Top 18 Designregeln für CNC-gefräste Prototypen und Teile

Der CNC-Bearbeitungsprozess ist ein subtraktiver Fertigungsprozess. Er erhält das entworfene Modell durch das Entfernen von Rohmaterial mit hochpräzisen Schneidwerkzeugen. Der CNC-Bearbeitungs-Prototyping-Service eignet sich für die Prototypen- und Kleinserienfertigung. Aber im Designstadium müssen wir Folgendes berücksichtigen, um Fehler und geringe Machbarkeit zu vermeiden：

Wandstärke

Vermeiden Sie dünne Wandabschnitte mit weniger als 0,04 Zoll (1 mm) Dicke. Dünne Wände können sich während der Bearbeitung verbiegen und sind für die Handhabung zerbrechlich. Eine Mindestwandstärke von 0,08 Zoll (2 mm) oder mehr wird empfohlen. Dickere Wände über 0,25 Zoll (6 mm) erfordern möglicherweise Schruppdurchgänge, um Werkzeugabdrängung zu verhindern.

Innenecken

Scharfe Innenecken können oft physikalisch nicht bearbeitet werden. Geben Sie Mindestradius-Ecken von mindestens 0,04 Zoll (1 mm) an. Größere Innenverrundungen sind stabiler. Lassen Sie Spiel für den Schneidwerkzeugdurchmesser. Sehr enge Ecken benötigen möglicherweise EDM oder sekundäres Schleifen.

Außenecken

Externe scharfe Ecken sind möglich, aber Punkte hoher Spannungskonzentration. Abgerundete Ecken von 0,02 Zoll (0,5 mm) oder mehr verbessern die Festigkeit erheblich. Vermeiden Sie spitze Außenecken. Fasen erleichtern das Auswerfen von Teilen aus Formen.

Rippen und Versteifungen

Fügen Sie Rippen und Versteifungen hinzu, um dünne Abschnitte zu verstärken, die während der Bearbeitung zu Vibration oder Verbiegung neigen. Positionieren Sie Rippen in der Nähe von Spannbereichen. Rippen helfen, Wärme abzuleiten und die Teilstabilität zu verbessern. Halten Sie die Enden der Rippen abgerundet.

Boss- und Pad-Höhen

Eine Mindestdicke von 0,02 Zoll (0,5 mm) wird für kleine Bossen und Pads empfohlen. Vermeiden Sie lange, dünne Stege und Vorsprünge, die sich leicht verbiegen können. Bieten Sie unter Überhängen Spiel für die Fräserdurchmesser.

Lochgrößen

Begrenzen Sie Lochdurchmesser auf nicht kleiner als 1/8 Zoll (3 mm). Löcher unter 0,04 Zoll (1 mm) sind schwierig zu bearbeiten und brechen leicht kleine Bohrer. Lassen Sie Spiel für Bohrer-Spitzenwinkel.

Vermeiden Sie winzige Details

Feine Details kleiner als 0,010 Zoll (0,25 mm) und zarte Formen lassen sich nicht gut herstellen. Winziger Text und Logos werden zu unlesbaren Klecksen. Die minimale lesbare Texthöhe beträgt 0,12 Zoll (3 mm).

Toleranzen

Geben Sie angemessene Toleranzen an, die normale Prozessschwankungen zulassen. Erlauben Sie +/- 0,005 Zoll (0,127 mm) für allgemeines Prototyping. Engere Toleranzen verursachen mehr Bearbeitungszeit und Kosten.

Oberflächengüten

Feinere Oberflächengüten erfordern allmählichere Schrittweiten und langsamere Geschwindigkeiten/Vorschübe. Üblicherweise spezifizierte Rauheitswerte liegen im Bereich von 125-250 Mikrozoll Ra. Güten bis hinunter zu 32 Ra sind möglich.

Teilgewicht

Größere schwere Komponenten erfordern eine stärkere Vorrichtung und neigen bei hohen Geschwindigkeiten zu Vibration. Erwägen Sie, große Teile in Segmente zu teilen, um das Gewicht jeweils unter 25 lbs (11 kg) zu halten. Reduzieren Sie die Masse wo möglich.

Materialauswahl

Verwenden Sie homogene, stabile Materialien, die angemessen für die Teildimensionen dimensioniert sind. Vermeiden Sie Materialien mit großen Korngrößen relativ zu den Merkmalen. Harte Metalle haben eine höhere Steifigkeit, sind aber schwieriger zu bearbeiten.

Rüstzeit reduzieren

Entwerfen Sie so, dass komplexe Vorrichtungen und Indizierungen minimiert werden, um die Bearbeitbarkeit zu unterstützen. Kombinieren Sie mehrere Teile zu einem, wenn angemessen. Standardisierte Vorrichtungspositionierungspunkte beschleunigen das Laden.

Werkzeugzugänglichkeit

Bieten Sie geeigneten Zugang für Stirnfräser, um alle Innenecken und Merkmale zu erreichen. Begrenzen Sie tiefe Sacktaschen, Bossen innerhalb von Wänden und komplexe interne Geometrien. 5-Achsen-Bearbeitung verbessert die Zugänglichkeit.

Design für Fertigbarkeit

Verwenden Sie bewährte Designprinzipien, die für Bearbeitungsprozesse geeignet sind. Vermeiden Sie unnötige Operationen. Standardisieren Sie Merkmale, die wiederholt an und zwischen Teilen verwendet werden. Entwerfen Sie mit Blick auf die Produktion.

Designänderungen

Planen Sie Designrevisionen und -verbesserungen ein. Machen Sie Modelle parametrisch mit leicht variierbaren Schlüsseldimensionen. CNC-Bearbeitung ermöglicht schnelle Durchlaufzeiten für Designiterationen. Führen Sie Änderungshistorie und Versionskontrolle.

Schrägen

Integrieren Sie 1-2 Grad Schrägen auf allen vertikalen Flächen, um das Auswerfen von Teilen aus Formen oder Vorrichtungen zu ermöglichen. Die Schräge hilft, Schneidwerkzeuge entlang der Arbeitsfläche zu ziehen.

Vermeiden Sie Baugruppen

Das Kombinieren mehrerer Komponenten zu einem bearbeiteten Teil, wenn möglich, vereinfacht das Prototyping. Baugruppen erfordern das Zusammenfügen von Komponenten und Hardware.

Standardkomponenten

Verwenden Sie wo möglich Katalog-Standardhardware und gekaufte Artikel anstelle von kundenspezifisch bearbeiteten Komponenten. Standardbefestigungen, Griffe, Scharniere, Zahnräder und Zubehör sparen Kosten.

Die Berücksichtigung dieser Designrichtlinien hilft dabei, CNC-gefräste Prototypen zu erstellen, die effizient bearbeitet werden, Werkzeugprobleme vermeiden, Toleranzen einhalten, angemessene Oberflächengüten haben und gehandhabt und montiert werden können. Das Ergebnis ist eine schnellere Durchlaufzeit und reduzierte Prototyping-Kosten.

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