CNC apdirbimo metalinės dalys: ką kiekvienas inžinierius turėtų žinoti prieš rašydamas spaudinį

CNC apdirbimo metalinės dalys: ką kiekvienas inžinierius turėtų žinoti prieš rašydamas spaudinį

Dauguma CNC apdirbtų dalių matmenų problemų prasideda ne ceche - jos prasideda brėžinyje. Tolerancija, kuri yra griežtesnė, nei gali išlaikyti procesas, sienelės storis, skatinantis plepėti, siūlų išnaša, kuriai trūksta tolerancijos klasės. Kai dalys atkeliauja ir nepavyksta patikrinti, pagrindinė priežastis jau yra prieš tris savaites ir yra PDF faile.

Šis straipsnis suteikia praktinių žinių apie tai, kaip tai padarytiCNC metalinių dalių apdirbimasiš tikrųjų veikia, - ką gali ir ko negali padaryti procesas, kaip medžiagų pasirinkimas paveikia viską, kas vyksta toliau, ir kaip parašyti spaudinį, kuris iš pirmo karto gautų geras dalis. Jokios teorijos dėl savęs. Viskas čia susiję su sprendimais, kuriuos priimsite dirbdami tikrą darbą.

Kas iš tikrųjų yra CNC apdirbimas?

CNC reiškia kompiuterinį skaitmeninį valdymą. Įrenginys nuskaito programą -, paprastai sugeneruotą iš jūsų CAD modelio -, ir judina pjovimo įrankį tiksliais takais, kad pašalintų medžiagą iš metalinio ruošinio. Operatorius nustato mašiną, įkelia programą ir stebi veikimą. Mašina vykdo geometriją.

Tai paprasta versija. Jūsų darbui svarbi dalis yra ši:CNC apdirbimas yra atimties procesas. Pradedate nuo daugiau medžiagos nei jums reikia ir nupjaunate viską, kas nėra dalis. Tai iš esmės skiriasi nuo liejimo, kalimo ar priedų gamybos (3D spausdinimo) ir turi įtakos tam, kokios geometrijos yra įmanomos, kokius leistinus nuokrypius galima pasiekti ir kaip atrodo sąnaudų struktūra.

Pagalvokite apie tai kaip iš medžio luito išdrožti figūrą. Skulptoriaus įrankiai lemia, kokia smulkmena gali būti detalė. Pati mediena - jos grūdėtumas, kietumas, kaip ji reaguoja į pjovimą - lemia, ar tos detalės išlaiko formą. ĮCNC metalinių detalių gamybos procesai, mašina yra skulptorius, o medžiaga yra mediena. Abu svarbūs.

Trys dažniausiai pasitaikančios CNC operacijos, su kuriomis susidursite:

CNC frezavimas- pjovimo įrankis sukasi ir juda per nejudantį ruošinį. Naudojamas lygiems paviršiams, kišenėms, plyšiams, sudėtingiems 3D kontūrams. Jei jūsų dalis turi bruožų, kurie atrodo kaip iškirpti iš bloko, greičiausiai ji buvo frezuota.

CNC tekinimas- ruošinys sukasi, o pjovimo įrankis išlieka gana fiksuotas. Naudojamas cilindrinėms dalims: velenams, įvorėms, purkštukams, srieginiams komponentams. Jei jūsų dalis yra apvali ir simetriška ašies atžvilgiu, greičiausiai ji buvo pasukta.

Šveicariškas CNC tekinimas- specializuota tekinimo forma, kai ruošinys remiamas labai arti pjovimo zonos, todėl ilgas, plonas dalis galima apdirbti iki griežtų leistinų nuokrypių be deformacijos. Standartas medicininiams kaiščiams, miniatiūrinėms jungtims, laikrodžio komponentams ir bet kokioms tikslioms dalims, kurių ilgio -ir-skersmens santykis yra didelis.

Daugeliui realių dalių reikia daugiau nei vienos operacijos -, pavyzdžiui, tekinamas velenas su išfrezuotu grioveliu arba frezuotas korpusas su pasuktomis ir srieginėmis angomis.

Kaip medžiagų pasirinkimas veikia CNC apdirbtas metalines dalis?

Tai yra klausimas, kurį naujieji inžinieriai labiausiai neįvertina. Medžiaga, kurią nurodote, lemia ne tik dalies galutines -naudojimo savybes -, bet ir tai, kaip lengva ar sunku apdirbti dalį, o tai tiesiogiai įtakoja kainą, pasiekiamus nuokrypius ir paviršiaus apdailą.

Štai praktinė nuoroda apie metalus, su kuriais dažniausiai susidursiteCNC apdirbimo metalo detalių medžiagų palyginimas:

Kai kurie dalykai šioje lentelėje jums nepasakys tiesiogiai. Aliuminio staklės apdorojamos greitai ir lengvai išlaiko griežtas leistinas nuokrypas - tai numatytasis pasirinkimas, kai svoris ir kaina yra svarbesni už didžiausią stiprumą. Nerūdijančio plieno apdirbimas-kietėja pjovimo metu, o tai reiškia, kad nuobodus įrankis arba netinkamas padavimo greitis gali pakeisti medžiagos savybes pjovimo viduryje. Titanas yra sunkiausiai apdirbamas įprastas aviacijos ir kosmoso metalas: jis generuoja itin karštą, turi mažą šilumos laidumą ir sunaikins įrankius greičiau nei bet kuri kita šiame sąraše esanti medžiaga. Jei ant spaudinio parašyta titanas, tikėkitės, kad kaina ir pristatymo laikas tai atspindės.

Kokius leistinus nuokrypius iš tikrųjų gali išlaikyti CNC apdirbimas?

Čia dauguma pradedančiųjų rašo spaudinius, kurie sukelia problemų. Supratimasgriežtos tolerancijos CNC apdirbtos dalysprasideda supratimu, ką reiškia „standartas“.

Standartinė CNC apdirbimo tolerancija paprastai yra ±0,05 mm (±0,002 colio) daugeliui metalinių elementų - angų, paviršių, bendrųjų matmenų. Tai pasiekiama kiekvienoje šiuolaikinėje CNC staklėje be specialaus nustatymo ir tai tinka daugeliui įprastos mechaninės dalies funkcinių savybių.

Kai inžinieriai susiduria su bėdomis, nurodo ±0,005 mm kiekvienam brėžinio matmeniui, neatsižvelgiant į tai, ar dėl šių matmenų to reikia. Griežtesnės leistinos nuokrypos reiškia ilgesnį ciklo laiką, dažnesnius įrankių keitimus, kontroliuojamą temperatūrą{2}} ir 100 % CMM tikrinimą dėl kritinių matmenų. Kiekvienas griežtesnis žingsnis kainuoja žymiai daugiau. Jei jums to nereikia, neskambinkite.

Štai praktinė nuoroda, ką skirtingos tolerancijos juostos iš tikrųjų reiškia gamyboje:

Žinių spraga, kuri suvilioja naujus inžinierius:tolerancija ir paviršiaus apdaila nėra tas pats dalykas, o iškvietimas nevaldo kito.Skylės matmenys gali būti ±0,005 mm, bet paviršiaus šiurkštumas Ra 1,6 µm -, kuris gali būti visiškai tinkamas prispaudimui, bet visiškai netinkamas slankiojančiam sandarikliui. Visada nurodykite Ra (paviršiaus šiurkštumą) ir matmenų toleranciją ypatybėms, kuriose abu svarbūs. Jei jūsų spaudinyje yra tik vienas, gera parduotuvė paprašys. Mažiau atsargi parduotuvė tiesiog apdirbs ją pagal numatytuosius nustatymus.

Kada CNC apdirbimas yra tinkamas procesas - ir kada ne?

CNC apdirbimas ne visada yra geriausias atsakymas. Naujiems inžinieriams, vertinantiems proceso maršrutą, štai kaip tai apgalvoti:

CNC metalinių dalių gamybos procesas šviečia vidutinio-tūrio, didelio-sudėtingumo, siauros-tolerancijos erdvėje. Tai vienintelis praktiškas būdas per dvi savaites pagaminti titano aviacijos ir erdvėlaivio laikiklį su sudėtiniais kampais ir ±0,01 mm kiaurymę iki pirmojo gaminio. Tai nėra teisingas atsakymas norint pagaminti milijoną vienodų plieninių laikiklių, kuriuos būtų galima štampuoti per trumpą laiką.

Pradedančiojo klaida, kuri kainuoja daugiausiai: sienos storis

Paklauskite bet kurio patyrusio mechaniko, ką jis dažniausiai mato pirmą kartą{0}}inžineriniuose spaudiniuose, ir atsakymas paprastai yra tas pats: sienelės storis per plonas medžiagai ir procesui.

Štai kodėl tai svarbu. Kai pjovimo įrankis pašalina medžiagą iš plonos sienos, pjovimo jėgos gali nukreipti sieną, o ne švariai ją perpjauti. Dalis pasilenkia po įrankiu, spyruokliuoja atgal ir gaunamas matmuo yra didesnis nei numatyta programoje. Jūs gaunate sienas, kurios 0,1–0,3 mm neatitinka specifikacijų, ir nėra jokio proceso koregavimo, kuris tai išspręstų - problema yra geometrija.

Bendrosios metalinių CNC dalių instrukcijos:

Aliuminiui apdirbtų elementų sienelės storis turi būti ne mažesnis kaip 0,8 mm. Plienui ir nerūdijančiam, 1,0 mm. Titanui – 1,5 mm ar daugiau, nebent dalis yra specialiai suprojektuota su įdubomis arba atraminėmis savybėmis, kurios sutvirtina sekciją apdirbant. Tai nėra griežtos ribos - patyrę mašinistai, naudodami tinkamus tvirtinimo elementus ir įrankių takus, gali būti plonesni -, bet jei jūsų detalės sienelės yra žemiau šių skaičių, siųsdami spaudinį aiškiai pažymėkite tai. Gera parduotuvė jums pasakys, kaip jie planuoja tai tvarkyti. Ją be komentarų cituojanti parduotuvė arba atidžiai neperskaitė brėžinio, arba planuoja pabandyti pažiūrėti, kas nutiks.

5 ašių ir 3 ašių: ką jums reiškia skaičiai

Pamatysite, kad parduotuvės reklamuoja „5 ašių CNC apdirbimą“ kaip aukščiausios kokybės galimybę. Štai ką tai iš tikrųjų reiškia jūsų atžvilgiu ir kada tai svarbu.

3-ašių mašina juda X, Y ir Z. Ji gali pasiekti viršutinę ir keturias detalės puses, bet ją reikia pakeisti (iš naujo-tvirtinti), kad būtų galima apdoroti papildomus paviršius. Kiekvienas pakartotinis tvirtinimas sukelia galimą išlygiavimo klaidą ir padidina sąrankos laiką.

5-ašių staklės prideda sukimosi aplink dvi papildomas ašis, o tai reiškia, kad pjovimo įrankis gali priartėti prie ruošinio beveik iš bet kurios krypties jo nepritvirtindamas. Iš jūsų pusės tai turi dvi praktines pasekmes:

Sudėtinga geometrija vienoje sąrankoje.Kelių paviršių funkcijos, sudėtiniai kampai, įpjovos ir kūginės sienos gali būti apdirbamos vienoje sąrankoje. 3-ašių įrenginyje gali prireikti trijų ar keturių sąrankų – kiekvienai pridedant sąnaudas ir kaupiamąją derinimo klaidą.

Geresnis kelių{0}}veidų dalių toleravimas.Kai visos svarbios savybės yra apdirbamos vienoje sąrankoje, palyginti su vienu atskaitos tašku, geometriniai ryšiai tarp tų savybių yra tikslesni nei tuo atveju, jei jie būtų apdirbti naudojant kelis pakartotinius{0}}įtaisus. Užgriežtos tolerancijos CNC apdirbtos dalyskai, pavyzdžiui, viename paviršiuje esanti kiaurymė turi būti tiksliai koncentriška su gretimo paviršiaus bruožu, 5 ašys dažnai yra teisingas atsakymas.

Ne kiekvienai daliai reikia 5 ašių. Paprastas laikiklis su funkcijomis tik vienoje ar dviejose pusėse puikiai tinka 3 ašims. Atnaujinimas prasmingas tik tada, kai to tikrai reikia dėl dalies geometrijos.

Jei nurodote tikslias metalines dalis - Štai kaip gali padėti MID Precision

Jei nurodote dalį, kuriai reikalingas mažesnis nei ±0,02 mm nuokrypis, medžiagas, tokias kaip titanas ar medicininės klasės nerūdijantis plienas, arba sudėtingą kelių paviršių geometriją, kuriai reikalingas 5 ašių darbas, mūsų komanda atlieka būtent tokius darbus kasdien.

MūsųCNC apdirbimo galimybės3-ašių, 4-ašių ir 5 ašių frezavimas, CNC tekinimas, šveicariškas CNC tekinimas mažo skersmens tikslioms detalėms ir lakštinio metalo apdirbimas. Mes laikomės ± 0,002 mm leistinų savybių, o paviršiaus šiurkštumo - Ra 0,02 µm. Mūsų medžiagų asortimentas apima aliuminio lydinius, nerūdijantį plieną, titaną, varį, žalvarį ir inžinerinį plastiką – visa tai užtikrina visišką medžiagų atsekamumą nuo žaliavos sertifikato iki galutinės patikros ataskaitos.

Inžinieriams, pradedantiesiems tiekimo srityjepreciziškai CNC apdirbtos metalinės detalės iš Kinijos siūlome nemokamą DFM apžvalgą su kiekviena citata. Tai reiškia, kad prieš ką nors pjaudami peržiūrėsime jūsų brėžinį, ar nėra sienelės storio problemų, tolerancijos išnašų, kurios neatitinka proceso galimybių, siūlų specifikacijų, kurias reikia paaiškinti, ir visas funkcijas, kurioms būtų naudinga pritaikyti dizainą. Mes pažymime jį raštu -, jūs nuspręsite, ar jį pakeisti.

Jei jūsų dalis patenka į reguliuojamo galutinio produkto - medicinos prietaisą, aviacijos ir kosmoso agregatą, puslaidininkinę įrangą -, mūsų ISO 13485-atitinkama kokybės sistema parengia jūsų atitikties komandai reikalingus dokumentus: pirmojo gaminio patikrinimo ataskaitas, medžiagų sertifikatus, CMM matmenų ataskaitas ir korekcinių veiksmų įrašus, jei kas nors neatitinka.

Atsiųskite mums savo piešinįir mes sugrįšime su citata ir DFM pastabomis per 24 valandas. Jei vis dar esate projektavimo etape ir norite, kad procesas būtų įvestas prieš baigiant spausdinti,Gaukite nemokamą dizaino apžvalgą- paprastai brėžinyje galime nustatyti išlaidų ir kokybės rizikos taškus per valandą.

DUK

Kl.: Mano brėžinyje parašyta „±0,01 mm visais matmenimis“. Ar tai realu?

Techniškai pasiekiama -, bet nepraktiška ar ekonomiška-kaip bendra figūrinė išnaša. ±0,01 mm kiekviename detalės matmenyje padidina tikrinimo laiką ir apdirbimo ciklą žymiai ilgiau, nei būtina. Tinkamas būdas yra nurodyti ±0,01 mm tik tų matmenų, kuriems to reikia funkciškai - paprastai guolių kiaurymės, sandarinimo paviršiai, sujungimo sąsajos -, o visam kitam naudoti bendrosios tolerancijos bloką (ISO 2768-m arba panašų). Taip sumažinamos sąnaudos ir staklininkui tampa aiškios svarbiausios savybės.

Kl .: Kaip sužinoti, ar mano daliai reikia 3 ašių ar 5 ašių apdirbimo?

Jei visas jūsų daliai reikalingas funkcijas galima pasiekti iš bloko viršaus ir keturių pusių be pasukimo, paprastai pakanka 3-ašių. Jei turite sudėtinių kampų, daugiau nei dviejų paviršių ypatybių, kurios turi būti tiksliai geometrinės santykio, arba įpjovimų, kurių negalima pasiekti tiesiu įrankio keliu, verta aptarti 5-ašį. Jei kyla abejonių, pasidalykite savo CAD failu su parduotuve ir paprašykite jos patarti - tai penkių minučių klausimas, dėl kurio sutaupysite daug pakartotinio remonto išlaidų.

Kl.: Kuo skiriasi paviršiaus šiurkštumas Ra 0,8 ir Ra 3.2 - ir ar tai man svarbu?

Ra yra vidutinis paviršiaus šiurkštumas - mažesnis skaičius reiškia lygesnį. Ra 3,2 µm yra standartinė kaip -mechaninė apdaila. Ra 0,8 µm reikalauja lengvo apdailos arba poliravimo. Ra 0,4 µm ir mažesnis paprastai reikalauja specialių apdailos operacijų. Daugeliui struktūrinių savybių Ra 3,2 µm yra tinkamas. Norint sandarinti paviršius, slankiojančias jungtis ir bet kokį paviršių, kuris liečiasi su biologiniu audiniu ar skysčiu, paprastai reikalingas Ra 0,8 µm arba didesnis. Aiškiai nurodykite tai tose funkcijose - nemanykite, kad parduotuvė pagal numatytuosius nustatymus bus kokybiškesnė, nebent spaudinys to pareikalautų.

Kl .: Ar CNC apdirbimas gali pagaminti tokią pačią detalių geometriją kaip liejimas?

Dažnai taip, bet ne visada. CNC apdirbimo būdu galima išgauti daugumą geometrinių formų, kurių gali liejimas, taip pat tokias funkcijas, kurių negalima - lieti, pvz., gilias aklinas skyles, aštrius vidinius kampus ir tikslias sriegines skyles. Kompromisas yra apimtis: liejimo įrankiai kainuoja brangiai, bet maža{3}}dalies kaina esant dideliam kiekiui. CNC sąnaudos yra mažos, bet didesnės už{5}}dalį. Mažesniems nei kelių tūkstančių vienetų tūriams CNC paprastai yra ekonomiškesnis. Be to, lūžio taškas-priklauso nuo dalies sudėtingumo ir medžiagos.