Контрольный список окончательной конструкции ЧПУ для обеспечения технологичности (DFM)

Обработка с ЧПУ является одним из самых популярных методов производства, потому что этот процесс очень универсален, воспроизводим и надежен, а также он совместим с широким спектром материалов, от дерева и пластика до пенопласта и металла. Команды разработчиков, которые фокусируются на DFM на этапе проектирования, могут значительно сократить время производства и затраты, связанные с деталями, обработанными на станках с ЧПУ.

В этом загружаемом руководстве мы собрали восемь общих соображений DFM, которые должны оставаться в центре внимания при проектировании деталей для обработки с ЧПУ. Вы можете значительно сэкономить время и деньги, проверяя свой дизайн по этому списку, прежде чем отправлять его в производство.

Восьмерка лучших конструкций с учетом производственных соображений для обработки с ЧПУ

1. Есть ли в дизайне глубокие карманы?

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

По возможности избегайте проектирования деталей с глубокими карманами. Если избежать образования глубокого кармана невозможно, инженеры и проектировщики должны максимально уменьшить его глубину или увеличить площадь поперечного сечения кармана. Как правило, глубина кармана не должна превышать трехкратного диаметра инструмента, используемого для его изготовления. Например, карманы не должны быть глубже 1,5 дюйма при использовании фрезы 0,5 дюйма. Инженерам, возможно, придется скорректировать эту цифру в зависимости от используемого материала и доступных инструментов.

2. Есть ли узкие области?

Узкие области трудно изготовить, потому что размер фрезы ограничен наименьшим расстоянием между различными гранями элемента. Фрезы длинного и малого диаметра склонны к поломке и вибрации.

Избегайте проектирования элементов или граней, которые слишком узки, чтобы фреза могла легко пройти через них. Однако, если нельзя избежать узких областей, они не должны быть слишком глубокими. Помните, что глубина любого элемента должна быть меньше трехкратного диаметра инструмента. Рекомендуется, чтобы секции стен были толщиной более 0,01 дюйма. Для уменьшения вибрации также можно использовать более короткую фрезу большего диаметра.

3. Есть ли острые внутренние углы?

Поскольку все сверла с ЧПУ имеют круглую форму, трудно получить острые внутренние углы. Вместо этого сверло оставит после себя карман необработанного пространства, называемый внутренним угловым радиусом. Можно обрабатывать острые внутренние углы с помощью обходных путей, таких как электроэрозионная обработка, но эти методы, как правило, дороги.

По возможности избегайте острых внутренних углов. В идеале радиус скругления должен быть немного больше диаметра фрезы. Если радиус угла равен диаметру фрезы, используемой для его формирования, это может вызвать вибрацию и преждевременный износ инструмента.

Увеличение радиуса угла сверх стандартного значения всего на 0,005 дюйма может дать инструменту достаточно места для перемещения и движения по более круговой траектории.

4. Есть ли недоступные функции?

Труднодоступные элементы, такие как зенковки, которые открываются внутри другого кармана, или карманы с отрицательным уклоном требуют больше времени для обработки — если это вообще возможно — потому что режущий инструмент не может легко получить к ним доступ, что, в свою очередь, увеличивает затраты.

Вы должны убедиться, что режущий инструмент имеет полный доступ ко всем элементам внутри детали, не блокируя его другим элементом.

5. Есть ли внешние скругления?

Внешние скругления или скругления на верхних кромках карманов, бобышек и прорезей требуют исключительно острого резака и точной настройки. Оба эти требования могут быть непомерно дорогими для некоторых продуктовых команд. Чтобы избежать этих затрат, делайте скос или фаску, а не скругление, на внешних краях элементов.

6. Стенки детали слишком тонкие?

Когда дело доходит до обработки металла с ЧПУ, тонкие стенки увеличивают вибрацию, что может поставить под угрозу точность процесса обработки и чистоту поверхности детали. У пластмасс тонкие стенки могут вызвать деформацию и размягчение. Таким образом, вы должны сделать все возможное, чтобы не проектировать детали с тонкими стенками.

Идеальная минимальная толщина стенки для металлов составляет 0,8 мм для металлов и 1,5 мм для пластмасс. Вы можете получить более тонкие срезы без значительного риска, но это необходимо оценивать в каждом конкретном случае.

7. Есть ли отверстия с плоским дном?

Отверстия с плоским дном требуют сложных операций обработки и часто вызывают проблемы при последующих операциях, таких как развертывание. Избегайте создания глухих отверстий с плоским дном — особенно маленьких отверстий — вместо этого используйте стандартное спиральное сверло для создания отверстий с конусообразным дном. Углы конуса обычно составляют 118° или 135°.

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

Наконечник сверла будет блуждать при контакте с поверхностью материала, если эта поверхность не перпендикулярна оси сверла. Кроме того, неровные выходные заусенцы вокруг выходного отверстия затруднят удаление заусенцев. Чтобы упростить вход и выход, избегайте проектирования отверстий с начальной и конечной гранями, которые не перпендикулярны оси сверла.

Обзор всех 8 аспектов проектирования станков с ЧПУ

1. По возможности избегайте проектирования деталей с глубокими карманами, так как глубокие узкие карманы могут увеличить время и стоимость обработки.
2. Избегайте проектирования элементов или граней, которые слишком узки, чтобы фреза могла легко пройти через них, чтобы предотвратить поломку инструмента и вибрацию.
3. Скругленные углы (посередине) или «собачьи кости» (справа) — хорошая альтернатива острым внутренним углам.
4. Убедитесь, что режущий инструмент имеет полный доступ ко всем элементам внутри детали, не блокируя его другим элементом.
5. Избегайте внешних скруглений (показано слева) и выбирайте кромки со скошенными углами (справа), чтобы сэкономить время и деньги.
6. Избегайте создания тонких стенок, так как они будут усиливать вибрацию металла и вызывать деформацию или размягчение пластика.
7. Избегайте отверстий с плоским дном, которые могут вызвать проблемы при последующих операциях, таких как развертывание.
8. По возможности создавайте отверстия с начальной и конечной гранями, перпендикулярными доступу сверла.

Начните работу с экспертом DFM и Fast Radius

Проектирование с учетом технологичности ускоряет процесс обработки с ЧПУ, снижает эксплуатационные расходы, повышает энергоэффективность и помогает командам разработчиков создавать чистые и функциональные детали. Почаще сверяйтесь с этим кратким контрольным списком, чтобы убедиться, что ваши проекты находятся на правильном пути, но опытный партнер-производитель, такой как Fast Radius, может предложить более подробную информацию.

Команда Fast Radius может помочь инженерам, дизайнерам и командам по продуктам убедиться, что они не промахиваются, когда дело доходит до DFM. У нас есть доступ к новейшим технологиям цифрового проектирования, поэтому наши партнеры могут вывести свои проекты на новый уровень, а мы предоставляем экспертные консультации по технологичности и качеству деталей. Более того, наши специалисты готовы помочь клиентам с проектированием и созданием прототипов для различных производственных методов — от обработки на станках с ЧПУ и литья под давлением до литья уретана и 3D-печати. Давайте создадим что-то невероятное. Свяжитесь с нами сегодня.

Дополнительные уроки дизайна и информацию обо всех аспектах обработки с ЧПУ можно найти в учебном центре Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату