Projektowanie pod kątem obróbki CNC: 12 zasad, które powinien znać każdy inżynier | Praktyczny przewodnik od producenta OEM CNC z Shenzhen w Chinach

Dlaczego projektowanie pod kątem obróbki CNC ma znaczenie

Zanim omówimy konkretne zasady, wyjaśnijmy, dlaczego projektowanie przyjazne dla CNC jest ważne.

Nowoczesne maszyny CNC są niezwykle wydajne.

Z zaawansowanym sprzętem takim jak:

• Centra obróbcze CNC 3-osiowe
• Obróbka 4-osiowa
• Obróbka CNC 5-osiowa
• Centra tokarskie CNC
• Maszyny typu szwajcarskiego

Producenci mogą tworzyć niezwykle złożone komponenty.

Jednak każdy projekt ma ograniczenia fizyczne.

Narzędzia tnące mają rozmiary.

Maszyny mają zakresy robocze.

Materiały zachowują się różnie.

Inteligentny projekt uwzględnia te czynniki od samego początku.

Dobra konstrukcja CNC pomaga osiągnąć:

• Lepsza jakość części
• Niższe koszty obróbki
• Szybsza produkcja
• Bardziej stabilny czas dostawy
• Łatwiejsza kontrola jakości

Krótko mówiąc:

Projekt nadający się do produkcji jest zazwyczaj bardziej udany.

Zasada 1 — Utrzymuj rozsądną grubość ścianki

Jednym z najczęstszych problemów przy obróbce CNC jest projektowanie zbyt cienkich ścianek.

Cienkie ścianki mogą wyglądać atrakcyjnie w systemie CAD, ale podczas obróbki mogą:

• Wibruje podczas cięcia
• Odkształcenie w wyniku sił cięcia
• Wygeneruj niespójne wymiary

W przypadku części aluminiowych, powszechnym zaleceniem jest:

• Jeśli to możliwe, unikaj bardzo cienkich ścian
• Jeśli konieczne są cienkie sekcje, dodaj konstrukcje wsporcze

Na przykład lekki wspornik lotniczy może wymagać cienkich ścianek, ale projekt powinien uwzględniać stabilność obróbki.

Nieco grubsza ścianka może czasami zaoszczędzić poważnych problemów produkcyjnych w przyszłości.

Zasada 2 — Unikaj ekstremalnie głębokich ubytków

Kolejnym częstym wyzwaniem są głębokie kieszenie.

Gdy narzędzie tnące wchodzi w głęboką wnękę:

• Zwiększają się drgania narzędzia
• Prędkość skrawania musi się zmniejszyć
• Jakość powierzchni może się pogorszyć

Ogólna wskazówka:

Im głębsza jest wnęka, tym trudniejsza staje się obróbka.

Możliwie:

• Zmniejsz niepotrzebną głębokość kieszeni
• Użyj szerszych otworów
• Unikaj projektów wymagających wyjątkowo długich narzędzi

Zwiększa to wydajność obróbki i zmniejsza ryzyko pęknięcia narzędzia.

Zasada 3 — Projektuj narożniki wewnętrzne z odpowiednim promieniem

Narzędzia skrawające CNC są okrągłe.

Nie są w stanie stworzyć idealnie ostrych narożników wewnętrznych.

To powszechne nieporozumienie wśród początkujących projektantów.

Jeśli Twój model CAD zawiera wewnętrzny narożnik o kącie 90 stopni, maszyna zazwyczaj pozostawi promień.

Zamiast projektować ostre narożniki, rozważ dodanie:

• Promień narożnika wewnętrznego
• Filety
• Większe przejścia

Korzyści obejmują:

• Łatwiejsza obróbka
• Dłuższa żywotność narzędzia
• Lepsze wykończenie powierzchni

Prosta zmiana promienia może sprawić, że część będzie o wiele łatwiejsza do wytworzenia.

Zasada 4 — Unikaj niepotrzebnych, ścisłych tolerancji

Mniejsza tolerancja nie zawsze oznacza lepszą jakość.

Czasami inżynierowie wszędzie określają niezwykle rygorystyczne tolerancje, nawet jeśli dane zastosowanie ich nie wymaga.

Na przykład:

Otwory montażowe o standardowej tolerancji ±0,01 mm mogą nie być wymagane.

Zbytnie określanie tolerancji zwiększa:

• Czas obróbki
• Wymagania dotyczące inspekcji
• Koszt produkcji

Lepszym podejściem jest:

Stosuj ścisłe tolerancje tylko w obszarach krytycznych.

W HONSCN nasz zespół inżynierów często przegląda rysunki przed produkcją, aby pomóc klientom określić, gdzie wymagana jest precyzja, a gdzie można zoptymalizować koszty.

Zasada 5 — Weź pod uwagę dostępność narzędzi

Obróbka CNC opiera się na ruchu narzędzi.

Jeśli narzędzie skrawające nie może fizycznie dosięgnąć danego obszaru, nie można wykonać obróbki tego elementu.

Do typowych problemów projektowych należą:

• Ukryte głębokie funkcje
• Wąskie szczeliny
• Złożone struktury wewnętrzne

Zanim sfinalizujesz projekt, zapytaj:

„Czy narzędzie rzeczywiście dotrze do tego obszaru?”

To proste pytanie pozwala zapobiec wielu problemom produkcyjnym.

Zasada 6 — Wybieraj materiały na podstawie funkcji i obróbki

Dobór materiałów ma wpływ na wszystko:

• Prędkość obróbki
• Wykończenie powierzchni
• Koszt
• Wydajność części

Popularne materiały CNC obejmują:

Aluminium

Przykłady:

• 6061 Aluminium
• 7075 Aluminium

Zalety:

• Lekki
• Łatwa obróbka
• Doskonałe możliwości wykończenia powierzchni

Zastosowania:

• Komponenty samochodowe
• Robotyka
• Obudowy elektroniki

Stal nierdzewna

Zalety:

• Odporność na korozję
• Wysoka trwałość

Zastosowania:

• Części medyczne
• Sprzęt spożywczy
• Komponenty przemysłowe

Stopy specjalne

Przykłady:

• Tytan
• Inconel 718

Stosowany w wymagających zastosowaniach, takich jak:

• Lotnictwo i kosmonautyka
• Środowiska o wysokiej temperaturze

Właściwy dobór materiału na wczesnym etapie pozwala uniknąć niepotrzebnych problemów produkcyjnych.

Zasada 7 — Unikaj nadmiernie skomplikowanych projektów bez potrzeby

Nowoczesne maszyny CNC potrafią wytwarzać imponujące geometrie.

Ale złożoność ma swoją cenę.

Każda dodatkowa funkcja może wymagać:

• Więcej operacji obróbczych
• Dodatkowe ustawienia
• Więcej czasu na inspekcję

Czasami prostszy projekt działa dokładnie tak samo.

Zanim dodasz skomplikowane szczegóły, zapytaj:

Czy ta funkcja poprawia funkcjonalność produktu?

W przeciwnym razie może to jedynie zwiększyć koszty produkcji.

Zasada 8 — Jeśli to możliwe, projektuj standardowe rozmiary otworów

Standardowymi narzędziami łatwiej się zarządza.

Stosowanie powszechnie stosowanych rozmiarów otworów pomaga producentom:

• Zredukuj liczbę zmian narzędzi
• Poprawa wydajności
• Niższe koszty produkcji

Oczywiście możliwe jest wykonanie otworów niestandardowych.

Jeśli jednak projekt na to pozwala, zazwyczaj preferowane są rozmiary standardowe.

Zasada 9 — Rozważ wymagania dotyczące wykończenia powierzchni już na wczesnym etapie

Wiele części CNC wymaga dodatkowego wykończenia:

• Anodowanie
• Anodowanie twarde
• Piaskowanie
• Śrutowanie szklanymi kulkami
• Malowanie proszkowe
• Znakowanie laserowe

Jednak obróbka powierzchni ma wpływ na wymiary.

Na przykład:

Anodowanie polega na nałożeniu na powierzchnię aluminium cienkiej warstwy tlenku.

Jeśli wymagane jest precyzyjne dopasowanie, może być konieczna regulacja naddatków na obróbkę.

Wykończenie powierzchni nie powinno być traktowane jako ostatni etap.

Należy wziąć to pod uwagę już na etapie projektowania.

Zasada 10 — Projektowanie ułatwiające inspekcję

Część, którą trudno jest sprawdzić, jest także trudna do kontrolowania.

Inżynierowie powinni wziąć pod uwagę:

• Dostęp do pomiaru
• Lokalizacje punktów odniesienia
• Krytyczne wymiary
• Metody inspekcji

W przypadku precyzyjnych części CNC producenci mogą stosować:

• Inspekcja CMM
• Pomiar optyczny
• Wskaźniki wysokości
• Testery chropowatości powierzchni

Dobry projekt ułatwia weryfikację jakości.

Zasada 11 — Pomyśl o ilości produkcji

Najlepszy projekt może zależeć od wielkości produkcji.

Na przykład:

Prototyp składający się z 5 części może stawiać na elastyczność.

Zlecenie produkcyjne obejmujące 50 000 sztuk może mieć określony priorytet:

• Wydajność obróbki
• Automatyzacja
• Skrócenie czasu cyklu

Decyzje projektowe powinny odpowiadać celom produkcyjnym.

Zasada 12 — Skontaktuj się z producentem CNC na wczesnym etapie

To jest prawdopodobnie najcenniejsza zasada.

Wielu problemów produkcyjnych można by uniknąć dzięki wczesnej komunikacji.

Przed rozpoczęciem produkcji należy omówić:

• Wybór materiałów
• Wymagania dotyczące tolerancji
• Wykończenie powierzchni
• Ilość produkcji
• Wymagania montażowe

Doświadczeni producenci często potrafią zasugerować usprawnienia, które trudno dostrzec patrząc wyłącznie na projekt.

Typowe błędy w projektowaniu CNC, których inżynierowie powinni unikać

Oto kilka błędów, które często widzimy:

Projektowanie części wyłącznie pod kątem wyglądu

Piękny model CAD nie zawsze jest równoznaczny z wydajnym projektem produkcyjnym.

Dodawanie zbyt wielu małych funkcji

Drobne szczegóły zwiększają trudność obróbki.

Uwzględniaj tylko funkcje, które rzeczywiście mają wartość.

Ignorowanie informacji zwrotnych z produkcji

Inżynierowie i producenci powinni współpracować.

Najlepsze rezultaty zwykle osiąga się dzięki współpracy.

W jaki sposób HONSCN pomaga klientom ulepszyć projekty CNC

Na HONSCNWierzymy, że wsparcie produkcji zaczyna się jeszcze przed rozpoczęciem obróbki.

Jako fabryka OEM zajmująca się obróbką CNC w Shenzhen w Chinach , zapewniamy wsparcie inżynieryjne, pomagając klientom w tworzeniu projektów przyjaznych dla produkcji.

Profesjonalny przegląd DFM

Przed rozpoczęciem produkcji nasi inżynierowie mogą dokonać przeglądu:

• Modele 3D
• Rysunki 2D
• Wybór materiałów
• Wymagania dotyczące tolerancji
• Wyzwania związane z obróbką skrawaniem

Pomaga to wcześnie wykryć potencjalne problemy.

Zaawansowane możliwości produkcji CNC

Nasze możliwości obróbki mechanicznej obejmują:

• Frezowanie CNC
• Toczenie CNC
• Obróbka 5-osiowa
• Obróbka szwajcarska
• Precyzyjna produkcja małoseryjna

Wspieramy złożone komponenty dla:

• Automobilowy
• Robotyka
• Lotnictwo i kosmonautyka
• Automatyka przemysłowa
• Elektronika

Kompleksowe rozwiązania produkcyjne

HONSCN oferuje więcej niż tylko obróbkę mechaniczną.

Nasze usługi obejmują:

• Wykończenie powierzchni
• Znakowanie laserowe
• Montaż
• Usługa tworzenia niestandardowych zestawów
• Rozwiązania opakowaniowe

Pomaga to klientom uprościć łańcuch dostaw poprzez współpracę z jednym niezawodnym partnerem produkcyjnym.

Kontrola jakości i inspekcja

Jakość jest wpisana w każdy etap produkcji.

Nasze możliwości inspekcyjne obejmują:

• Pomiar CMM
• Kontrola wymiarowa
• Kontrola jakości powierzchni
• Ostateczna kontrola jakości

Dzięki temu mamy pewność, że części spełniają wymagania klienta przed wysyłką.

Ostatnie myśli

Dobra obróbka CNC zaczyna się na długo przed rozpoczęciem cięcia przez maszynę.

Dobrze zaprojektowana część jest łatwiejsza do wyprodukowania, łatwiejsza do sprawdzenia i zazwyczaj tańsza w produkcji.

Kluczem nie jest upraszczanie projektów.

Dzięki temu stają się mądrzejsi.

Stosując się do tych 12 zasad projektowania pod kątem obróbki CNC , inżynierowie mogą uniknąć typowych problemów produkcyjnych i tworzyć części, które lepiej sprawdzają się w rzeczywistych zastosowaniach.

Na HONSCNWspółpracujemy z klientami z całego świata, aby przekształcić pomysły inżynieryjne w niezawodne komponenty CNC dzięki profesjonalnemu wsparciu produkcyjnemu, precyzyjnej obróbce i kompletnym rozwiązaniom OEM.

Ponieważ najlepsze części nie są projektowane tylko z myślą o działaniu.

Są zaprojektowane do produkcji.