Panduan Reka Bentuk CNC

Petua reka bentuk umum

Cuba elakkan dinding nipis: Ini adalah panduan nisbah aspek, bukannya had ketebalan tertentu. Sebagai peraturan, ketinggian dinding tegak tidak boleh melebihi 3 kali ganda ketebalan amnya.

Dinding nipis sering diperlukan tetapi ia mewakili kesukaran dalam pemesinan;

• Ia berkemungkinan bergetar semasa memotong, meningkatkan kemasan gemeretuk
• Ia berkemungkinan akan terpesong dari pemotong, memerlukan potongan yang lebih banyak dan lebih nipis untuk mengekalkan ketepatan dimensi.
• Apabila ia menyokong elemen reka bentuk yang lain, elemen tersebut semakin mudah terdedah kepada ralat dan isu kualiti.

Ketebalan minimum standard untuk dinding ialah 0.8mm sebagai panduan umum untuk logam dan 1.5 mm untuk plastik. Walau bagaimanapun, ini bukanlah had tetap - jika dinding disokong pada lebih banyak sisi, ketebalan umum boleh dikurangkan dengan selamat.

Jika dinding yang nipis dan kurang disokong merupakan keperluan reka bentuk, pertimbangkan untuk menggantikan bahagian yang dimesin dengan komponen kepingan yang dipotong atau dimesin 2D.

Elakkan ciri-ciri yang mustahil untuk mesin CNC

Bukan semua ciri sesuai untuk dimesin CNC. Memahami keupayaan mesin, jenis pemotong dan persediaan pengapit komponen boleh menghalang kemasukan ciri-ciri yang tidak boleh diprogramkan/dipotong.

Satu contoh ciri yang baik yang tidak dapat dihasilkan semula oleh proses CNC ialah galeri melengkung dalaman. Jika ciri-ciri tersebut penting atau tidak dapat dielakkan, anda boleh mempertimbangkan untuk membahagikan bahagian tersebut untuk menjadikan galeri tersebut menjadi dua bahagian, atau bahagian percetakan 3D logam atau semua komponen untuk membolehkan ciri-ciri yang sebaliknya mustahil.

Elakkan toleransi yang terlalu ketat

Toleransi umum yang sesuai dengan proses mesin yang direka bentuk membolehkan pemprosesan terpantas. Jika toleransi yang lebih ketat diperlukan, toleransi ini perlu dipertimbangkan dengan teliti dan dibuka sehingga had reka bentuk.

Toleransi yang ketat meningkatkan penggunaan pemotong dan masa pemesinan, memerlukan potongan yang lebih banyak dan lebih halus serta pemeriksaan yang lebih teliti. Akan terdapat juga peningkatan kadar sekerap daripada toleransi berlebihan dan faktor-faktor ini boleh meningkatkan kos dengan ketara.

Kurangkan ciri-ciri kepada yang penting

Mengurangkan kelengkungan mungkin mengakibatkan estetika yang tidak boleh diterima, tetapi jika kos merupakan pemacu yang lebih besar, maka kesederhanaan adalah cara untuk mengawalnya, kerana ini akan mengurangkan masa pemotong. Ciri-ciri estetika juga boleh memaksa penggunaan pemesinan 5 paksi, meningkatkan kos pengaturcaraan dan masa mesin.

Sebagai peraturan, adalah dinasihatkan untuk meminimumkan teks, huruf dan ukiran pada bahagian yang dimesin - ciri-ciri ini harus disertakan jika perlu tetapi ia mewakili peningkatan kos dalam pertukaran alat dan pemotongan yang lebih laju.

Teks timbul harus dielakkan, dan menggantikannya dengan teks 'debossed' kerana ia memerlukan kurang penyingkiran bahan dan operasi yang lebih sedikit. Gunakan fon bukan serif dan pertimbangkan proses ukiran lain jika saiz fon kurang daripada 20pt diperlukan, kerana ini memerlukan alat yang luar biasa kecil.

Pertimbangkan hubungan kedalaman-ke-lebar dalam rongga

Rongga yang lebih dalam daripada enam diameter alat menjadi terlalu dalam. Sasarkan had diameter pemotong sebanyak 4 kali sebagai peraturan.

Ciri-ciri lubang dalam meningkatkan risiko alat tergantung, mengurangkan ketepatan dengan membenarkan pesongan alat yang berlebihan, meningkatkan kesukaran dalam membersihkan keratan dan meningkatkan risiko pemotong patah dengan ketara.

Tepi dalaman paksi alat tumpul dengan jejari

Alat pemotong berbentuk silinder, jadi tepi yang tidak berserenjang dengan paksi alat tidak boleh 'tajam', walaupun ada yang boleh, melalui proses tambahan yang banyak. Untuk mengurangkan haus/tekanan alat, panduan yang baik adalah menggunakan filet dalaman yang jejarinya sekurang-kurangnya 1.2 kali ganda jejari pemotong yang dijangkakan.

Tidak digalakkan menggunakan alat yang lebih kecil untuk mencapai jejari/filet sudut dalaman yang lebih kecil melainkan jika ia penting. Satu teknik untuk mengelakkannya adalah dengan menggunakan potongan bawah kecil di kawasan masalah, pada sudut dalaman maya yang berbentuk segi empat sama.

Elakkan kedalaman ketukan yang berlebihan

Mengetuk lebih daripada 3 kali diameter lubang secara amnya tidak bermanfaat dari segi kekuatan dan harus dielakkan. Ini mengurangkan risiko paip pecah yang membawa akibat yang mahal. Jika lubang diketuk tanpa disedari, adalah bermanfaat untuk meninggalkan lubang yang tidak ditebang untuk mengelakkan lubang terkeluar dari dasar, sama ada pada lubang atau keratan yang terperangkap. Mengetuk dasar paip adalah cara yang baik untuk memutuskannya.

Kurangkan ciri-ciri dalaman yang kecil

Sebagai peraturan, pemotong yang lebih kecil daripada 2.5mm tidak digalakkan, menjadikan ciri dalaman sebesar ini atau lebih kecil mustahil. Walau bagaimanapun, ciri luaran boleh menjadi lebih kecil daripada pemotong dalam beberapa aspek - tetapi ingat bahawa pemotong kecil memerlukan potongan cetek dan meningkatkan masa pemesinan dengan ketara.

Cuba gunakan saiz standard untuk lubang

Jika boleh, patuhi langkah gerudi milimeter penuh dalam saiz gerudi dan sasarkan untuk mengehadkan bilangan saiz lubang yang berbeza pada sesuatu komponen. Ini mengelakkan keperluan gerudi/pemotong khusus (yang selalunya dibuat khas) dan mengurangkan keperluan pergerakan alat yang berserenjang dengan pemotong, yang memperlahankan proses.

.

Nasihat Reka Bentuk Khusus

Toleransi Umum

Dalam mereka bentuk bahagian anda, ingat bahawa tepi akan ditanggalkan secara lalai - jadi jika anda mahu ia tajam, nyatakan ini pada lukisan.

Andaikan toleransi umum seperti di bawah:

Anda harus menentukan toleransi pada ciri dan ukuran individu mengikut keperluan reka bentuk. Ketahuilah bahawa toleransi yang lebih ketat memerlukan pemprosesan yang lebih perlahan dan berpotensi pertukaran alat tambahan serta kadar sekerap yang lebih tinggi.

Khususnya, toleransi asas lubang dan asas aci adalah penting untuk fungsi bahagian yang bergerak, jadi ini harus dinyatakan seperti di bawah.

Ambil perhatian bahawa toleransi rapat adalah lebih sukar untuk dipegang dalam pemesinan plastik kerana bahannya fleksibel, melainkan plastik yang dimaksudkan sangat tegar - Tufnol/Garolite ialah plastik yang membenarkan toleransi rapat. Terdapat juga kecenderungan untuk tegasan dalaman dalam plastik kosong dilepaskan oleh pemesinan, yang membawa kepada herotan/ketidaktepatan bahagian yang ketara.

Pilihan Bahan

BLANK, atau bahan kosong ialah kepingan bahan stok yang akan digunakan untuk memotong sesuatu bahagian. Adalah menjadi dasar yang baik untuk mempertimbangkan saiz kosong yang tersedia daripada pembekal semasa mereka bentuk untuk pembuatan CNC berbilang bahagian, bagi meminimumkan pembaziran. Kos bahan untuk sesuatu bahagian atau beberapa bahagian adalah hasil daripada kos BLANK, bukan baki berat/isipadu bahan.

Adalah menjadi dasar yang baik untuk meninggalkan margin dalam pemesinan supaya semua permukaan kosong luar dimesin, daripada bergantung pada padanan potongan dan permukaan luar yang tepat.

Pilihan kosong juga mesti mengambil kira kaedah pengapit, untuk membolehkan bilangan perubahan persediaan minimum dalam proses pembuatan bersih.

Memilih bahan terutamanya merupakan pertimbangan reka bentuk, tetapi faktor seperti kemudahan pemesinan mungkin mempengaruhi pilihan. Contohnya, penggunaan bahan yang lebih keras atau kurang bebas untuk mematuhi stok bahan kosong yang ada akan memberi impak negatif yang ketara terhadap masa pemesinan, kemasan permukaan dan kos.

Plastik dan logam pemotong bebas seperti aluminium dan tembaga dengan mudah dan ini mengurangkan masa mesin dan seterusnya mengurangkan kos. Bahan keras seperti keluli alat dan yang bekerja keras seperti keluli tahan karat tertentu mestilah mesin dengan RPM alat dan kelajuan suapan paksi yang lebih rendah, mengakibatkan pemesinan yang lebih perlahan - digabungkan dengan peningkatan haus alat yang ketara.

Aluminium secara amnya akan memotong kira-kira 4 kali ganda kadar suapan keluli alat dan 8 kali ganda lebih pantas daripada kebanyakan keluli tahan karat.

Pilihan logam untuk pembuatan CNC:

• Aluminium dalam pelbagai aloi dan kekerasan
• Brass
• Gangsa dan gangsa marin (gangsa Nikel Aluminium)
• Kuprum untuk elektrod hakisan percikan api, bahagian kontaktor dll.
• Keluli Tahan Karat (austenit, martensit, pemotongan bebas)
• Keluli alat/aloi dalam pelbagai keadaan kekerasan (daripada pemotongan bebas hingga keras sepenuhnya yang memerlukan pemesinan hakisan percikan api)
• Titanium

Pilihan plastik untuk pembuatan CNC

• ABS
• Tufnol (epoksi tuangan bertetulang gentian)
• POM (Asetal atau Delrin®)
• Nilon
• PEEK
• PTFE
• Polikarbonat

Had dan permukaan

Jejari dalaman

Pemotongan CNC menghasilkan semua sudut menegak dalaman menegak yang mempunyai jejari sama atau lebih besar daripada pemotong yang membuatnya. Alat/pemotong sama ada bulat sifatnya, atau dipotong bulat kerana ia berputar. Reka bentuk produk dan komponen mesti membenarkan (atau mengeksploitasi secara bermanfaat) batasan ini.

Apabila menentukan ciri-ciri ini pada peringkat reka bentuk, adalah lebih baik menggunakan jejari yang sedikit lebih besar daripada pemotong yang dijangkakan untuk membentuk ciri tersebut. Kilang hujung paling cekap apabila ia boleh terus mengisar sambil memusingkan sudut dalaman. Jika jejari sudut adalah sama dengan jejari alat, pemotong akan berhenti bergerak untuk menukar arah dan ini boleh mengakibatkan tanda-tanda gemeretuk di sudut yang sukar dibetulkan pada bahagian yang telah siap.

Alat boleh didapati dalam jejari yang sangat kecil (minimum tipikal 0.5mm) tetapi kedua-duanya pendek dan rapuh. Kedalaman potongan maksimum untuk pemotong jejari 0.5mm ialah 1.5mm, yang mengehadkan kebolehgunaannya kepada ciri-ciri kritikal yang sangat kecil. Alat yang lebih besar dan jejari dalaman yang lebih besar yang terhasil akan membolehkan pemesinan yang lebih pantas.

Fillet lantai

Apabila satu kehendak bertemu dengan lantai dalam sesuatu ciri, jejari dalaman menegak berkaitan dengan diameter alat (ditambah elaun pembelokan). Fillet LANTAI hendaklah lebih kecil daripada fillet sudut menegak, untuk membolehkan pemotong bermuka rata digunakan tanpa pemesinan berbilang laluan yang kompleks. Kilang hujung bermuka rata sedemikian cenderung mempunyai jejari sudut yang minimum - tetapi pemotong hujung bulat boleh digunakan. Jejari di lantai akan ditetapkan oleh jejari hujung pemotong dan ia membolehkan pemotongan lebih pantas jika jejari tersebut diberi toleransi longgar dan saiz yang LEBIH KECIL daripada fillet menegak.

Potongan bawah

Potongan bawah kadangkala tidak dapat dielakkan dan ia tidak banyak mempengaruhi masa pemesinan atau perubahan perkakas jika pertimbangan tertentu dipatuhi.

• Buat potongan bawah dimensi standard (langkah milimeter) untuk mengelakkan keperluan pembuatan alat tersuai.
• Tiada had kedalaman sebenar untuk potongan bawah, tetapi potongan yang lebih cetek adalah lebih mudah dan kurang berkemungkinan memerlukan peralatan tersuai.
• Pastikan potongan bawah boleh dicapai pada semua permukaan - pertimbangkan jejari mana-mana sudut di bahagian atas, ia mesti membenarkan ruang untuk aci alat potongan bawah.
• Jangan nyatakan jejari sudut yang lebih kecil daripada jejari alat potong bawah.

Benang

Pelbagai teknik digunakan untuk membentuk ulir pada bahagian yang dibuat dengan CNC: pili pemotong biasa, pili pembentuk ulir dan kilang ulir. Mana-mana pilihan yang terbaik, ikut peraturan ini:

• Gunakan benang praktikal yang terbesar dan paling kasar untuk ciri tersebut. Diameter benang yang lebih kecil menggunakan alat yang lebih lemah yang lebih mudah rosak.
• Hadkan potongan benang kepada diameter 3x - atau kurang jika boleh.
• Tentukan benang dan kedalaman dengan berhati-hati bagi mengelakkan salah tafsir pemesinan mengikut diameter.
• Tentukan kedalaman lubang tanpa ulir dalam lubang buta untuk mengelakkan dasar lubang terkeluar dan membolehkan keratan dibuat.

Kemasan Permukaan

Jurumesin CNC menawarkan pelbagai kemasan:

• Kemasan mesin atau kejuruteraan membolehkan kadar suapan praktikal maksimum dan boleh berubah-ubah merentasi ciri-ciri satu bahagian.
• Peletupan manik menghasilkan kemasan yang kusam dan seragam daripada ablasi oleh manik garnet dalam aliran udara - dilakukan dengan tangan (melainkan dalam pengeluaran yang besar, di mana ia boleh diautomasikan). Penutup dan penyumbatan lubang untuk mengekalkan kawasan toleransi yang tinggi menambah kos.
• Anodising satin dan jernih menghasilkan permukaan oksida matte atau separa berkilat yang seragam pada bahagian Aluminium - boleh berwarna atau jernih.
• Anodisasi keras lebih tebal dan lebih tahan haus/karat berbanding satin atau jernih.
• Salutan serbuk ialah proses cat berasaskan serbuk, disapu elektrostatik dan diawet haba. Ini adalah lapisan keras yang jauh lebih berdaya tahan daripada cat berasaskan pelarut atau epoksi.