Danh mục sản phẩm
Gia công cơ khí đã đạt được vị thế trong ngành sản xuất như một trong những cách linh hoạt và đáng tin cậy nhất để sản xuất các bộ phận và sản phẩm. Quá trình này tạo điều kiện cho việc chế tạo nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa và vật liệu tổng hợp.
Tuy nhiên, mặc dù gia công CNC rất linh hoạt và hiệu quả, nhưng kiến thức về quy trình thiết kế và vận hành máy vẫn rất quan trọng nếu bạn muốn sản xuất các sản phẩm chất lượng cao. Đây là lý do tại sao trong hướng dẫn thiết kế gia công CNC này, chúng tôi sẽ thảo luận mọi thứ bạn cần biết về hướng dẫn thiết kế gia công CNC.
Thiết kế CNC là gì?
Thiết kế CNC là một quy trình sản xuất liên quan đến việc sử dụng máy được cung cấp mã điều khiển để cắt phôi theo hình dạng mong muốn. Là quá trình tạo ra các chương trình và kế hoạch để thực hiện việc gia công các chi tiết, linh kiện hoặc sản phẩm bằng máy CNC. Máy CNC là các thiết bị máy móc được điều khiển bằng máy tính và được lập trình trước để thực hiện các phép cắt, bắt, đục, hoặc gia công khác trên các vật liệu như kim loại, gỗ, nhựa, và nhiều loại vật liệu khác.
Phần mềm nào được sử dụng để thiết kế các bộ phận CNC
Phần mềm thiết kế được sử dụng cho thiết kế CNC được gọi là CAD (Computer Aided Design). Phần mềm này tạo ra thiết kế, sau đó được chuyển đến CAM (Sản xuất có sự trợ giúp của máy tính). CAM sau đó chuyển đổi thiết kế thành mã G, ngôn ngữ được máy CNC hiểu.
Các quy tắc cơ bản thiết kế gia công CNC
Dưới đây là một số quy tắc cơ bản cần xem xét khi thiết kế gia công CNC:
- Thiết kế các bộ phận để gia công dễ dàng bằng các công cụ có đường kính lớn, vì điều này giúp đảm bảo quá trình xử lý nhanh hơn đồng thời đảm bảo bạn không cần các công cụ chuyên dụng;
- Các lỗ sâu không được sâu hơn bốn lần so với chiều rộng của chúng, vì nó làm cho việc gia công khó khăn hơn một chút;
- Cân nhắc hướng chính mà máy của bạn cho phép cũng như số lượng trục tiêu chuẩn của nó khi thiết kế để tránh các biến chứng;
- Không sử dụng kích thước dưới 20 điểm khi gia công văn bản để tránh những sai sót trong văn bản khắc.
Những hạn chế trong thiết kế gia công CNC
Gia công CNC rất linh hoạt và không phải tất cả các thiết kế đều có thể thực hiện được. Nói cách khác, có những giới hạn và hạn chế mà bạn cần lưu ý để đảm bảo gia công trơn tru. Hai hạn chế thiết kế CNC chính là:
– Công cụ hình học
Hầu hết các dụng cụ cắt CNC đều có chiều dài cắt hạn chế. Tất cả chúng cũng có dạng hình trụ và hình học. Khi lấy vật liệu ra khỏi phôi, các dụng cụ cắt này sẽ chuyển dạng hình trụ của chúng sang phôi. Đây là lý do tại sao các góc bên trong của phôi gia công luôn có bán kính bất kể kích thước dụng cụ cắt.
– Truy cập công cụ
Truy cập công cụ trở thành mối quan tâm chính khi làm việc trên phôi gia công có tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng đáng kể. Mối quan tâm này là do máy CNC cắt bằng cách áp dụng các công cụ cắt trên phôi từ phía trên.
Nói cách khác, sẽ rất khó để gia công một phôi không thể tiếp cận được từ góc trên cùng. Ngoại lệ duy nhất đối với quy tắc này xảy ra trong quá trình gia công cắt xén cho các bộ phận được gia công bằng máy CNC.
Căn chỉnh các tính năng của bộ phận hoặc thành phần của bạn theo một trong sáu hướng chính là một cách để giảm thiểu thách thức truy cập công cụ này. Ngoài ra, sử dụng gia công CNC năm trục với khả năng giữ phôi tuyệt vời có nghĩa là việc tiếp cận công cụ không còn bị hạn chế.
Những nguyên tắc thiết kế gia công CNC chính xác
Trong thế giới gia công CNC, không có bộ tiêu chuẩn nào được chấp nhận chung. Điều này chủ yếu là do ngành công nghiệp và máy móc được sử dụng luôn phát triển. Tuy nhiên, một số thực tiễn và đề xuất tốt nhất sẽ giúp đảm bảo chất lượng thiết kế của bạn luôn ở mức cao nhất.
1. Các cạnh bên trong
Bán kính góc dọc ít nhất phải bằng một phần ba độ sâu của khoang khi tạo các cạnh bên trong. Bạn có thể sử dụng một công cụ đường kính có độ sâu khoang khuyên nếu bạn sử dụng bán kính góc được chỉ định.
Bán kính góc cao hơn một chút so với giá trị được đề xuất cho phép bạn cắt dọc theo đường tròn thay vì góc 90 độ, tạo ra bề mặt hoàn thiện với mức chất lượng tốt hơn. Bạn nên sử dụng đường cắt dưới xương chữ T thay vì giảm bán kính góc nếu thay vào đó bạn yêu cầu góc 90 độ.
2. Gia công lỗ
Để tạo lỗ, thợ máy có thể sử dụng mũi khoan hoặc thiết bị phay ngón. Tốt nhất là sử dụng kích thước mũi khoan tiêu chuẩn , được đo bằng đơn vị hệ mét hoặc hệ đo lường Anh, làm hướng dẫn khi xác định đường kính lỗ trong thiết kế của bạn.
Về mặt kỹ thuật, bất kỳ kích thước nào lớn hơn một milimét đều khả thi. Người vận hành máy sử dụng mũi doa và thiết bị doa để hoàn thiện các lỗ cần nằm trong dung sai chính xác. Tốt nhất là sử dụng đường kính tiêu chuẩn cho các lỗ đòi hỏi độ chính xác cao và nhỏ hơn 20 mm.
Khi thiết kế các bộ phận cho gia công CNC, bốn lần đường kính danh nghĩa là độ sâu tối đa được đề xuất cho bất kỳ lỗ nào, nhưng 40 lần số lượng này là có thể thực hiện được. Đường kính danh nghĩa thường gấp 10 lần tỷ lệ.
3. Kích thước ren
Kích thước ren tối thiểu được sử dụng khi phát triển các sản phẩm được gia công bằng máy CNC là M2, nhưng M6 trở lên thường là lý tưởng. Người thợ máy có thể hạn chế nguy cơ đứt vòi bằng cách sử dụng máy cắt ren CNC để cắt ren nhỏ như M6.
Chiều dài ren tối thiểu phải bằng 1,5 lần đường kính danh nghĩa, trong khi chiều dài khuyến nghị gấp ba lần bình thường. Đối với bất kỳ ren nào nhỏ hơn M6, bạn phải thêm chiều dài chưa ren ở đáy lỗ bằng 1,5 lần đường kính danh nghĩa. Luồn lỗ trên suốt chiều dài của nó là tốt nhất cho các luồng lớn hơn M6.
4. Gia công Khoang
Do các công cụ phay ngón có giới hạn về chiều dài cắt, độ sâu khoang được khuyến nghị trong ngành trên bất kỳ thiết kế nào là gấp bốn lần chiều rộng của nó. Tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng thấp hơn sẽ dẫn đến việc thoát phoi, độ lệch của dụng cụ và độ rung lớn hơn.
Thiết kế CNC của bạn có yêu cầu độ sâu lớn hơn không? Một cách để giải quyết thách thức này là sử dụng độ sâu khoang thay đổi và một công cụ chuyên dụng.
5. Gia công Văn bản nhỏ hoặc lớn
Bạn có thể cần đánh dấu các bộ phận bằng số bộ phận hoặc tên công ty. Việc thêm văn bản trông thực sự thú vị trong thiết kế CNC tùy chỉnh, nhưng tốn nhiều thời gian để xử lý. Khắc điện hóa hoặc đánh dấu bằng laser thường tốt hơn.
Hướng dẫn Thiết kế cho gia công phay CNC
Phay CNC là một kỹ thuật gia công nhanh chóng loại bỏ vật liệu khỏi vật liệu thô bằng cách sử dụng dao cắt tròn để có được hình dạng mong muốn. Máy phay có nhiều kiểu dáng khác nhau, từ 3 trục đến 12 trục.
– Dụng cụ cắt thông dụng
Hãy xem xét nhiều công cụ có thể truy cập thường xuyên để phay CNC trong khi tạo ý tưởng thiết kế các bộ phận CNC của bạn, chẳng hạn như dao phay ngón . Chi phí và thời gian thực hiện sẽ giảm đáng kể nếu có thể tạo ra các tính năng và hình học cần thiết bằng cách sử dụng các công cụ phổ biến.
Ngoài ra, hãy xem xét các kích thước tiêu chuẩn của công cụ khi tạo thiết kế của bạn, vì một thiết kế có bán kính nhỏ hơn tiêu chuẩn sẽ dẫn đến sự phức tạp trong thiết kế và chi phí.
– Tránh các góc nhọn bên trong
Không thể đạt được các góc sắc nét bằng dụng cụ phay. Lý do là công cụ cắt được sử dụng ở đây là hình tròn. Để sử dụng máy phay CNC, các góc của bạn cần phải có bán kính, bán kính này phải lớn hơn dao cắt được sử dụng để tạo ra chúng. Lý tưởng nhất là đường kính của dụng cụ cắt sẽ gấp đôi bán kính mà nó đang tạo ra.
Filets cũng cần thiết khi một bề mặt dốc hoặc kéo dài gặp một bức tường thẳng đứng hoặc cạnh sắc nét. Trừ khi bề mặt phẳng và bình thường đối với dụng cụ, máy nghiền ngón vuông hoặc bóng sẽ luôn để lại vật liệu giữa thành và bề mặt bên dưới.
– Tránh các khe hẹp sâu
Các dụng cụ dài thường bị rung và lệch hướng, dẫn đến bề mặt kém hoàn thiện. Do đó, độ sâu cắt cuối cùng của dao phay ngón không được lớn hơn 15 lần đường kính của nó để cắt nhựa, 10 lần đường kính của nó để cắt nhôm và 5 lần đường kính của nó để cắt thép.
– Thiết kế với bán kính bên trong lớn nhất có thể
Máy cắt lớn hơn tương đương với việc loại bỏ nhiều vật liệu hơn mỗi lần, giúp giảm thời gian và chi phí gia công. Luôn sử dụng bán kính bên trong tối đa được phép khi thiết kế. Khi khả thi, hãy tránh xa bán kính nhỏ hơn 0,8mm.
Ngoài ra, làm cho các tệp của bạn lớn hơn một chút so với bán kính của dao phay cuối; chẳng hạn, sử dụng bán kính 0,130″ (3,3mm) thay vì 0,125″ (3,175mm). Máy nghiền sẽ đi theo một lộ trình mượt mà hơn, giúp bề mặt được đánh bóng mịn hơn
Hướng dẫn Thiết kế gia công tiện CNC
Tiện CNC là một quá trình gia công tạo ra các chi tiết có dạng hình học đối xứng trục và hình trụ trên máy tiện. Quá trình này bao gồm việc giữ phôi trên mâm cặp đang quay trong khi dụng cụ cắt cắt phôi theo hình dạng mong muốn. Quá trình gia công này dẫn đến bề mặt hoàn thiện tốt hơn và dung sai chặt chẽ hơn.
Dưới đây là một số mẹo để tạo một thiết kế để cắt CNC bằng máy tiện:
– Tránh các góc nhọn bên trong và bên ngoài
Khi thiết kế để gia công CNC, điều quan trọng là phải tránh các góc nhọn , cả bên trong và bên ngoài. Thêm bán kính vào góc bên trong là một cách để đảm bảo rằng công cụ không chạy lên bề mặt lớn hơn. Một cách khác để tránh các góc nhọn bên trong là làm nghiêng một chút thành bên dốc. Với ít quy trình cần thiết hơn, việc gia công các đường viền có thể đơn giản hơn bằng một công cụ cắt tiện đơn lẻ .
– Tránh các bộ phận dài và mỏng
Tránh sử dụng các mảnh dài, tiện mỏng vì chúng có nhiều khả năng quay không đều và va vào dụng cụ. Khi chế tạo
một bộ phận dài, hãy cố gắng chừa chỗ cho mũi khoan trung tâm ở đầu tự do và sử dụng tâm để giữ cho bộ phận
quay thẳng. Bên cạnh đó, hãy giữ tỷ lệ chiều dài trên đường kính ở mức 8:1 hoặc thấp hơn như một hướng dẫn
chung.
– Tránh thành mỏng
Tương tự như phay, việc loại bỏ vật liệu quá mức có thể gây ra ứng suất không cần thiết trên thành phần. Những bức tường quá mỏng cũng sẽ làm giảm độ cứng. Tuy nhiên, những bức tường mỏng làm cho dung sai chặt chẽ khó duy trì. Đây là lý do tại sao tốt nhất nên giữ độ dày thành của các phần tiện trên 0,02 inch trong thiết kế của bạn để gia công CNC.
– Tính đối xứng
Mọi tính năng được thêm vào một bộ phận tiện thường cần phải đối xứng quanh trục tiện. Sẽ cần phải gia công và thiết lập phức tạp hơn để thêm hình học hoặc các tính năng không đối xứng trục. Các bước, côn, vát và đường cong là những đặc điểm tuyệt vời để tiện.
Đôi khi cần phải thêm các đặc tính cho một bộ phận tiện không đối xứng trục, điều này có thể yêu cầu một thao tác khác. Bạn có thể giữ một chút đối xứng ngay cả khi điều này là cần thiết.
Hướng dẫn thiết kế trong gia công Khoan CNC
Đây là thuật ngữ được sử dụng cho các hoạt động liên quan đến việc tạo lỗ trên phôi. Các công cụ được sử dụng trong thao tác này có đầu hình nón, cho phép chúng đi sâu vào vật liệu trong quá trình gia công.
Hãy xem xét các gợi ý sau đây khi tạo một thiết kế dành cho khoan CNC:
– Độ sâu lỗ thích hợp
Không bao giờ được khoan sâu hơn 12 lần đường kính mũi khoan gần nhất. Lý do là các mũi khoan dài như vậy hoặc lâu hơn sẽ mất độ cứng, mất khả năng duy trì dung sai chặt chẽ và dễ bị gãy hơn. Ngoài ra, hãy xem xét làm cho đường kính lỗ lớn hơn nếu bạn cần đào sâu hơn.
Tuy nhiên, nếu một lỗ sâu là cần thiết, thì một giải pháp thay thế khác là khoan từ cả hai phía của bộ phận. Hãy nhớ rằng vì cần thiết lập gia công lần thứ hai nên quy trình sản xuất sẽ mất nhiều thời gian hơn và chi phí cao hơn.
– Tránh các lỗ một phần
Vì rất có khả năng đầu nhọn sẽ đi lang thang, Tốt nhất là tránh các lỗ một phần. Tuy nhiên, nếu chỉ cần một phần của lỗ, hãy giữ trục khoan trên vật liệu sao cho bộ phận đó sẽ giữ phần lớn lỗ.
– Giữ cho trục khoan vuông góc với bề mặt
Trục khoan phải vuông góc với bề mặt để tránh mũi khoan bị lệch. Một hốc nông, đáy phẳng được gia công trên bề mặt của một vật thể tròn thường cho phép mũi khoan đi vào vuông góc với bề mặt của bộ phận. Tốt nhất là sử dụng lỗ dẫn hướng để giải quyết thách thức này, mặc dù việc đưa ra lựa chọn này sẽ trở nên cần thiết trong quá trình lập trình máy CNC hơn là thiết kế bộ phận CNC.
– Tránh khoan qua lỗ sâu
Đảm bảo không có lỗ sâu nào tồn tại trong bộ phận khi lập kế hoạch vị trí các lỗ khoan trong ý tưởng thiết kế CNC của bạn. Lỗ khoan có thể giao nhau một chút với khoang nếu cần thiết, với điều kiện là trục trung tâm của lỗ làm như vậy.
Tags: 3d vina, hiệu chuẩn, hiệu chuẩn thiết bị, máy 0o 2d, máy 0o 3d, máy 0o cmm, sửa máy 0o 2d, sửa máy 0o 3d, sửa máy 0o cmm