Чертежи чпу станков: Чертежи ЧПУ станка как сделать и где скачать

Справочник: Cтанки с ЧПУ – КБ онлайн

I. Теория.Принципы конструирования.  Расчеты

Общие сведения и принципы оптимального проектирования
станков с ЧПУ
Основные направления развития станкостроения
Основные понятия и определения
Классификация станков с ЧПУ
Технико-экономические показатели станков о ЧПУ
Точность и жесткость станков о ЧПУ

Эволюция конструкций и конструктивные погрешности
станков с ЧПУ
Эволюция и конструктивные погрешности систем ЧПУ
Особенности проектирования станков с ЧПУ
Этапы процесса создания новых станков
Основные предпосылки оптимального проектирования станков как технической системы
Выбор принципиальной схемы станков в ЧПУ
Особенности проектирования станков с адаптивным уп¬равлением
Структура компоновок станков о ЧПУ
Математические свойства структурных формул компоно¬вок
Выбор оптимального решения при проектировании стан¬ков
Принципы построения станков с ЧПУ
Общие принцины построения однопозиционных станков с ЧПУ
Тенденции построения токарных станков с ЧПУ
Особенности построения сверлильных, расточных и фрезер¬ных станков с ЧПУ
Особенности построения вубообрабатывакнцих станков
Особенности построения шлифовальных станков с ЧПУ
Принципы построения многооперационных станков для плоских и корпусных деталей
Особенности построения многооперационных станков
для тел вращения
Принципы построения и расчет числа позиций многоповиционных станков о ЧПУ
Компоновка двухшпиндельных токарных автоматов с
ЧПУ
Особенности построения миогошпиндельных токарных автоматов с ЧПУ
Проектирование приводов и расчет характеристик рабочих
органов станков с ЧПУ
Структура привода станка
Выбор и расчет привода главного движения
Выбор и расчет привода подач
Расчет точности конечных положений рабочего органа поступательного действия
Расчет точности конечных положений рабочего органа
поворотного и вращательного действия .
Расчет податливости шпиндельных узлов
Расчет податливости шариковой винтовой передачи
Конструирование и расчет механизмов и устройств автома¬тического манипулирования заготовками
Типовые механизмы и устройства станков с ЧПУ
Способы автоматической загрузки заготовок
Конструирование и расчет механизмов автоматической подачи прутка
Конструирование устройств автоматической смены заго¬товок
Общие принципы конструирования механизмов автоматиче¬ского зажима заготовок
Конструирование и основные характеристики важимных патронов
Конструирование и расчет механизмов и устройств автомати¬ческого манипулирования инструментом и рабочими органами.
Конструирование и расчет устройств автоматической сме¬ны инструмента
Механизмы автоматической емены важимных патронов и их элементов
Конструирование и расчет механизмов автоматического вакрепления режущего инструмента
Конструирование и расчет механизмов автоматического важима подвижных рабочих органов

II. Железо.Основные узлы станков с ЧПУ

• Несущие элементы:

-Станина

— Портал оси Х

— Каретка оси Y

— Каретка оси Z

• Механика

-Выбор систем передвижения рабочих органов

-Виды систем передвижения

• Электропривода

— Выбор элетроприводов

— Виды элетропривадов

 

III. Мозги.Программирование, программы

 

 

 

 

Чертежи станков и проектов из металла для малого бизнеса на CD

1. Доска объявлений
2. Разное

---

---

Объявление не актуально!

---

50 проектов из металла для малого бизнеса на CD

Ищете способ увeличить свой доход или нaчать нoвый бизнес?

Лучшие 50 пpoектoв из мeталлa нa CD.

Чepтежи в РDF фоpмате. Пoпулярные проeкты для мaлогo бизнecа из Брaзилии.

Язык Пopтугaльcкий, размepы в миллиметpаx.

Проекты:

Cпоpтивныe тpeнaжёpы.

18 чеpтeжей трeйлepов для машин.

Трeйлeр для мoтoцикла.

3 чертeжa трубогибочных станков.

Токарный станок.

Станок для производства блоков.

Станок для Лего-кирпичей.

Вибросито.

Винтовая лестница.

Подъёмные ворота.

Раздвижные решётки.

Мини-Багги.

Профилегибочная машина

Примышленные ангары.

Деревообрабатывающие станки.

Гриндер. (Станок ленточно-шлифовальный универсальный).

Др. изделия из металла.

Создано 18.03.2022 Изменено 18.03.2022

---

Похожие объявления

---

Интересные статьи партнеров

14 советов по 3D-печати

Неупорядоченная атомная структура аморфных металлов позволяет создавать более качественные детали на 3D-принтере

Пусконаладка фрезерного станка с ЧПУ TS 2040 АТС в Москве

Японская техника изготовления тончайшей золотой фольги

Бесщеточная ленточная и дисковая шлифовальная машина своими руками

Сегментный «Бублик» из дерева – 100 Уровень упертости и трудолюбия!

5 преимуществ пескоструйной обработки при изготовлении металлоконструкций

Резная гравюра по «Дюне» своими руками

Преимущества и недостатки высокоскоростной обработки

Вы недавно смотрели

Все просмотренные объявления →

Как подготовить файлы CAD для обработки с ЧПУ

Обработка с числовым программным управлением (ЧПУ) — это производственный процесс. Он основан на коде для управления движением инструментов, таких как токарные станки, фрезы и фрезы, которые можно найти в станках с ЧПУ, для производства деталей с определенными конструктивными особенностями. Тем не менее, вы должны выполнить несколько задач, прежде чем использовать эти важные машины и их встроенные инструменты. Вы должны создать 2D-чертеж или 3D-модель и преобразовать его в программу, написанную с использованием G-кода и M-кода. Затем вы должны импортировать этот программный файл на станок с ЧПУ для выполнения. Чтобы еще больше гарантировать успех, рекомендуется подготовить файлы CAD для обработки с ЧПУ. Учитывая, что неэффективные программы могут привести к простоям, эта статья посвящена тому, чтобы помочь вам научиться готовить файлы САПР для обработки на станках с ЧПУ; подробнее об этом ниже. Поэтому эта статья посвящена тому, чтобы помочь вам научиться готовить файлы САПР для обработки на станках с ЧПУ.

Содержание

История обработки с ЧПУ и подходов к обработке

Прежде чем идти дальше, необходимо немного предыстории. ЧПУ родилось примерно в 1970 году, когда машины с оперативной памятью стали коммерчески доступными; Однако G-код намного старше. Позже, примерно в 1975 году, появились CAD и CAM, движимые доступностью ПК и тем фактом, что программирование стало немного проще. Однако только в 1980 году были представлены и широко использовались полнофункциональное графическое программное обеспечение и многозадачные станки с ЧПУ. А к 2000 году автоматизированное программное обеспечение CAM теперь могло преобразовывать твердые чертежи в программы, которые машины с ЧПУ могли выполнять для создания физических представлений чертежей.

Эта краткая хронологическая история представляет тот факт, что станки с ЧПУ используют программы для обработки деталей. На начальных этапах, прежде чем приложения автоматизированного производства (CAM) могли преобразовывать 2D-чертежи или 3D-модели в программы, программирование выполнялось операторами вручную. Эти люди вручную писали машинный код и загружали его в машину. В рамках своих обязанностей по написанию кода они планировали и документировали последовательные этапы обработки, которым должна следовать машина. Эти последовательности включали:

• Движение инструмента, например, положение, направление и скорость
• Скорость и направление вращения шпинделя
• Выбор инструмента, коррекции инструмента, компенсация инструмента и смена инструмента
• Применение охлаждающей жидкости
• Скорость резания

По мере улучшения вычислительных возможностей компьютеров появилось компьютерное программирование. Этот подход был более простым и экономил много времени. Операторам больше не нужно было писать машинный код — G-код и М-код. Скорее, они просто писали утверждения, которые следовали англоязычному синтаксису. Затем компьютер компилировал эти операторы, преобразовывая их в машинный код. Этот подход был выгоден, потому что он уменьшал бремя знания того, как широко кодировать. Однако это было невыгодно, потому что для определения геометрии использовались команды, похожие на английские, а не графические элементы, которые были более удобными. По мере развития технологий появилось программное обеспечение CAD и CAM, существенно улучшившее работу.

Применение CAD и CAM в станках с ЧПУ

Подход CAD/CAM в настоящее время является наиболее популярным методом создания кода для станков с ЧПУ по сравнению с другими подходами. Процесс начинается с создания 2D-чертежа или 3D-модели детали с использованием программного обеспечения САПР, такого как AutoCAD, SketchUp и других. Затем процедура следует следующим шагам:

1. Затем модель импортируется в программное обеспечение CAM, которое автоматизирует производственный процесс.
   Однако программные приложения, такие как SolidWorks и Fusion 360, сочетают в себе возможности CAD и CAM; они известны как программное обеспечение CAD/CAM. В этих программах все, что вам нужно сделать, чтобы использовать встроенные возможности CAM, — это войти в производственный режим. Fusion 360, например, требует, чтобы вы изменили рабочее пространство с «Дизайн» на «Производство». С другой стороны, в SolidWorks вам нужно открыть надстройку SolidWorks CAM.
2. Затем выберите станок с ЧПУ, фрезу и систему координат.
3. Создайте производственную последовательность, также известную в SolidWorks как план операций.
4. Затем предложите программе сгенерировать траекторию.
5. Запустите симуляцию, чтобы убедиться, что план операции и траектория движения инструмента, выбранные программным обеспечением, соответствуют практике вашего механического цеха.
6. Создайте файл G-кода, также известный как постобработка, и сохраните его. Важно отметить, что постобработка встраивает всю указанную выше информацию в программу. А учитывая, что постпроцессор должен иметь возможность переводить код в соответствии с соглашением конкретного станка, крайне важно выбрать тот, который соответствует вашему станку с ЧПУ. Такие специфичные для машины процессоры используют библиотеку, которая содержит элементы управления для конкретных машин. Отчасти поэтому большинство станков с ЧПУ поставляются с собственными CAM-системами. Однако эти производители также используют обычное популярное программное обеспечение CAM.
7. Наконец, импортируйте файл в станок с ЧПУ для обработки

Стоит отметить, что современное программное обеспечение CAM может автоматически определять изменения конструкции и обновлять программу ЧПУ. Это лишь некоторые из преимуществ программ CAD/CAD. В целом, комбинируя это программное обеспечение со станками с ЧПУ и управляемыми компьютером приводами подачи, практически нет 3D-форм, которые вы не могли бы создать.

Рекомендации по разработке САПР для обработки с ЧПУ

Каждый раз, когда вы хотите создать проект для обработки с ЧПУ, вы должны сначала использовать программное обеспечение САПР. Это делает дизайн первым основополагающим этапом.

Механические операции, как правило, дороже, чем другие производственные процессы, требующие квалифицированного труда, значительных капитальных вложений, значительных затрат энергии и относительно медленного производства. Поэтому важно учитывать несколько факторов при проектировании станков с ЧПУ, чтобы сэкономить время и деньги. Эти соображения помогают создать конструкцию, подходящую для конкретного процесса обработки. Кроме того, они способствуют экономии средств и времени — подробнее об этом ниже, где мы обсуждаем важность сотрудничества между дизайнерами и машинистами.

Соображения по проектированию САПР обычно рассматриваются как проектирование для правил обработки; в том числе:

1. Оптимизация допусков

Определение геометрических размеров и допусков (GD&T) предоставляет машинистам больший контроль и гибкость на последующих этапах. Для обработки элемента, например просверленного отверстия, необходимо, чтобы отверстие имело правильный размер и положение.

(Элементом является любой аспект детали, имеющий размеры и допуски.) В зависимости от полезности он также должен иметь правильную форму. Обычно эти свойства определяются номинальным размером и аннотациями, которые предоставляют дополнительную информацию.

На самом деле невозможно достичь точности или совершенства. Даже если бы можно было добиться точности, это потребовало бы дополнительных операций шлифования или хонингования для определенной обработки поверхности и процессов развертывания для определенных размеров диаметра, что замедлило бы процесс механической обработки и увеличило бы производственные затраты. Эти дополнительные операции замедляют процесс обработки и увеличивают стоимость производства.

По этой причине используются допуски, которые определяют величину допустимого отклонения от номинальных размеров. Допуски должны быть оптимизированы на основе следующих факторов:

• График смены инструмента
• Возможности компенсации инструментов
• Геометрия детали
• Опоры, встроенные в крепление
• Направляющие приспособления для инструмента

Чтобы понять значение этих факторов, проектировщики должны сотрудничать с машинистами.

2. Тип материала

Тип материала сильно влияет на качество обработки, а также на стоимость. Это связано с тем, что он определяет материалы инструмента, мощность двигателя, скорость резания, допуски и чистоту поверхности. При выборе материала необходимо учитывать химические и физические свойства, а также функциональные требования, не связанные с механической обработкой.

3. Минимизация количества обрабатываемых элементов

Общее эмпирическое правило заключается в том, что элементы следует обрабатывать только в том случае, если для них требуются допуски (допуски на размеры или шероховатость поверхности), которых невозможно достичь с помощью других производственных процессов. Обработка обычно используется для элементов, которые требуют:

• Динамические весы
• Пресс-фитинг
• Поиск
• Замок
• Подшипник
• Когда соображения последующей сборки требуют жесткого допуска на размер

Если возможно, сведите к минимуму количество обрабатываемых элементов с помощью альтернативных методов, таких как подрезка, снятие фасок и заливка отверстий, особенно если указанные допуски позволяют это сделать.

4. Свести к минимуму припуск на обработку

Всегда минимизируйте материал, который необходимо обработать для изготовления конечной детали. Эта сумма известна как прибавка на запас). Невыполнение этого требования увеличивает затраты, такие как стоимость замены изношенных инструментов (износ инструмента на деталь увеличивается с увеличением прибавки на запас), затраты на материалы и стоимость оборудования. Это также увеличивает время, затрачиваемое на изготовление детали.

Минимизация припуска достигается за счет оптимизации размера в зависимости от размера материала, загружаемого в станок с ЧПУ. Весь необработанный материал технически известен как заготовка, заготовка или заготовка.

5. Стандартизация функций

Убедитесь, что вы максимально стандартизировали функции. Этого можно добиться, выбрав диаметр отверстия из ограниченного диапазона размеров. Также следует ограничить количество разных диаметров в одной детали.

6. Поверхность

Требуемая чистота поверхности определяет используемую операцию обработки. Однако некоторые операции, такие как алмазная токарная обработка, прецизионное шлифование, притирка и хонингование, могут обеспечить небольшие допуски на чистоту поверхности (<0,4 микрометра), но увеличивают затраты на механическую обработку.

7. Обеспечить достаточную прочность и жесткость Станки с ЧПУ

приводятся в движение мощными двигателями, которые, в свою очередь, генерируют огромные силы резания. Эти силы могут сломать, согнуть или отклонить деталь. Они также могут вызывать нестабильные вибрации. Это особенно важно, если прочность и жесткость недостаточны. Поэтому проектировщики должны обеспечить достаточную жесткость и прочность детали, особенно в направлениях нагрузки.

8. Обеспечение адекватной доступности

Места элементов должны быть доступны со стандартными инструментами обработки. Избегайте обнаружения элементов на удаленных гранях или внутри полостей. Если элементы расположены в труднодоступных местах, необходимы специальные инструменты. Однако такие инструменты могут создавать нестабильные вибрации или отклонения. Кроме того, использование этих инструментов и приспособлений увеличивает затраты на обработку и ограничивает допустимые допуски.

Подготовка файлов CAD для обработки с ЧПУ

После того, как дизайнер или инженер завершает процесс проектирования продукта, который обычно включает концептуализацию, синтез, анализ, оценку и документирование, файл САПР отправляется оператору для обработки с ЧПУ. Как слесарь, вам не нужно понимать, как работает продукт или деталь — это зарезервировано для инженера или дизайнера. Тем не менее, есть несколько вещей, которые вам нужно знать и делать, в том числе.

1. Удалить ненужные слои

Размеры и примечания идеально разработаны, чтобы помочь механикам визуализировать и понять деталь. Проще говоря, они предоставляют дополнительную информацию. Таким образом, они никоим образом не способствуют непосредственно созданию детали. Это означает, что вы должны удалить эти информационные элементы при подготовке файла САПР для обработки с ЧПУ.

2. Выберите станок с ЧПУ

Большинство программ CAD/CAM позволяют добавить станок с ЧПУ в базу данных. И для дальнейшего повышения точности программы, это программное обеспечение также имеет диалоговые окна, в которых вы можете настроить параметры в соответствии с возможностями и функциями вашей машины. Например, в этом диалоговом окне вы можете выбрать соответствующий постпроцессор и набор инструментов. Кроме того, вы можете вводить такие значения, как мощность, максимальная скорость подачи и т. д.

Диалоговое окно базы данных SolidWorks CAM Machine (источник)

При подготовке файлов САПР для ЧПУ вы должны точно указать станок, который будете использовать. Этот выбор имеет решающее значение, так как дизайнер предусмотрел определенный процесс обработки при создании дизайна.

3. Назначение данных обработки

Данные обработки включают тип фрез, размеры фрез, диаметр и длину, а также количество черновых и чистовых проходов. Присвоение данных жестко закодировано в G-коде, который направляет станок при выполнении операций обработки. Однако стоит отметить, что некоторые машины поставляются со встроенной базой данных инструментов. Это означает, что вам не нужно назначать содержащиеся данные инструмента. Тем не менее, имейте в виду, что вы должны загрузить эти фрезы до того, как процесс обработки может начаться.

4. Определение последовательности элементов

При работе с линейными чертежами 2D-каркаса и геометрией 3D-каркаса необходимо выполнять последовательность элементов. Естественно, программное обеспечение CAM не знает, что линии или дуги определяют геометрию или поверхность материала. Вместо этого он рассматривает эти геометрические компоненты как морские линии или дуги. В связи с этим необходимо упорядочить эти элементы, т. е. указать мышкой отдельные элементы чертежа в том порядке, в котором они подлежат обработке. Кроме того, вы должны указать сторону линии, на которой должен располагаться резак.

Однако, если вы имеете дело с твердотельными моделями, программа автоматически упорядочит элементы. Надстройка SolidWorks CAM, например, достигает этого путем создания плана операции. Здесь план операции относится к физическим шагам, необходимым для создания подходящей траектории движения инструмента, с помощью которой станок с ЧПУ превратит цифровую деталь и ее функции в физическую деталь.

5. Запустить моделирование

Моделирование позволяет оценить, соответствует ли сгенерированный план работы возможностям вашего магазина. Если нет, в программном обеспечении CAM есть положения, позволяющие настроить операцию в соответствии с практикой магазина. Симуляция позволяет проверить ошибки. Кроме того, это поможет вам избежать потерь и связанных с ними расходов.

6. Постобработка

Постобработка относится к преобразованию данных траектории инструмента (TPD), которые описывают операции, которым должен следовать станок с ЧПУ, в код числового управления (NC). Стоит отметить, что TPD не зависит от машины, а код должен соответствовать соглашениям конкретной машины. По этой причине выбор постпроцессора, предназначенного для конкретной машины и ее уникальных потребностей, особенно важен.

Передовой опыт подготовки к обработке на станках с ЧПУ

1. Внимательно изучить технический чертеж

Изучая инженерный/технический чертеж, вы можете выявить проблемы и несоответствия в размерах и допусках. Затем, используя это откровение, вы можете отправить файлы обратно дизайнеру для уточнения или доработки.

Кроме того, изучение чертежа позволяет визуализировать модель. Таким образом, вы сможете лучше понять, что имел в виду дизайнер, придумывая дизайн. Иногда вы можете упростить процесс визуализации, полагаясь на изображения модели детали, созданной в САПР. Программное обеспечение CAD/CAM упрощает визуализацию.

Кроме того, изучение технического чертежа позволяет определить точку отсчета. База — это теоретически идеальная ось или поверхность, используемая в качестве точки отсчета. Datum обеспечивает точность измерений и операций машины. А учитывая, что в чертеже или файле САПР может быть несколько исходных точек, важно определить первичную исходную точку, которая часто используется для запуска задания обработки.

Более того, изучение чертежа позволяет проверить количество деталей, которые могут определять такие элементы, как оснастка. Это также позволяет вам установить тип материала, размер запаса и как избежать чрезмерного запаса.

2. Понимание конструктивных и функциональных приоритетов

Приоритеты проектирования подскажут вам, с чего начать обработку. С другой стороны, функциональные приоритеты детализируют порядок важности функций детали. Вместе они дают представление о том, как позиционировать или удерживать деталь для обработки, какие разрезы выполнять в первую очередь и как измерять результаты.

3. Убедитесь, что код NC полностью охватывает все операции

Обычно код ЧПУ состоит из команд, которые сообщают станку, что делать. Эти команды состояли из слов с шестью префиксами — G, M, F, T, S и N — каждый из которых представлял определенную операцию. G, например, представляет слова движения, F представляет скорость подачи, а M представляет слова, которые вызывают вспомогательные функции, такие как смена инструмента и включение или выключение шпинделя. Используя некоторые или все эти префиксы, вы можете гарантировать, что ваш код ЧПУ зафиксирует все операции.

К счастью, программное обеспечение CAM упрощает процесс написания кода, генерируя код УП. Но эти приложения не всегда идеальны. По этой причине вы также должны иметь возможность прочитать сгенерированный код, чтобы заранее понять, что будет делать машина, и внести изменения, если это необходимо. Это подводит нас к следующей важной практике: оптимизации кода.

4. Оптимизация программы

Неэффективные программы являются основной причиной простоев производства. Такие программы могут включать в себя ненужные движения, например перемещение фрезы без контакта с заготовкой, чрезмерную смену инструмента или слишком много перемещений деталей между настройками. Конечно, это увеличивает стоимость. Поэтому крайне важно оптимизировать программу для повышения эффективности и безопасности. Некоторые программы CAM, такие как MasterCAM, поставляются со встроенными редакторами, позволяющими редактировать G-код и даже сравнивать новую версию со старой.

5. Создание четких и подробных инструкций для операторов ЧПУ 

Точно так же, как программы должны четко и исчерпывающе описывать, что должен делать станок, вы также должны подготовить такие же подробные инструкции для оператора ЧПУ. Такие инструкции могут принимать форму примечаний, которые представляют собой заметки, встроенные в программу. Кроме того, примечания, найденные на заводских/технических чертежах, могут помочь в процессе проверки и испытаний.

Сотрудничество между дизайнерами САПР и машинистами станков с ЧПУ

Общей нитью, которая связывает вышеперечисленные разделы, является необходимое сотрудничество между дизайнерами САПР и операторами станков с ЧПУ. Каждый может извлечь выгоду из набора навыков другого. Например, машинисты знакомы с концепцией проектирования для технологичности (DFM), которая требует разработки и проектирования деталей для эффективного и рентабельного производства. Однако им может не хватать инженерных знаний для разработки надежных продуктов. Точно так же инженерам может не хватать обширных знаний в области обработки.

Таким образом, инженеры/проектировщики САПР должны учитывать вклад машинистов на этапе проектирования продукта. Это связано с тем, что входные данные дадут представление о том, как конструкция повлияет на процесс обработки, и наоборот. Кроме того, благодаря сотрудничеству машинисты будут четко сообщать о возможностях своих цехов. Этот совместный подход гарантирует, что дизайнеры не придумают дизайн, который сложно реализовать. Кроме того, он ясно показывает, как можно упростить и изменить конструкцию, чтобы обеспечить ее соответствие концепции DFM.

Кроме того, дизайнеры должны облегчить работу машинистов за счет более эффективного общения. Например, они должны предоставлять тщательно аннотированные чертежи с подробными примечаниями. Кроме того, они должны обеспечивать согласованность в единицах измерения.

Заключение

С самого начала механическая обработка чрезвычайно дорога. Поэтому методы, которые снижают часть затрат, высоко ценятся. Именно здесь начинается подготовка файлов САПР для обработки на станках с ЧПУ. Однако создание файлов САПР, т. е. этап проектирования, имеет основополагающее значение, поскольку имеет эффект просачивания. Таким образом, проектировщики должны учитывать проектирование для механической обработки, которое включает такие аспекты, как прочность и жесткость материала, оптимизированные допуски, стандартизированные функции и многое другое. После этого машинист должен подготовить файлы САПР для обработки, удалив ненужные слои, выбрав станок и набор инструментов, выполнив последовательность элементов, запустив моделирование и сгенерировав программу. Важно отметить, что есть определенные передовые методы работы с ЧПУ, которым должны следовать машинисты. Они также должны сотрудничать с дизайнерами для достижения наилучших возможных результатов.

Примечание : обратитесь к этой книге для всестороннего обсуждения некоторых разделов, например, история CAD/CAM в обработке с ЧПУ, префиксы кодов ЧПУ, точки привязки и GD&T, обсуждаемые в этой статье; мы широко использовали его в качестве ссылки.

О Кевине

Как зарегистрированный инженер-строитель с сильной склонностью к технологиям и новым технологическим тенденциям, я с удовольствием делюсь своими знаниями и опытом в области технологий и программного обеспечения CAD/CAM.

Просмотреть все сообщения Кевина →

Как правильно выбрать станок с ЧПУ для вашего бизнеса

Что такое CAM (автоматизированное производство)?

Лучшие советы по проектированию деталей для обработки с ЧПУ

ПОДРОБНЕЕ: Использование настольной 3D-печати для получения максимальной отдачи от станков с ЧПУ

ЧПУ может показаться магией. В конце концов, инженеру нужно только спроектировать деталь, отправить ее через какое-либо программное обеспечение CAM, а затем позволить станку с ЧПУ сделать свою работу и автоматически вырезать деталь. Но это не совсем так. Существуют ограничения для инженеров по обработке с ЧПУ, о которых необходимо знать. Например, не все формы и функции, которые может придумать инженер, могут быть созданы даже при всех достижениях, достигнутых в инструментах и ​​​​системах ЧПУ.

Вот несколько советов о том, как воспользоваться возможностями ЧПУ и избежать его ограничений.

Допуски

Допуски — это допустимый диапазон или размер размеров детали. Они определяются на основе формы, посадки и функции детали. Инженеры должны иметь в виду, что более жесткие допуски увеличивают затраты из-за увеличения брака, дополнительных креплений и специальных измерительных инструментов. Жесткие допуски также увеличивают затраты из-за увеличения времени проверки. В зависимости от допусков, запрошенных конструктором, затраты могут более чем удвоиться по сравнению с затратами на механическую обработку со стандартными допусками. Более жесткие допуски следует использовать только в том случае, если они необходимы для соответствия критериям проектирования детали.

Более жесткие допуски также увеличивают продолжительность цикла ЧПУ, поскольку станок с ЧПУ должен замедляться, чтобы соблюдать более жесткие допуски.

Если инженеры не добавляют допуски в чертеж, модель или спецификацию, предоставляемую поставщикам ЧПУ, они могут следовать своим собственным общим спецификациям в отношении допусков. Эти характеристики могут варьироваться от одной компании к другой. А некоторые компании-поставщики не имеют настроек допусков по умолчанию и требуют, чтобы клиенты предоставили их.

Наилучший способ применения допусков — применять жесткие и геометрические допуски только к критическим областям, что снизит общие затраты.

Ограничения по размеру

При фрезеровании размер детали ограничен возможностями станка и глубиной резания требуемых характеристик детали. Помните, что размеры пространства для сборки не равны размеру детали. Например, ход Z в 38 дюймов не означает, что деталь может быть обработана на такую ​​глубину или высоту. В зависимости от размера детали и элементов, которые необходимо обработать, высота детали Z должна быть менее 38 дюймов, чтобы обеспечить зазор инструмента и глубину резания. Особенности и размер детали определяют обрабатываемую высоту детали.

Для токарных станков размер детали зависит от места сборки, диаметра и длины детали. Поставщики ЧПУ могут предложить токарные станки с приводными инструментами. Это может значительно сократить время выполнения заказа, но также увеличивает количество и тип элементов, которые можно обрабатывать, предлагая функции фрезерования с ЧПУ на токарном станке.

Выбор материала

Выбор материала имеет решающее значение для определения общей функциональности и стоимости детали. Инженеры должны определить важные характеристики материала конечной детали — твердость, жесткость, химическая стойкость, способность к термообработке и термическая стабильность, и это лишь некоторые из них.

Материалы, которые подвергаются обработке на станках с ЧПУ, обычно поставляются в виде заготовок, размер заготовки ограничивает размер детали. Например, если готовая деталь будет иметь размеры 3,5 × 2 × 1 дюйм, то размер заготовки материала должен быть минимум 3,75 × 2,125 × 1,125 дюйма в высоту в необработанном виде. Толщина заготовки материала должна учитываться в процессе проектирования.

ПОДРОБНЕЕ: Рецензия на книгу: Hot Tech Cold Steel

Хорошим правилом является использование заготовок не менее чем на 0,125 дюйма больше, чем деталь. Например, если окончательные размеры должны быть 1 × 1 × 1 дюйм, заготовка должна быть 1,125 × 1,125 × 1,125 дюйма, чтобы учесть изменения размера заготовки. В этом примере, если инженеры решили, что форма, посадка и функция детали не будут изменены, если окончательные размеры детали будут 0,875 × 0,875 × 0,875 дюйма, то стандартные размеры 1 x 1 x 1 дюйм. можно использовать блок. Это снижает материальные затраты по сравнению с началом работы с более крупной заготовкой.

Для более мягких металлов, таких как алюминий и латунь, а также для пластмасс время обработки обычно меньше, чем для более твердых материалов, что экономит время и деньги. Такие более твердые материалы, как нержавеющая и углеродистая сталь, должны обрабатываться при более низких скоростях вращения шпинделя и более низких скоростях подачи станка. Например, алюминий обычно обрабатывается примерно в четыре раза быстрее, чем углеродистая сталь, и в восемь раз быстрее, чем нержавеющая сталь.

Используемый материал является основным компонентом конечной стоимости детали. Например, алюминиевый стержень 6061 стоит примерно половину цены за фунт алюминиевого листа, а алюминиевый стержень 7075 может в два-три раза превышать стоимость стержня 6061. Стоимость нержавеющей стали 304 примерно в два-три раза выше, чем у алюминия 6061, и примерно в два раза выше, чем у углеродистой стали 1018. Если конструкция не гарантирует свойства углеродистой или нержавеющей стали, рассмотрите возможность использования алюминия 6061, чтобы минимизировать материальные затраты.

Пластмассы часто являются менее дорогой альтернативой металлам, если конструкция не требует жесткости металла. Полиэтилен, например, легко обрабатывается и стоит примерно в три раза дешевле алюминия 6061. В целом АБС примерно в 1,5 раза дороже ацеталя; нейлон и поликарбонат примерно в три раза дороже ацеталя. Но жесткие допуски трудно выдержать при работе с пластиком, а детали могут деформироваться после механической обработки из-за напряжений, возникающих при механической обработке пластика.

Сложности

Чем сложнее деталь, что означает контурную геометрию или несколько граней, которые необходимо вырезать, тем дороже она обходится из-за дополнительного времени на настройку и времени на резку детали. Когда деталь можно разрезать по двум осям, настройка и обработка выполняются быстрее, что снижает затраты.

Для простых двухосевых деталей удаляется больше материала по мере перемещения инструмента вокруг детали. Для более сложных деталей некоторые области необходимо вырезать с помощью X , Y и Z Оси движутся вместе.

ПОДРОБНЕЕ: 11 главных мифов об обработке на станках с ЧПУ

Для создания сложной поверхности с хорошим качеством поверхности предпочтительны небольшие разрезы. Это увеличивает время обработки, поэтому цена детали увеличивается. Чтобы свести к минимуму затраты, проектируйте, используя только разрезы по двум осям. Это может быть невозможно, если деталь нуждается в определенном внешнем виде или функциональности. Еще один подход к экономии средств заключается в том, чтобы поддерживать одинаковые параметры, такие как радиусы внутренних углов и резьбовые отверстия. Это экономит время за счет снижения потребности в смене инструмента.

Возможно, лучший способ снизить стоимость обработки сложных деталей с ЧПУ — это использовать пятиосевую обработку. Пятиосевая обработка позволяет режущему инструменту и детали одновременно перемещаться по пяти осям. Это означает, что траектории инструмента более эффективны и требуется меньше настроек. Трехосевая обработка часто требует сложных приспособлений, которые должны быть изготовлены на заказ, чтобы удерживать деталь в ориентации, необходимой для создания элемента. Станки с пятью осями также позволяют режущим инструментам оставаться тангенциальными по отношению к режущей поверхности. Таким образом, с каждым проходом инструмента можно удалить больше материала, что обеспечивает лучшее качество поверхности.

Скругления и выточки

При использовании вертикальных или горизонтальных фрезерных станков с ЧПУ все внутренние вертикальные стенки должны иметь радиус. Это потому, что круглый инструмент, вращающийся на высоких оборотах, удаляет материал. Проекты должны учитывать области, где это ограничение создаст радиусы.

Для радиусов внутренних углов лучше всего использовать нестандартный радиус, поскольку концевым фрезам требуется зазор для поворота и продолжения фрезерования при обработке внутренних углов. Если деталь имеет диаметр 0,25 дюйма. внутренний радиус, стандартная концевая фреза должна забить угол, полностью остановиться, шарнир 90 град., затем возобновить резку. Это замедляет обработку, что увеличивает затраты и вызывает вибрацию. Но добавление всего от 0,02 до 0,05 дюйма (от 0,508 до 1,27 мм) к внутреннему радиусу позволит поворачивать без полной остановки. Это не только снизит стоимость, но и улучшит качество готовых деталей с ЧПУ.

Как правило, чем больше радиус, тем ниже стоимость. Это связано с тем, что можно использовать более крупный инструмент, который будет снимать больше материала за один проход, что сокращает время обработки. Например, инструмент с диаметром 0,125 дюйма. диаметра займет примерно в 1,5 раза больше времени, чем выполнение работы с 0,187-дюймовым. диаметром инструмента и примерно в два раза длиннее, чем при использовании инструмента диаметром 0,250 дюйма. инструмент.

Несмотря на то, что инструменты с малым радиусом (до 0,015 дюйма) доступны, иногда глубина, на которую инструмент должен войти в материал, делает невозможным вырезать отверстие малого диаметра, поскольку инструмент не доступен в продаже. А если инструмент изготавливается на заказ, затраты на механическую обработку значительно возрастут, поскольку он может делать только небольшие надрезы, что увеличивает время изготовления.

Если  глубина резания в два раза превышает диаметр режущего инструмента, необходимо уменьшить скорость подачи инструмента, что приведет к увеличению времени цикла и затрат. При каждом удвоении глубины резания скорость подачи уменьшается более чем вдвое, что более чем вдвое увеличивает время обработки элемента. Максимальное отношение глубины резания к диаметру инструмента составляет шесть раз; кроме того, необходимо заказать специальный инструмент. Например, если 0,125 дюйма. диаметра, максимальная глубина резания должна составлять 0,750 дюйма, прежде чем использовать специальный инструмент.

При создании радиуса пола, совпадающего с углом, гораздо проще обрабатывать, если радиус пола меньше радиуса угла. С современными CAD-системами легко заставить компьютер генерировать пол и радиус стены одинакового размера. Однако это затрудняет удаление материала в углах. Если радиус пола меньше вертикального радиуса стены, тот же инструмент может снимать материал и создавать плавный поток через углы.

Инженеры иногда проектируют элементы в областях, недоступных для стандартных инструментов обработки, что приводит к образованию поднутрений на детали.

Необходимо соблюдать осторожность при проектировании подрезки по нескольким причинам. Во-первых, поднутрение может потребовать создания специального инструмента, если элемент нестандартного размера. В приведенном ниже примере радиус канавки составляет 0,053 дюйма. Для создания геометрии потребуется дорогостоящий специальный инструмент, что значительно повысит стоимость детали, особенно если необходимо изготовить лишь несколько деталей. Если стандартный 0,062 дюйма. радиуса, однако стоимость инструмента будет меньше половины стоимости пользовательского инструмента.

Вторая причина быть осторожным при проектировании поднутрений состоит в том, чтобы убедиться, что поднутрение не слишком глубокое или недосягаемое. Поскольку требуемый инструмент имеет горизонтальное режущее лезвие, прикрепленное к вертикальному валу, это ограничивает его глубину резания.