CNC apstrādes metāla daļas: kas jāzina katram inženierim pirms izdrukas rakstīšanas

CNC apstrādes metāla daļas: kas jāzina katram inženierim pirms izdrukas rakstīšanas

Lielākā daļa izmēru problēmu ar CNC apstrādātām detaļām nesākas darbnīcā - tās sākas zīmējumā. Pielaide, kas ir stingrāka nekā process var noturēt, sienas biezums, kas izraisa pļāpāšanu, vītnes norādei trūkst pielaides klases. Brīdī, kad tiek piegādātas detaļas un neizdodas pārbaudīt, galvenais iemesls jau ir trīs nedēļas pagātnē un atrodas PDF failā.

Šis raksts sniedz jums praktiskas zināšanas par to, kāCNC metāla detaļu apstrādefaktiski darbojas - ko process var un ko nevar darīt, kā materiālu izvēle ietekmē visu pakārtoto un kā uzrakstīt izdruku, kas pirmajā reizē iegūst labas daļas. Nekādas teorijas pašas dēļ. Viss šeit ir saistīts ar lēmumiem, ko pieņemsit reālā darbā.

Kas patiesībā ir CNC apstrāde?

CNC apzīmē Computer Numerical Control. Iekārta nolasa programmu -, kas parasti tiek ģenerēta no jūsu CAD modeļa -, un pārvieto griezējinstrumentu pa precīziem ceļiem, lai noņemtu materiālu no metāla sagataves. Operators iestata iekārtu, ielādē programmu un uzrauga darbību. Iekārta izpilda ģeometriju.

Tā ir vienkāršā versija. Daļa, kas ir svarīga jūsu darbam, ir šī:CNC apstrāde ir atņemšanas process. Jūs sākat ar vairāk materiāla, nekā jums nepieciešams, un nogriežat visu, kas nav daļa. Tas būtiski atšķiras no liešanas, kalšanas vai piedevu ražošanas (3D drukāšanas), un tas ietekmē to, kādas ģeometrijas ir iespējamas, kādas pielaides ir sasniedzamas un kāda izskatās izmaksu struktūra.

Iedomājieties to kā figūras izgrebšanu no koka bluķa. Tēlnieka instrumenti nosaka, cik smalka var būt detaļa. Pati koksne - tās graudi, cietība, kā tā reaģē uz griešanu - nosaka, vai šīs detaļas saglabā savu formu. InCNC metāla detaļu ražošanas procesi, mašīna ir tēlnieks un materiāls ir koks. Abiem ir nozīme.

Trīs visizplatītākās CNC darbības, ar kurām jūs saskarsities:

CNC frēzēšana- griezējinstruments griežas un pārvietojas pa stacionāro sagatavi. Izmanto plakanām virsmām, kabatām, spraugām, sarežģītām 3D kontūrām. Ja jūsu daļai ir pazīmes, kas izskatās tā, it kā tās būtu izgrieztas no bloka, iespējams, tā ir frēzēta.

CNC virpošana- apstrādājamā detaļa griežas, kamēr griezējinstruments paliek relatīvi nekustīgs. Izmanto cilindriskām daļām: vārpstas, bukses, sprauslas, vītņotās detaļas. Ja jūsu daļa ir apaļa un simetriska ap asi, iespējams, tā ir pagriezta.

Šveices CNC virpošana- specializēts virpošanas veids, kurā apstrādājamā detaļa tiek atbalstīta ļoti tuvu griešanas zonai, ļaujot garas, slaidas daļas apstrādāt līdz stingrām pielaidēm bez novirzes. Standarts medicīniskām tapām, miniatūriem savienotājiem, pulksteņa komponentiem un jebkurai precīzai daļai ar augstu garuma -pret-diametru attiecību.

Daudzām reālām detaļām ir nepieciešama vairāk nekā viena darbība -, piemēram, virpota vārpsta ar frēzētu atslēgu vai frēzēts korpuss ar virpotiem un vītņotiem urbumiem.

Kā materiāla izvēle ietekmē CNC apstrādātās metāla daļas?

Šo jautājumu jaunie inženieri visvairāk novērtē par zemu. Jūsu norādītais materiāls ne tikai nosaka detaļas gala-lietošanas īpašības -, bet arī to, cik viegli vai grūti ir apstrādāt daļu, kas tieši ietekmē izmaksas, sasniedzamās pielaides un virsmas apdari.

Šeit ir praktiska atsauce uz metāliem, ar kuriem jūs saskaraties visbiežākCNC apstrādes metāla detaļu materiālu salīdzinājums:

Dažas lietas, ko šī tabula jums nepateiks tieši. Alumīnija iekārtas ātri un viegli notur stingras pielaides - tā ir noklusējuma izvēle, ja svars un izmaksas ir svarīgākas par galīgo izturību. Nerūsējošā tērauda izstrādājumi-sacietē griešanas laikā, kas nozīmē, ka blāvs instruments vai nepareizs padeves ātrums faktiski var mainīt materiāla īpašības virsmas -griezuma vidū. Titāns ir visgrūtāk apstrādājamais aviācijas un kosmosa metāls: tas rada ārkārtēju karstumu, tam ir zema siltumvadītspēja, un tas iznīcinās instrumentus ātrāk nekā jebkurš cits šajā sarakstā iekļautais materiāls. Ja uz jūsu izdrukas ir rakstīts titāns, sagaidiet, ka izmaksas un izpildes laiks to atspoguļos.

Kādas pielaides faktiski var noturēt CNC apstrāde?

Šeit lielākā daļa iesācēju raksta izdrukas, kas rada problēmas. Sapratnestingras pielaides CNC apstrādātas detaļassākas ar izpratni, ko nozīmē "standarts".

Standarta CNC apstrādes pielaide parasti ir ±0,05 mm (±0,002 collas) lielākajai daļai metāla elementu - urbumu, šķautņu, kopējo izmēru. Tas ir sasniedzams katrā modernā CNC mašīnā bez īpašas iestatīšanas, un tas ir piemērots lielākajai daļai tipiskas mehāniskās daļas funkcionālo funkciju.

Ja inženieriem rodas problēmas, ir jānorāda ±0,005 mm katram zīmējuma izmēram neatkarīgi no tā, vai šiem izmēriem tas ir nepieciešams. Stingrākas pielaides nozīmē ilgāku cikla laiku, biežāku instrumentu maiņu, temperatūras -kontrolētu vidi un 100% CMM pārbaudi attiecībā uz kritiskajiem izmēriem. Katrs stingrāks solis maksā ievērojami vairāk. Ja jums tas nav vajadzīgs, nesauciet to.

Šeit ir praktiska atsauce uz to, ko dažādas pielaides joslas patiesībā nozīmē ražošanā:

Zināšanu trūkums, kas pakludina jaunos inženierus:pielaide un virsmas apdare nav viens un tas pats, un viena izsaukšana nekontrolē otru.Urbuma izmēri var būt ±0,005 mm robežās, bet tā virsmas raupjums ir Ra 1,6 µm -, kas var būt ideāli piemērots presēšanai, bet pilnīgi nepareizs slīdošam blīvējumam. Vienmēr norādiet gan Ra (virsmas raupjums), gan izmēru pielaidi objektiem, kur abi ir svarīgi. Ja jūsu izdrukai ir tikai viena, labs veikals jautās. Mazāk uzmanīgs veikals to vienkārši apstrādās pēc noklusējuma.

Kad CNC apstrāde ir pareizais process - un kad tas nav?

CNC apstrāde ne vienmēr ir labākā atbilde. Jaunajiem inženieriem, kas novērtē procesa maršrutu, veiciet tālāk norādītās darbības.

CNC metāla detaļu ražošanas process izceļas vidēja -apjoma, augstas-sarežģītības, šauras-pielaides telpā. Tā ir vienīgā praktiskā metode, kā divu nedēļu laikā izgatavot titāna kosmosa kronšteinu ar saliktiem leņķiem un ±0,01 mm urbumu pirmajam izstrādājumam. Tā nav pareizā atbilde, lai ražotu miljonu identisku tērauda kronšteinu, ko varētu apzīmogot daļējā laika.

Iesācēja kļūda, kas maksā visvairāk: sienas biezums

Pajautājiet jebkuram pieredzējušam mašīnistam, ko viņš visbiežāk redz pirmajās-inženierijas izdrukās, un atbilde parasti ir tāda pati: sienas biezums ir pārāk plāns materiālam un procesam.

Lūk, kāpēc tas ir svarīgi. Kad griezējinstruments noņem materiālu no plānas sienas, griešanas spēki var novirzīt sienu, nevis to tīri izgriezt. Daļa saliecas zem instrumenta, atsperas atpakaļ, un iegūtais izmērs ir lielāks, nekā paredzēts programmā. Jūs iegūstat sienas, kas ir 0,1–0,3 mm no specifikācijas, un nav neviena procesa regulējuma, kas to novērstu - problēma ir ģeometrijā.

Vispārīgi norādījumi par metāla CNC daļām:

Alumīnija gadījumā saglabājiet minimālo sienu biezumu 0,8 mm uz mehāniski apstrādātiem elementiem. Tēraudam un nerūsējošajam materiālam, 1,0 mm. Titānam, 1,5 mm vai vairāk, ja vien daļa nav īpaši izstrādāta ar izciļņiem vai atbalsta elementiem, kas apstrādes laikā nostiprina sekciju. Tie nav stingri ierobežojumi - pieredzējuši mašīnisti var kļūt plānāki, izmantojot pareizos stiprinājumus un instrumentu celiņus -, taču, ja jūsu daļai ir sienas zem šiem skaitļiem, skaidri atzīmējiet to, nosūtot izdruku. Labs veikals jums pateiks, kā viņi plāno rīkoties. Veikals, kas to citē bez komentāriem, vai nu nav rūpīgi izlasījis zīmējumu, vai arī plāno izmēģināt un redzēt, kas notiks.

5 ass pret 3 asīm: ko skaitļi nozīmē jūsu labā

Jūs redzēsiet, ka veikali reklamēs "5 asu CNC apstrādi" kā augstākās kvalitātes iespēju. Lūk, ko tas patiesībā nozīmē no jūsu puses un kad tas ir svarīgi.

3-ass pārvietojas pa X, Y un Z. Tā var sasniegt daļas augšdaļu un četras malas, taču tai ir jāmaina pozīcija (pār-piestiprināšana), lai apstrādātu papildu virsmas. Katra atkārtota nostiprināšana rada iespējamu izlīdzināšanas kļūdu un palielina iestatīšanas laiku.

5-ass nodrošina rotāciju ap divām papildu asīm, kas nozīmē, ka griezējinstruments var pietuvoties sagatavei gandrīz no jebkura virziena bez atkārtotas nostiprināšanas. No jūsu puses tam ir divas praktiskas sekas:

Sarežģīta ģeometrija vienā iestatījumā.Funkcijas vairākās virsmās, saliktos leņķus, apakšējos griezumus un konusveida sienas var apstrādāt vienā iestatījumā. 3-ass iekārtām var būt nepieciešami trīs vai četri iestatījumi — katrs no tiem pievieno izmaksas un kumulatīvo izlīdzināšanas kļūdu.

Labāka tolerance pret vairāku{0}}seju daļām.Ja visi kritiskie elementi tiek apstrādāti vienā iestatījumā attiecībā pret vienu atskaites punktu, ģeometriskās attiecības starp šiem elementiem ir precīzākas nekā tad, ja tie tiek apstrādāti vairākos{0}}stiprinājumos. Parstingras pielaides CNC apstrādātas detaļasja, piemēram, urbumam vienā virsmā jābūt precīzi koncentriskam ar iezīmi blakus esošajā virsmā, 5 ass bieži ir pareizā atbilde.

Ne katrai daļai ir vajadzīgas 5 ass. Vienkāršs kronšteins ar funkcijām tikai vienā vai divās virsmās lieliski darbojas uz 3 asīm. Jaunināšanai ir jēga tikai tad, ja to patiesi pieprasa daļas ģeometrija.

Ja norādāt precīzas metāla daļas - Lūk, kā MID Precision var palīdzēt

Ja norādāt detaļu, kuras pielaides ir mazākas par ±0,02 mm, tādus materiālus kā titāns vai medicīniskas kvalitātes nerūsējošais materiāls, vai sarežģītu vairāku -seju ģeometriju, kam nepieciešams 5 asu darbs, mūsu komanda veic tieši šos darbus katru dienu.

MūsuCNC apstrādes iespējasaptver 3-ass, 4-ass un 5 asu frēzēšanu, CNC virpošanu, Šveices CNC virpošanu maza diametra precīzām detaļām un lokšņu metāla apstrādi. Mēs saglabājam pielaidi līdz ±0,002 mm attiecībā uz kvalificētajiem elementiem un virsmas raupjumu līdz Ra 0,02 µm. Mūsu materiālu klāstā ietilpst alumīnija sakausējumi, nerūsējošais tērauds, titāns, varš, misiņš un inženiertehniskā plastmasa — viss ar pilnīgu materiāla izsekojamību no izejvielu sertifikāta līdz galīgās pārbaudes ziņojumam.

Inženieriem, kuri nav sākuši izmantot avotusprecīzi CNC apstrādātas metāla detaļas no Ķīnas, mēs piedāvājam bezmaksas DFM pārskatu ar katru citātu. Tas nozīmē, ka, pirms mēs kaut ko griežam, mēs pārskatīsim jūsu zīmējumu, lai noskaidrotu sienas biezuma problēmas, pielaides norādes, kas neatbilst procesa iespējām, vītnes specifikācijas, kuras nepieciešams precizēt, un visas funkcijas, kurām noderētu dizaina pielāgošana. Mēs to rakstveidā atzīmējam -, jūs izlemjat, vai to mainīt.

Ja jūsu daļa nonāk regulētā galaproduktā - medicīnas ierīcē, kosmosa komplektācijā, pusvadītāju aprīkojumā -, mūsu ISO 13485-atbilstošā kvalitātes sistēma sagatavo jūsu atbilstības komandai nepieciešamo dokumentāciju: pirmā izstrādājuma pārbaudes ziņojumus, materiālu sertifikātus, CMM izmēru ziņojumus un korektīvo darbību ierakstus, ja kaut kas neatbilst.

Nosūtiet mums savu zīmējumuun mēs atgriezīsimies ar citātu un DFM piezīmēm 24 stundu laikā. Ja jūs joprojām esat izstrādes stadijā un vēlaties, lai process tiktu ievadīts pirms drukas pabeigšanas,saņemiet bezmaksas dizaina pārskatu- mēs parasti varam noteikt izmaksu un kvalitātes riska punktus zīmējumā stundas laikā.

FAQ

J: Manā zīmējumā ir rakstīts "±0,01 mm visos izmēros." Vai tas ir reāli?

Tehniski sasniedzams -, bet ne praktisks vai rentabls-kā vispārēja norāde. ±0,01 mm visās daļas dimensijās palielina pārbaudes laiku un apstrādes cikla laiku, kas ievērojami pārsniedz nepieciešamo. Pareizā pieeja ir norādīt ±0,01 mm tikai tiem izmēriem, kuriem tas funkcionāli nepieciešams - parasti gultņu urbumiem, blīvējuma virsmām, savienojuma saskarnēm -, un visam pārējam izmantot vispārīgu pielaides bloku (ISO 2768-m vai līdzīgu). Tas samazina izmaksas un padara mašīnistam skaidras svarīgākās funkcijas.

J: Kā es varu zināt, vai manai daļai nepieciešama 3 asu vai 5 asu apstrāde?

Ja visām jūsu daļai nepieciešamajām funkcijām var piekļūt no bloka augšdaļas un četrām pusēm bez rotācijas, parasti pietiek ar 3-asi. Ja jums ir salikti leņķi, iezīmes vairāk nekā divās skaldnēs, kurām jābūt precīzām ģeometriskām attiecībām, vai apakšiegriezumi, kurus nevar sasniegt ar taisnu instrumenta ceļu, ir vērts apspriest 5-asi. Ja rodas šaubas, kopīgojiet savu CAD failu ar veikalu un palūdziet viņiem sniegt padomu - tas ir piecas minūtes ilgs jautājums, kas ievērojami ietaupa remonta izmaksas.

J: Kāda ir atšķirība starp virsmas raupjumu Ra 0,8 un Ra 3.2 -, un vai man tas ir svarīgi?

Ra ir virsmas vidējais raupjums - mazāks skaitlis nozīmē gludāku. Ra 3,2 µm ir standarta mehāniskā apdare. Ra 0,8 µm nepieciešama viegla apdare vai pulēšana. Ra 0,4 µm un mazāk parasti ir nepieciešamas īpašas apdares darbības. Lielākajai daļai strukturālo īpašību Ra 3,2 µm ir piemērots. Virsmu blīvēšanai, slīdošajiem savienojumiem un jebkurai virsmai, kas saskaras ar bioloģiskiem audiem vai šķidrumu, parasti ir nepieciešams Ra 0,8 µm vai lielāks. Precīzi norādiet to šajās funkcijās - nedomājiet, ka veikals pēc noklusējuma izmantos smalkāku apdari, ja vien druka to nepieprasa.

J: Vai CNC apstrāde var radīt tādu pašu detaļu ģeometriju kā liešana?

Bieži jā, bet ne vienmēr. CNC apstrāde var radīt lielāko daļu ģeometriju, ko var liešana, kā arī tādas funkcijas, kuras nevar - liešana, piemēram, dziļi akli urbumi, asi iekšējie stūri un precīzi vītņoti caurumi. Kompromiss ir apjoms: liešanai ir augstas instrumentu izmaksas, bet zemas-detaļas izmaksas liela apjoma gadījumā. CNC uzstādīšanas izmaksas ir zemas, taču tās ir augstākas par daļu. Apjomiem, kas mazāki par dažiem tūkstošiem vienību, CNC parasti ir ekonomiskāks. Turklāt līdzsvara -punkts ir atkarīgs no daļas sarežģītības un materiāla.