Obróbka CNC służy do produkcji niestandardowych części o dużej wytrzymałości i ścisłej tolerancji, nadaje się zarówno do produkcji wielkoseryjnej, jak i jednorazowej. W rzeczywistości obróbka CNC jest obecnie najbardziej opłacalnym sposobem wytwarzania metalowych prototypów. Ze względu na te zalety był on szeroko stosowany w wielu dziedzinach.
Ale przed zaprojektowaniem części do obróbki CNC, pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić, to zrozumieć, jak działa maszyna CNC?
Proces obróbki CNC
Obróbka CNC to technologia produkcji subtraktywnej. W systemie CNC materiał jest usuwany z bryły przy użyciu różnych narzędzi skrawających, które obracają się z dużą prędkością, tworząc część opartą na rysunku projektu. Narzędzia tnące odgrywają ważną rolę w procesie obróbki, jest to ta, która bezpośrednio styka się z obrabianym przedmiotem i odcina dodatkowy materiał, aby uzyskać pożądane cechy.
Najczęściej stosowane narzędzia skrawające CNC (narzędzia frezarskie i wiertła) mają cylindryczny chwyt o pewnym kształcie końcówki tnącej i ograniczonej długości cięcia. Te dwie cechy narzędzia tnącego ograniczają jego zdolność cięcia. Ze względu na geometrię narzędzia nie można tworzyć wewnętrznych pionowych prostokątnych narożników. Ze względu na długość cięcia niektóre funkcje, takie jak głębokie małe otwory, podcięcia nie mogą być obrabiane za pomocą procesu obróbki CNC.
Wskazówki dotyczące projektowania CNC
Aby w pełni wykorzystać możliwości obróbki CNC, należy przestrzegać pewnych zasad projektowania dla produkcji. Tutaj, jako doświadczony producent CNC w Chinach, opracowaliśmy kompleksowe wytyczne z najlepszymi praktykami projektowymi do obróbki CNC. Te przydatne wskazówki są opisane w następujący sposób:
1. Dodaj promień w wewnętrznym pionowym narożniku
Ponieważ frezarki CNC mają kształt cylindryczny, podczas cięcia ścian wewnętrznych pozostawi promień na narożnikach pionowych. Chociaż promień narożnika można zmniejszyć za pomocą narzędzia o mniejszej średnicy, nie można utworzyć wewnętrznego pionowego narożnika bez względu na to, jakiej małej średnicy narzędzia używasz. Małe narzędzie będzie pracować z wieloma przebiegami przy niższej prędkości, aby uzyskać mały promień, co zwiększyłoby czas i koszt obróbki.
Tak więc, projektując część do obróbki CNC, lepiej dodaj promień co najmniej 1/3 głębokości wnęki i użyj tego samego promienia we wszystkich krawędziach wewnętrznych
2. Ogranicz głębokość ubytków
Ze względu na ograniczoną długość cięcia, narzędzia zazwyczaj działają najlepiej przy cięciu wnęk o głębokości do 2-3 razy większej od ich średnicy. Frezowanie wgłębień o głębokości większej niż 4x średnica narzędzia znacznie zwiększy trudności z obróbką i pęknięciem narzędzia, a tym samym spowoduje dodatkowe koszty obróbki.
Jeśli to możliwe, zrób kieszeń o głębokości mniejszej niż 4-krotność średnicy narzędzia.
3. Zwiększ grubość cienkich ścian
Cienka ściana jest trudna do obróbki, jest łatwa do odkształcenia lub złamania podczas procesu obróbki CNC. Obróbka cienkich ścianek wymaga wielu przejść przy niskich głębokościach skrawania, a cienkie elementy są również bardzo podatne na drgania, więc precyzyjna obróbka jest trudna i zwiększa czas obróbki.
Jeśli to możliwe, lepiej zaprojektować ściany grubsze niż 0,8 mm dla części metalowych i zachować minimalną grubość ścianki powyżej 1,5 mm dla części z tworzyw sztucznych.
4. Ogranicz długość wątków
Jeśli chodzi o długość nici, możemy pomyśleć, że im dłuższe gwinty, tym silniejsze zapewnia połączenie. Badania pokazują, że nici dłuższe niż 1,5-krotność średnicy otworu w rzeczywistości nie zwiększają siły połączenia.
Aby zapewnić dobre mocowanie, lepiej zaprojektować gwint o minimalnej długości 1,5 raza i maksymalnej długości 3 razy większej niż średnica otworu.
5. Określ tolerancje tylko wtedy, gdy jest to konieczne
Większa dokładność wymagana na obrabianych częściach zwiększy koszty obróbki CNC, ponieważ zwiększa czas obróbki i koszty pracy. Tolerancje należy określać oszczędnie i tylko wtedy, gdy jest to konieczne.
Jeśli określona tolerancja nie jest zdefiniowana na rysunku technicznym, części będą obrabiane przy użyciu standardowej tolerancji (± 0,125 mm lub lepszej), co jest wystarczające dla większości cech niekrytycznych.
6. Zmniejsz małe funkcje
Małe elementy, takie jak mikro-otwory (o średnicy mniejszej niż 2,5 mm) zwiększą trudność obróbki i czas obróbki, dlatego należy ich unikać, chyba że jest to absolutnie konieczne.
7. Projekt z wygrawerowanym tekstem nad tłoczonym tekstem
Jeśli konieczne jest dodanie tekstu na częściach obrabianych CNC, wygrawerowany tekst jest korzystniejszy niż tekst tłoczony, ponieważ do usunięcia tekstu grawerowanego potrzebny jest mniej materiału. Zalecane jest użycie czcionki Sans-Serif (takiej jak Arial lub Verdana) o rozmiarze co najmniej 20 punktów. Wiele maszyn CNC ma zaprogramowane procedury dla tych czcionek.
Wskazówka bonusowa
Przy projektowaniu do obróbki CNC zaleca się projektowanie części, które mogą być obrabiane w jak najmniejszej liczbie konfiguracji, a najlepiej tylko w jednym ustawieniu. Na przykład część, która ma ślepe otwory po obu stronach, zostanie obrobiona w dwóch konfiguracjach, ponieważ należy ją obrócić, aby uzyskać dostęp do obu stron. Mniejsza konfiguracja zmniejszy czas ponownego ustawiania przedmiotu obrabianego i zwiększy dokładność obrabianych części.
