Топ-18 правил проектирования для прототипов и деталей, изготовленных на станках с ЧПУ

Процесс обработки на станках с ЧПУ является субтрактивным производственным процессом. Он позволяет получить спроектированную модель путем удаления сырья высокоточными режущими инструментами. Услуга прототипирования на станках с ЧПУ подходит для создания прототипов и мелкосерийного производства. Однако на этапе проектирования необходимо учитывать следующее, чтобы избежать дефектов и низкой осуществимости:

Толщина стенки

Избегайте тонких участков стенок толщиной менее 0,04 дюйма (1 мм). Тонкие стенки могут прогибаться во время обработки и быть хрупкими при обращении. Рекомендуется минимальная толщина стенки 0,08 дюйма (2 мм) или более. Для более толстых стенок свыше 0,25 дюйма (6 мм) могут потребоваться черновые проходы для предотвращения прогиба инструмента.

Внутренние углы

Острые внутренние углы часто невозможно физически обработать. Указывайте минимальный радиус углов не менее 0,04 дюйма (1 мм). Более крупные внутренние скругления будут прочнее. Обеспечьте зазор для диаметра режущего инструмента. Для очень узких углов может потребоваться электроэрозионная обработка (EDM) или дополнительное шлифование.

Внешние углы

Внешние острые углы возможны, но являются точками концентрации высоких напряжений. Закругленные углы радиусом 0,02 дюйма (0,5 мм) или более значительно повышают прочность. Избегайте заостренных внешних углов. Фаски помогают извлечению детали из форм.

Ребра и подкосы

Добавляйте ребра и подкосы для усиления тонких участков, склонных к вибрации или прогибу во время обработки. Располагайте ребра рядом с областями зажима. Ребра помогают рассеивать тепло и улучшают стабильность детали. Концы ребер должны быть закругленными.

Высоты бобышек и площадок

Для небольших бобышек и площадок рекомендуется минимальная толщина 0,02 дюйма (0,5 мм). Избегайте длинных тонких стоек и выступов, которые могут легко прогибаться. Обеспечьте зазор под свесами для диаметров фрез.

Размеры отверстий

Ограничьте диаметры отверстий не менее 1/8 дюйма (3 мм). Отверстия менее 0,04 дюйма (1 мм) сложны в обработке и легко ломают маленькие сверла. Учитывайте зазор для углов заточки сверла.

Избегайте мелких деталей

Мелкие детали размером менее 0,010 дюйма (0,25 мм) и хрупкие формы будут плохо изготавливаться. Крошечный текст и логотипы превращаются в нечитаемые кляксы. Минимальная читаемая высота текста составляет 0,12 дюйма (3 мм).

Допуски

Указывайте разумные допуски, учитывающие нормальные технологические отклонения. Для общего прототипирования допустимо +/- 0,005 дюйма (0,127 мм). Более жесткие допуски влекут большее время обработки и стоимость.

Чистота поверхности

Более тонкая чистота поверхности требует более плавных шагов и меньших скоростей/подач. Обычно задаваемые значения шероховатости находятся в диапазоне 125-250 микродюймов Ra. Возможна отделка до 32 Ra.

Вес детали

Более тяжелые компоненты требуют более мощного крепления и склонны к вибрации на высоких скоростях. Рассмотрите возможность разделения крупных деталей на сегменты, чтобы вес каждого не превышал 25 фунтов (11 кг). Уменьшайте массу там, где это возможно.

Выбор материала

Используйте однородные, стабильные материалы, размеры которых соответствуют габаритам детали. Избегайте материалов с крупным зерном относительно элементов детали. Твердые металлы обладают более высокой жесткостью, но их сложнее обрабатывать.

Сокращение времени наладки

Проектируйте так, чтобы минимизировать сложное крепление и индексацию для улучшения обрабатываемости. Объединяйте несколько деталей в одну, если это уместно. Стандартные точки базирования на приспособлении ускоряют загрузку.

Доступность инструмента

Проектирование для технологичности

Используйте проверенные принципы проектирования, подходящие для процессов механической обработки. Избегайте ненужных операций. Стандартизируйте элементы, многократно используемые на деталях и между ними. Проектируйте с учетом производства.

Изменения в проекте

Планируйте доработки и улучшения проекта. Создавайте параметрические модели с легко изменяемыми ключевыми размерами. Обработка на станках с ЧПУ позволяет быстро выполнять итерации проекта. Ведите историю изменений и контроль версий.

Углы съема

Включайте углы съема в 1-2 градуса на всех вертикальных поверхностях, чтобы обеспечить извлечение детали из форм или приспособлений. Угол съема помогает выводить режущие инструменты вдоль обрабатываемой поверхности.

Избегайте сборок

Объединение нескольких компонентов в одну обрабатываемую деталь, когда это возможно, упрощает прототипирование. Сборки требуют сопряжения компонентов и крепежа.

Стандартные компоненты

Используйте стандартные крепежные элементы и покупные изделия из каталогов, где это возможно, вместо изготовленных на заказ деталей. Стандартные крепежные элементы, ручки, петли, шестерни и аксессуары экономят средства.

Учет этих рекомендаций по проектированию поможет создавать прототипы, обработанные на станках с ЧПУ, которые эффективно обрабатываются, избегают проблем с инструментом, соответствуют допускам, имеют соответствующую отделку и могут быть обработаны и собраны. Результат — более быстрый оборот и снижение затрат на прототипирование.

Индивидуальная услуга прототипирования на станках с ЧПУ

Тщательно спроектированные прототипы Neway говорят сами за себя. Наблюдайте, как их 5-осевые станки с ЧПУ вырезают, контурируют и создают ваши изделия с точностью на уровне микронов. Команда Neway тщательно проверяет каждый прототип, обеспечивая точность размеров и профессионально подобранную чистоту поверхности. Получайте свои усовершенствованные прототипы за дни, а не недели.