CNC Pocket Design Leiðbeiningar: Dýpt, radíus og kostnaðarleiðbeiningar

Hagræðingvasahönnun cncstillingar krefjast jafnvægisverkfæra, innri hornradíusa og stífleika vinnustykkis gegn skurðareðlisfræði. Vélarkostnaður eykst ó-línulega þegar holrúmsdýpt fer yfir 3 til 4 sinnum þvermál skútu vegna þess að verkfærasveigjan mælist með lengdarteningi og öfugt við fjórða veldi þvermáls. Til að koma í veg fyrir kjaft, brot á verkfærum og mjóknun á vegg verða hönnuðir að tilgreina innri hornradíus að minnsta kosti 15% stærri en verkfærisradíus, gera grein fyrir umslögum verkfærahaldara í þrepuðum vösum og viðhalda lágmarksþykkt gólfs sem er 2,0 mm til að koma í veg fyrir skekkju á spennu.

CAD rúmfræði vs líkamlegar CNC vinnsluþvinganir

The Visual Extrusion Trap í 3D CAD líkangerð

Í CAD hugbúnaði krefst þess að búa til rétthyrndan vasa eða vasa í lausu formi einnar skurðar-útpressunaraðgerð. Í líkamlegri framleiðslu ræður þessi sami eiginleiki hreyfifræði vélarinnar, stífni skurðarverkfæra, hleðslumörk snælda, flísalausnarleiðir og lotutíma. Eiginleiki sem tekur þrjár sekúndur að móta getur margfaldað úrslitaleikinnCNC vasavinnslukostnaðurverulega ef innra holrúmmál brjóta í bága við eðlisfræði verkfæra á meðanhár-nákvæmar CNC fræsingaraðgerðir.

Þegar innkaupateymi og vélaverkfræðingar gefa út hlutateikningar til ytri vélaverkstæði, eru djúplokaðir vasar aðal drifkraftur verkfræðilegra breytingapantana, seinkaðs afgreiðslutíma og höfnunar tilboða. Sundrunin á sér stað vegna þess að 3D solid líkön sýna rúmfræði sem stíft, ósveigjanlegt rúmmál. Þeir sleppa kraftmiklum skurðarkraftum, takmörkunum á snældaviðfangsefnum og titringsómun sem á sér stað þegar endakvörn fer í hráefni.

Tilviksrannsókn: Al6061 Optical Cavity Production Run

Á Xiamen Dazao Machinery framleiðslustöðinni fór verkfræðiteymið okkar yfir framleiðslulotu af 120 sjónskynjarahylkjum möluðum úr Al6061-T6. Upprunalega viðskiptavinargerðin var með innri vasa sem var 85 mm djúpur og 30 mm breiður, með skörpum R1,5 mm innri lóðréttum hornum og óstyrktri 1,2 mm gólfþykkt. Teikning viðskiptavina tilgreindi staðlað línulegt vikmörk upp á ±0,05 mm, sléttleika gólfs upp á 0,03 mm og kröfur um yfirborðsáferð upp á Ra 0,8 µm.

Til að framkvæma þennan eiginleika eins og hann var upphaflega teiknaður þurfti 3 mm þvermál ör-þvermál með yfirhangi-til-þvermálshlutfalls sem var meira en 28 til 1 til að hreinsa hornin. Uppsetningin sem leiddi til olli tafarlausu tuðri á verkfærum, mikilli mjóknun á vegg, yfirborðsgrófleika toppa umfram Ra 3,2 µm og þrjú biluð solid karbíðverkfæri innan fyrstu tveggja uppsetningarhlutanna. Í kjölfar umfjöllunar okkar skvDFM leiðbeiningar fyrir álvinnslu, endurhannað hlutann með því að stíga niður-drög, aukinn innra hornradíus upp á R4,0 mm og 2,5 mm gólfþykkt minnkaði vinnslutíma á hverja einingu úr 48 mínútum í 11 mínútur á sama tíma og öllum virkum sjónskynjaraviðmótum var viðhaldið.

Holardýpt, yfirhengisfræði og tólbeyging

Lögmálið um beygingu í djúpum holum

Aðal líkamlega þvingunin íCNC vinnsla með djúpum vasaer verkfærasveigja. Þegar endafræsa snertir efni, ýta geislamyndaskurðarkraftar oddinum frá verkfærabrautinni.

Samkvæmt meginreglum geislavélfræðinnar er líkamleg sveigja sívalningslaga skurðarverkfæris í réttu hlutfalli við skurðarkraftinn margfaldað með teningnum af lengd verkfæranna. Ennfremur er beyging í öfugu hlutfalli við teygjustuðul verkfæraefnisins margfaldað með fjórða veldi þvermál verkfæra.

Vegna þess að sveigjanleiki mælist með teningi verkfæralengdar og öfugt við fjórða veldi þvermáls verkfæra, eykur sveigjanleiki um 8 að tvöföldun verkfærsins án þess að breyta þvermáli.CNC vasa tól sveigjanleikimeð stuðlinum 16.

Dýpt-til-breiddarhlutföll og úthreinsun verkfærahaldara umslags

Samkvæmt staðliCNC vasahönnunarleiðbeiningar, Helst ætti hola dýpt að vera innan við 3 til 4 sinnum þvermál skurðarverkfæra. Að ákvarða öryggishólfiðÞvermál CNC vasadýpt verkfærilimit tryggir stöðugt flíshleðslu án þvaður. Fyrir almenna rúmfræði holrúms, erCNC vasadýpt og breidd hlutfallætti ekki að fara yfir 3 til 1 fyrir venjulega 3-ása uppsetningar.

Við mathversu djúpur getur CNC vasi verið, vinnslustöðvar geta framkvæmt vasa sem eru allt að 8 til 10 sinnum þvermál verkfæra, en það færir ferlið frá venjulegri kraftmikilli grófvinnslu yfir í sérhæfða,-kostnaðarverða framleiðslu.

Algengt hönnunareftirlit íCNC djúp vasahönnuner aðeins að athuga lengd verkfæraflautu á meðan hunsað er líkamlegt umslag verkfærahaldarans, eins og ER32 hylkjaspennu, vökvaspennu eða hita-hreppuhaldara. Þegar vasi er yfir 50 mm að dýpi getur endafres ekki einfaldlega stungið út 60 mm frá hylkinu án mikillar sveigju. Verkfærahaldarhlutinn hefur verulega þvermál; til dæmis, ER32 hylkjahneta hefur ytra þvermál 50 mm. Ef vasaopið er 40 mm á breidd og 60 mm á dýpt, mun hylkjahnetan rekast á efsta jaðar vinnustykkisins áður en verkfærið nær neðri hæð.

Til að búa til slíka eiginleika án þess að haldandi rekist á:

· Hönnuður ætti að opna efri snið holrúmsins með þrepaðri teljara-borin rúmfræði.

· Vélaverksmiðjan verður að nota granna-línu skreppa-haldara, sem bera lægra klemmutog og þurfa léttari skurð.

· Hönnuður ætti að beita 1 til 3 gráðu dráttarhorni á hliðar holrúmsins, sem gefur stigvaxandi úthreinsun þegar skerið stígur niður.

Val á innri hornradíus og hreyfifræði verkfæraslóða

Skurðarverkfæri átök við innri horn

Val á innri lóðréttuCNC vasa horn radíusstýrir beint vélarhröðun, geislamynduðum tengingarhornum og tilkomu burðarvirkismerkja.

Þegar endafress fer meðfram beinni hliðarvegg er geislamyndahornið venjulega lágt, að meðaltali 30 til 60 gráður. Þegar skútan fer inn í skarpt 90 gráðu innra horn þar sem vasaradíus passar nákvæmlega við verkfærisradíus, snertir verkfærið efni þvert á 180 gráðu hringboga.

Þessi skyndilega aukning á geislamyndun veldur:

· Tafarlaus aukning á geislamyndaður skurðarþrýstingi, sem þvingar oddinn frá horninu.

· Alvarleg-há tíðni spjallmerki yfir báðar skerandi hliðar, brjóta í bága við staðlayfirborðsgrófleikaforskriftir fyrir malaða vasa.

· Ör-slípun meðfram skurðbrúnum af karbít, hraðar sliti á verkfærum.

· Hröðun áss niður í nær-núll straum, sem veldur dvalarmerkjum og hitauppsöfnun.

15% hornradíus yfirstærðarreglan fyrir háhraða fræsun

Til að viðhalda samfelldri hreyfingu verkfæranna og leyfa háhraða-beygjuleiðir í beygju, verður forritaður innri hornradíus alltaf að vera stærri en radíus skurðarverkfærisins. Að halda sig viðkostnaðarhagræðing innri hornradíusmeginreglur halda fóðrunarhraða vélar stöðugum og forðast að verkfæri stöðvast.

Hagnýta reglan fyrir innri hornradíus tilgreinir að forritaður hornradíus verður að vera jafn eða meiri en 1,15 sinnum radíus skurðarverkfæra.

Til að tilgreina alveg skarpt neðra horn þar sem hliðarveggurinn mætir gólfinu þarf endafræsa með ferhyrndum hornum. Verkfæri með ferninga-enda einbeita sér að skurðarálagi á beittum oddunum, sem gerir verkfærið viðkvæmt fyrir því að flísa undir miklu flísálagi. Með því að bæta við gólf-við-veggblöndunarradíus sem er 0,5 mm til 2,0 mm er hægt að nota nauta-nefendafræsa, dreifa skurðþrýstingi yfir radíus og lengja endingu verkfæra um meira en þrisvar.

Gólfþykkt, afgangsspenna og vindastjórnun

Olíu-villur í niðursuðubeygju og tómarúmfestingu

Tilgreina of þunntCNC vasa gólfþykktkynnir uppbyggingu óstöðugleika við skurð og rúmfræðilega bjögun eftir að hlutar hafa verið losaðir. Í háhraða mölun, innihalda hráefnisþynnur innri afgangsspennu frá slökkvi- og teygjuaðgerðum nema verkfræðingarveldu álags-léttar álefnieins og Al6061-T651. Þegar verkfæri fjarlægir 80% til 90% af hráu blokkinni til að mynda djúpt holrúm, jafnast innri spenna aftur, sem veldur því að þunn gólf beygja sig.

Undir plötubeygjuvélfræði er gólfbeyging undir ásálagi sem ýtir á verkfæri í öfugu hlutfalli við tening gólfþykktar. Með því að minnka gólfþykktina úr 3,0 mm í 1,0 mm eykur gólfbeygingin við skurðarleiðir um 27 sinnum.

Þegar gólfþykktin fer niður fyrir 2,0 mm þvert á vasa sem er breiðari en 50 mm sinnum 50 mm sýnir botnplatan olíu-dósunarhegðun og smellur á milli íhvolfa og kúpta formanna við léttan þumalþrýsting.

Við vinnslu leyna vinnukraftar oft þennan óstöðugleika:

· Vacuum fixturing röskun:Vacuum chuck dregur þunnt gólf flatt að grunnplötunni á meðan botnfrágangur endafress skera yfirborðið flatt. Þegar lofttæmi er sleppt, fjaðrar teygjanlegt endurheimt gólfið upp á við og myndar krýna miðju sem brýtur gegnnáanleg vinnsluþol úr áli.

· Vélrænn klemmuálag:Að toga vélræna skrúfukjálka þjappar saman jaðri vinnustykkisins. Þegar vasamiðjan hefur verið losuð spennist veikt botninn undir leifar af klemmuálagi.

Streitu-Relief Protocols og Structural Rib Integration

Til að viðhalda sléttleika gólfs innan ±0,020 mm á djúpum holrúmum á meðan virt erverkfræðilegar reglur um lágmarksveggþykkt, Dazao innleiðir eftirfarandi verslunar-gólftækni:

· Tvö-þreps af-þrengingargrófgerð:Grófaðu út aðalholið og skildu eftir 1,0 mm af efni á gólfi og veggjum, losaðu hlutann alveg úr skrúfunni til að slaka á álagi, spenntu síðan létt aftur með kvarðaðri togi (5 til 8 Nm) til að klára umferðina.

· Innbyggt stífari rif:Í stað þess að vinna þenjanlegt 1,5 mm flatt gólf skaltu setja inn 3,0 mm breiðar og 4,0 mm háar styrkingarrif sem skerast yfir gólfið. Þetta eykur stuðul burðarhluta um meira en 400% á sama tíma og markvissum markmiðum um þyngdarminnkun er náð.

Flíspökkun, rýmingarvirkni og hitasuðu

Recutting Mechanics og uppbyggður-uppbrún í blindum vösum

Í djúpum holrúmsaðgerðum ræður flísahreinsun til um lifun verkfæra. Þegar holrúmsdýpt fer yfir 3 sinnum þvermál verkfæra, eiga flísar í erfiðleikum með að komast út úr vasaopinu vegna ókyrrðar og þyngdarafls.

Þegar álblöndur eru fræsaðar á 300 til 800 m/mín. skv.CNC vinnslueiginleikar úr áli:

· Venjulegir flóðkælivökvastútar skapa vökvabakþrýsting og vökvaþyrlur við vasaopið, sem kemst ekki inn í neðsta skurðsvæðið.

· Fluttar spónar missa hraða upp á við, falla aftur í skurðarbrautina og festast á milli verkfæraflautanna og vasahliðanna.

· Skurðbrúnirnar skera þessar lausu flögur aftur og mynda staðbundið núningshitastig sem fer yfir 450 gráður.

Þessi ofur hitauppstreymi gerir það að verkum að sveigjanlegar álblöndur eins og Al6061-T6 mýkjast og núning-suðu beint á karbítverkfærin og myndar eyðileggjandi uppbyggða brún. Þegar flauturnar stíflast með soðnum álflísum hættir skurðaðgerðin og skaftarnir smella samstundis.

Í gegnum-snælda loftblásturs- og botnloftop

Til að viðhalda stöðugri flísarýmingu án þess að hætta sé á flíspökkun:

Þar sem kröfur um innsiglað girðing eru ekki lögboðnar, meðhöndlastaðlaðar holuboranir og loftræstingaraðferðirmeð því að setja 3,0 mm til 6,0 mm afrennslisgöt í neðri hornum breytist blinda vasa í opnar rennslisrásir. Þetta gerir þyngdarafl, kælivökva og flís kleift að fara frjálslega út um botn festingarinnar.

Kostnaðarlíkan fyrir-dýpt vasavinnslu

Afskriftir á verkfærum og viðurlög við málmflutningshlutfall

Vinnslukostnaður fyrir vasaeiginleika eykst ó-línulega þegar holrúmsdýpt fer yfir staðlaða vörulistaverkfæralengd. Hönnuðir geta sótt umkostnaðarlækkunaraðferðir fyrir álvinnsluað halda fjárveitingum til verkfæra í skefjum.

Heildartími vinnsluferlis fyrir holrúm eykst nokkurn veginn með veldi hlutfallsins milli raunverulegrar dýptar og þrisvar sinnum þvermál verkfæra.

Þrír meginþættir reka þessa kostnaðarferil:

· Verkfærakaup og slit:Hefðbundin 10 mm 3-flautuendafræsa kostar um það bil $30. Lengd-10 mm titringsvarnarverkfæri með DLC húðun kostar $160 til $240, á meðan það þolir aðeins brot af venjulegu verkfæralífi við mikið flísaálag.

· Lækkun málmfjarlægingar:Til að halda sveigju undir 0,02 mm verða forritarar að minnka geislavirkni úr 40% niður í 5% og draga úr fóðrun á tönn um meira en 60%.

· Raðbundin hvíld-Mölunarpassar:Djúpir vasar með þröngum hornradíus krefjast margfaldra millistiga-niðuraðgerða með því að nota sífellt smærri endafresur, margfalda lotutíma og skiptatíðni verkfæra.

Monolithic Deep Milling vs. 5-Axis Indexing vs. Klofnar samsetningar

Við greiningu hluta framleiðslu hagfræði, mat3-ás á móti 5-ása vélavalisýnir skýr kostnaðarmörk fyrir rúmfræði djúpra vasa.

DFM staðfestingargátlisti og önnur framleiðsla

Verkflæði sjálfsskoðunar-verkfræði

Áður en þú sendir inn CAD-líkön til Dazao til framleiðslutilboðs skaltu staðfesta rúmfræði vasa þinnar með eftirfarandi skrefa-fyrir-skref gátlista:

1. Athugaðu vasadýpt miðað við þvermál verkfæra:Gakktu úr skugga um að staðlað vasadýpt fari ekki yfir 3 til 4 sinnum hámarks leyfilegt þvermál skútu miðað við hornradíus.

2. Notaðu 15% hornradíusregluna:Gakktu úr skugga um að allir lóðréttir innra hornradíusar mælist að minnsta kosti 1,15 sinnum nafnradíus fyrirhugaðs fræsarverkfæris.

3. Staðfestu gólf-til-veggblöndunargeisla:Bættu við 0,5 mm til 2,0 mm milliflökum meðfram gólfjaðrinum til að gera kleift að nota stífa nauta-nefskera.

4. Staðfestu þykkt botnhæðar:Haltu gólfþykkt að minnsta kosti 2,0 mm fyrir spann undir 100 mm og 3,5 mm eða meira með burðargrindum fyrir stærri svæði.

5. Skoðaðu rými fyrir verkfærahaldara:Athugaðu hvort efra holaopið rúmi venjulegt þvermál spennuspennu án líkamsárekstra.

Sinker EDM, Wire EDM og Hybrid Additive Aðferðir

Þegar hagnýtar forskriftir krefjast djúpra eiginleika sem fara yfir hefðbundin mölunarmörk, samþættir Dazao önnur ó-hefðbundin vinnsluferli: