Обработка крупных и мелких деталей на станках с ЧПУ:как решить распространенные проблемы

Обработка с ЧПУ — это традиционный производственный процесс, в котором используются высокоскоростные режущие инструменты с компьютерным управлением для удаления материала с твердой заготовки и раскрытия готовой детали. Поскольку этот процесс в значительной степени автоматизирован, команды разработчиков обычно могут «настроить его и забыть», полагая, что каждый раз они будут получать точные, точные и воспроизводимые детали. Более того, обработка на станках с ЧПУ, как правило, является очень экономичным средством производства и совместима с широким спектром материалов, что дает командам разработчиков высокую степень творческой гибкости.

Учитывая гибкость, адаптируемость и доступность станков с ЧПУ, разработчики продуктов могут подумать, что возможности безграничны. Тем не менее, есть несколько важных соображений, которые следует учитывать в зависимости от размера детали. Вот все, что вам нужно знать о лучших способах обработки очень больших или очень маленьких деталей:

Ключевые аспекты обработки с ЧПУ

Независимо от размера детали, есть два фактора обработки с ЧПУ, которые должны учитывать все группы разработчиков — геометрия инструмента и доступ к инструменту. Большинство режущих инструментов с ЧПУ, таких как сверла и концевые фрезы, имеют цилиндрическую форму и ограниченную длину резания.

Геометрия инструмента

В процессе обработки геометрия инструмента переносится на обрабатываемую деталь. Таким образом, внутренние углы любой детали, обработанной на станке с ЧПУ, будут иметь радиусы из-за цилиндрического инструмента, даже если сам инструмент небольшой.

Продуктовые команды должны помнить об этом и делать все возможное, чтобы избежать острых внутренних углов в своих проектах. Если острые внутренние углы неизбежны, есть несколько обходных путей, но обычно они требуют дополнительных инструментов, процессов и ресурсов.

Доступ к инструментам

Доступ к инструменту особенно важен в процессе обработки с ЧПУ. Режущий инструмент приближается к заготовке сверху, и любая часть заготовки, к которой режущий инструмент не может получить доступ сверху, не может быть обработана. Подрезки являются заметным исключением из этого правила, но они могут быть не лучшим выбором для каждого варианта использования. Команды, работающие над продуктом, должны выровнять все элементы своего эталонного шаблона по одному из шести основных направлений или использовать 5-осевой станок с ЧПУ, чтобы разблокировать более совершенные возможности удержания заготовки.

Некоторые другие передовые методы универсального проектирования ЧПУ для решения распространенных проблем включают:

• Размещение ключевых элементов на одной стороне детали для сокращения времени настройки
• По возможности избегайте подробных функций
• По возможности используйте более мягкие материалы, поскольку обработка более твердых материалов занимает больше времени
• Максимально простое проектирование детали

Эти передовые методы проектирования ЧПУ являются ключом к проектированию с учетом технологичности (DFM) и созданию чистых, функциональных деталей. Конструкции, оптимизированные для технологичности, также быстрее, проще и дешевле в производстве. После того, как группы разработчиков освоят DFM, они могут переключить свое внимание на особые аспекты обработки крупных и мелких деталей.

Ключевые обходные пути для обработки больших деталей с ЧПУ

Двумя наиболее распространенными проблемами, связанными с обработкой крупных деталей, являются:

• Детали, которые просто слишком тяжелые :большинство станков с ЧПУ имеют ограничение по весу, которое нельзя превышать.
• Детали, которые слишком велики, чтобы соответствовать размерам рабочего хода станка с ЧПУ :большие детали требуют больших рабочих зон и большей досягаемости, чтобы инструмент мог получить доступ ко всем измерениям.

К счастью, существует множество обходных путей, которые могут облегчить эти болевые точки.

Самый экономичный способ изготовления крупной тяжелой детали — предвидеть проблемы с весом на этапе проектирования и разбить деталь на узлы, которые не превышают предельный вес машины. Однако это увеличивает время производственного процесса, и некоторые узлы могут быть слишком тяжелыми для безопасной транспортировки рабочими. При необходимости рабочие группы должны поддерживать более тяжелые детали с помощью опорных стоек, чтобы равномерно распределить нагрузку и облегчить нагрузку на машину.

Когда дело доходит до фактической обработки детали, операторы могут учитывать размеры хода станка с ЧПУ различными способами, включая следующие:

• Наклон детали таким образом, чтобы ее элементы совпадали с траекторией движения машины и лучше вписывались в доступное пространство.
• Использование скользящего приспособления для сверления отверстий в длинных прямоугольных деталях.
• Использование скользящего 4-осевого приспособления для сверления отверстий в больших трубах.
• Вращение больших круглых деталей, чтобы каждая функция соответствовала рабочей области.
• Скольжение и вращение детали для удлинения осей X и Y

Соображения по проектированию и способы эффективной обработки мелких деталей

Несмотря на то, что небольшие детали, обработанные на станках с ЧПУ, легче и эффективнее в производстве, обработка небольших деталей на заказ сопряжена с определенными трудностями. Мелкие детали изготовить технически сложно; кроме того, обработка очень мелких деталей часто затрудняет обеспечение высокого качества продукции. Производственные группы могут выполнять точную проверку только в том случае, если они могут видеть, что они делают, а элементы размером менее 0,005 дюйма трудно увидеть невооруженным глазом. Чтобы усугубить эти проблемы, для обработки мелких деталей также требуется специальное оборудование.

К счастью, продуктовым командам, как правило, достаточно лишь внести несколько небольших изменений, чтобы преодолеть эти трудности. Пока конструкция оптимизирована для технологичности, деталь должна быть пригодной для обработки на станках с ЧПУ. А чтобы обеспечить точность проверки небольших деталей, обработанных на станках с ЧПУ, команды могут держать под рукой 3D-микроскоп, чтобы увеличить детали и качество обработки поверхности.

Когда дело доходит до производства небольших деталей с ЧПУ, производители должны использовать только оборудование с высокой скоростью вращения, что позволяет использовать сверла меньшего размера и эффективно проникать в самые закоулки детали.

Создавайте лучше и эффективнее с Fast Radius — вашим производственным партнером по запросу

С помощью станков с ЧПУ можно создавать высококачественные детали из многих материалов, размеров и форм, но группы разработчиков продукта и механики должны помнить о размерах деталей. Большие детали могут быть тяжелыми и громоздкими в обработке, и инженерам сложно проверить качество очень мелких элементов на уже небольших деталях.

Как этапы проектирования, так и этапы производства могут быть адаптированы для обеспечения точного и точного производства как очень маленьких, так и очень больших деталей. Спроектировав с самого начала возможность обработки и применяя вышеупомянутые обходные пути во время производства, вы можете создать что-то невероятное — независимо от размера.

Для обработки крупных или мелких деталей вы можете воспользоваться опытом, предлагаемым опытным партнером-производителем. В Fast Radius мы рады передать наш многолетний опыт проектирования нашим клиентам, чтобы они могли внедрять инновации и создавать высококачественные детали быстрее, чем они когда-либо считали возможным. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить предложение — давайте начнем.

Готовы копнуть глубже? Посетите учебный центр Fast Radius, где вы найдете более подробные статьи об обработке на станках с ЧПУ и о полном наборе производственных возможностей по запросу.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату