidina įrankių keitimo išlaidas ir sumažina pjovimo greitį.

Reikėtų vengti įspaustų tekstų, juos pakeičiant įspaustais, nes jiems reikia mažiau medžiagos pašalinimo ir operacijų. Jei reikalingas mažesnis nei 20 pt šrifto dydis, naudokite šriftus be serifų ir apsvarstykite kitus graviravimo procesus, nes tam reikia neįprastai mažų įrankių.

Apsvarstykite ertmių gylio ir pločio santykį

Ertmės, gilesnės nei šeši įrankio skersmenys, tampa pernelyg gilios. Paprastai siekite, kad ertmė būtų 4 kartus didesnė nei frezos skersmuo.

Gilios skylės padidina įrankių užstrigimo riziką, sumažina tikslumą dėl per didelio įrankių nukrypimo, apsunkina atraižų valymą ir labai padidina pjovimo peilio lūžio riziką.

Bukos įrankio ašies vidinės briaunos su spinduliu

Pjovimo įrankiai yra cilindriniai, todėl briaunos, kurios nėra statmenos įrankio ašiai, negali būti „aštrios“, nors kai kurios gali būti, taikant nemažai papildomų procesų. Norint sumažinti įrankio nusidėvėjimą / įtempimą, geras patarimas yra naudoti vidinius frezavimo dantukus, kurių spindulys yra bent 1.2 karto didesnis už numatomą pjovimo spindulį.

Nerekomenduojama naudoti mažesnių įrankių, norint pasiekti mažesnius vidinius kampų spindulius / nuožulnumus, nebent tai būtina. Vienas iš būdų to išvengti – probleminėse vietose atlikti nedidelį įpjovimą, kad virtualus vidinis kampas būtų kvadratinis.

Venkite per didelio sriegimo gylio

Sriegimas, kurio skersmuo didesnis nei 3 kartus didesnis už skylę, paprastai nėra stiprumo požiūriu naudingas ir to reikėtų vengti. Tai sumažina sriegiklio lūžių riziką, kuri gali turėti brangių pasekmių. Kai skylės sriegiamos aklai, naudinga palikti neišgręžtą skylės atkarpą, kad būtų išvengta sriegiklio dugno susidarymo – tiek skylės, tiek įstrigusių atraižų. Sriegiklio dugno išgręžimas yra puikus būdas jį nulaužti.

Sumažinkite smulkias vidines savybes

Paprastai nerekomenduojami mažesni nei 2.5 mm pjovimo įrankiai, todėl tokio dydžio ar mažesni vidiniai elementai neįmanomi. Tačiau išoriniai elementai kai kuriais atžvilgiais gali būti didesni nei pjovimo įrankis, tačiau nepamirškite, kad mažiems pjovimo įrankiams reikia negilių pjūvių, o apdirbimo laikas gerokai pailgėja.

Pabandykite naudoti standartinius skylių dydžius

Jei įmanoma, grąžtų dydžius rinkitės iš viso milimetro ir stenkitės apriboti skirtingų skylių dydžių skaičių viename komponente. Taip išvengiama specialių grąžtų / pjaustytuvų (kurie dažnai gaminami pagal užsakymą) poreikio ir sumažinamas įrankių judesių, statmenų pjaustytuvui, kuris sulėtina procesą, poreikis.

.

Konkretūs dizaino patarimai

Bendrosios tolerancijos

Projektuodami detales, nepamirškite, kad kraštai pagal numatytuosius nustatymus bus nušlifuoti, todėl, jei norite, kad jie būtų aštrūs, nurodykite tai brėžinyje.

Laikykitės toliau nurodytų bendrųjų tolerancijų:

Turėtumėte nurodyti atskirų elementų ir matmenų tolerancijas, kaip reikalauja projektas. Atminkite, kad griežtesnės tolerancijos reikalauja lėtesnio apdorojimo ir gali būti papildomų įrankių keitimų bei didesnių atliekų.

Visų pirma, skylės pagrindo ir veleno pagrindo tolerancijos yra labai svarbios judančių dalių veikimui, todėl jas reikėtų nurodyti taip, kaip nurodyta toliau.

Atkreipkite dėmesį, kad apdirbant plastikus daug sunkiau išlaikyti tikslius tolerancijos nuokrypius, nes medžiagos yra lanksčios, nebent atitinkamas plastikas yra labai standus – „Tufnol“ / „Garolite“ yra plastikas, leidžiantis taikyti tikslius tolerancijos nuokrypius. Taip pat yra tendencija, kad apdirbant plastikinius ruošinius atsiranda vidinių įtempių, dėl kurių detalės gali būti labai iškraipytos / netiksliai išdėstytos.

Medžiagos pasirinkimas

RUOŠINYS arba ruošinys yra standartinė medžiagos dalis, iš kurios bus išpjauta detalė. Projektuojant kelių dalių CNC staklių gamybą, patartina atsižvelgti į tiekėjo siūlomus ruošinių dydžius, kad būtų sumažintos atliekos. Detalės ar detalių medžiagų kaina priklauso nuo RUOŠINIO kainos, o ne nuo likusio medžiagos svorio / tūrio.

Gera politika yra palikti apdirbimo paraštę, kad būtų apdirbti visi išoriniai tuščiaviduriai paviršiai, o ne pasikliauti tiksliu pjūviu ir išorinio paviršiaus sutapimu.

Renkantis ruošinį taip pat reikia atsižvelgti į tvirtinimo metodus, kad tinklo gamybos procese būtų galima atlikti kuo mažiau nustatymų pakeitimų.

Medžiagų pasirinkimas pirmiausia yra projektavimo aspektas, tačiau tokie veiksniai kaip apdirbimo paprastumas gali turėti įtakos pasirinkimui. Pavyzdžiui, kietesnės arba mažiau laisvai pjaunamos medžiagos naudojimas, siekiant patenkinti turimų ruošinių atsargas, turės didelės neigiamos įtakos apdirbimo laikui, paviršiaus apdailai ir kainai.

Plastikai ir lengvai pjaunantys metalai, tokie kaip aliuminis ir žalvaris, lengvai apdirbami, todėl sutrumpėja apdirbimo laikas ir kartu išlaidos. Kietos medžiagos, tokios kaip įrankinis plienas ir tos, kurios dirbti grūdintis pavyzdžiui, tam tikro nerūdijančio plieno, apdirbimui turi būti naudojamos staklės su mažesniais įrankių sūkių skaičiais ir ašies padavimo greičiais, todėl apdirbimas lėtesnis ir įrankių susidėvėjimas gerokai padidėja.

Aliuminis paprastai pjauna maždaug 4 kartus didesniu įrankinio plieno pastūmos greičiu ir 8 kartus greičiau nei dauguma nerūdijančio plieno rūšių.

Metalo variantai CNC gamybai:

• Aliuminis įvairiuose lydiniuose ir kietume
• Žalvaris
• Bronza ir jūrinė bronza (nikelio aliuminio bronza)
• Varis kibirkštinio erozijos elektrodams, kontaktorių dalims ir kt.
• Nerūdijantys plienai (austenitiniai, martensitiniai, laisvai pjaunantys)
• Įvairaus kietumo įrankiniai / legiruoti plienai (nuo laisvai pjaunamų iki visiškai sukietėjusių, kuriems reikalingas kibirkštinio erozijos apdirbimas)
• titanas

Plastiko variantai CNC gamybai

• ABS
• Tufnol (pluoštu sustiprinta epoksidinė derva)
• POM (acetalis arba Delrin®))
• Nailonas
• PEEK
• PTFE
• polikarbonato

Apribojimai ir paviršiai

Vidiniai spinduliai

CNC pjovimo metu visi vertikalūs vidiniai vertikalūs kampai turi spindulį, lygų arba didesnį už juos pagaminusio pjovimo įrankio spindulį. Įrankiai / pjovimo įrankiai yra arba apvalūs pagal savo prigimtį, arba apvalūs, nes sukasi. Gaminių ir komponentų konstrukcijose turi būti atsižvelgta į šį apribojimą (arba jis turi būti naudingas).

Nurodant šias ypatybes projektavimo etape, geriau naudoti šiek tiek didesnį spindulį nei freza, iš kurios tikimasi suformuoti ypatybę. Galiniai frezavimo staklės yra efektyviausios, kai gali tęsti frezavimą, tuo pačiu metu sukant vidinį kampą. Jei kampo spindulys yra toks pat kaip įrankio spindulys, freza nustos judėti, kad pakeistų kryptį, ir dėl to kampe gali atsirasti vibracijos žymių, kurias sunku ištaisyti gatavoje detalėje.

Įrankiai tiekiami labai mažų spindulių (įprastai mažiausiai 0.5 mm), tačiau jie yra trumpi ir trapūs. Didžiausias 0.5 mm spindulio frezos pjovimo gylis yra 1.5 mm, todėl jų naudojimas labai apribotas labai mažų, svarbių detalių apdirbimui. Didesni įrankiai ir didesnis vidinis spindulys leis greičiau apdirbti.

Grindų apvadai

Kai elemente valia liečiasi su grindimis, vertikalūs vidiniai spinduliai yra susiję su įrankio skersmeniu (plius kampų išlinkimo tolerancija). GRINDŲ užlaida turėtų būti mažesnė nei vertikalios kampinės užlaidos, kad būtų galima naudoti plokščią frezą be sudėtingo daugiapakopio apdirbimo. Tokios plokščios frezos paprastai turi minimalius kampinius spindulius, tačiau galima naudoti frezą su užapvalintais galais. Spindulį prie pagrindo nustatys frezos antgalio spindulys, ir tai leidžia pjauti greičiau, jei tam spinduliui suteikiamas laisvas tolerancijos nuokrypis ir jo dydis yra MAŽESNIS nei vertikali užlaida.

Apatiniai pjūviai

Kartais neišvengiami pjūviai ir, jei laikomasi tam tikrų reikalavimų, jie neturi didelės įtakos apdirbimo laikui ar įrankių keitimui.

• Atlikite standartinių matmenų (milimetrų žingsniais) išpjovas, kad nereikėtų gaminti nestandartinių įrankių.
• Nėra jokio konkretaus gylio apribojimo įpjovimams, tačiau seklesnis pjūvis yra lengvesnis ir rečiau reikalauja specialių įrankių.
• Įsitikinkite, kad išpjovą galima pasiekti visuose paviršiuose – atsižvelkite į bet kokių iškyšos kampų spindulius, jie turi palikti laisvos vietos išpjovimo įrankio velenui.
• Nenurodykite kampų spindulių, mažesnių nei pjovimo įrankio spinduliai.

Temos

CNC pagamintų detalių sriegiams formuoti naudojami įvairūs būdai: įprasti pjovimo sriegikliai, sriegių formavimo sriegikliai ir sriegių frezavimo sriegikliai. Kad ir kuris variantas būtų geresnis, laikykitės šių taisyklių:

• Naudokite didžiausią ir stambiausią sriegį, kuris yra praktiškai įmanomas šiai funkcijai. Mažesnio skersmens sriegiams reikalingi silpnesni įrankiai, kurie yra labiau linkę lūžti.
• Sriegio pjovimo apribokite iki 3 kartų didesnio skersmens – arba, jei įmanoma, mažesnio.
• Atidžiai nurodykite sriegius ir gylius, kad išvengtumėte klaidingų apdirbimo pagal skersmenis interpretacijų.
• Aklinose skylėse nurodykite nesriegtos skylės gylį, kad išvengtumėte dugno ir būtų galima išpjauti skyles.

Paviršiaus apdaila

CNC staklių gamintojai siūlo įvairių tipų apdailą:

• Apdirbta arba inžinerinė apdaila leidžia pasiekti maksimalų praktinį pastūmos greitį ir gali būti kintama skirtingose ​​vienos detalės savybėse.
• Granatų pūtimo būdu, naudojant granato granules oro sraute, gaunamas matinis ir vienodas paviršius – tai atliekama rankiniu būdu (nebent tai būtų dideli gamybos kiekiai, kai tai galima automatizuoti). Maskavimas ir skylių užkimšimas siekiant išlaikyti didelio tolerancijos plotus padidina išlaidas.
• Satininis ir skaidrus anodavimas sukuria vienodą matinį arba pusiau blizgų oksido paviršių ant aliuminio dalių – gali būti spalvotas arba skaidrus.
• Kietasis anodavimas yra storesnis ir atsparesnis dilimui / korozijai nei satinas arba skaidrus.
• Miltelinis dažymas yra miltelinis, elektrostatiniu būdu užtepamas ir termiškai kietinamas dažymo procesas. Tai tvirtas sluoksnis, kuris yra daug atsparesnis nei tirpiklių pagrindu pagaminti arba epoksidiniai dažai.