Водич за дизајн на CNC машинска обработка

Џек Лај Експерт за CNC обработка

Специјализирани за CNC глодање, CNC вртење, 3D печатење, уретанско лиење, брзо алатирање, обликување со инјектирање, лиење метал,


Дефиниција за CNC обработка

Општо земено, обработката со компјутерска нумеричка контрола (CNC) е техника на производство со дедукција која произведува готови делови со отстранување на слоеви од цврсти блокови наречени празни места. ЦПУ глодање, еден од главните типови на CNC обработка, со помош на алатка за сечење која ротира со брзина од неколку илјади вртења во минута (RPM) за прецизно отстранување на материјалот додека не се постигне општа форма. Покрај мелењето, CNC обработката може да користи и стругови и дупчалки за производство на делови или функции.
Како процес на производство контролиран од компјутер, CNC обработката произведува делови засновани на модел со компјутерски потпомогнат дизајн (CAD), кој се испраќа до CNC машината алатка преку софтвер за производство со помош на компјутер (CAM).
CNC машинските алати работат на променлив број на оски. Традиционалната CNC машина со три оски може да ги промени работните и работните делови на трите линеарни оски X, Y и Z. Оваа техника е најефикасна за релативно едноставни, плитки делови. Машинскиот алат со пет оски може да работи заедно со три линеарни оски, како и околу две ротациони оски. Ова покомплексно и подлабоко сечење може да се изврши, проширувајќи го дизајнерскиот потенцијал на делот.
Поради неговата висока прецизност, голема брзина и високиот степен на автоматизација, CNC обработката стана еден од најшироко користените субтрактивни производствени процеси. Една од најчестите употреби на оваа технологија е изработка на метални прототипови, бидејќи ова во моментов е еден од најефикасните методи за производство на мали серии или поединечни метални делови. CNC обработка е исто така многу скалабилен, што значи дека може да се користи за еднократно производство и прототипови, како и за производство на мали или големи серии.
CNC обработката обезбедува многу предности за производителите, вклучувајќи високо ниво на автоматизација, извонредна доверливост, повторливост и висока геометриска точност. Процесот, исто така, обезбедува одлична завршна површина за деловите и обезбедува посебна стабилност.
За среќа, ако овие ограничувања се земат предвид во процесот на дизајнирање, времето и трошоците за производство може да се намалат, а процесот на производство исто така може да се оптимизира.

Дизајн ограничување на CNC обработка

CNC обработката е популарен процес на производство бидејќи може да произведе широк спектар на делови, од едноставни форми до сложени структури. Сепак, како и секоја производна технологија, CNC обработката исто така има некои ограничувања на дизајнот. Ги разложуваме на следниов начин за да се увериме дека вашите производи се оптимално дизајнирани за да ги задоволат нашите способности за CNC обработка.

толеранција

Кога поднесувате производствен дизајн, корисно е да вклучите прифатлив опсег или толеранции на димензиите на секој дел. Толеранциите мора да се потврдат за да се исполнат функционалните барања на даден дел.
Иако CNC обработката може да постигне многу тесни толеранции, важно е да се запамети дека построгите толеранции од нашите стандарди за услуги честопати резултираат со подолго време на производство и повисоки трошоци.
Доколку не е наведена специфична толеранција во дизајнот на производот, Rapid direct одржува стандардна толеранција од +/- -,005 за метални делови и +/- ,010 за пластични делови. Можни се построги толеранции, иако може да биде потребно повеќе време да се имплементира бидејќи стапката на вртежи во минута мора да се намали за да се земе предвид поголемата точност.

агол

Со ЦПУ мелење, важно е да се знае дека сите внатрешни вертикални рабови или ѕидови ќе имаат радиус, а не прав агол. Тоа е затоа што алатките што се користат при CNC мелењето се цилиндрични, што значи дека не можат да произведат прави рабови. Овој тип на агол се нарекува филе од внатрешен агол.
При дизајнирање на делови, земајќи ги предвид филетите од внатрешниот агол може да го направи процесот на производство поефикасен. На пример, се препорачува да се одреди нестандарден радиус за да се овозможи алатот слободно да се сече и врти без да мора да застане и да се препозиционира. Покрај тоа, тркалезните агли со глодање со поголем радиус се побрзи и поевтини од помалиот радиус.

Поткопувања

Бидејќи стандардните глодали не можат да се користат за обработка, треба да се избегнува употреба на поткопчиња за деловите при CNC обработка. Најпрво, доколку геометријата на заобленоста нема стандардна димензија, потребно е да се произведе прилагодена алатка за обработка, што во голема мера ќе ги зголеми времето и трошоците за обработка. Затоа, ако приспособениот дел треба да се исече, проверете дали има стандардни димензии.
Второ, бидејќи должината на CNC алатот е ограничена, не може да се направи премногу длабоко поткопување. Ако е премногу длабоко или е тешко достапно до позицијата, ќе биде невозможно да ги произведеме бидејќи CNC алатките не можат да пристапат до нив.

Дебелина на ѕид

CNC обработката, како и другите производствени процеси, е важна за да се гарантира дека дизајнот на вашиот дел ја исполнува минималната дебелина на ѕидот. Во принцип, се препорачува да се избере најдебелиот можен и да се избегнуваат многу тенки или карактеристики ѕидови. Тоа е затоа што тенките или тенки карактеристики на CNC алатките лесно предизвикуваат вибрации, што може да предизвика прекин или оштетување.
Стандардна минимална дебелина на ѕидот за CNC обработени метали е 0,030” (~0,76 mm) и 0,060” (~1,5 mm) за пластика.

Нишка

Ако некој дел е обработен до одредената големина и форма, се додава нишки е можно со употреба на чешми за сечење, формирање на чешми или глодачи со навој. Кога ги дизајнирате вашите делови, корисно е да се избере најголемата можна големина на конецот бидејќи помалите славини имаат поголем ризик од пукање за време на процесот на производство.
Доколку е можно, избегнувајте и длабоки нишки, бидејќи длабоките дупки ќе доведат до повисоки производствени трошоци (ако се потребни прилагодени алатки). Слично на тоа, придржувањето до сопствените големини на конците во дизајнот на вашиот дел може да помогне да се намалат трошоците и времето на производство.

ЦПУ глодање

Во брз водич, обезбедуваме серија услуги за CNC обработка, вклучувајќи еден од најчестите CNC процеси: ЦПУ мелење. Во процесот на мелење CNC, на машинскиот алат се поставува празно материјал, каде што се ротира алатот за сечење (како што е крајната мелница) за да се исече суровината. Овие алатки ротираат со екстремно големи брзини, илјадници ротации во минута (RPM) за да се отстрани материјалот од последниот дел.

Брзи совети за CNC мелење

Инсистирајте на заоблени внатрешни агли: Невозможно е да се создаде остар внатрешен агол бидејќи се користат тркалезни ротирачки алати за време на CNC мелењето.
Користете го најголемиот можен радиус: колку е поголема алатката што се користи, толку побрзо може да се отстрани материјалот. Уверете се дека најголемиот можен внатрешен радиус е интегриран во дизајнот ќе го олесни процесот на мелење.

CNC вртење

Материјално празно е инсталирано на ротирачка чак за време на CNC процес на вртење. Кога фиксната алатка работи, чак ќе го помести делот. ЦПУ стругови се многу погодни за производство на симетрични делови по централната оска. Тие обично се побрзи и поевтини од производите за мелење со ЦПУ.

Брзи совети за CNC вртење

држете се подалеку од остри внатрешни агли: слично со CNC глодањето, CNC вртењето може да обработи и надворешни и внатрешни филе.
Симетрично, но не премногу тенок или предолг: ако некој дел е дизајниран да биде премногу долг или премногу тенок, ротацијата ќе стане нестабилна во текот на производниот процес, што предизвикува проблеми при производството.

Избор на материјал

Како субтрактивен производствен процес, CNC обработката произведува делови од парче суровина (метал или пластика). Овој блок се нарекува празно материјал. Без разлика каков материјал користите, изборот на правилна големина на празно материјал е клучен процес на производство. Општо земено, мудро е да се избере празно место чија големина е најмалку 0,125″ (~0,3 cm) поголема од димензијата на последниот дел за да се објасни недоследноста на суровините. Во меѓувреме, избегнувајте да користите премногу големи празни места за да се минимизира материјалниот отпад е значаен.

Метали

Општо земено, металите со висока цврстина се полесни за обработка бидејќи CNC машините за мелење можат полесно да ги сечат и да постигнат поголеми брзини. На пример, месингот е еден од најлесните метали за обработка поради неговата добра еластичност. Причината поради која алуминиумската легура е исто така многу погодна за CNC обработка е брзото време на производство.

полимер

Иако преработката на термопластиката е можна, материјалните својства на полимерите сè уште претставуваат предизвици за CNC обработката. Како прво, поради лошата топлинска спроводливост, многу термопластики се топат или виткаат кога ќе дојдат во контакт со CNC фрези или дупчалки. Сепак, за оние делови кои немаат потреба од цврстина и цврстина на метал, термопластиката може да обезбеди поевтина алтернатива.

CNC обработка на површината за обработка

Пост-обработката е последниот чекор во процесот на CNC обработка. На брз водич, обезбедуваме голем број на површински третмани да ги комплетирате вашите последни делови и да ги задоволат вашите специфични барања. Треба да се напомене дека во CNC обработката, пост-обработката е опционална бидејќи квалитетот на обработените делови е веќе многу висок (видете како мелење).

Анодизација (тип II или тип III)

Елоксирањето нуди одлични механички делови отпорни на корозија, зголемувајќи ја цврстината и отпорноста на абење на површината, како и ослободување на топлина. Елоксирањето е најчестата завршна боја и грундирање на површината бидејќи обезбедува висококвалитетна обработка на површината. Брзиот водич нуди два типа на анодизација: Тип II, кој е отпорен на корозија; Типот III е подебел и го зголемува слојот на отпорност на абење. И двата процеса на анодизирање овозможуваат широк опсег на бои.

As-Milled

Како полирање на површината за мелење, обезбедува најбрзи обртни делови и не бара пост-обработка. Површинската завршница на заземјените делови е еквивалентна на 125 µin Ra, а потребата може да се зголеми на 63, 32 или 16 µin Ra. Малите ознаки на алатката сè уште може да се видат на последниот дел.

Облога во прав

Облогата во прав се прска директно на обработените делови во процесот на прскање во прав. Обложениот дел потоа се пече во рерна за да се формира издржлив слој отпорен на абење и отпорен на корозија. Има широк спектар на бои што е опционален во процесот на обложување во прав.

Експлозија на мониста

Детонацијата со монистра е контролирано да се дуваат мали стаклени зрнца на површината на обработениот дел. Резултатот од оваа техника е мазна површина со мат текстура. Во процесот на монистра, различни материјали - како што се песок, гранат, лушпи од орев и метални монистра - се нанесуваат на чисти делови или се подготвуваат за последователна површинска обработка.

Брзи совети за максимизирање на деловите за обработка со CNC

Поедноставете го дизајнот на производите

Ако е можно, поедноставување на дизајнот на производите обично ќе доведе до побрзо време на производство и помали трошоци. Причината е што за создавање на сложени конструкции и површини ќе се користат многу мали резови, кои бараат подолго време на извршување од поедноставните и поголеми резови на рамна површина.

Намалете ги промените на алатките

Врз основа на советите, поедноставувањето на дизајнот и обезбедувањето интегрирање на конзистентни големини на радиусот на внатрешниот агол и дупките може драстично да го намали времето на обработка. Со други зборови, ако е можно користењето на иста големина ќе го намали бројот на замени на алатот, а секоја замена на алатот ќе чини дополнително време и трошоци.

Изберете материјали правилно

Како што беше споменато во упатството претходно, изборот на материјал може да има големо влијание врз времето на производство и цената на CNC обработката. Ако е можно, избирајте материјали со добра обработливост, како што се месинг или алуминиум. За оние апликации за кои не е потребна цврстина и цврстина на металот, CNC обработката на пластичните материјали исто така може да помогне да се намалат трошоците, бидејќи материјалите за заготовки се поевтини.

Внимавајте на толеранциите и дебелината на ѕидот

Повисоките толеранции и потенки ѕидови често предизвикуваат повисоки трошоци при CNC обработката, бидејќи за постигнување на сечење со поголема прецизност ќе биде потребно време. Ако вашиот производ или компонента има дозволен опсег на толеранција, изберете помала толеранција за да го намалите времето и трошоците за производство. Истото важи и за дебелината на ѕидот: ако е можно, изберете поголем додаток за дебелина на ѕидот.

Инсистирајте на завршна обработка на една површина

Површинска обработка обично е последната фаза од процесот на CNC обработка, што исто така може да влијае на цената на целиот ваш проект. Изборот на една површина за вашиот дел или производ може да донесе подобро време и ефикасност. Доколку се потребни повеќе површински третмани, тоа сепак помага да се намали бројот на потребни различни површински третмани.