CNC Tasarım Kılavuzu

Genel tasarım ipuçları

İnce duvarlardan kaçınmaya çalışın: Bu, belirli bir kalınlık sınırlaması değil, en boy oranıyla ilgili bir kılavuzdur. Kural olarak, dikey duvar yükseklikleri genel kalınlıklarının 3 katını geçmemelidir.

İnce duvarlar sıklıkla gereklidir ancak işleme açısından zorluklar yaratırlar;

• Kesim sırasında titreşmeleri muhtemeldir ve bu da yüzeyde titreşimli bir görünüme yol açar.
• Bu parçalar kesiciden uzaklaşma eğiliminde olacak ve boyutsal doğruluğu korumak için daha fazla ve daha ince kesimler gerektirecektir.
• Tasarımın diğer unsurlarını destekledikleri durumlarda, bu unsurların hata ve kalite sorunlarına maruz kalma olasılığı giderek artar.

Duvarlar için standart minimum kalınlık, genel bir kılavuz olarak metaller için 0.8 mm ve plastikler için 1.5 mm'dir. Bununla birlikte, bunlar kesin sınırlar değildir; bir duvar birden fazla taraftan destekleniyorsa, genel kalınlık güvenli bir şekilde azaltılabilir.

İnce ve yetersiz destekli duvarların tasarım gerekliliği olduğu durumlarda, işlenmiş parçayı kesilmiş veya 2 boyutlu işlenmiş sac bir bileşenle değiştirmeyi düşünün.

CNC tezgahında işlenmesi imkansız olan özelliklerden kaçının.

Her özellik CNC tezgahında işlenmeye uygun değildir. Makine yeteneklerini, kesici tiplerini ve bileşen sıkıştırma düzeneklerini anlamak, programlanamayan/kesilemeyen özelliklerin eklenmesini önleyebilir.

CNC işlemiyle üretilemeyen bir özelliğe iyi bir örnek, içten kavisli galerilerdir. Bu tür özelliklerin zorunlu veya kaçınılmaz olduğu durumlarda, galeriyi ikiye bölerek parçayı oluşturmayı veya aksi takdirde imkansız olan özellikleri elde etmek için parçanın tamamını veya bir kısmını metal 3D yazıcıda basmayı düşünebilirsiniz.

Aşırı dar toleranslardan kaçının.

Tasarlanan makine işlemine uygun genel toleranslar, en hızlı işlemeyi sağlar. Daha sıkı toleranslar gerektiğinde, bunlar dikkatlice değerlendirilmeli ve tasarımın sınırına kadar açılmalıdır.

Sıkı toleranslar, daha fazla ve daha ince kesimler ve daha yakın inceleme gerektirdiğinden, kesici takım tüketimini ve işleme süresini artırır. Ayrıca, aşırı toleranslama nedeniyle hurda oranı da artacak ve bu faktörler maliyetleri önemli ölçüde artırabilir.

Özellikleri en temel olanlara indirgeyin.

Eğriliğin azaltılması estetik açıdan kabul edilemez sonuçlara yol açabilir, ancak maliyet daha büyük bir etken ise, sadelik bunu sınırlamanın yoludur, çünkü bu kesici takım süresini azaltacaktır. Estetik özellikler ayrıca 5 eksenli işleme kullanımını zorunlu kılabilir ve bu da hem programlama hem de makine kullanım süresinin maliyetini artırır.

Genel kural olarak, işlenmiş parçalar üzerindeki metin, yazı ve gravür işlemlerini en aza indirmek tavsiye edilir; bu özellikler gerekli olduğu durumlarda eklenebilir ancak takım değiştirme maliyetini artırır ve kesme hızını düşürür.

Kabartmalı metinlerden kaçınılmalı ve daha az malzeme çıkarılması ve daha az işlem gerektirdiği için "çukurlaştırılmış" metin kullanılmalıdır. 20 puntodan daha küçük yazı tipi boyutu gerekiyorsa, serif olmayan yazı tipleri kullanılmalı ve diğer oyma işlemleri göz önünde bulundurulmalıdır, çünkü bu alışılmadık derecede küçük aletler gerektirir.

Boşluklardaki derinlik-genişlik ilişkisini göz önünde bulundurun.

Altı takım çapından daha derin oyuklar aşırı derin hale geliyor. Kural olarak, kesici çapının 4 katı derinliği hedefleyin.

Derin kuyu özellikleri, aletlerin takılma riskini artırır, aşırı alet sapmasına izin vererek doğruluğu azaltır, talaşların temizlenmesini zorlaştırır ve kesici kırılma riskini büyük ölçüde artırır.

Yarıçaplı, künt takım ekseni iç kenarları

Kesici takımlar silindirik olduğundan, takım eksenine dik olmayan kenarlar "keskin" olamaz, ancak önemli ek işlemlerle bazıları keskinleştirilebilir. Takım aşınmasını/gerilimini azaltmak için, beklenen kesici yarıçapının en az 1.2 katı yarıçaplı iç yuvarlatmalar kullanmak iyi bir yöntemdir.

Zorunlu olmadıkça, daha küçük iç köşe yarıçapları/pahları elde etmek için daha küçük aletler kullanılması tavsiye edilmez. Bunu önlemek için kullanılabilecek bir teknik, sanal iç köşenin kare olması için sorunlu bölgelere küçük bir alt kesim uygulamaktır.

Aşırı derinliğe kadar vurmaktan kaçının.

Delik çapının 3 katından fazla diş açmak genellikle mukavemet açısından faydalı değildir ve kaçınılmalıdır. Bu, pahalı sonuçlara yol açabilecek kılavuz kırılması riskini azaltır. Delikler kör olarak diş açıldığında, deliğin dibine kadar batmayı veya sıkışan talaşları önlemek için deliğin bir kısmının diş açılmamış bırakılması faydalıdır. Kılavuzun dibine kadar batması, onu kırmanın en iyi yollarından biridir.

Küçük iç özellikleri azaltın

Genel kural olarak, 2.5 mm'den küçük kesiciler tavsiye edilmez; bu da bu boyutta veya daha küçük iç özelliklerin işlenmesini imkansız hale getirir. Bununla birlikte, dış özellikler bazı açılardan kesiciden daha küçük olabilir - ancak küçük kesicilerin sığ kesimler gerektirdiğini ve işleme süresini önemli ölçüde artırdığını unutmayın.

Delikler için standart boyutlar kullanmaya çalışın.

Mümkün olduğunca, matkap uçlarının boyutlarında tam milimetre adımlara sadık kalın ve bir parçadaki farklı delik boyutlarının sayısını sınırlamaya çalışın. Bu, özel matkap/kesicilere (ki bunlar genellikle özel olarak üretilir) olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve işlemi yavaşlatan kesiciye dik takım hareketlerine olan ihtiyacı azaltır.

.

Özel Tasarım Tavsiyeleri

Genel Toleranslar

Parçalarınızı tasarlarken, kenarların varsayılan olarak çapaklarının alınacağını unutmayın; bu nedenle kenarların keskin olmasını istiyorsanız, bunu çizimde belirtin.

Aşağıdaki genel toleransları varsayalım:

Tasarımın gerektirdiği şekilde, her bir özellik ve ölçüm için toleransları belirtmelisiniz. Daha sıkı toleransların daha yavaş işlemeyi, potansiyel olarak ek takım değişikliklerini ve daha yüksek hurda oranlarını gerektirdiğini unutmayın.

Özellikle delik ve mil bazlı toleranslar, hareketli parçaların işlevselliği açısından kritik öneme sahiptir; bu nedenle aşağıdaki gibi belirtilmelidir.

Plastik işlemede, malzemenin esnek olması nedeniyle, hassas toleransların korunmasının çok daha zor olduğunu unutmayın; ancak söz konusu plastik çok sert ise bu durum değişir - Tufnol/Garolite, hassas toleranslara izin veren bir plastiktir. Ayrıca, plastik levhalardaki iç gerilimlerin işleme sırasında serbest kalma eğilimi vardır, bu da parçaların büyük ölçüde bozulmasına/doğruluğunun bozulmasına yol açar.

Malzeme Seçimleri

Ham madde veya malzeme ham maddesi, bir parçanın kesileceği stok malzeme parçasıdır. Çoklu parça CNC imalatı için tasarım yaparken, israfı en aza indirmek için tedarikçiden temin edilebilen ham madde boyutlarını dikkate almak iyi bir uygulamadır. Bir parça veya parçaların malzeme maliyeti, kalan malzeme ağırlığı/hacmi değil, ham madde maliyetinin bir sonucudur.

İşleme sırasında pay bırakmak, hassas kesim ve dış yüzey uyumuna güvenmek yerine, dıştaki boş yüzeylerin tamamının işlenmesini sağlayacak iyi bir uygulamadır.

Üretim sürecinde minimum sayıda kurulum değişikliğine olanak sağlamak için, kalıp seçimi sıkıştırma yöntemlerini de dikkate almalıdır.

Malzeme seçimi öncelikle bir tasarım unsurudur, ancak işleme kolaylığı gibi faktörler de seçimi etkileyebilir. Örneğin, mevcut ham madde stoğuna uymak için daha sert veya daha az serbest kesim özelliğine sahip bir malzeme kullanmak, işleme süresi, yüzey kalitesi ve maliyet üzerinde önemli olumsuz etkiler yaratacaktır.

Plastikler ve alüminyum ile pirinç gibi kolay kesilen metaller kolayca işlenir ve bu da işleme süresini ve dolayısıyla maliyeti düşürür. Takım çelikleri ve bazı paslanmaz çelikler gibi işlenerek sertleşen sert malzemeler, daha düşük takım devir sayısı ve eksen ilerleme hızlarıyla işlenmelidir; bu da daha yavaş işleme ve önemli ölçüde artan takım aşınmasına neden olur.

Alüminyum, genellikle takım çeliğine göre yaklaşık 4 kat daha hızlı ve çoğu paslanmaz çeliğe göre 8 kat daha hızlı kesim yapar.

CNC imalatı için metal seçenekleri:

• Çeşitli alaşımlarda ve sertliklerde alüminyum
• Pirinç
• Bronz ve denizcilik bronzu (Nikel Alüminyum bronz)
• Kıvılcım erozyon elektrotları, kontaktör parçaları vb. için bakır
• Paslanmaz Çelikler (östenitik, martensitik, serbest kesim)
• Çeşitli sertlik seviyelerinde (serbest kesimden kıvılcım erozyonuyla işleme gerektiren tamamen sertliğe kadar) takım/alaşım çelikleri.
• Titanyum

CNC imalatı için plastik seçenekler

• ABS
• Tufnol (elyaf takviyeli dökme epoksi)
• POM (Asetal veya Delrin®))
• Naylon
• DİKİZLEMEK
• PTFE
• polikarbonat

Sınırlamalar ve yüzeyler

İç yarıçaplar

CNC kesiminde, tüm dikey iç köşelerin yarıçapı, onları oluşturan kesici takımın yarıçapına eşit veya ondan daha büyük olur. Takım/kesiciler ya doğaları gereği yuvarlaktır ya da dönmeleri nedeniyle yuvarlak kesim yaparlar. Ürün ve bileşen tasarımları bu sınırlamayı dikkate almalı (veya bundan fayda sağlamalıdır).

Bu özellikleri tasarım aşamasında belirtirken, özelliği oluşturması beklenen kesici takımın yarıçapından biraz daha büyük bir yarıçap kullanmak daha iyidir. Parmak frezeler, iç köşeyi döndürürken frezelemeye devam edebildiklerinde en verimli şekilde çalışırlar. Köşe yarıçapı takım yarıçapıyla aynıysa, kesici takım yön değiştirmek için hareket etmeyi durduracak ve bu da bitmiş parçada düzeltilmesi zor olan köşe titreşim izlerine neden olabilir.

Çok küçük yarıçaplarda (tipik minimum 0.5 mm) takımlar mevcuttur, ancak bunlar hem kısa hem de kırılgandır. 0.5 mm yarıçaplı bir kesici için maksimum kesme derinliği 1.5 mm'dir; bu da kullanım alanlarını çok küçük ve kritik özelliklerle sınırlandırır. Daha büyük takımlar ve bunun sonucunda elde edilen daha büyük iç yarıçaplar, daha hızlı işlemeye olanak sağlayacaktır.

Zemin dolguları

Bir yüzeyin bir tabanla buluştuğu noktada, dikey iç yarıçaplar takım çapıyla (köşe yuvarlama payıyla birlikte) ilişkilidir. Taban yuvarlaması, karmaşık çok geçişli işleme gerek kalmadan düz yüzeyli bir kesici kullanılabilmesi için dikey köşe yuvarlamalarından daha küçük olmalıdır. Bu tür düz yüzeyli freze uçları genellikle minimum köşe yarıçaplarına sahiptir - ancak yuvarlak uçlu bir kesici de kullanılabilir. Tabandaki yarıçap, kesici ucunun yarıçapı tarafından belirlenir ve bu yarıçapa gevşek bir tolerans ve dikey yuvarlamadan DAHA KÜÇÜK bir boyut verilirse daha hızlı kesim sağlar.

Undercut'lar

Alt kesimler bazen kaçınılmazdır ve belirli hususlara uyulduğu takdirde işleme süresini veya takım değişikliklerini büyük ölçüde etkilemezler.

• Özel aletlerin üretilmesine gerek kalmaması için, alt kesimleri standart boyutlarda (milimetre adımlarla) yapın.
• Alt kesimler için gerçek bir derinlik sınırı yoktur, ancak daha sığ kesimler daha kolaydır ve özel alet gerektirme olasılığı daha düşüktür.
• Tüm yüzeylerde alt kesime ulaşılabildiğinden emin olun; çıkıntıdaki köşelerin yarıçaplarını göz önünde bulundurun, bunlar alt kesim aletinin şaftı için yeterli boşluk sağlamalıdır.
• Köşe yarıçaplarını, alt kesme aletinin yarıçapından daha küçük belirtmeyin.

Threads

CNC ile üretilen parçalarda diş açmak için çeşitli teknikler kullanılır: normal kesici kılavuzlar, diş açma kılavuzları ve diş frezeleri. Hangi seçenek en uygun olursa olsun, şu kurallara uyun:

• Bu iş için mümkün olan en büyük ve en kalın dişliyi kullanın. Daha küçük dişli çapları, kırılmaya daha yatkın olan daha zayıf aletlere yol açar.
• Diş açma işlemini çapın 3 katıyla sınırlayın - mümkünse daha azıyla.
• Çap yanlış yorumlamalarından kaçınmak için diş sayısını ve derinliklerini dikkatlice belirtin.
• Kör deliklerde, dibe vurmayı önlemek ve talaşlara yer açmak için dişsiz delik derinliğini belirtin.

yüzey Cilası

CNC tezgah operatörleri çeşitli yüzey işlemleri sunmaktadır:

• İşlenmiş veya mühendislik ürünü yüzey işlemi, maksimum pratik ilerleme hızlarına olanak tanır ve tek bir parçanın farklı özelliklerinde değişkenlik gösterebilir.
• Kumlama işlemi, hava akımı içindeki garnet boncuklarının aşındırması sonucu mat ve düzgün bir yüzey elde edilmesini sağlar; bu işlem elle yapılır (önemli üretim serilerinde otomatikleştirilebilir). Yüksek toleranslı alanları korumak için maskeleme ve delik kapatma işlemleri maliyeti artırır.
• Saten ve şeffaf eloksal kaplama, alüminyum parçalar üzerinde düzgün bir mat veya yarı parlak oksit yüzey oluşturur; bu yüzey renkli veya şeffaf olabilir.
• Sert eloksal kaplama, saten veya şeffaf kaplamaya göre daha kalındır ve aşınmaya/korozyona karşı daha dayanıklıdır.
• Toz boya, toz bazlı, elektrostatik olarak uygulanan ve ısı ile kürlenen bir boya işlemidir. Bu, solvent bazlı veya epoksi boyalara göre çok daha dayanıklı, sağlam bir katmandır.