12 советов по проектированию деталей для обработки на станках с ЧПУ

Проектирование деталей на станках с ЧПУ — сложная задача . В этой статье представлены 12 лучших советов по проектированию деталей и повышению технологичности производства. В статье будут рассмотрены 12 основных советов по повышению производительности в области обработки на станках с ЧПУ.

Типы станков с ЧПУ и процессы

Шлифовка и фрезерование стали проще благодаря использованию станков с ЧПУ, включая токарные и фрезерные станки. У каждого станка есть свои особенности, поэтому знание особенностей каждого станка помогает спроектировать деталь соответствующим образом. Выбор правильного станка в соответствии с его особенностями значительно влияет на стоимость и надежность детали.

Основные ограничения обработки на станках с ЧПУ

Станок с ЧПУ лучше всего работает, когда соответствующая деталь имеет некоторую твердость. Как и при обработке на станке с ЧПУ, деталь, находящаяся в процессе, должна выдерживать нагрузку, поэтому прочность важна. Станок с ЧПУ не может работать с мягкими материалами, такими как полимеры, и хрупкими материалами, такими как керамика.

Ограничения, специфичные для машины

Несколько осей и размер станка также влияют на сложность обрабатываемой детали. 3-осевые станки с ЧПУ и 5-осевые станки с ЧПУ имеют разные характеристики. 5-осевые станки могут обрабатывать детали большего размера по сравнению с 3-осевыми станками.

Совет 1: Избегайте слишком тонких стен

Обрабатываемые детали имеют очень тонкие стенки, которые легко гнутся или ломаются во время обработки.

Влияние толщины стенки на устойчивость детали

Толщина стенок деталей для обработки на станках с ЧПУ сильно влияет на их устойчивость, поскольку тонкие стенки могут изгибаться, деформироваться или ломаться во время обработки. Металлы с тонкими стенками будут трудно поддаваться обработке из-за их неустойчивости.

Рекомендуемая толщина стенки для различных материалов с ЧПУ

Согласно некоторым правилам и нормам, металлические детали должны иметь толщину стенок не менее 0.8 мм, а пластиковые детали — не менее 1.5 мм.

Совет 2: Проектируйте полости с правильным соотношением глубины и ширины

Глубокие полости вызывают множество проблем, таких как сложность обработки и отклонение инструментов, что влияет на целостность детали.

Оптимизация конструкции для глубины полости

Оптимальная конструкция для глубины полости необходима для легкой работы на станке с ЧПУ. Оптимальное соотношение глубины к ширине 4:1 подходит практически для любого материала и рекомендуется для предотвращения таких проблем, как отклонение инструмента и т. д.

Обеспечение структурной целостности в глубоких проектах

Соотношение глубины к ширине 4:1 помогает избежать чрезмерного удаления материала, что приводит к снижению затрат и повышению целостности детали.

Совет 3: используйте стандартные размеры отверстий

Стандартный размер отверстия имеет множество преимуществ, таких как точность, быстрое производство, единообразие, совместимость, простота замены и т. д.

Важность использования стандартных инструментов с ЧПУ

Использование стандартных размеров отверстий помогает экономить время, обработку, удаление лишнего материала и, следовательно, экономить затраты. Мы должны настраивать диаметры только тогда, когда это необходимо.

Для получения дополнительной информации посмотрите эти полезные видео

Совет 4: Добавьте радиусы к внутренним углам

Добавление радиусов к внутренним углам имеет ряд преимуществ, в том числе в плане снижения точек концентрации напряжений и износа инструмента за счет обеспечения хорошей обрабатываемости.

Преимущества добавления галтелей для более плавной обработки

Добавление радиусов к внутренним углам приводит к сокращению времени обработки и износа инструмента. Радиусы увеличивают срок службы детали, поскольку острые углы являются концентраторами напряжений, которые в конечном итоге приводят к поломке.

Рекомендуемые размеры радиуса для предотвращения износа инструмента

Хорошее практическое правило для лучшей обработки на станках с ЧПУ заключается в том, что глубина полости детали должна составлять не менее 1/3.

Совет 5: Избегайте элементов, которые невозможно обработать на станке

Многие особенности затрудняют механическую обработку и кратко обсуждаются ниже.

Как определить необрабатываемые геометрии

Детали, имеющие поднутрения, очень трудно поддаются обработке, поэтому следует избегать таких поднутрений в своих проектах. Детали, имеющие на себе слова и т. п., трудно поддаются обработке.

Упрощение сложных функций для более легкого производства с ЧПУ

Упростите свои проекты для лучшей обработки на станках с ЧПУ. Избегайте поднутрений или сложных конструкций или геометрии на ваших деталях. Проконсультируйтесь с оператором станка с ЧПУ при проектировании вашей детали.

Совет 6: Избегайте чрезмерного использования жестких допусков

Детали, требующие жестких допусков, всегда сложно обрабатывать, они требуют много внимания и времени, а значит, и дополнительных затрат.

Баланс точности и стоимости

Становится трудно сохранять баланс между точностью точного размера и стоимостью. Поэтому при проектировании деталей допуск всегда выгоден с точки зрения экономии времени или стоимости.

Где для обеспечения производительности детали необходимы жесткие допуски

Такие детали, как отверстия для крепежа, зубья шестерен или несущие валы требуют жесткого допуска. Эти детали можно увидеть на следующем рисунке:

Совет 7: Ограничьте длину нити

Оптимальный размер длины резьбы важен по многим причинам, которые здесь обсуждаются.

Почему длинная резьба затрудняет обработку

Длинная резьба увеличивает стоимость из-за увеличения объема механической обработки, что в конечном итоге приводит к увеличению потребления энергии.

Лучшие практики по нарезанию резьбы на деталях, обработанных на станках с ЧПУ

Лучшая практика резьбонарезания — контролировать размер резьбы до 1.5 диаметра отверстия. Более 1.5 раз прочность не увеличивается, а только увеличивается время работы и стоимость.

Совет 8: Избегайте ненужных эстетических особенностей

Любая ненужная функция — это пустая трата времени и энергии, поэтому она увеличивает стоимость. На следующем рисунке показано, как ЧПУ добавляет эстетические функции к детали:

Сокращение затрат на обработку за счет акцента на функциональных характеристиках

Во время проектирования вы должны в первую очередь сосредоточиться на функциональности этой части, а затем на стоимости. Добавление эстетики является вторичной потребностью, поскольку они связаны только с внешним видом.

Когда эстетика имеет решающее значение и как найти баланс с производительностью

Добавление логотипа, эстетичного логотипа имеет решающее значение для дизайна каждой детали или продукта. Для повышения эффективности и результативности следует использовать другие методы, такие как лазерная гравировка и т. д.

Для лучшего понимания вы можете посмотреть следующее видео на YouTube;

Совет 9: учитывайте ориентацию детали во время проектирования

Ориентация деталей очень важна и кратко обсуждается ниже:

Влияние ориентации на траекторию инструмента и время обработки

Точная ориентация деталей в процессе обработки экономит время и энергию, а значит и стоимость. Это предотвращает износ и прогиб инструмента.

Проектирование для оптимальной настройки станка с ЧПУ

Конструкция детали должна быть такой, чтобы ее ориентация была легкой, не требовала многократных настроек. Следует избегать конструкции, требующей заполнения детали.

Совет 10: Избегайте ненужного текста и букв

Иногда на деталях требуется наличие текста и букв, но их следует избегать там, где они не нужны.

 Проблемы обработки мелких шрифтов и текста

Добавление мелких шрифтов и текста требует очень осторожной работы. Они требуют жесткого допуска. Поэтому их следует использовать там, где они очень важны.

Альтернативы текстовому брендингу

Используйте простые логотипы или этикетки после производства продукции.

Совет 11: Поймите роль поднутрений

Для улучшения фиксации и эстетики при сборке различных компонентов любых машин или инструментов. Поднутрения выполняют функции при фиксации.

Почему поднутрения трудно поддаются обработке

Обработка таких элементов затруднена, поскольку требуются жесткие допуски, а поднутрения создаются с помощью нескольких инструментов. Для этой цели рекомендуется обработка с ЧПУ по %-оси.

Совет 12: Используйте 5-осевую обработку с ЧПУ для сложных деталей

5-осевой станок с ЧПУ более продвинут, чем 3-осевой станок с ЧПУ. Он может легко обрабатывать более крупные детали и полезен в сложных деталях, таких как поднутрения или текстурирование и т. д.

Преимущества 5-осевой обработки для сложных конструкций

Более крупные детали и конструкции сложной геометрии можно легко обрабатывать на 5-осевом станке с ЧПУ. Это экономит машинное время.

Когда следует выбирать 5-осевой ЧПУ вместо 3-осевого ЧПУ

Для деталей, требующих сложной или многогранной обработки, следует использовать 5-осевую обработку, поскольку она сокращает время на множественные настройки и повышает точность.

Производитель деталей для обработки на станках с ЧПУ: Tuofa China

Если вы ищете надежного партнера для обработки ваших деталей, обратитесь в компанию Tuofa China . Мы предлагаем индивидуальные решения по обработке деталей для различных отраслей промышленности, связанных с обработкой на станках с ЧПУ, гарантируя при этом надежность и быструю обработку заказов.