CNC 기계가공의 능력을 충분히 사용하기 위해, 디자이너들은 특별한 제작 규칙을 따라야 합니다. 그러나 어떤 특별한 산업 기준이 없기 때문에 이것은 도전일 수 있습니다. 이 기사에서, 우리는 CNC 기계가공을 위한 최고 설계 실행과 포괄적 안내를 엮었습니다.
관련 원가를 무시하면서, 우리는 현대 CNC 시스템의 실행가능성을 묘사하는 것에 집중합니다. 설계하는 것에 대한 유도를 위해 CNC를 위한 비용 효율적 부분은 미안하지만, 이 조를 언급합니다.
CNC 기계가공
CNC 기계가공은 빼는 기계가공 기술입니다. CNC에서, 도구가 익숙한 다양한 고속 회전하는 (수천의 RPM)는 CAD 모델에 따라 부품을 생산하기 위해 소재를 고체 블록에서 제거합니다. 금속과 플라스틱은 CNC에 의해 처리될 수 있습니다.
CNC 기계가공 부분은 높은 치수 정확도와 엄격한 허용 오차를 가지고 있습니다. CNC는 대량 생산과 1회 작업에 적합합니다. 실제로, CNC 기계가공은 현재 심지어 3D 인쇄와 비교하여, 금속 원형을 생산하기 위한 가장 비용 효율적 방법입니다.
CNC의 주요 설계 제한
CNC는 큰 디자인 유연성을 제공하지만, 그러나 약간의 설계 제한이 있습니다. 이러한 한계는 주로 툴 기하학과 툴 접근과 관련되는 절단 과정의 기초 역학과 관련됩니다.
1. 툴 기하학
가장 공통 CNC 도구 (끝 연삭과 훈련)은 제한된 절단 길이로 원통입니다.
소재가 제조 공정에 있는 제품에서 제거될 때, 수단의 결합구조는 기계 가공품으로 옮겨집니다. 이것은 어떻게든지 작게 도구가 사용되는 것을 의미합니다, CNC 부분의 내부 각도가 항상 반경을 가지고 있습니다.
2. 툴 접근
자재를 제거하기 위해, 도구는 위편으로부터 직접적으로 제조 공정에 있는 제품에 접근합니다. 이런 방식으로 접근될 수 없는 기능은 CNC가 가공처리했다는 것 일 수 없습니다.
이 규칙에는 한 가지 예외가 있다. : 언더컷. 우리는 다음 섹션에 디자인에서 언더컷을 사용하는 방법을 배울 것입니다.
좋은 설계 실행은 6 주요 방향 중 하나와 함께 모델 (구멍, 공동, 수직 벽, 기타 등등)의 모든 특징과 제휴하는 것입니다. 5 주축 CNC 제도가 진보적 제조 공정에 있는 제품 홀딩 성능을 제공하기 때문에 이 규칙은 한계는 아니나, 추천으로 간주됩니다.
큰 종횡비와 특징을 기계화할 때 툴 접근은 또한 이슈입니다. 깊은 공동의 바닥에 도달하기 위해 예를 들면, 장축과 특수 도구는 요구됩니다. 이것은 엔드 이펙터의 강성을 감소시키고, 진동을 증가시키고 성취 가능 정확도를 감소시킵니다.
CNC 전문가들은 최대 가능 지름과 최단 가능한 길이와 수단으로 기계화될 수 있는 디자인 일부를 권고합니다.
CNC 설계 규칙
CNC 기계가공을 위한 디자인 부품이 어떤 특별한 산업 기준이 없다는 것일 때 종종 마주치게 된 도전 중 하나 : CNC 기계 공구와 툴 제조사들은 끊임없이 그들의 기술 능력을 향상시키고 가능성의 더 레인지를 확대합니다.
다음 표에서, 우리는 CNC 기계가공 부분 속에 놓인 가장 공통 기능의 추천되고 실행 가능 값을 요약합니다.
1. 공동과 홈
추천된 캐비티 깊이 : 4 번 캐비티 폭
끝 연삭의 절단 길이는 제한됩니다 (보통 3-4 배 그것의 지름). 깊이 폭 비가 작을 때, 도구 편향, 칩 배출과 진동은 더욱 유명하게 됩니다. 4 번이내로 공동의 깊이를 한정하면서 그것의 폭은 좋은 결과를 보증합니다.
더 큰 깊이가 요구되면, 변하기 쉬운 캐비티 깊이와 부분을 설계하는 것을 고려하세요 (예를 위해 위쪽에 수치를 보세요).
깊은 공동 분쇄 : 6 배 공구 직경보다 더 큰 수심과 공동은 깊은 공동으로 간주됩니다. 캐비티 깊이에 대한 공구 직경의 비율은 특수 도구를 이용하여 30:1일 수 있습니다 (끝 연삭을 사용하면서 1 인치의 지름과 함께, 최대 깊이는 30 센티미터입니다).
2. 안쪽 에지
수직 모서리 반지름 : 13 Ｘ 캐비티 깊이 (또는 크 ) 권고했습니다
적절한 직경 툴이 사용되고 추천된 캐비티 깊이를 위한 지침과 일직선으로 정렬될 수 있다는 것을 내부 코너 반경의 권고값을 사용하는 것 보증합니다. (예를 들면 1 밀리미터까지) 권고값 위에 조금 코너 반경을 증가시키는 것 도구가 90 '각 대신에 원형 경로를 따라 절단할 수 있게 허락합니다. 그것이 더 높은 질 표면가공도를 획득할 수 있기 때문에 이것은 발탁됩니다. 90 '명확성의 내부 각도가 요구되면, 디 앵글 반지름을 감소시키는 대신에 T-형 언더컷을 추가하는 것을 고려하세요.
추천된 하부판 반지름은 0.5 밀리미터, 1 밀리미터 또는 어떤 반지름이 아닙니다 ; 어떠한 반지름도 가능합니다
끝 연삭의 하부 단부는 평판 에지 또는 조금 원형 에지입니다. 다른 바닥 반지름은 볼 헤드 도구에 의해 처리될 수 있습니다. 그것이 기계 운전자 중에서 일차선택이기 때문에 권고값을 사용하는 것은 좋은 설계 실행입니다.
3. 얇은 벽
추천된 최소 벽 두께 : 0.8 밀리미터 (금속)과 1.5 밀리미터 (플라스틱) ; 0.5 밀리미터 (금속)과 1.0 밀리미터 (플라스틱)은 가능합니다
이로써 기계 가공 프로세스에서 진동을 증가시키고 성취 가능 정확도를 감소시키면서, 벽 두께를 감소시키는 것 물질의 강성을 감소시킬 것입니다. 플라스틱은 (잔류 응력 때문에) 휘고 (온도 상승 때문에) 부드러워지는 경향이 있고 따라서 그것이 더 큰 최소 벽 두께를 사용한다고 추천받습니다.
4. 홀
지름은 표준 드릴 사이즈를 권고했습니다 ; 1 밀리미터보다 더 큰 어떠한 지름도 받아들일 수 있습니다
기계 구멍에 훈련 또는 끝 연삭을 사용하세요. 훈련 비트 크기 (측정과 영어 유닛)의 표준화. 리머와 천공 장비들은 엄격한 허용 오차를 요구하는 홀을 완성하는데 사용됩니다. ▽ 20 밀리미터 보다 사이즈를 알아보기 위해 덜, 표준경은 권고됩니다.
최대 깊이는 4 Ｘ 공칭 직경을 권고했습니다 ; 일반적으로 10 Ｘ 공칭 직경 ; 40 Ｘ 공칭 직경 가능하곤 곳에서
비 표준경 구멍은 끝 연삭에 의해 처리되어야 합니다. 이 경우에, 캐비티 깊이 상한선 제한은 적용되고 권장 최대치 깊이 값이 사용되어야 합니다. 깊이가 표준값을 초과하면서 기계 구멍에 특수 드릴 (최소 직경 3 밀리미터)을 사용하세요. 훈련에 의해 기계화된 막힌 구멍이 원추형 하부판 (135 '각을) 가지고 있는 반면에, 끝 연삭에 의해 기계화된 더 홀은 평평합니다. CNC 기계가공에, 관통 홀과 막힌 구멍 사이의 어떤 특별 선호가 없습니다.
5. 스레드
최소 스레드 사이즈는 m2입니다 ; M6 또는 크 권고됩니다
내부 스레드는 도청으로 절단되고 외부 스레드가 다이로 절단됩니다. 도청과 다이는 m2에 스레드를 줄이는데 사용될 수 있습니다.
그들이 도청 파손의 더 리스크를 제한하기 때문에 CNC 나사 절삭 공구는 기계 운전자들에 의해 공통이고 발탁됩니다. CNC 스레드 도구는 M6에 스레드를 줄이는데 사용될 수 있습니다.
최소 나삿니 길이는 1.5 Ｘ 공칭 직경입니다 ; 3 Ｘ 공칭 직경은 추천했습니다
스레드에 적용된 대부분의 로드는 소수의 첫 번째 톱니 (최고 1.5까지 배 공칭 직경에 의해) 태어납니다. 그러므로, 단지 3 배 스레드의 공칭 직경은 요구됩니다.
막힌 구멍에서 스레드를 위해 도청 (즉 M6보다 작은 모든 스레드)로 절단하, 더 홀의 바닥에 있는 비 나선부 길이 충분한 1.5 Ｘ 공칭 직경이 덧붙입니다.
CNC 스레드 도구가 사용될 수 있을 (즉 스레드가 M6보다 큽니다) 때, 더 홀은 그것의 전체 길이를 통과할 수 있습니다.
6. 소규모 외형
최소 구멍 직경은 2.5 밀리미터 (0.1 인치) 라고 추천받습니다 ; 0.05 밀리미터 (0.005는 안에) 가능합니다
대부분의 기계 공장은 정확하게 지름에서 2.5 밀리미터 (0.1 인치)하로 공동과 블랙홀 사용툴을 기계화할 수 있을 것입니다.
이 제한 아래에 있는 어떤 것은 미세기계가공으로 간주됩니다. 특수 도구 (극소 훈련)과 전문가 지식은 그와 같은 특징을 처리하도록 요구되 (절단 과정의 물리 변화가 이 범위 내에 포함됩니다)고 따라서 그것이 절대적으로 필요하지 않는다면 그들을 이용하는 것을 회피한다고 추천받습니다.
7. 허용한도
표준 : ± 0.125 밀리미터 (0.005에)
전형적입니다 : ± 0.025 밀리미터 (0.001에)
가능합니다 : ± 0.0125 밀리미터 (0.0005에)
허용한도는 허용 가능 차원의 한계를 정의합니다. 성취할 수 있는 허용한도는 부품의 기본적인 부피와 기하학에 의존합니다. 위에서 말한 가치는 합리적 지침입니다. 만약 어떤 허용한도도 상세화되지 않으면, 대부분의 기계 공장이 허용한도에) 표준 ± 0.125 밀리미터 (0.005를 사용할 것입니다.
8. 워드와 레터링
추천된 글꼴 크기는 20 (또는 큰), 5 밀리미터 레터링입니다
더 적은 재료가 제거되기 때문에 조각된 캐릭터들은 오히려 볼록 문자들입니다. 그것은 적어도 20 점의 사이즈로 산셀리프 글꼴을 사용한다고 추천받습니다 (애리얼 또는 베르다나와 같이). 많은 CNC 기계는 이러한 폰트를 위한 프리 프로그램화 루틴을 가지고 있습니다.
기계 세팅과 방향성 부분
여러 번 설정될 필요가 있는 일부의 계통도는 다음과 같습니다 :
앞서 언급된 바와 같이, 툴 접근은 CNC 기계가공의 주요 설계 제한 중 하나입니다. 모델의 모든 표면에 도달하기 위해, 제조 공정에 있는 제품은 여러 번 회전하여야 합니다.
예를 들면, 위에서 말한 이미지의 부분은 전부 합하여 3 배 회전하여야 합니다 : 2 구멍은 2 주요 방향에서 기계화되고 세번째가 부분의 뒤쪽에 들어갑니다.
제조 공정에 있는 제품이 회전할 때마다, 기계는 재조정되어야하고 새로운 좌표 시스템이 규정되어야 합니다.
2가지 이유로 디자인에서 기계 세팅을 고려하는 것은 중요합니다 :
기계 세팅의 전체 수는 비용에 영향을 미칩니다. 회전하고 재편성 일부는 수동 작동을 요구하고, 총 처리 시간 증가합니다. 만약 부분이 3-4 배 회전할 필요가 있다면, 이것이 일반적으로 받아들일 수 있지만, 그러나 좀 이 한계를 초과하는 것 과다합니다.
최대 상대적 위치정확도를 획득하기 위해, 2 기능은 똑같은 장치로 기계화되어야 합니다. 이것은 신 호출 걸음이 작지 않은 것 (그러나 전혀 대수롭지 않은) 에러도 도입하지 않기 때문입니다.
다섯 주축 CNC 기계가공
5 주축 CNC 기계가공을 사용할 때, 다수 기계 세팅에 대한 필요는 제거될 수 있습니다. 그들이 2 추가적 회전 축을 제공하기 때문에 멀티 축 CNC 기계가공은 복합 모양과 부품을 제조할 수 있습니다.
다섯 주축 CNC 기계가공은 항상 도구가 절단 표면과 접촉할 수 있게 허락합니다. 더 좋은 표면가공도와 더 낮은 기계 가공 시간의 결과가 되면서, 더 복잡하고 효율적 툴 경로는 따르게 될 수 있습니다.
물론, 5 주축 CNC는 또한 그것의 제한을 갖. 기초적 툴 기하학과 툴 접근 제한은 여전히 적용됩니다 (예를 들면, 내부 기하학과 부분이 기계화될 수 없습니다). 게다가 그와 같은 시스템을 사용하는 비용은 더 높습니다.
디자인 언더컷
언더컷은 그들의 표면의 일부가 직접적으로 위편으로부터 접근될 수 없기 때문에 표준 커팅 기구로 기계화될 수 없는 특징입니다.
언더컷의 2가지 주요 유형이 있습니다 : T-홈과 열장 장부촉. 언더컷은 단일면 또는 이중의 측면을 가지고 특수 도구에 의해 처리되는 것 일 수 있습니다.
T-홈 절단 공구는 근본적으로 연직축에 연결된 수평선상 절단 삽입으로 만들어집니다. 언더컷의 폭은 3 밀리미터와 40 밀리미터 변할 수 있습니다. 그것은 (즉, 가득 찬 밀리미터 증가 또는 표준 인치 일부) 도구가 더 이용 가능할 가능성이 많은 것처럼 폭을 위해 표준 차원을 사용한다고 추천받습니다.
열장 기구를 위해, 디 앵글은 특성 공간을 규정합니다. 45 '과 60 '열장 기구는 표준으로 간주됩니다.
내벽 위의 언더컷과 부분을 설계할 때, 수단에 대한 충분한 遊隙을 추가하는 것을 기억하세요. 좋은 눈대중은 적어도 4 번의 기계가공된 벽과 다른 어떤 내벽 사이의 내린 깊이를 추가하는 것입니다.
표준 툴을 위해, 절단 직경과 샤프트 직경의 전형적 비율은 커팅 깊이를 제한하는 2시 1분입니다. 비표준 언더컷이 요구될 때, 기계 공장은 보통 스스로 주문 제작된 내린 도구를 만듭니다. 이것은 생산 소요 시간과 비용을 늘리고, 최대한 많이 회피되어야 합니다.
내벽 위의 T-형 요홈 (왼쪽), 더브테일 그루브 언더컷 (중간)와 (옳은) 일방적 언더컷
기술 도면을 설계하기
약간의 디자인 기준이 단계 또는 IGES 파일에 포함될 수 없다는 것에 주목하세요. 만약 당신의 모델이 1를 개 이상의 다음 포함하면, 2D 기술 도면이 제공되어야 합니다 :
나사산 구멍 또는 샤프트
허용한도 차원
특별한 표면가공도 요구조건
CNC 공작기계의 오퍼레이터들에 대한 교육
눈대중
1. 가장 큰 직경 툴에 의해 처리될 수 있는 부분을 설계하세요.
2. 모든 내부 맞문 각으로 큰 끈 (적어도 13의 Ｘ 캐비티 깊이)을 추가하세요.
3. 4 번 그것의 폭이내로 공동의 깊이를 한정하세요.
4. 6 주요 방향 중 하나를 따라 설계의 주요 기능과 제휴하세요. 만약 이것이 가능하지 않으면, 5 주축 CNC 기계가공이 선택될 수 있습니다.
5. 당신의 디자인이 스레드를 포함할 때, 허용한도, 표면가공도 상술 또는 기계 관리자의 다른 논평은 미안하지만, 그림과 기술 도면을 제출합니다.
