A fim fazer o uso completo da capacidade do CNC que faz à máquina, os desenhistas devem seguir regras de fabricação específicas. Mas este pode ser um desafio porque não há nenhum padrão do setor específico. Neste artigo, nós compilamos um guia detalhado com melhores práticas do projeto para fazer à máquina do CNC.
Nós centramo-nos sobre a descrição da possibilidade de sistemas modernos do CNC, ignorando os custos relacionados. Para a orientação em projetar as peças eficazes na redução de custos para o CNC, refira por favor este artigo.
Fazer à máquina do CNC
Fazer à máquina do CNC é uma tecnologia fazendo à máquina subtractive. No CNC, as várias (milhares de RPM) ferramentas de gerencio de alta velocidade são usadas para remover os materiais dos blocos contínuos para produzir as peças de acordo com modelos do CAD. O metal e o plástico podem ser processados pelo CNC.
As peças fazendo à máquina do CNC têm a precisão dimensional alta e a tolerância restrita. O CNC é apropriado para a produção em massa e o único trabalho. De fato, fazer à máquina do CNC é atualmente a maneira a mais eficaz na redução de custos de produzir os protótipos do metal, comparados mesmo à impressão 3D.
Limitações de projeto principais do CNC
O CNC fornece a grande flexibilidade do projeto, mas há algumas limitações de projeto. Estas limitações são relacionadas aos mecânicos básicos do processo de corte, relativos principalmente para utilizar ferramentas a geometria e o acesso da ferramenta.
1. Geometria da ferramenta
As ferramentas as mais comuns do CNC (moinhos e brocas de extremidade) são cilíndricas com comprimento de corte limitado.
Quando o material é removido do workpiece, a geometria da ferramenta está transferida à divisória feita à máquina. Isto significa que, por exemplo, não importa como pequeno uma ferramenta é usada, o ângulo interno de uma peça do CNC tem sempre um raio.
2. Acesso da ferramenta
A fim remover o material, a ferramenta aproxima o workpiece diretamente de cima de. As funções que não podem ser alcançadas desta maneira não podem ser CNC processaram.
Há uma exceção a esta regra: vendido por menos. Nós aprenderemos como usar-se vendemos por menos no projeto na seção seguinte.
Uma boa prática do projeto é alinhar todas as características do modelo (furos, cavidades, paredes verticais, etc.) com um dos seis sentidos principais. Esta regra é considerada uma recomendação, não uma limitação, porque o sistema do CNC de 5 linhas centrais fornece workpiece avançado que guarda a capacidade.
O acesso da ferramenta é igualmente uma edição ao fazer à máquina características com grandes prolongamentos. Por exemplo, para alcançar a parte inferior da cavidade profunda, uma ferramenta especial com uma linha central longa é exigida. Isto reduz a rigidez do terminal, aumenta a vibração e reduz a precisão realizável.
Os peritos do CNC recomendam projetar as peças que podem ser feitas à máquina com as ferramentas com o diâmetro possível máximo e o comprimento possível o mais curto.
Regras do projeto do CNC
Um dos desafios encontrou frequentemente ao projetar as peças para fazer à máquina do CNC é que não há nenhum padrão do setor específico: Fabricantes da máquina-ferramenta e da ferramenta constantemente para melhorar suas capacidades técnicas e para expandir a escala das possibilidades.
Na seguinte tabela, nós resumimos recomendada e os valores praticáveis das características as mais comuns encontraram nas peças fazendo à máquina do CNC.
1. Cavidade e sulco
Profundidade recomendada da cavidade: largura da cavidade de 4 vezes
O comprimento de corte do moinho de extremidade é limitado (geralmente 3-4 vezes seu diâmetro). Quando a relação da largura da profundidade é pequena, a deflexão da ferramenta, a descarga da microplaqueta e a vibração tornam-se mais proeminentes. Limitando a profundidade da cavidade a quatro vezes sua largura assegura bons resultados.
Se uma profundidade maior é exigida, considere projetar uma parte com uma profundidade variável da cavidade (veja a figura acima para um exemplo).
Trituração profunda da cavidade: uma cavidade com maiores de 6 tempos de uma profundidade o diâmetro da ferramenta é considerada como uma cavidade profunda. A relação do diâmetro da ferramenta à profundidade da cavidade pode ser 30:1 usando as ferramentas especiais (que usam moinhos de extremidade com um diâmetro de 1 polegada, a profundidade máxima é 30 cm).
2. Borda interna
Raio de canto vertical: profundidade da cavidade do ⅓ x (ou maior recomendado)
Usar o valor recomendado do raio de canto interno assegura-se de que a ferramenta apropriada do diâmetro possa ser usada e alinhado com as diretrizes para a profundidade recomendada da cavidade. Aumentar o raio de canto levemente acima do valor recomendado (por exemplo por 1 milímetro) permite que a ferramenta corte ao longo de um trajeto circular em vez de um ângulo de 90 °. Isto é preferido porque pode obter um revestimento mais de alta qualidade da superfície. Se um ângulo interno de uma agudeza de 90 ° é exigido, considere adicionar T-dado forma vendido por menos em vez de reduzir o raio do ângulo.
O raio recomendado da placa inferior é 0.5mm, 1mm ou nenhuns raios; Qualquer raio é praticável
A borda mais baixa do moinho de extremidade é uma borda lisa ou uma borda levemente redonda. Outros raios do assoalho podem ser processados com as ferramentas principais da bola. É uma boa prática do projeto usar o valor recomendado porque é a primeira escolha do operador.
3. Parede fina
Espessura de parede mínima recomendada: 0.8mm (metal) e 1.5mm (plástico); 0.5mm (metal) e 1.0mm (plástico) são praticáveis
Reduzir a espessura de parede reduzirá a rigidez do material, desse modo aumentando a vibração no processo fazendo à máquina e reduzindo a precisão realizável. Os plásticos tendem a entortar (devido ao esforço residual) e a amaciar (devido à elevação da temperatura), assim que recomenda-se usar uma espessura de parede mínima maior.
4. Furo
O diâmetro recomendou o tamanho padrão da broca; Todo o diâmetro maior de 1mm é aceitável
Use um moinho da broca ou de extremidade para fazer à máquina furos. Normalização do tamanho mordido de broca (unidades métricas e inglesas). Os Reamers e os cortadores furando são usados para terminar os furos que exigem tolerâncias restritas. Para tamanhos menos de▽ 20 milímetros, diâmetros padrão são recomendados.
A profundidade máxima recomendou o diâmetro nominal de 4 x; Diâmetro nominal de tipicamente 10 x; diâmetro nominal de 40 x onde praticável
Os furos não padrão do diâmetro devem ser processados com moinhos de extremidade. Neste caso, o limite máximo da profundidade da cavidade aplica-se e o valor recomendado da profundidade máxima deve ser usado. Use uma broca especial (diâmetro mínimo 3 milímetros) para fazer à máquina furos com uma profundidade que excede o valor típico. O furo cego feito à máquina pela broca tem uma placa inferior cônica (um ângulo de 135 °), quando o furo fez à máquina para o fim o moinho é liso. No CNC fazer à máquina, lá não é nenhuma preferência especial entre furos diretos e furos cegos.
5. Linha
O tamanho mínimo da linha é m2; M6 ou maior são recomendados
A linha interna é cortada com uma torneira, e a linha externo é cortada com um dado. As torneiras e os dados podem ser usados para cortar linhas ao m2.
As ferramentas de rosqueamento do CNC são comuns e preferidas por operadores porque limitam o risco de ruptura da torneira. As ferramentas da linha do CNC podem ser usadas para cortar linhas a M6.
O comprimento mínimo da linha é diâmetro nominal de 1,5 x; o diâmetro nominal de 3 x recomendou
A maioria da carga aplicada à linha é carregada por alguns primeiros dentes (até 1,5 vezes o diâmetro nominal). Consequentemente, não mais de 3 vezes o diâmetro nominal da linha é exigido.
Para linhas nos furos cegos cortados com uma torneira (isto é todas as linhas menores do que M6), adicione um igual não rosqueado do comprimento ao diâmetro nominal de 1,5 x na parte inferior do furo.
Quando uma ferramenta da linha do CNC puder ser usada (isto é a linha é maior do que M6), o furo pode correr com seu comprimento inteiro.
6. Características pequenas
O diâmetro de furo mínimo é recomendado ser 2,5 milímetros (0,1 polegadas); 0,05 milímetros (0,005 dentro) são praticáveis
A maioria de oficinas de construção mecânica poderão fazer à máquina exatamente cavidades e furos usando ferramentas menos de 2,5 milímetros (0,1 polegadas) no diâmetro.
Qualquer coisa abaixo deste limite é considerado micromachining. As ferramentas especiais (micro brocas) e o conhecimento perito são exigidos para processar tais características (as mudanças físicas no processo de corte estão dentro desta escala), assim que recomenda-se evitar usá-las a menos que absolutamente necessário.
7. Tolerância
Padrão: ± 0,125 milímetro (0,005 dentro)
Típico: ± 0,025 milímetro (0,001 dentro)
Praticável: ± 0,0125 milímetro (0,0005 dentro)
As tolerâncias definem os limites de dimensões aceitáveis. As tolerâncias realizáveis dependem das dimensões e da geometria básicas da divisória. Os valores acima são diretrizes razoáveis. Se nenhuma tolerância é especificada, a maioria de oficinas de construção mecânica usarão um ± padrão 0,125 milímetros (0,005 dentro) de tolerância.
8. Palavras e rotulação
O tamanho de fonte recomendado é 20 (ou maior), 5mm que rotulam
Os caráteres gravados são caráteres preferivelmente gravados porque menos material é removido. Recomenda-se usar pelo menos fontes de Sans Serif (tais como Arial ou Verdana) com um tamanho de 20 pontos. Muitas máquinas do CNC programaram pre rotinas para estas fontes.
Ajustes da máquina e orientação da parte
O diagrama esquemático das peças que precisam de ser ajustadas diversas vezes é como segue:
O as mencionou mais adiantado, acesso da ferramenta é uma das limitações de projeto principais de fazer à máquina do CNC. Para alcançar todas as superfícies do modelo, o workpiece deve ser girado diversas vezes.
Por exemplo, a parte da imagem acima deve ser girada três vezes no total: dois furos são feitos à máquina em dois sentidos principais, e o terço incorpora a parte traseira da divisória.
Sempre que o workpiece gerencie, a máquina deve ser aferida novamente e um sistema coordenado novo deve ser definido.
É importante considerar por duas razões os ajustes da máquina no projeto:
O número total de ajustes da máquina afeta custos. Girar e realinhar as peças exigem a operação manual e aumentam o tempo de processamento total. Se a peça precisa de ser girada 3-4 vezes, esta é geralmente aceitável, mas exceder este limite é redundante.
A fim obter a precisão posicional relativa máxima, duas características devem ser feitas à máquina na mesma instalação. Isto é porque a etapa nova da chamada introduz um erro pequeno (mas não insignificante).
Fazer à máquina do CNC de cinco linhas centrais
Ao usar um CNC de 5 linhas centrais que faz à máquina, a necessidade para ajustes múltiplos da máquina pode ser eliminada. Multi fazer à máquina do CNC da linha central pode fabricar partes com geometria complexa porque fornecem 2 machados rotatórios adicionais.
Fazer à máquina do CNC de cinco linhas centrais permite que a ferramenta seja sempre tangente à superfície de corte. Uns trajetos mais complexos e mais eficientes da ferramenta podem ser seguidos, tendo por resultado o melhor revestimento da superfície e um mais baixo tempo fazendo à máquina.
Naturalmente, um CNC de 5 linhas centrais igualmente tem suas limitações. A geometria da ferramenta e as limitações básicas do acesso da ferramenta ainda aplicam-se (por exemplo, as partes com geometria interna não podem ser feitas à máquina). Além, o custo de usar tais sistemas é mais alto.
Projeto vendido por menos
Undercuts é as características que não podem ser feitas à máquina com as ferramentas de corte padrão porque algumas de suas superfícies não podem diretamente ser alcançadas de cima de.
Há dois tipos principais de vende por menos: T-sulcos e ensamblagens. Vendido por menos pode ser único-tomado partido ou frente e verso e processado com ferramentas especiais.
A ferramenta de corte do T-sulco é feita basicamente de uma inserção de corte horizontal conectada a uma linha central vertical. A largura do vendido por menos pode variar entre 3 milímetros e 40 milímetros. Recomenda-se usar dimensões padrão para larguras (isto é, incrementos completos do milímetro ou frações padrão da polegada) porque as ferramentas são mais prováveis estar disponíveis.
Para ferramentas da ensamblagem, o ângulo define o tamanho de característica. 45 60 da ensamblagem do ° ferramentas do ° e são consideradas padrão.
Quando projetar partes com vender por menos na parede interna, recorda adicionar bastante afastamento para a ferramenta. Uma boa regra empírica é adicionar pelo menos quatro vezes a profundidade vendida por menos entre a parede feita à máquina e toda a outra parede interna.
Para ferramentas padrão, a relação típica entre o diâmetro de corte e o diâmetro do eixo é 2:1, que limita a profundidade de corte. Quando não padronizado vendido por menos é exigido, a oficina de construção mecânica faz geralmente ferramentas vendidas por menos personalizadas por si só. Isto aumenta prazos e custos de execução e deve ser evitado tanto quanto possível.
o sulco T-dado forma (esquerda), sulco da ensamblagem vendeu por menos (médio) e unilateral vendido por menos (direito) na parede interna
Desenhos técnicos de esboço
Note que alguns critérios de projeto não podem ser incluídos na etapa ou nos arquivos de IGES. Se seu modelo contém uns ou vários do seguinte, os 2D desenhos técnicos devem ser fornecidos:
Furo ou eixo rosqueado
Dimensão da tolerância
Exigências de superfície específicas do revestimento
Instruções para operadores da máquina-ferramenta
Regra empírica
1. projeto as peças que podem ser processadas com a ferramenta do diâmetro o maior.
2. adicione grandes faixas (pelo menos profundidade da cavidade do ⅓ x) a todos os ângulos verticais internos.
3. limite a profundidade da cavidade a 4 vezes sua largura.
4. alinhe as funções principais do projeto ao longo de um dos seis sentidos principais. Se isto não é possível, fazer à máquina do CNC de 5 linhas centrais pode ser selecionado.
5. Quando seu projeto inclui a linha, a tolerância, a especificação de superfície do revestimento ou os outros comentários do operador de máquina, submeta por favor desenhos técnicos com os desenhos.
