CNC metallosade töötlemine: mida iga insener peaks enne trükise kirjutamist teadma

CNC metallosade töötlemine: mida iga insener peaks enne trükise kirjutamist teadma

Enamik CNC-töödeldud detailide mõõtmeprobleeme ei alga töökojast -, need algavad jooniselt. Tolerants, mis on suurem kui protsess suudab, seinapaksus, mis kutsub esile lobisema, niidi viiktekst, millel puudub taluvusklass. Selleks ajaks, kui osad saabuvad ja ülevaatus ebaõnnestub, on algpõhjus juba kolm nädalat minevikus ja PDF-is.

See artikkel annab teile praktilised teadmised selle kohta, kuidasCNC metallosade töötleminetegelikult toimib - mida protsess suudab ja mida mitte, kuidas materjalivalik mõjutab kõike allavoolu ja kuidas kirjutada trükist, mis annab teile esimesel katsel head osad. Ei mingit teooriat enda pärast. Kõik siin on seotud otsustega, mida teete päris töökohal.

Mis on CNC-mehaaniline töötlemine tegelikult?

CNC tähistab arvuti numbrijuhtimist. Masin loeb programmi -, mis tavaliselt genereeritakse teie CAD-mudelist -, ja liigutab lõiketööriista mööda täpseid teid, et eemaldada metalltoorikult materjal. Operaator seadistab masina, laadib programmi ja jälgib jooksu. Masin täidab geomeetria.

See on lihtne versioon. Teie töö jaoks oluline osa on järgmine:CNC-mehaaniline töötlemine on lahutav protsess. Alustate rohkema materjaliga, kui vajate, ja lõikate ära kõik, mis pole osa. See erineb põhimõtteliselt valamisest, sepistamise või lisandite valmistamisest (3D-printimine) ja mõjutab seda, millised geomeetriad on teostatavad, millised tolerantsid on saavutatavad ja milline näeb välja kulustruktuur.

Mõelge sellele nagu puuplokist figuuri nikerdamiseks. Skulptori tööriistad määravad, kui peen detail võib olla. Puit ise - selle tera, kõvadus, kuidas see reageerib lõikamisele - määrab, kas need detailid hoiavad oma kuju. sisseCNC metallosade tootmisprotsessid, masin on skulptor ja materjal on puit. Mõlemad on olulised.

Kolm kõige levinumat CNC-toimingut, millega kokku puutute:

CNC freesimine- lõiketööriist pöörleb ja liigub üle paigalseisva tooriku. Kasutatakse lamedate pindade, taskute, pilude, keeruliste 3D-kontuuride jaoks. Kui teie detailil on omadusi, mis näevad välja nagu plokist välja raiutud, on see tõenäoliselt freesitud.

CNC treimine- toorik pöörleb, samal ajal kui lõiketööriist jääb suhteliselt paigale. Kasutatakse silindriliste osade jaoks: võllid, puksid, düüsid, keermestatud komponendid. Kui teie osa on ümmargune ja telje suhtes sümmeetriline, on see tõenäoliselt pööratud.

Šveitsi CNC treimine- spetsiaalne treimise vorm, mille puhul töödeldav detail on toestatud lõiketsoonile väga lähedale, võimaldades pikkade peenikeste detailide töötlemist kitsa tolerantsuseni ilma läbipaindeta. Standardne meditsiiniliste nööpnõelade, miniatuursete pistikute, kellakomponentide ja mis tahes täppisosade jaoks, mille pikkuse -ja-läbimõõt on suur.

Paljud pärisosad nõuavad rohkem kui ühte toimingut - näiteks freesitud võtmeavaga treitud võll või treitud ja keermestatud avadega freesitud korpus.

Kuidas mõjutab materjali valik CNC-ga töödeldud metallosi?

Seda küsimust alahindavad uued insenerid kõige enam. Teie määratud materjal ei määra mitte ainult detaili lõpp--kasutusomadusi -, vaid määrab, kui lihtne või raske on detaili töödelda, mis mõjutab otseselt maksumust, saavutatavaid tolerantse ja pinnaviimistlust.

Siin on praktiline viide metallide kohta, millega kõige sagedamini kokku puututeCNC-mehaaniline metallosade materjalide võrdlus:

Mõned asjad, mida see tabel teile otse ei ütle. Alumiinium töötab kiiresti ja hoiab kergesti häid tolerantse - see on vaikevalik, kui kaal ja hind on olulisemad kui ülim tugevus. Roostevaba teras-kõveneb lõikamisel, mis tähendab, et nüri tööriist või vale etteandekiirus võib tegelikult muuta materjali omadusi lõike keskel. Titaan on kõige raskemini töödeldav kosmoselennukite metall: see tekitab äärmist kuumust, on madala soojusjuhtivusega ja hävitab tööriistad kiiremini kui ükski teine ​​selles loendis olev materjal. Kui teie prindil on kirjas titaan, eeldage, et kulu ja teostusaeg kajastavad seda.

Milliseid tolerantse võib CNC-mehaaniline töötlemine tegelikult hoida?

See on koht, kus enamik algajaid kirjutab väljatrükke, mis põhjustavad probleeme. Arusaaminetiheda tolerantsiga CNC-töödeldud osadalgab mõistmisest, mida "standard" tähendab.

Standardne CNC-töötlemise tolerants on tavaliselt ±0,05 mm (±0,002") enamiku metallielementide - avade, pindade, üldmõõtmete puhul. See on saavutatav igal kaasaegsel CNC-masinal ilma eriseadistuseta ja sobib enamiku tüüpiliste mehaaniliste osade funktsionaalsete funktsioonide jaoks.

Kui insenerid jäävad hätta, määrab joonisel iga mõõtme ±0,005 mm, olenemata sellest, kas need mõõtmed seda funktsionaalselt nõuavad. Rangemad tolerantsid tähendavad pikemaid tsükliaegu, sagedasemaid tööriistavahetusi, kontrollitud temperatuuri-keskkondi ja kriitiliste mõõtmete 100% CMM-i kontrolli. Iga kitsam samm maksab oluliselt rohkem. Kui te seda ei vaja, ärge helistage.

Siin on praktiline viide selle kohta, mida erinevad tolerantsiribad tootmises tegelikult tähendavad:

Teadmiste lünk, mis komistab uued insenerid:tolerants ja pinnaviimistlus ei ole üks ja sama asi ning ühe välja kutsumine ei kontrolli teist.Puur võib olla mõõtmetega vahemikus ±0,005 mm, kuid selle pinna karedus on Ra 1,6 µm -, mis võib olla täiesti hea presssobituse jaoks, kuid täiesti vale libiseva tihendi jaoks. Täpsustage alati nii Ra (pinna karedus) kui ka mõõtmete tolerantsust objektidel, kus mõlemad on olulised. Kui teie trükis on ainult üks, küsib hea pood. Vähem hoolikas kauplus töötleb selle lihtsalt vaikimisi.

Millal on CNC-mehaaniline töötlemine õige protsess - ja millal mitte?

CNC-mehaaniline töötlemine ei ole alati parim lahendus. Uued insenerid, kes hindavad protsessi marsruuti, saavad selle läbi mõelda järgmiselt.

CNC metallosade tootmisprotsess paistab silma keskmises-mahus, suure-keerukuse ja kitsas-tolerantsiruumis. See on ainus praktiline meetod liitnurkade ja ±0,01 mm avaga titaanist kosmosesõiduki kronsteini valmistamiseks kahe nädala jooksul. See ei ole õige vastus miljoni identse terasklambri tootmiseks, mida saaks tembeldada murdosa ajast.

Algaja viga, mis maksab kõige rohkem: seina paksus

Küsige kogenud masinameistrilt, mida nad esmakordsel{0}}tehnilistel väljatrükkidel kõige sagedamini näevad, ja vastus on tavaliselt sama: seinapaksus on materjali ja protsessi jaoks liiga õhuke.

Siin on põhjus, miks see on oluline. Kui lõikeriist eemaldab materjali õhukesest seinast, võivad lõikejõud seina puhtalt läbi lõikamise asemel kõrvale kalduda. Osa paindub tööriista all, vetrub tagasi ja sellest tulenev mõõde on suurem, kui programm ette näeb. Saate seinad, mis on 0,1–0,3 mm spetsifikatsioonist väljas ja seda ei paranda ükski protsessi reguleerimine - probleem on geomeetrias.

Üldised juhised metall-CNC-osade jaoks:

Alumiiniumi puhul hoidke töödeldud detailide seina paksus vähemalt 0,8 mm. Terasele ja roostevabale, 1,0 mm. Titaani puhul 1,5 mm või rohkem, välja arvatud juhul, kui detail on spetsiaalselt konstrueeritud kiilude või tugielementidega, mis muudavad sektsiooni töötlemise ajal jäigaks. Need ei ole ranged piirangud - kogenud mehaanikud võivad õigete kinnitusdetailide ja tööradadega õhemaks minna, - aga kui teie detailil on nendest numbritest madalamad seinad, märkige see trükise saatmisel selgelt. Hea kauplus ütleb teile, kuidas nad kavatsevad sellega toime tulla. Pood, kes tsiteerib seda ilma kommentaarideta, kas pole joonist hoolikalt lugenud või plaanib proovida, mis juhtub.

5-teljeline vs 3-telg: mida numbrid teie jaoks tähendavad

Näete, et kauplused reklaamivad "5-teljelist CNC-töötlust" kui esmaklassilist võimalust. Siin on, mida see teie jaoks tegelikult tähendab ja millal see on oluline.

3-teljeline masin liigub suunas X, Y ja Z. See võib ulatuda detaili ülaosa ja nelja küljeni, kuid see nõuab ümberpaigutamist (ümber-kinnitamist), et töödelda täiendavaid tahke. Iga korduv kinnitamine toob kaasa võimaliku joondamise vea ja lisab seadistusaega.

5-teljeline masin lisab pöörlemist ümber kahe täiendava telje, mis tähendab, et lõiketööriist suudab töödeldavale detailile läheneda peaaegu igast suunast ilma uuesti kinnitamata. Teie poolt on sellel kaks praktilist mõju:

Keeruline geomeetria ühes seadistuses.Mitme külje funktsioone, liitnurki, sisselõikeid ja kitsenevaid seinu saab töödelda ühe seadistuse abil. 3-teljelise masina puhul võivad need vajada kolme või nelja seadistust – igaüks lisab kulu ja kumulatiivse joondusvea.

Parem tolerants{0}}mitme näoosadele.Kui kõik kriitilised tunnused töödeldakse ühes seadistusega võrreldes ühe nullpunktiga, on nende objektide vahelised geomeetrilised seosed täpsemad kui siis, kui neid töödeldakse mitme uuesti{0}}kinnitusega. Sesttiheda tolerantsiga CNC-töödeldud osadkui näiteks ühe külje ava peab olema täpselt kontsentriline külgneva pinna tunnusega, on 5-telg sageli õige vastus.

Mitte iga osa ei vaja 5-telgelist. Lihtne kronstein, millel on funktsioonid ainult ühel või kahel küljel, töötab suurepäraselt 3-teljelisel masinal. Uuendamine on mõttekas ainult siis, kui osa geomeetria seda tõesti nõuab.

Kui määrate täpsed metallosad - MID Precision võib aidata järgmiselt

Kui määrate detaili, mis vajab tolerantse alla ±0,02 mm, materjale, nagu titaan või meditsiiniline -roostevaba teras, või keerukat mitme-tahu geomeetriat, mis nõuab 5-teljelist tööd, siis meie meeskond teeb just neid töid iga päev.

MeieCNC-töötluse võimalusedkatab 3-telje, 4-telje ja 5-telje freesimist, CNC-treimist, Šveitsi CNC-treimist väikese läbimõõduga täppisdetailide jaoks ja lehtmetallitööd. Kvalifitseeruvate omaduste tolerants on ±0,002 mm ja pinnakaredus Ra 0,02 µm. Meie materjalivalik hõlmab alumiiniumisulameid, roostevaba terast, titaani, vaske, messingit ja tehnilisi plastmassi – kõike seda on materjali täielik jälgitavus alates tooraine sertifikaadist kuni lõpliku kontrolliaruandeni.

Inseneridele, kes on hankimises uuedtäppis-CNC-töödeldud metallosad Hiinast pakume iga hinnapakkumisega tasuta DFM-i ülevaadet. See tähendab, et enne kui hakkame midagi lõikama, vaatame teie joonisel üle seinapaksusega seotud probleemid, tolerantsi viitetekstid, mis ei vasta protsessi võimekusele, keerme spetsifikatsioonid, mis vajavad selgitust, ja kõik funktsioonid, mis võiksid disaini kohandamisest kasu saada. Märgistame selle kirjalikult -, kui otsustate, kas seda muuta.

Kui teie osa läheb reguleeritud lõpptootesse - meditsiiniseadmesse, kosmoseagregaadisse, pooljuhtseadmesse -, koostab meie ISO 13485-nõuetele vastav kvaliteedisüsteem dokumentatsiooni, mida teie vastavusmeeskond vajab: esimese artikli ülevaatuse aruanded, materjalisertifikaadid, CMM-i mõõtmete aruanded ja parandusmeetmete kirjed, kui midagi ei vasta nõuetele.

Saada meile oma joonistusja me tuleme 24 tunni jooksul pakkumise ja DFM-i märkustega tagasi. Kui olete alles kujundamisetapis ja soovite protsessi sisestada enne printimise lõpetamist,saate tasuta disainiülevaate- suudame kulu- ja kvaliteediriskipunktid joonisel tavaliselt tuvastada tunni jooksul.

KKK

K: Minu joonisel on kirjas "±0,01 mm kõigis mõõtmetes." Kas see on realistlik?

Tehniliselt teostatav -, kuid mitte praktiline ega kuluefektiivne-ülevaatena. ±0,01 mm detaili igas mõõtmes pikendab kontrollimisaega ja töötlemistsükli aega vajalikust oluliselt pikemaks. Õige lähenemine on määrata ±0,01 mm ainult nende mõõtmete puhul, mis seda funktsionaalselt nõuavad - tavaliselt laagriavad, tihenduspinnad, liidesed - ja kasutada kõige muu jaoks üldist tolerantsiplokki (ISO 2768-m või sarnast). See hoiab kulusid madalal ja muudab mehaanilise tegija jaoks kriitilised omadused selgeks.

K: Kuidas ma tean, kas mu osa vajab 3- või 5-teljelist töötlemist?

Kui kõikidele teie detailile vajalikele funktsioonidele pääseb juurde ploki ülaosast ja neljast küljest ilma pööramiseta, piisab tavaliselt 3-teljest. Kui teil on liitnurki, rohkem kui kahe tahu tunnuseid, mida tuleb hoida täpses geomeetrilises seoses, või allalõikeid, mida ei saa sirge tööriistateega saavutada, tasub 5-telje üle arutleda. Kui kahtlete, jagage oma CAD-faili kauplusega ja paluge neil nõu anda. - See on viieminutiline küsimus, mis säästab palju remondikulusid.

K: Mis vahe on pinnakaredusel Ra 0,8 ja Ra 3.2 - ning kas see on minu jaoks oluline?

Ra on pinna keskmine karedus - väiksem arv tähendab siledamat. Ra 3,2 µm on standardne-töödeldud viimistlus. Ra 0,8µm nõuab kerget viimistlust või poleerimist. Ra 0,4 µm ja alla selle nõuab tavaliselt spetsiaalseid viimistlustoiminguid. Enamiku struktuuriomaduste jaoks sobib Ra 3,2 µm. Pindade, libisevate liitmike ja mis tahes bioloogilise koe või vedelikuga kokkupuutuvate pindade tihendamiseks nõutakse tavaliselt Ra 0,8 µm või paremat. Määrake see nende funktsioonide puhul selgesõnaliselt - ärge eeldage, et pood kasutab vaikimisi peenemat viimistlust, välja arvatud juhul, kui trükis seda nõuab.

K: Kas CNC-mehaaniline töötlemine võib anda samasuguse detaili geomeetria kui valamine?

Tihti jah, aga mitte alati. CNC-mehaaniline töötlemine suudab luua enamiku geomeetriatest, mida valamine suudab, ning lisaks funktsioone, mida valamine ei saa -, nagu sügavad pimedad, teravad sisenurgad ja täpsed keermestatud augud. Kompromiss seisneb mahus: valamisel on kõrged tööriistakulud, kuid suurte mahtude puhul on{3}}osa hind madal. CNC-l on madal seadistamiskulu, kuid suurem{5}}osa hind. Alla mõne tuhande tüki mahu puhul on CNC tavaliselt säästlikum. Peale selle sõltub tasakaal-osa keerukusest ja materjalist.