Como projetar peças mecânicas CNC para usinagem CNC?

A usinagem de controle numérico de computador (CNC), como uma tecnologia de fabricação subtrativa eficiente, baseia-se em inúmeras máquinas-ferramentas de alta velocidade e precisão para concluir a fabricação dePeças mecânicas do CNC.Durante esse processo, o material é gradualmente removido através de vários métodos, como corte, perfuração, chanfro e slotting para alcançar a forma de desejadoPeças mecânicas CNC .

Para alcançar o melhor efeito de processamento, as características da usinagem CNC precisam ser totalmente consideradas no estágio de design . neste artigo, delinearemos os diversos tipos de ferramentas de máquinas CNC e investigam vários pontos de design -chave .

No campo da usinagem CNC, existem vários tipos de máquinas -ferramentas CNC, cada uma com suas aplicações e vantagens exclusivas . a seguir, são apresentadas várias ferramentas de máquinas CNC comuns e suas características:

Torno:Specifically designed for manufacturing complex cylindrical shapes, it is favored by many designs due to its cost-effectiveness. In such machine tools, the material keeps rotating while the cutting tool remains stationary. The desired geometry is created by precisely controlling the movement and feed rate of the tool, as well as the rotational speed of the material.

Máquina de moagem vertical:Seu eixo do fuso é perpendicular ao leito da máquina ., diferentemente de um torno, a ferramenta de corte aqui está movendo . Esse design permite que a máquina de fresagem vertical execute uma variedade de operações de corte, como perfuração, moagem e corte de contorno.}}}}}}

Máquina de moagem horizontal: sua ferramenta de corte é instalada em um eixo horizontal e é adequada para ocasiões em que uma grande quantidade de material precisa ser removida ou onde os requisitos de precisão não são altos .} esse tipo de máquina -ferramenta é amplamente utilizada em campos, como molde e processamento de peças mecânicas.}

Planer:Semelhante a uma máquina de moagem vertical, mas com uma proporção diferente da área de trabalho para a máquina ., a ferramenta de corte da plaina é perpendicular ao leito da máquina enquanto as peças permanecem fixas . esse design torna a plaina mais eficiente ao usinar grandes partes .}}}}}}}

During the CNC machining process, these machine tools are all equipped with various high-speed cutting tools for removing materials from solid metal or plastic blocks. These cutting tools usually have cylindrical handles and specific tip shapes, as well as limited cutting lengths. When the material is removed from the workpiece, the geometry of the tool is transferred to the part, so the internal features of CNC mechanical parts usually tem radii de filete .

Como afeta diretamente o custo das partes . ao escolher materiais, devemos considerar sua dureza, rigidez, resistência química, bem como outras qualidades mecânicas e estéticas .

Os materiais metálicos comumente usados ​​no processamento mecânico incluem aço, alumínio, latão e cobre ., como o metal mais comumente usado, suas propriedades são determinadas pelo conteúdo de carbono e ligas, fornecendo uma ampla gama de aplicações . em alumínio, quando renovado para sua leveza e corrosão favored for its high strength, high machinability and corrosion resistance, is often used in the manufacturing of hydraulic connectors and low-friction components. Copper has found its place in electrical products due to its excellent electrical conductivity. Meanwhile, its good corrosion resistance also makes it perform well in applications such as radiators, roofs and drainage valas .

O controle apropriado de tolerância pode garantir a precisão e a intercambiabilidade das peças, enquanto o design de ajuste razoável pode otimizar o desempenho e o serviço de vida das peças . Todos esses pontos de design precisam ser considerados de forma abrangente com base em requisitos de aplicação específicos e propriedades do material.

The geometric tolerances of multiple bearings on the rear axle of the vehicle need to be strictly controlled during the design process. Tolerance, as a key concept defining the acceptable range of any given dimension, plays a crucial role in mechanical design. If there is no clear overall tolerance standard, most mechanical workshops will adopt a standard tolerance of ±125 milímetros . No entanto, para aplicativos específicos, definir padrões de tolerância mais rigorosos são frequentemente cruciais .

O ajuste, como uma aplicação específico de tolerância, é geralmente classificada em três categorias:O ajuste de folga, ajuste de transição e interferência ajusta . O ajuste de folga permite que duas partes deslizem ou girem durante a montagem, enquanto o ajuste da interferência requer a superação de maior resistência para completar a montagem ou desmontagem {.} no ajuste entre o eixo e o ajuste da transição ou da micro-esclarecimento.

Além disso, o controle dos poros durante a instalação do invólucro também é de importância vital .If the shell needs to be rigidly installed on the frame, the pore size must be precisely controlled to meet the specific gap requirements. However, in more complex assembly scenarios, such as when multiple housings are connected through a long shaft, how to ensure the uniform clearance of the installation holes and the concentricity of the shaft bearings becomes a new challenge. At this point, the application of Geometric Dimensões e tolerâncias (GD&T) se tornam particularmente cruciais .

Em seguida, exploraremos a aplicação de orifícios e tópicos no design mecânico e sua correlação com tolerâncias e ajustes .

Buracos roscados nas peças mecânicas do CNC são um dos elementos -chave no design mecânico. During the drilling process, the depth needs to be strictly controlled to avoid the necessity of using professional tools, unless it is truly necessary to level the bottom hole. For extension holes, although holes can be drilled from both sides of the part respectively, it is necessary to pay attention to the possible mismatch problem that may occur at the meeting point of the two holes. This can be solved by acessórios, mas aumentará o custo . ao perfurar na borda, é necessário garantir que todo o diâmetro da broca esteja contido na peça para evitar problemas de quebra de broca e acabamento de superfície .

Ao criar tópicos, existem três métodos principais para escolher:cutting taps, forming taps and thread milling cutters. For the type of threaded holes, through holes are the best choice as they allow the tap to pass through the part completely and ensure precise thread formation. If blind holes are used, the thread length needs to be increased by five times the nominal diameter of the bottom of the hole. In addition, choosing the appropriate thread size is also crucial, pois as torneiras menores podem aumentar o risco de quebra durante o processo de produção .

Ao planejar a profundidade do fio, apenas o comprimento necessário deve ser processado para reduzir custos e garantir a precisão das peças . ao mesmo tempo, fornecendo informações detalhadas de desenho também é indispensável para garantir que os tópicos incluídos na citação sejam consistentes com seu design e para evitar confusões e mal -entendidos .}

Finalmente, chanfrar e filé também são fatores que precisam ser considerados no projeto de peças mecânicas do CNC.

Eles desempenham um papel de transição nas bordas e cantos das partes, o que ajuda a melhorar a qualidade da aparência e a praticidade das partes .

Chamfering, as an important technique in cnc machining, involves beveling at the intersection of two sharp edges. This step is designed to simplify the assembly process, such as enabling bolts to be inserted into holes more smoothly, while reducing the risk of injury that may occur when handling sharp edges.

Fillet refers to the rounding treatment at the inner or outer corners of a part, which is usually determined by the radius of the cutting tool. During the machining process, it is crucial to keep any radius on the part larger than the tool radius, as this will make the cnc machining process smoother and more efficient.

In addition, it is necessary to distinguish between chamfering and deburring. The mechanic will remove burrs by breaking the edges of the parts, but if specific dimensions are required, the material will be chamfered. When chamfering, the edge should be kept at 45℃, unless there are special requirements.

The design of the internal rounded corners is also of vital importance. To use large-diameter cutting tools more efficiently, the internal fillet should be as large as possible. However, it should be noted that its radius should be at least one-third of the cavity depth to prevent the tool from breaking.

A usinagem CNC normalmente consiste em quatro etapas básicas ., independentemente do processo de usinagem adotado, os seguintes procedimentos devem ser seguidos:

►Etapa um: projete o modelo CAD

The first step in CNC machining is to create a 2D or 3D model of the product. Designers usually use AutoCAD, SolidWorks or other CAD (Computer-Aided Design) software to build precise product models. For more complex parts, 3D modeling can present product features more clearly, such as tolerances, structural lines, threads and assembly interfaces.

►Etapa 2: converta em formato compatível com CNC

As ferramentas de máquina CNC não conseguem reconhecer diretamente os arquivos CAD ., portanto, o software CAM (fabricação auxiliada por computador), como Fusion 360, MasterCam, etc ., precisa ser usada para converter modelos de CAD em CNC-compatível com os códigos de controle que são usados ​​como os códigos G-Gert to Chert To Chert to taxa de alimentação e trajetória de movimento da ferramenta para garantir a precisão do processamento .

►Etapa 3: selecione a máquina -ferramenta apropriada e defina os parâmetros de processamento

De acordo com os requisitos de material, forma e processamento das peças mecânicas do CNC, selecione as máquinas -ferramentas CNC apropriadas (como máquinas de moagem CNC, torno, trituradores, etc .) . Então, o operador precisa executar as seguintes preparações:

Instale e calibre as ferramentas de corte

Defina parâmetros como velocidade de processamento, taxa de alimentação e profundidade de corte

Verifique se a peça de trabalho está firmemente fixada para evitar o desvio durante o processamento

►Etapa 4: Execute a usinagem CNC

Depois que todo o trabalho preparatório é concluído, a máquina -ferramenta CNC pode executar tarefas de processamento de acordo com o programa de controle numérico predefinido ., o processamento é totalmente automatizado . A ferramenta de corte corta o material ao longo da trajetória de conjunto até que a peça seja formada .}

Etapa 5: Inspeção de qualidade e pós-processamento

Após a conclusão do processamento, a inspeção de qualidade doPeças mecânicas do CNCé necessário para garantir que sua precisão dimensional e qualidade da superfície atendam aos requisitos de projeto . Os métodos de detecção incluem:

Medição dimensional:A inspeção dimensional é realizada usando pinças, micrômetros ou máquinas de medição de coordenadas (CMM)

Inspeção do acabamento da superfície: verifique a rugosidade da superfície das peças mecânicas do CNC para ver se é necessário um tratamento adicional de polimento ou pulverização

Teste de montagem: Se as peças mecânicas do CNC precisam ser montadas com outros componentes, um teste de montagem deve ser realizado para garantir a compatibilidade .

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