ЧПУ-проектирование для производственной реализуемости: полный чек-лист DFM

ЧПУ-обработка входит в число самых популярных производственных методов, потому что процесс высоко универсален, повторяем и надежен — плюс, он совместим с широким спектром материалов, от дерева и пластика до пены и металла. Проектные команды, фокусирующиеся на DFM на протяжении фазы проектирования, могут драматически сократить производственные времена и затраты, связанные с ЧПУ-обработанными деталями.

В этом скачиваемом руководстве мы скомпилировали восемь общих соображений DFM, которые должны оставаться на виду при проектировании деталей для ЧПУ-обработки. Вы можете сэкономить значительное время и затраты, проверив свой дизайн против этого списка перед отправкой на производство.

Топ-8 соображений проектирования для производства для ЧПУ-обработки

1. Есть ли в дизайне глубокие карманы?

Глубокие узкие карманы или пазы должны обрабатываться более длинными инструментами, и более длинные инструменты более склонны к поломке, а также могут вызывать вибрацию, или станочные вибрации. Кроме того, для обработки глубокого кармана требуется несколько проходов, что увеличивает время обработки и производственные затраты.

Избегайте проектирования деталей с глубокими карманами, когда это возможно. Если глубокий карман нельзя избежать, инженеры и дизайнеры должны уменьшить его глубину максимально или увеличить площадь поперечного сечения кармана. Как правило, глубина кармана не должна превышать 3х диаметра используемого инструмента. Например, карманы не должны быть глубже 1,5" при использовании резака 0,5". Инженерам может потребоваться скорректировать эту цифру на основе используемого материала и доступных инструментов.

2. Есть ли узкие области?

Узкие области трудно производить, потому что размер резака ограничен наименьшим расстоянием между различными гранями признака. Длинные и мелкодиаметральные резаки склонны к поломке и вибрации.

Избегайте проектирования признаков или граней, которые слишком узки для прохождения резака. Если узкие области нельзя избежать, однако, они не должны быть слишком глубокими. Помните, что глубина любого признака должна быть меньше 3х диаметра инструмента. Как лучшая практика, стеновые секции должны быть толще 0,01 дюйма. Короткий резак с большим диаметром также может быть использован для снижения вибрации.

3. Есть ли острые внутренние углы?

Поскольку все сверла ЧПУ круглые, трудно достичь острых внутренних углов. Вместо этого сверло оставит за собой карман необработанного пространства, называемый внутренним угловым радиусом. Возможно обработать острые внутренние углы с использованием обходных путей, таких как электроэрозионная обработка, но эти методы склонны быть дорогими.

Избегайте острых внутренних углов, когда это возможно. Идеально, угловой радиус должен быть слегка больше резака. Если угловой радиус имеет тот же диаметр, что и резак, используемый для его формирования, это может вызвать вибрацию и преждевременный износ инструмента.

Увеличение угловых радиусов сверх стандартного значения всего на 0,005" может дать инструменту достаточно места для движения и следования более круговому пути.

4. Есть ли недоступные признаки?

Недоступные признаки, такие как противозасечки, открывающиеся внутрь другого кармана, или карманы с отрицательными углами разводки, дольше обрабатываются — если они вообще возможны — потому что режущий инструмент не может легко получить к ним доступ, что в свою очередь увеличивает затраты.

Вы должны обеспечить, чтобы режущий инструмент имел полный доступ ко всем признакам внутри детали без блокировки другим признаком.

5. Есть ли внешние скругления?

Внешние скругления, или скругления на верхних гранях карманов, боссов и пазов, требуют исключительно острого резака и точной настройки. Оба этих требования могут быть запредельно дорогими для некоторых проектных команд. Чтобы избежать несущих этих затрат, фаскуйте или срезайте угол — вместо скругления — внешние грани признаков.

6. Слишком ли тонкие стенки детали?

Когда речь идет о ЧПУ-обработке металла, тонкие стенки увеличивают вибрацию, что может компрометировать точность процесса обработки и поверхностную отделку детали. С пластиками, тонкие стенки могут вызывать деформацию и размягчение. Таким образом, вы должны делать все возможное, чтобы избегать проектирования деталей с тонкими стенками.

Идеальная минимальная толщина стенки для металлов — 0,8 мм, а для пластиков — 1,5 мм. Вы можете достичь более тонких секций без значительного риска, но это нужно оценивать на основе каждого конкретного случая.

7. Есть ли слепые отверстия с плоским дном?

Слепые отверстия с плоским дном требуют передовых операций обработки и часто вызывают проблемы в последующих операциях, таких как растачивание. Избегайте создания слепых отверстий с плоским дном — особенно мелких — и вместо этого используйте стандартную спиральную сверло для создания отверстий с конусным дном. Углы конуса обычно 118° или 135°.

8. Могут ли сверла ЧПУ-станка легко входить и выходить?

Кончик сверла будет блуждать, когда он вступает в контакт с поверхностью материала, если эта поверхность не перпендикулярна оси сверла. Также неровные заусенцы вокруг выходного отверстия затруднят удаление заусенца. Чтобы облегчить вход и выход, избегайте проектирования отверстий с начальными и конечными гранями, не перпендикулярными к оси сверла.

Резюме всех 8 соображений проектирования для ЧПУ-обработки

1. Избегайте проектирования деталей с глубокими карманами, когда это возможно, потому что глубокие узкие карманы могут увеличить время обработки и затраты.
2. Избегайте проектирования признаков или граней, которые слишком узки для легкого прохождения резака, чтобы предотвратить поломку инструмента и вибрацию.
3. Скругленные углы (середина) или «собачьи кости» (справа) — хорошие альтернативы острым внутренним углам.
4. Обеспечьте, чтобы режущий инструмент имел полный доступ ко всем признакам внутри детали без блокировки другим признаком.
5. Избегайте внешних скруглений (показано слева) и выбирайте фасованные края (справа) для экономии времени и затрат.
6. Избегайте проектирования тонких стенок, так как они увеличат вибрацию в металлах и вызовут деформацию или размягчение в пластиках.
7. Избегайте слепых отверстий с плоским дном, которые могут вызывать проблемы для последующих операций, таких как растачивание.
8. Всякий раз, когда это возможно, проектируйте отверстия с начальными и конечными гранями, перпендикулярными доступу сверла.

Начните с экспертом DFM и Fast Radius

Проектирование для производственной реализуемости ускоряет процесс ЧПУ-обработки, снижает операционные затраты, повышает энергоэффективность и помогает проектным командам создавать чистые, функциональные детали. Обращайтесь к этому короткому чек-листу часто, чтобы убедиться, что ваши дизайны на правильном пути, но опытный производственный партнер вроде Fast Radius может предложить более нюансированные инсайты.

Команда Fast Radius может помочь инженерам, дизайнерам и проектным командам обеспечить, что они не промахнутся, когда речь идет о DFM. У нас есть доступ к последним цифровым дизайнерским технологиям, так что наши партнеры могут вывести свои дизайны на новый уровень, пока мы предоставляем экспертные советы по производственной реализуемости и качеству деталей. Более того, наши эксперты готовы помочь клиентам с дизайном и прототипированием для ряда производственных методов — от ЧПУ-обработки и литья под давлением до уретанового литья и 3D-печати. Давайте создадим нечто невероятное. Свяжитесь с нами сегодня.

Для дополнительных уроков проектирования и информации обо всем, что касается ЧПУ-обработки, ознакомьтесь с учебным центром Fast Radius.

Готовы изготовить свои детали с Fast Radius?

Начните расчет стоимости