Vodič za dizajn CNC obrade

Jack Lie Stručnjak za CNC mašinsku obradu

Specijalizirani za CNC glodanje, CNC tokarenje, 3D štampanje, lijevanje uretana, brzu obradu alata, brizganje, livenje metala,


Definicija CNC obrade

Općenito govoreći, obrada kompjuterske numeričke kontrole (CNC) je tehnika proizvodnje dedukcije koja proizvodi gotove dijelove uklanjanjem slojeva iz čvrstih blokova koji se nazivaju praznima. CNC glodanje, jedan od glavnih tipova CNC obrade, koristeći rezni alat koji se rotira brzinom od nekoliko hiljada rotacija u minuti (RPM) za precizno uklanjanje materijala dok se ne postigne opći oblik. Osim glodanja, CNC obrada također može koristiti strugove i bušilice za proizvodnju dijelova ili funkcija.
Kao kompjuterski kontrolisan proizvodni proces, CNC obrada proizvodi delove bazirane na modelu kompjuterski potpomognutog dizajna (CAD), koji se šalje na CNC mašinsku alatku preko softvera za kompjuterski potpomognutu proizvodnju (CAM).
CNC alatni strojevi rade na promjenjivom broju osa. Tradicionalni troosni CNC alatni stroj može promijeniti rad i radne dijelove tri linearne ose X, Y i Z. Ova tehnika je najefikasnija za relativno jednostavne, plitke dijelove. Alatna mašina sa pet osa može raditi zajedno sa tri linearne ose, kao i oko dve rotacione ose. Ovaj složeniji i dublji rez se može izvesti, proširujući dizajnerski potencijal dijela.
Zbog svoje visoke preciznosti, velike brzine i visokog stepena automatizacije, CNC obrada je postala jedan od najčešće korištenih subtraktivnih proizvodnih procesa. Jedna od najčešćih upotreba ove tehnologije je izrada metalnih prototipova, jer je to trenutno jedna od najefikasnijih metoda za proizvodnju malih serija ili pojedinačnih metalnih dijelova. CNC obrada je također vrlo skalabilan, što znači da se može koristiti za jednokratnu proizvodnju i prototipove, kao i za proizvodnju malih ili velikih serija.
CNC obrada pruža mnoge prednosti za proizvođače, uključujući visok nivo automatizacije, izuzetnu pouzdanost, ponovljivost i visoku geometrijsku tačnost. Proces takođe obezbeđuje odličnu završnu obradu delova i pruža izuzetnu stabilnost.
Srećom, ako se ova ograničenja uzmu u obzir u procesu dizajna, vrijeme proizvodnje i troškovi mogu se smanjiti, a proces proizvodnje se također može optimizirati.

Ograničenje dizajna CNC obrade

CNC obrada je popularan proizvodni proces jer može proizvesti širok raspon dijelova, od jednostavnih oblika do složenih struktura. Međutim, kao i svaka proizvodna tehnologija, CNC obrada također ima neke ograničenja dizajna. Rastavljamo ih na sljedeći način kako bismo bili sigurni da su vaši proizvodi optimalno dizajnirani da zadovolje naše mogućnosti CNC obrade.

tolerancije

Prilikom podnošenja proizvodnog dizajna, korisno je uključiti prihvatljiv raspon ili tolerancije dimenzija svakog dijela. Tolerancije moraju biti potvrđene da bi se ispunili funkcionalni zahtjevi datog dijela.
Iako CNC obrada može postići vrlo uske tolerancije, važno je zapamtiti da veće tolerancije od naših standarda usluga često rezultiraju dužim vremenom proizvodnje i većim troškovima.
Ako u dizajnu proizvoda nije navedena posebna tolerancija, Rapid direct održava standardnu toleranciju od +/- -.005 za metalne dijelove i +/- .010 za plastične dijelove. Moguće su čvršće tolerancije, iako može potrajati više vremena za implementaciju jer se stopa okretaja u minuti mora smanjiti da bi se razmotrila veća preciznost.

ugao

With CNC glodanje, važno je znati da će sve unutrašnje vertikalne ivice ili zidovi imati radijus, a ne pravi ugao. To je zato što su alati koji se koriste u CNC glodanju cilindrični, što znači da ne mogu proizvesti ravne ivice. Ova vrsta ugla naziva se ugao unutrašnjeg ugla.
Prilikom projektovanja delova, uzimanje u obzir unutrašnjeg ugla može učiniti proizvodni proces efikasnijim. Na primjer, preporučljivo je odrediti nestandardni radijus kako bi se omogućilo da se alat slobodno seče i okreće bez zaustavljanja i ponovnog postavljanja. Osim toga, glodanje okruglih uglova većeg radijusa je brže i jeftinije od manjeg radijusa.

Undercuts

Budući da se standardne glodalice ne mogu koristiti za obradu, korištenje podrezivanja za dijelove treba izbjegavati kod CNC obrade. Prije svega, ako geometrija skošenja nema standardnu dimenziju, potrebno je izraditi prilagođeni alat za obradu, što će značajno povećati vrijeme i troškove obrade. Stoga, ako je prilagođeni dio potrebno obrezati, uvjerite se da ima standardne dimenzije.
Drugo, budući da je dužina CNC alata ograničena, podrezivanje se ne može napraviti preduboko. Ako je preduboko ili je pozicija teško dostupna, nećemo ih moći proizvesti jer im CNC alati ne mogu pristupiti.

Debljina zida

CNC obrada, kao i drugi proizvodni procesi, važna je kako bi se jamčilo da dizajn vašeg dijela zadovoljava minimalnu debljinu zida. Općenito, preporuča se odabrati što deblji i izbjegavati vrlo tanke zidove ili zidove. To je zato što tanke ili tanke karakteristike CNC alata lako mogu uzrokovati vibracije, koje mogu uzrokovati prekid ili oštećenje.
Standardna minimalna debljina zida za CNC obrađene metale je 0,030” (~0,76 mm) i 0,060” (~1,5 mm) za plastiku.

Thread

Ako je dio strojno obrađen do svoje određene veličine i oblika, dodavanje niti moguće je korištenjem reznih slavina, reznica za oblikovanje ili glodala za navoje. Kada dizajnirate svoje dijelove, korisno je odabrati najveću moguću veličinu navoja jer manje slavine imaju veći rizik od pucanja tokom procesa proizvodnje.
Ako je moguće, izbjegavajte i duboke navoje, jer će duboke rupe dovesti do većih troškova proizvodnje (ako su potrebni prilagođeni alati). Isto tako, pridržavanje prilagođenih veličina navoja u dizajnu vašeg dijela može pomoći u smanjenju troškova i vremena proizvodnje.

CNC glodanje

U brzom vodiču pružamo niz usluga CNC obrade, uključujući jedan od najčešćih CNC procesa: CNC glodanje. U procesu CNC glodanja, na alatnu mašinu se instalira blanko materijala, gde se rezni alat (kao što je krajnji mlin) rotira da seče sirovi materijal. Ovi alati rotiraju izuzetno velikom brzinom, hiljadama rotacija u minuti (RPM) kako bi uklonili materijal iz završnog dijela.

Brzi savjeti za CNC glodanje

Insistirajte na zaobljenim unutrašnjim uglovima: Nemoguće je stvoriti oštar unutrašnji ugao jer se tokom CNC glodanja koriste okrugli rotirajući alati.
Koristite najveći mogući radijus: što je veći alat koji se koristi, brže se može ukloniti materijal. Uvjerite se da je najveći mogući unutrašnji radijus integriran u dizajn, što će olakšati proces glodanja.

CNC tokarenje

Na rotirajuću steznu glavu ugrađuje se blanko materijal CNC proces tokarenja. Kada fiksni alat radi, stezna glava će pomjeriti dio. CNC strugovi veoma su pogodni za izradu simetričnih delova duž centralne ose. Obično su brži i jeftiniji od CNC proizvoda za glodanje.

Brzi savjeti za CNC tokarenje

držite se dalje od oštrih unutrašnjih uglova: slično CNC glodanju, CNC struganje takođe može da obrađuje spoljne i unutrašnje filete.
Simetričan, ali ne previše tanak ili predugačak: Ako je dio dizajniran da bude predugačak ili pretanak, rotacija će postati nestabilna tokom proizvodnog procesa, što uzrokuje probleme u proizvodnji.

Izbor materijala

Kao subtraktivni proizvodni proces, CNC obrada proizvodi dijelove iz komada sirovina (metal ili plastika). Ovaj blok se naziva prazan materijal. Bez obzira koji materijal koristite, odabir ispravne veličine prazna materijala je ključni proizvodni proces. Općenito, mudro je odabrati blanko čija je veličina najmanje 0,125″ (~0,3 cm) veća od konačne dimenzije dijela kako bi se objasnila nedosljednost sirovina. U međuvremenu, izbjegavajte korištenje prevelikih praznina kako biste minimizirali materijalni otpad.

Metali

Općenito govoreći, metale visoke žilavosti je lakše obraditi jer ih CNC glodalice mogu lakše rezati i postići veće brzine. Na primjer, mesing je jedan od najlakših metala za obradu zbog svoje dobre duktilnosti. Razlog zbog kojeg je aluminijska legura također vrlo pogodna za CNC obradu je brzo vrijeme proizvodnje.

polimer

Iako je obrada termoplasta moguća, svojstva materijala polimera i dalje predstavljaju izazov za CNC obradu. Prije svega, zbog loše toplinske provodljivosti, mnogi termoplasti se tope ili savijaju kada dođu u kontakt sa CNC glodalicama ili burgijama. Međutim, za one dijelove koji nemaju zahtjeve za čvrstoćom i tvrdoćom metala, termoplasti mogu biti jeftinija alternativa.

CNC obrada površina

Naknadna obrada je završni korak u procesu CNC obrade. U brzom vodiču nudimo veliki broj površinske obrade da dovršite svoje završne dijelove i učinite da oni ispunjavaju vaše specifične zahtjeve. Treba napomenuti da je u CNC mašinskoj obradi naknadna obrada opciona jer je kvalitet obrađenih delova već veoma visok (pogledajte As-mleding).

Anodizacija (tip II ili tip III)

Anodiziranje nudi odlične mehaničke dijelove otporne na koroziju, povećavajući tvrdoću i otpornost na habanje površine, kao i rasipanje topline. Eloksiranje je najčešća površinska boja i temeljna završna obrada jer pruža visokokvalitetnu površinsku obradu. Brzi vodič nudi dvije vrste anodizacije: tip II, koji je otporan na koroziju; Tip III je deblji i povećava sloj otpornosti na habanje. Oba ova procesa eloksiranja omogućavaju širok raspon završnih boja.

As-Milled

Kao poliranje površine za brušenje, obezbeđuje najbrži obrt delova i ne zahteva naknadnu obradu. Završna obrada brušenih dijelova je ekvivalentna 125 µin Ra, a zahtjev se može povećati na 63, 32 ili 16 µin Ra. Manje oznake alata mogu i dalje biti vidljive na zadnjem dijelu.

Praškasto premazivanje

Praškasti premaz se raspršuje direktno na obrađene dijelove u procesu prskanja prahom. Obloženi dio se zatim peče u pećnici kako bi se formirao izdržljiv sloj otporan na habanje i koroziju. Postoji širok raspon boja koje su opcione u procesu praškastog premaza.

Bead Blast

Peskarenje je puhanje malih staklenih perli na površinu obrađenog dijela na kontroliran način. Rezultat ove tehnike je glatka površina mat teksture. U procesu oblikovanja, različiti materijali – kao što su pijesak, granat, ljuske oraha i metalne perle – nanose se na čiste dijelove ili se pripremaju za naknadnu površinsku obradu.

Brzi savjeti za maksimiziranje CNC dijelova za obradu

Pojednostavite dizajn proizvoda

Ako je moguće, pojednostavljivanje dizajna proizvoda obično će dovesti do bržeg vremena proizvodnje i nižih troškova. Razlog je što će se za stvaranje složenih struktura i površina koristiti mnogo malih rezova, koji zahtijevaju duže vrijeme izvođenja od jednostavnijih i većih rezova na ravnoj površini.

Smanjite izmjene alata

Na osnovu savjeta, pojednostavljivanje dizajna i osiguravanje da integrira dosljedne veličine radijusa unutrašnjeg ugla i rupa može drastično smanjiti vrijeme obrade. Drugim riječima, ako je moguće korištenje iste veličine će smanjiti broj zamjene alata, a svaka zamjena alata koštat će dodatno vrijeme i troškove.

Pravilno birajte materijale

Kao što je već spomenuto u vodiču, izbor materijala može imati veliki utjecaj na vrijeme proizvodnje i cijenu CNC obrade. Ako je moguće, birajte materijale koji imaju dobru obradivost, kao što su mesing ili aluminij. Za one primjene koje ne zahtijevaju tvrdoću i čvrstoću metala, CNC obrada plastičnih materijala također može pomoći u smanjenju troškova, jer su materijalni blankovi jeftiniji.

Uzmite u obzir tolerancije i debljinu zida

Veće tolerancije i tanji zidovi često uzrokuju veće troškove u CNC obradi, jer će za postizanje veće preciznosti rezova biti potrebno vrijeme. Ako vaš proizvod ili komponenta imaju dozvoljeni raspon tolerancije, molimo odaberite nižu toleranciju kako biste smanjili vrijeme proizvodnje i troškove. Isto vrijedi i za debljinu zida: ako je moguće, odaberite veći dodatak za debljinu zida.

Inzistirajte na završnoj obradi na jednoj površini

Obrada površine je obično završna faza procesa CNC obrade, što takođe može uticati na cenu vašeg celog projekta. Odabir jedne površine za svoj dio ili proizvod može donijeti bolje vrijeme i ekonomičnost. Ako je potrebno više površinskih tretmana, to i dalje pomaže u smanjenju broja različitih površinskih tretmana potrebnih.