CNC vinnsla málmhluta: Það sem sérhver verkfræðingur ætti að vita áður en hann skrifar prentun

CNC vinnsla málmhluta: Það sem sérhver verkfræðingur ætti að vita áður en hann skrifar prent

Flest víddarvandamál á CNC véluðum hlutum byrja ekki á verkstæði - þau byrja á teikningunni. Umburðarlyndi þéttara en ferlið getur staðist, veggþykkt sem býður upp á þvaður, þráður sem vantar þolflokkinn. Þegar hlutirnir koma og misheppnast skoðun er undirrótin þegar þrjár vikur í fortíðinni og situr í PDF.

Þessi grein gefur þér hagnýta þekkingu á því hvernigCNC vinnsla málmhlutavirkar í raun og veru - hvað ferlið getur og getur ekki gert, hvernig efnisval hefur áhrif á allt niðurstreymis og hvernig á að skrifa prent sem gefur þér góða hluti í fyrstu umferð. Engin kenning fyrir eigin sakir. Allt hér tengist ákvörðunum sem þú munt taka í alvöru starfi.

Hvað er CNC vinnsla, í raun?

CNC stendur fyrir Computer Numerical Control. Vélin les forrit - sem venjulega er búið til úr CAD líkaninu þínu - og færir skurðarverkfæri eftir nákvæmum slóðum til að fjarlægja efni úr málmeyðu. Rekstraraðili setur vélina upp, hleður forritinu og fylgist með keyrslunni. Vélin framkvæmir rúmfræðina.

Það er einfalda útgáfan. Sá hluti sem skiptir máli fyrir vinnu þína er þessi:CNC vinnsla er frádráttarferli. Þú byrjar á meira efni en þú þarft og klippir allt í burtu sem er ekki hluturinn. Þetta er í grundvallaratriðum frábrugðið steypu, smíða eða aukefnaframleiðslu (3D prentun) og það hefur áhrif á hvaða rúmfræði er framkvæmanleg, hvaða vikmörk eru hægt að ná og hvernig kostnaðaruppbyggingin lítur út.

Hugsaðu um það eins og að skera út mynd úr viðarblokk. Verkfæri myndhöggvarans ráða því hversu fínt smáatriðin geta verið. Viðurinn sjálfur - korn hans, hörku, hvernig hann bregst við skurði - ákvarðar hvort þessi smáatriði halda lögun sinni. ÍFramleiðsluferli CNC málmhluta, vélin er myndhöggvarinn og efnið er viðurinn. Hvort tveggja skiptir máli.

Þrjár algengustu CNC aðgerðirnar sem þú munt lenda í:

CNC fræsun- skurðarverkfærið snýst og færist yfir kyrrstæða vinnustykkið. Notað fyrir flatt yfirborð, vasa, raufar, flóknar 3D útlínur. Ef hluti þinn hefur eiginleika sem líta út eins og þeir hafi verið skornir úr blokk, þá var hann líklega malaður.

CNC beygja- vinnustykkið snýst á meðan skurðarverkfærið helst tiltölulega fast. Notað fyrir sívala hluta: stokka, bushings, stúta, snittari hluti. Ef hluti þinn er kringlótt og samhverfur um ás, var honum líklega snúið.

Svissnesk CNC snúningur- sérhæft form beygju þar sem vinnustykkið er stutt mjög nálægt skurðarsvæðinu, sem gerir kleift að vinna langa, mjóa hluta að þröngum vikmörkum án sveigju. Staðall fyrir lækningapinna, smátengi, úraíhluti og hvaða nákvæmnihluta sem er með háa lengd-til-þvermálshlutfalls.

Margir raunverulegir hlutar krefjast fleiri en einni aðgerð - til dæmis snúið skaft með frestuðu gjáspori eða malað hús með snúnum og snittuðum holum.

Hvernig hefur efnisval áhrif á CNC vélaða málmhluta?

Þetta er spurningin sem nýir verkfræðingar vanmeta mest. Efnið sem þú tilgreinir ákvarðar ekki bara enda-notkunareiginleika hlutans - heldur ákvarðar það hversu auðvelt eða erfitt er að vinna hlutann, sem hefur bein áhrif á kostnað, vikmörk sem hægt er að ná og yfirborðsáferð.

Hér er hagnýt tilvísun fyrir þá málma sem þú munt hitta oftast íCNC machining málmhluti efni samanburður:

Nokkur atriði sem þessi tafla mun ekki segja þér beint. Álvélar eru fljótar og halda þröngum vikmörkum auðveldlega - það er sjálfgefið val þegar þyngd og kostnaður skipta meira máli en fullkominn styrkur. Vinna úr ryðfríu stáli-harðnar um leið og þú klippir það, sem þýðir að sljórt verkfæri eða rangur straumhraði getur í raun breytt efniseiginleikum á yfirborði miðju-skurðar. Títan er erfiðasti algengi geimmálmurinn til að véla: það myndar mikinn hita, hefur litla hitaleiðni og eyðileggur verkfæri hraðar en nokkurt annað efni á þessum lista. Ef prentunin þín segir títan, búist við að kostnaðurinn og leiðtíminn endurspegli það.

Hvaða vikmörk getur CNC vinnsla raunverulega haldið?

Þetta er þar sem flestir byrjendur skrifa útprentanir sem valda vandræðum. Skilningurþétt umburðarlyndi CNC vélað hlutarbyrjar á því að skilja hvað "staðall" þýðir.

Staðlað CNC vinnsluþol er venjulega ±0,05 mm (±0,002") fyrir flestar málmeiginleika - holur, fletir, heildarmál. Þetta er hægt að ná á hverri nútíma CNC vél án sérstakrar uppsetningar og það er viðeigandi fyrir meirihluta hagnýtra eiginleika á dæmigerðum vélrænum hluta.

Þar sem verkfræðingar lenda í vandræðum er að tilgreina ±0,005 mm þvert á hverja stærð á teikningunni, óháð því hvort þessar stærðir krefjast þess. Meiri vikmörk þýða lengri lotutíma, tíðari verkfæraskipti, hitastigs-stýrt umhverfi og 100% CMM skoðun á mikilvægum stærðum. Hvert skref þrengra kostar umtalsvert meira. Ef þú þarft þess ekki skaltu ekki kalla það út.

Hér er hagnýt tilvísun um hvað mismunandi þolsvið þýða í raun í framleiðslu:

Þekkingarbilið sem hrífur nýja verkfræðinga:umburðarlyndi og yfirborðsfrágangur er ekki sami hluturinn og að kalla út einn stjórnar ekki hinu.Bora getur verið í stærð innan ±0,005 mm en hafa yfirborðsgrófleika Ra 1,6µm - sem getur verið fullkomlega fínt fyrir pressupassingu en algjörlega rangt fyrir rennandi innsigli. Tilgreindu alltaf bæði Ra (yfirborðsgrófleiki) og víddarþol á eiginleikum þar sem báðir skipta máli. Ef prentunin þín hefur aðeins eina, mun góð búð spyrja. A minna varkár búð mun bara vél það til sjálfgefið þeirra.

Hvenær er CNC vinnsla rétta ferlið - og hvenær er það ekki?

CNC vinnsla er ekki alltaf besta svarið. Fyrir nýja verkfræðinga sem meta ferli leið, hér er hvernig á að hugsa í gegnum það:

Framleiðsluferlið CNC málmhluta skín í miðju-rúmmáli, mikilli-flækju, þéttu-þolrými. Það er eina hagnýta aðferðin til að framleiða títan loftrýmisfestingu með samsettum hornum og ±0,01 mm holu á fyrstu vöru innan tveggja vikna. Það er ekki rétta svarið til að framleiða milljón eins stálfestingar sem hægt væri að stimpla á broti af tímanum.

Byrjendamistökin sem kosta mest: Veggþykkt

Spyrðu hvaða reyndan vélstjóra hvað þeir sjá oftast í fyrstu-verkfræðiprentun og svarið er venjulega það sama: veggþykkt sem er of þunn fyrir efnið og ferlið.

Hér er hvers vegna það skiptir máli. Þegar skurðarverkfæri fjarlægir efni af þunnum vegg geta skurðarkraftarnir sveigt vegginn í stað þess að skera hann hreint í gegnum hann. Hluturinn beygir sig undir verkfærinu, fjaðrar aftur og víddin sem myndast er stærri en forritið ætlaði. Þú færð veggi sem eru 0,1–0,3 mm utan forskriftar og það er engin ferlistilling sem lagar það - rúmfræðin er vandamálið.

Almennar leiðbeiningar um CNC hluta úr málmi:

Fyrir ál, haltu lágmarksveggþykktinni 0,8 mm á véluðum eiginleikum. Fyrir stál og ryðfrítt, 1,0 mm. Fyrir títan, 1,5 mm eða meira, nema hluturinn sé sérstaklega hannaður með hlífum eða stuðningseiginleikum sem stífa hlutann við vinnslu. Þetta eru ekki erfiðar takmarkanir - reyndir vélamenn geta farið þynnri með réttum innréttingum og verkfærastígum - en ef hluti þinn hefur veggi undir þessum tölum, merktu það sérstaklega þegar þú sendir prentunina. Góð búð mun segja þér hvernig þeir ætla að höndla það. Verslun sem vitnar í það án athugasemda hefur annað hvort ekki lesið teikninguna vandlega eða ætlar að reyna að sjá hvað gerist.

5-ás vs 3-ás: Hvað tölurnar þýða fyrir þinn hlut

Þú munt sjá verslanir auglýsa „5-ása CNC vinnslu“ sem úrvalsgetu. Hér er hvað það þýðir í raun og veru fyrir þig og hvenær það skiptir máli.

3-ása vél hreyfist í X, Y og Z. Hún getur náð efst og fjórum hliðum hluta, en hún krefst endurstillingar (endur-festingar) til að vinna fleiri flöt. Sérhver endurfesting kynnir hugsanlega stillingarvillu og bætir við uppsetningartíma.

5-ása vél bætir við snúningi um tvo ása til viðbótar, sem þýðir að skurðarverkfærið getur nálgast vinnustykkið úr næstum hvaða átt sem er án þess að festa það aftur. Fyrir þína hönd hefur þetta tvær hagnýtar afleiðingar:

Flókin rúmfræði í einni uppsetningu.Eiginleikar á mörgum flötum, samsett horn, undirskurðir og mjókkandi veggir er hægt að vinna í einni uppsetningu. Á 3-ása vél gæti þetta þurft þrjár eða fjórar uppsetningar - hver og einn bætir við kostnaði og uppsöfnuðum stillingarvillum.

Betra umburðarlyndi á fjöl-andlitshlutum.Þegar allir mikilvægir eiginleikar eru unnar í einni uppsetningu miðað við eitt viðmið, eru rúmfræðileg tengsl milli þessara eiginleika nákvæmari en ef þeir eru vélaðir yfir margar endur-festingar. Fyrirþétt umburðarlyndi CNC vélað hlutarþar sem til dæmis gat á annarri fleti verður að vera nákvæmlega sammiðja með eiginleika á aðliggjandi fleti, er 5-ás oft rétta svarið.

Ekki þarf hver hluti 5-ása. Einföld krappi með eiginleikum aðeins á einu eða tveimur andlitum vélum fullkomlega vel á 3-ása. Uppfærslan er aðeins skynsamleg þegar rúmfræði hlutar krefst þess í raun og veru.

Ef þú ert að tilgreina nákvæma málmhluta - Hér er hvernig MID Precision getur hjálpað

Ef þú ert að tilgreina hluta sem þarf vikmörk undir ±0,02 mm, efni eins og títan eða læknisfræðilegt-ryðfrítt, eða flókið fjöl-flötum rúmfræði sem krefst 5-ása vinnu, þá eru það nákvæmlega þau störf sem teymið okkar vinnur daglega.

OkkarCNC vinnslumöguleikarþekju 3-ás, 4-ás og 5-ása fræsun, CNC snúningur, svissnesk CNC snúning fyrir nákvæma hluta með litlum þvermál og málmplötur. Við höldum vikmörkum við ±0,002 mm á hæfilegum eiginleikum og yfirborðsgrófleika við Ra 0,02µm. Efnisúrval okkar nær yfir álblöndur, ryðfrítt stál, títan, kopar, kopar og verkfræðiplast - allt með fullum rekjanleika efnis frá hráefnisvottorð til lokaskoðunarskýrslu.

Fyrir verkfræðinga sem eru nýir í innkaupumnákvæmni CNC vélað málmhlutar frá Kína, bjóðum við upp á ókeypis DFM endurskoðun með hverri tilvitnun. Það þýðir að áður en við klippum eitthvað, munum við fara yfir teikninguna þína með tilliti til veggþykktarvandamála, vikmörkum sem passa ekki við vinnslugetu, þráðaforskrifta sem þarfnast skýringar og hvers kyns eiginleika sem gætu hagnast á hönnunaraðlögun. Við merkjum það skriflega - þú ákveður hvort þú eigir að breyta því.

Ef þinn hlutur fer í eftirlitsskylda lokavöru - lækningatæki, loftrýmissamsetningu, hálfleiðarabúnað - okkar ISO 13485-gæðakerfi framleiðir skjölin sem fylgniteymið þitt þarfnast: skoðunarskýrslur fyrstu greinar, efnisvottorð, CMM víddarskýrslur og skrár um úrbætur ef eitthvað er í samræmi við aðgerðir.

Sendu okkur teikninguna þínaog við munum koma aftur með tilboð og DFM athugasemdir innan 24 klukkustunda. Ef þú ert enn á hönnunarstigi og vilt fá inntak af ferli áður en prentun er endanleg,fáðu ókeypis hönnunarskoðun- við getum venjulega greint kostnaðar- og gæðaáhættupunkta á teikningu innan klukkustundar.

Algengar spurningar

Sp.: Teikningin mín segir "±0,01 mm á öllum stærðum." Er það raunhæft?

Tæknilega framkvæmanlegt - en ekki hagkvæmt eða -kostnaðarhagkvæmt sem almenn útskýring. ±0,01 mm þvert á hverja vídd á hlutanum knýr skoðunartíma og vinnslutíma verulega lengri en nauðsynlegt er. Rétta nálgunin er að tilgreina ±0,01 mm aðeins á þeim víddum sem krefjast þess - venjulega burðarholur, þéttifleti, viðmótsviðmót - og nota almennan vikmörk (ISO 2768-m eða svipað) fyrir allt annað. Þetta heldur kostnaði niðri og gerir mikilvæga eiginleikana ljósa fyrir vélstjórann.

Sp.: Hvernig veit ég hvort hlutinn minn þarfnast 3-ása eða 5-ása vinnslu?

Ef hægt er að nálgast alla eiginleika sem hlutinn þinn krefst frá efstu og fjórum hliðum blokkar án þess að snúast, er 3-ás venjulega nóg. Ef þú ert með samsett horn, eiginleika á fleiri en tveimur flötum sem verður að halda í nákvæmu rúmfræðilegu sambandi, eða undirskurðir sem ekki er hægt að ná með beinni verkfæraleið, er 5-ás þess virði að ræða. Ef þú ert í vafa skaltu deila CAD-skránni þinni með verslun og biðja þá um að ráðleggja - að þetta er fimm mínútna spurning sem sparar mikinn kostnað við endurfestingu.

Sp.: Hver er munurinn á yfirborðsgrófleika Ra 0,8 og Ra 3.2 - og skiptir það máli fyrir mitt leyti?

Ra er meðalgrófleiki yfirborðsins - lægri tala þýðir sléttari. Ra 3,2µm er staðall sem-vinnslaður áferð. Ra 0,8µm krefst léttan frágangstíma eða fægja. Ra 0,4µm og lægri krefst venjulega sérstakra frágangsaðgerða. Fyrir flesta byggingareiginleika er Ra 3,2µm fínt. Fyrir þéttingu yfirborðs, rennilaga og hvaða yfirborð sem er í snertingu við líffræðilegan vef eða vökva er venjulega krafist Ra 0,8 µm eða betra. Tilgreindu það sérstaklega á þessum eiginleikum - ekki gera ráð fyrir að búðin fari sjálfgefið í fínni frágang nema prentunin kalli á það.

Sp.: Getur CNC vinnsla framleitt sömu rúmfræði hluta og steypa?

Oft já, en ekki alltaf. CNC vinnsla getur framleitt flestar rúmfræði sem steypa getur, auk eiginleika sem steypa getur ekki - eins og djúp blindhol, skörp innri horn og nákvæm snittuð göt. Málið er rúmmál: steypa hefur háan verkfærakostnað en lágan kostnað á hvern-hluta við mikið magn. CNC hefur lágan uppsetningarkostnað en hærri-hlutakostnað. Fyrir rúmmál undir nokkur þúsund stykki er CNC venjulega hagkvæmara. Þar fyrir ofan fer jöfnunarpunkturinn- eftir flóknum hluta og efni.