Макет для чпу: Как подготовить макет для фрезерного станка c ЧПУ

Что такое процесс обработки с ЧПУ?

Это схема станка с ЧПУ

CNC-обработка — это субтрактивная технология производства. В ЧПУ материал удаляется из твердого блока с помощью различных режущих инструментов, которые вращаются с высокой скоростью — тысячи оборотов в минуту — для производства детали на основе модели САПР. И металлы, и пластмассы можно обрабатывать на станках с ЧПУ.

Детали, обработанные на станках с ЧПУ, имеют высокую точность размеров и жесткие допуски. ЧПУ подходит как для крупносерийного производства, так и для разовых работ. Фактически, обработка с ЧПУ в настоящее время является наиболее экономически эффективным способом производства металлических прототипов, даже

по сравнению с 3D-печатью
.

Прочтите наш

введение в основной принцип обработки с ЧПУ
.

Каковы основные ограничения конструкции ЧПУ?

ЧПУ предлагает большую гибкость конструкции, но есть несколько ограничений. Эти ограничения относятся к базовой механике процесса резания и в основном касаются геометрии инструмента и доступа к нему.

Геометрия инструмента

Наиболее распространенные режущие инструменты с ЧПУ (концевые фрезы и сверла) имеют цилиндрическую форму и ограниченную длину резания.

По мере удаления материала с заготовки геометрия инструмента переносится на обрабатываемую деталь. Это означает, например, что внутренние углы детали с ЧПУ всегда имеют радиус, независимо от того, насколько маленький режущий инструмент использовался.

Доступ к инструменту

Для удаления материала режущий инструмент приближается к заготовке непосредственно сверху. Элементы, к которым нет доступа таким образом, не могут быть обработаны на станках с ЧПУ.

Из этого правила есть исключение: подрезы. В конце этой статьи есть раздел о подрезах.

Мы рекомендуем выровнять все элементы вашей модели (отверстия, полости, вертикальные стенки и т. д.) по одному из шести основных направлений. Однако рассматривайте это правило как рекомендацию, а не ограничение, т.к.

5-осевые системы ЧПУ
предлагают расширенные возможности удержания заготовки.

Доступ к инструменту также является проблемой при обработке элементов с большим отношением глубины к ширине. Например, чтобы добраться до дна глубокой полости, вам нужны инструменты с большим радиусом действия. Это означает более широкий диапазон движения рабочего органа, что увеличивает вибрацию станка и снижает достижимую точность.

Производство упростится, если вы спроектируете детали, которые можно обрабатывать на станках с ЧПУ с помощью инструмента максимально возможного диаметра и минимально возможной длины.

Проблема, которая часто возникает при разработке детали для станков с ЧПУ, заключается в том, что не существует общеотраслевых стандартов. Производители станков и инструментов с ЧПУ постоянно совершенствуют возможности технологии, расширяя границы возможного. В таблице ниже приведены рекомендуемые и допустимые значения для наиболее распространенных функций, встречающихся в деталях, обработанных на станках с ЧПУ.

Полости и карманы

Иллюстрация полостей и карманов

Рекомендуемая глубина впадины: 4-кратная ширина впадины

Концевые фрезы имеют ограниченную длину резания (обычно в 3–4 раза больше их диаметра). Отклонение инструмента, эвакуация стружки и вибрации становятся более заметными, когда полости имеют меньшее отношение глубины к ширине.

Ограничение глубины полости в четыре раза по сравнению с ее шириной обеспечивает хорошие результаты.

Если требуется большая глубина, рассмотрите возможность проектирования деталей с переменной глубиной полости.

Фрезерование глубоких полостей: Полости, глубина которых более чем в шесть раз превышает диаметр инструмента, считаются глубокими. Соотношение диаметра инструмента к глубине полости до 30:1 возможно при использовании специальной оснастки (максимальная глубина: 35 см с концевой фрезой диаметром 1 дюйм).

Внутренние края

Изображение внутренних краев

Вертикальный угловой радиус

Рекомендуется: ⅓ глубины полости (или больше)

Использование рекомендуемого значения радиуса внутреннего угла гарантирует, что можно использовать инструмент подходящего диаметра и согласуется с рекомендациями по рекомендуемой глубине полости.
Увеличение угловых радиусов немного выше рекомендуемого значения (например, на 1 мм) позволяет инструменту резать по круговой траектории вместо угла 90°. Это предпочтительнее, поскольку обеспечивает более высокое качество отделки поверхности. Если требуются острые внутренние углы под углом 90 градусов, рассмотрите возможность добавления подточки под Т-образную кость вместо уменьшения радиуса угла.

Радиус пола

Рекомендуется: 0,5 мм, 1 мм или без радиуса

Выполнимо: любой радиус

Концевые фрезы имеют плоскую или слегка закругленную нижнюю режущую кромку. Другие радиусы пола можно обрабатывать с помощью инструментов со сферическим концом. Хорошей практикой проектирования является использование рекомендуемых значений, так как это предпочитают машинисты.

Тонкие стенки

Минимальная толщина стенки

Рекомендуется: 0,8 мм (металл), 1,5 мм (пластик)

Выполнимо: 0,5 мм (металлы), 1,0 мм (пластики)

Уменьшение толщины стенки снижает жесткость материала, что увеличивает вибрации при обработке и снижает достижимую точность. Пластмассы склонны к короблению (из-за остаточных напряжений) и размягчению (из-за повышения температуры), поэтому рекомендуется большая минимальная толщина стенки. Допустимые значения, указанные выше, следует рассматривать в каждом конкретном случае.

Отверстия

Диаметр

Рекомендуется: стандартное сверло

Выполнимо: любой диаметр больше 1 мм

Отверстия обрабатываются с помощью сверла или концевой фрезы. Размер сверл стандартизирован (в метрических и имперских единицах). Развертки и расточные инструменты используются для чистовой обработки отверстий, требующих жестких допусков. Для высокоточных отверстий диаметром менее 20 мм рекомендуется использовать стандартный диаметр.

Максимальная глубина

Рекомендуется: 4-кратный номинальный диаметр

Типовой: 10-кратный номинальный диаметр

Выполнимо: 40-кратный номинальный диаметр

Отверстия нестандартного диаметра должны быть обработаны концевой фрезой. В этом случае применяются ограничения максимальной глубины полости, и следует использовать рекомендуемое значение максимальной глубины. Отверстия глубже стандартного значения обрабатываются специальными сверлами (минимальный диаметр 3 мм). Глухие отверстия, обработанные дрелью, имеют коническую форму дна (угол 135 градусов), а отверстия, обработанные концевой фрезой, — плоские.
При обработке с ЧПУ нет особых предпочтений между сквозными и глухими отверстиями.

Резьба

Иллюстрация резьбы

Размер резьбы

Минимум: M1 (и меньше, в некоторых случаях)

Рекомендуется: M6 или больше

Резьба нарезается метчиками, а наружная резьба – плашками. Метчиками и плашками можно нарезать резьбу до М2. Инструменты для нарезания резьбы с ЧПУ широко распространены и предпочитаются машинистами, поскольку они снижают риск поломки метчика. Резьбовые инструменты с ЧПУ можно использовать для нарезания резьбы до M6.

Длина резьбы

Минимум: 1,5-кратный номинальный диаметр

Рекомендуется: 3-кратный номинальный диаметр

Большая часть нагрузки, прикладываемой к резьбе, воспринимается несколькими первыми зубьями (до 1,5-кратного номинального диаметра). Таким образом, резьба длиннее, чем в 3 раза больше номинального диаметра, не требуется.

Для резьбы в глухих отверстиях, нарезанных метчиками (т. е. для всех резьб меньше M6), добавьте длину без резьбы, равную 1,5-кратному номинальному диаметру на дне отверстия. Когда можно использовать инструмент для нарезания резьбы с ЧПУ (например, резьба больше M6), отверстие можно нарезать по всей его длине.

Мелкие элементы

Иллюстрация мелких элементов ЧПУ

Минимальный диаметр отверстия

Рекомендуется: 2,5 мм (0,1 дюйма»)

Выполнимо: 0,05 мм (0,005 дюйма»)

Большинство механических мастерских могут точно обрабатывать полости и отверстия с помощью инструментов диаметром до 2,5 мм (0,1 дюйма). Все, что ниже этого предела, считается микрообработкой. Для обработки таких элементов требуются специальные инструменты (микросверла) и экспертные знания, потому что физика процесса резания меняется с этим масштабом. Поэтому рекомендуется избегать их без крайней необходимости.

Допуски

Иллюстрация допусков ЧПУ

Типовой: +-0,1 мм

Выполнимо: +-0,02 мм

Наши допуски: 2768 средний или тонкий. Если допуски не указаны, партнеры-производители будут использовать выбранный сплав 2768.
Допуски определяют границы допустимого размера. Достижимые допуски варьируются в зависимости от базового размера и геометрии детали. Приведенные выше значения являются разумными рекомендациями.

Текст и надписи

Рекомендуется: размер шрифта 20 (или больше), гравировка 5 мм

Гравированный текст предпочтительнее тисненого, так как удаляется меньше материала. Рекомендуется использовать минимальный размер шрифта -20 без засечек (например, Arial или Verdana). Многие станки с ЧПУ имеют предварительно запрограммированные процедуры для этих шрифтов.

Настройки станков с ЧПУ и ориентация деталей

Схема детали, требующей нескольких настроек

Доступ к инструменту является одним из основных конструктивных ограничений при обработке с ЧПУ. Чтобы достичь всех поверхностей модели, заготовку необходимо несколько раз повернуть.

Всякий раз, когда заготовка вращается, станок должен быть повторно откалиброван и должна быть определена новая система координат.

При проектировании важно учитывать настройки машины по двум причинам:

• Общее количество установок машины влияет на стоимость. Вращение и повторное выравнивание детали требует ручной работы и увеличивает общее время обработки. Это часто приемлемо, если деталь нужно повернуть до трех или четырех раз, но все, что превышает этот предел, является чрезмерным.

• Для достижения максимальной относительной точности позиционирования необходимо обработать два элемента в одном и том же установе. Это связано с тем, что новый шаг калибровки вносит небольшую (но не пренебрежимо малую) ошибку.

Что такое 5-осевая обработка с ЧПУ?

5-осевой станок с ЧПУ перемещает режущие инструменты или детали по пяти осям одновременно. Многоосевые станки с ЧПУ могут изготавливать детали сложной геометрии, поскольку они имеют две дополнительные оси вращения. Эти машины устраняют необходимость в нескольких установках машины.

Каковы преимущества и ограничения 5-осевой обработки с ЧПУ?

Пятиосевая обработка с ЧПУ позволяет инструменту постоянно оставаться по касательной к режущей поверхности. Траектории движения инструмента могут быть более сложными и эффективными, что приводит к получению деталей с лучшим качеством поверхности и меньшим временем обработки.

Тем не менее, 5-осевое ЧПУ имеет свои ограничения. Базовая геометрия инструмента и ограничения доступа к инструменту остаются в силе (например, нельзя обрабатывать детали с внутренней геометрией). При этом стоимость использования таких систем выше.

Поднутрения для станков с ЧПУ

Поднутрения — это элементы, которые нельзя обработать с помощью стандартных режущих инструментов, так как некоторые из их поверхностей недоступны непосредственно сверху.

Существует два основных типа поднутрений: Т-образные пазы и ласточкины хвосты. Подрезы могут быть односторонними или двусторонними и обрабатываются специальными инструментами.

Режущие инструменты с Т-образными пазами состоят из горизонтального режущего диска, прикрепленного к вертикальному валу. Ширина поднутрения может варьироваться от 3 мм до 40 мм. Мы рекомендуем использовать стандартные размеры ширины (т. е. целые миллиметры или стандартные дюймовые доли), так как более вероятно, что соответствующий инструмент уже доступен.

Для режущих инструментов типа «ласточкин хвост» угол является определяющим размером элемента. Стандартными считаются инструменты типа «ласточкин хвост» под углом 45 и 60 градусов. Также существуют инструменты с углом 5, 10 и до 120 градусов (с шагом 10 градусов), но они используются реже.

Т-образный паз (слева), подрез типа «ласточкин хвост» (посередине) и односторонний подрез на внутренней стенке (справа).

Конструкция с выточками для станков с ЧПУ

При проектировании деталей с выточками на внутренних стенках не забудьте добавить достаточный зазор для инструмента. Хорошее эмпирическое правило состоит в том, чтобы добавить пространство, равное как минимум четырехкратной глубине поднутрения между обработанной стеной и любой другой внутренней стеной.

Для стандартных инструментов типичное соотношение между диаметром резания и диаметром вала составляет 2:1, что ограничивает глубину резания. Когда требуется нестандартная выточка, механические мастерские обычно изготавливают собственные инструменты для выточки по индивидуальному заказу. Это может увеличить время выполнения и стоимость, поэтому по возможности избегайте этого.

Составление технического чертежа

Технические чертежи иногда используются инженерами для передачи станочнику конкретных производственных требований. Если вам интересна эта тема, прочитайте эту статью о

как, когда и зачем использовать технические чертежи.

Загрузка технического чертежа с котировкой Hubs

Обычно мы не требуем технического чертежа для заказов на нашей платформе, но в некоторых случаях они могут добавить ценный контекст к запросу котировки. Некоторые спецификации проекта нельзя включить в файл STEP или IGES. Например, вам потребуется включить двухмерный технический чертеж, если ваша модель включает резьбовые отверстия или валы и/или размеры с допусками более жесткими, чем для выбранного сплава 2768.

Если вы добавляете технический чертеж, убедитесь, что он соответствует спецификациям загруженных файлов. Если технические чертежи не соответствуют загруженным файлам или спецификации предложения:

• Спецификации предложения считаются отправной точкой для технологии, материала и отделки поверхности.

• Технические чертежи считаются отправной точкой для спецификаций резьбы, спецификаций допусков, деталей отделки поверхности, запросов на маркировку деталей и спецификаций термообработки.

• Файл САПР считается точкой отсчета для проектирования детали, геометрии, размеров и расположения элементов.

Для получения дополнительной информации см.

политика спецификаций
.

Каковы лучшие практики Hubs для обработки с ЧПУ?

• Конструктивные детали, которые можно обрабатывать с помощью инструмента максимально возможного диаметра.

• Добавьте большие скругления (не менее ⅓ глубины полости) ко всем внутренним вертикальным углам.

• Ограничение глубины полостей в 4 раза больше их ширины.

• Совместите основные черты вашего дизайна с одним из шести основных направлений. Если это невозможно, можно использовать 5-осевую обработку с ЧПУ.

• Отправьте вместе с чертежом технический чертеж, если ваш проект включает резьбу, допуски, характеристики обработки поверхности или другие примечания для оператора станка.

Вам нужны детали, обработанные на станках с ЧПУ?

Загрузите свои дизайны, и наш инструмент DFM предложит оптимизацию и мгновенно предоставит цену.

Готовы преобразовать файл САПР в нестандартную деталь? Загрузите свои проекты для бесплатной мгновенной оценки.

Получите мгновенное предложение

Как организовать планировку цеха станков

• Первоклассное оборудование

• 30 августа 2022 г.

• Расчетное время чтения: 10 минут

Независимо от того, создаете ли вы новый механический цех или реорганизуете существующую установку, продуманная компоновка может облегчить каждому оператору станков с ЧПУ эффективное выполнение своей работы. Узнайте больше в этом посте от Premier Equipment.

Пошаговое руководство 

При неправильной планировке магазина сотрудники будут тратить время на то, чтобы не мешать друг другу и искать необходимые инструменты. Если пришло время изменить планировку вашего цеха, попробуйте выполнить следующие шаги:

1. Наблюдение: Если вы реорганизуете или модернизируете существующий цех станков с ЧПУ, начните с наблюдения за своей командой. Имеют ли они достаточно места для работы или они переполнены? Они тратят слишком много времени на поиск припасов или в другое время? Достаточно ли места для хранения?
2. Инвентарь: В вашем магазине, вероятно, есть товары, которые вы используете часто, и другие, которыми вы не пользуетесь. Когда у вас есть лишнее оборудование, которое не используется, вы теряете ценное пространство. С другой стороны, если у вас недостаточно определенного предмета, ваши сотрудники могут задержаться в ожидании, пока инструмент или деталь станут доступными.
3. Уборка помещения: Подметите, протрите пыль и продезинфицируйте каждую рабочую зону. Удалите любое неисправное оборудование, чтобы его можно было утилизировать или отремонтировать. Если у вас недостаточно места для хранения, установите дополнительные полки или ящики, чтобы каждый оператор мог легко получить доступ к общим инструментам.
4. Переставить: Сгруппировать аналогичное оборудование вместе. Позвольте сотрудникам подумать о том, как лучше всего организовать станки с ЧПУ: они, вероятно, будут иметь полезную информацию о том, как пространство должно перемещаться в зависимости от их повседневных задач.
5. Осмотр: Руководители должны регулярно обходить рабочую зону, чтобы проверить наличие угроз безопасности и убедиться, что новая планировка удобна для сотрудников.

Преимущества организованной мастерской с ЧПУ

Реорганизация планировки вашего цеха может показаться сложной задачей, но она стоит вашего времени. К преимуществам хорошо организованного механического цеха относятся:

• Безопасность: Поддержание рабочих зон в чистоте, устранение опасности спотыкания и предоставление достаточного пространства для каждого работника означает, что вероятность травм на работе снижается.
• Производительность: Магазин должен иметь логический поток, чтобы работники могли эффективно выполнять свои задачи. Оптимизация макета помогает каждому человеку быть более продуктивным.
• Экономия средств: В неорганизованном магазине вы, скорее всего, потеряете или потеряете товар, что может привести к дополнительным трудозатратам и материальным затратам.

Передовой опыт для цехов с ЧПУ

Эффективная планировка цеха зависит не только от того, где вы размещаете станки. Менеджеры механических цехов должны помнить об этих методах:

• Сориентируйте свою команду: Конечно, ваши сотрудники пройдут тщательную подготовку по любым станкам с ЧПУ, с которыми они будут работать. Но вы также должны рассказать об общих правилах магазина, мерах безопасности и правилах хронометража.
• Используйте комплексный подход: Не ограничивайте свое внимание размещением каждой машины. Вместо этого подумайте о том, как ваши работники будут использовать пространство с момента прибытия на работу до момента окончания рабочего дня. Есть ли у вас легкий доступ к зонам отдыха и уборным? Есть ли у сотрудников шкафчики или другое место для хранения личных вещей? Убедитесь, что у каждого есть то, что ему нужно для продуктивной работы.
• Будьте открыты для отзывов: Планировка может со временем измениться: ваш персонал может увеличиться, или вы можете приобрести новые машины и инструменты. Признайте, что вам, возможно, придется пересмотреть свой план этажа и внести коррективы по мере необходимости.

Выберите оборудование Premier для бывших в употреблении станков с ЧПУ

Если вы хотите заменить один из своих станков с ЧПУ или расширить возможности своего магазина, Premier Equipment поможет вам. Мы продаем высококачественные бывшие в употреблении станки с ЧПУ от ведущих брендов, в том числе:

• Доосан
• Хаас
• Hyundai-Wia
• Макино
• Мазак
• Накамура-Томе
• Окума

Основанная в 1988 году, мы являемся крупнейшим в мире продавцом подержанных станков с ЧПУ. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами сегодня.

Крупнейший склад подержанных станков с ЧПУ

Хотите просмотреть все наши бывшие в употреблении станки с ЧПУ? Просмотрите наш полный перечень машин — он обновляется ежедневно!

Б/У ЧПУ ИНВЕНТАРЬ

Другие похожие блоги

Независимо от того, настраиваете ли вы новый механический цех или реорганизуете существующую установку, продуманная планировка может упростить задачу каждому оператору станков с ЧПУ.