CNC-työstöä käytetään tuottamaan räätälöityjä osia, joilla on vahva lujuus ja tiukka toleranssi, se soveltuu sekä suuritehoiseen tuotantoon että kertaluonteisiin töihin. Itse asiassa CNC-työstö on tällä hetkellä kustannustehokkain tapa valmistaa metalliprototyyppejä. Näiden etujen vuoksi sitä on käytetty laajalti monilla alueilla.
Mutta ennen kuin suunnittelet osan CNC-työstettäväksi, sinun on ensin ymmärrettävä, miten CNC-kone toimii?
CNC-työstöprosessi
CNC-työstö on alihankintatekniikka. CNC: ssä materiaali poistetaan kiinteästä lohkosta käyttämällä erilaisia leikkaustyökaluja, jotka pyörivät suurella nopeudella, jotta saadaan aikaan piirustukseen perustuva osa. Leikkuutyökalut ovat tärkeässä osassa työstöprosessissa, sillä se on suoraan kosketuksessa työkappaleen kanssa ja leikkaa pois ylimääräisen materiaalin haluttujen ominaisuuksien tekemiseksi.
Yleisimpiä CNC-leikkuutyökaluja (päätyökalut ja porat) on varustettu sylinterimäisellä varrella, jolla on tietty leikkauskärki ja rajoitettu leikkauspituus. Nämä kaksi leikkaustyökalun ominaisuutta rajoittavat sen leikkauskykyä. Työkalun geometrian vuoksi et voi tehdä sisäisiä pystysuuntaisia kulmia. Johtuen leikkauspituudesta, joitakin ominaisuuksia, kuten syviä pieniä reikiä, alittavuutta ei voida työstää CNC-työstöprosessilla.
CNC-suunnitteluvinkit
CNC-työstön ominaisuuksien hyödyntämiseksi sinun on noudatettava tiettyjä Design for Manufacturing -sääntöjä. Täällä, kokeneena CNC-valmistajana Kiinassa, olemme laatineet kattavat ohjeet CNC-työstön parhaista suunnittelukäytännöistä. Näitä hyödyllisiä vinkkejä kuvataan seuraavasti:
1. Lisää säde sisäiseen pystysuuntaan
Koska CNC-jyrsintätyökalut ovat sylinterimäisiä, sisäpintoja leikkaessaan se jättää säteen pystysuoriin kulmiin. Vaikka kulman sädettä voidaan pienentää käyttämällä pienempää halkaisijaa, et voi tehdä sisäistä pystysuoraa kulmaa riippumatta siitä, kuinka pieni työkalun halkaisija käytät. Ja pieni työkalu toimii useita kulkee pienemmällä nopeudella pienen säteen saavuttamiseksi, mikä lisäisi työstöaikaa ja kustannuksia.
Niinpä, kun suunnittelet osaa CNC-työstöön, lisää vähintään 1/3 syvyyden syvyyssäde ja käytä samaa sädettä kaikissa sisäisissä reunoissa
2. Rajoita onteloiden syvyyttä
Rajoitetuksi leikkauspituudeksi työkalut toimivat tyypillisesti parhaiten, kun leikataan syvennyksiä, joiden syvyys on jopa 2-3 kertaa niiden halkaisija. Jyrsintäsyvennykset, joiden syvyys on yli 4x, työkalun halkaisija lisäävät suuresti työstöongelmia ja työkalun rikkoutumista, jolloin lopulta saadaan ylimääräisiä työstökustannuksia.
Jos mahdollista, tee tasku alle 4 kertaa työkalun halkaisija.
3. Lisää ohuiden seinien paksuutta
Ohut seinä on vaikeasti työstettävissä, se on helppo muodostaa tai murtua CNC-työstöprosessin aikana. Ohutseinäiset työstöt vaativat useita kulkureittejä alhaisilla syvyyssyvyyksillä, ja ohuet ominaisuudet ovat myös hyvin alttiita tärinälle, joten niiden työstäminen on haastavaa ja lisää työaikaa.
Joten, mikäli mahdollista, metalliosien suunnitteluseinät ovat paksumpia kuin 0,8 mm, ja muoviosien seinämänpaksuus on vähintään 1,5 mm.
4. Rajoita langojen pituus
Mitä tulee kierteen pituuteen, voimme ajatella, että mitä pidemmät kierteet ovat, sitä vahvempi yhteys on. Tutkimukset osoittavat, että reiät, joiden pituus on yli 1,5 kertaa reiän halkaisija, eivät todellisuudessa lisää yhteyden lujuutta.
Jotta saadaan aikaan hyvä kiinnitys, parempi muotoilu kierteet, joiden vähimmäispituus on 1,5 kertaa ja maksimipituus 3 kertaa reiän halkaisija.
5. Määritä toleranssit vain, kun se on tarpeen
Koneistetuilla osilla vaadittu tarkkuus lisää CNC-työstökustannuksia, koska se lisää työaikaa ja työvoimakustannuksia. Toleranssit on määriteltävä säästävästi ja vain tarvittaessa.
Jos tekniseen piirustukseen ei ole määritelty erityistä toleranssia, osat työstetään käyttämällä standardin toleranssia (± 0,125 mm tai parempi), joka riittää useimpiin ei-kriittisiin ominaisuuksiin.
6. Vähennä pieniä ominaisuuksia
Pienet ominaisuudet, kuten mikroreiät (halkaisijaltaan alle 2,5 mm) lisäävät työstöongelmia ja työstöaikaa, joten niitä tulisi välttää, ellei se ole ehdottoman välttämätöntä.
7. Suunnittele kaiverrettu teksti kohokuvioidun tekstin yli
Jos on tarpeen lisätä tekstiä CNC-työstetyille osille, kaiverrettu teksti on suositeltavampi kuin kohokuvioitu teksti, koska vähemmän materiaalia tarvitaan kaiverretun tekstin poistamiseksi. Ja suositellaan Sans-Serif-fontin (kuten Arial tai Verdana) käyttöä, jonka koko on vähintään 20 pistettä. Monissa CNC-koneissa on valmiiksi ohjelmoitu rutiineja näille fonteille.
Bonusvinkki
Kun suunnittelet CNC-työstöä, on suositeltavaa suunnitella osia, jotka voidaan työstää mahdollisimman vähän ja mieluiten vain yhdessä asennuksessa. Esimerkiksi osa, jossa molemmilla puolilla on sokeita reikiä, työstetään kahdessa asennossa, koska se on pyöritettävä, jotta pääset molemmille puolille. Vähemmän asetus vähentää työkappaleen uudelleenohjausaikaa ja lisää koneistettujen osien tarkkuutta.
