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CNC加工的低成本设计技巧
2022-11-23 15:23 473 0

CNC加工是通过高速旋转的切削工具去除固体块的材料,以便根据图纸制作所需的零件,其中刀具在CNC加工中起着重要作用,它直接接触零件并去除附加材料以获得所需的零件。

最常见的数控刀具,如立铣刀和钻头,具有圆柱形刀柄,具有一定的刀尖形状和有限的切削长度,刀具的这两个特点使得切削能力具有局限性,无法加工深小孔和倒扣,以下整理了些常用省钱设计技巧:


一、最小R角注意事项

CNC铣刀具有圆柱形状,当切割内墙时,垂直角上会出现一个半径,小型工具可以以较低的速度进行多次以获得小半径,这将导致更多的时间和更高的成本。

因此,当您设计通过CNC加工制成的零件时,最好增加腔深度半径,并为内边缘使用类似的半径。若您没有提供2D图档特别说明直角处要清角,工件所有内腔直角我司按以下规则最小R加工;

假设刀具直径为∮Dmm,内腔最大深度为Hmm,最小内Rmm为R  公式为R=(H/10)+0.5,∮D=H/5,例如:内腔深度是30MM,最小内R可以加工到R3.5mm=(30/10)+0.5,对应的刀具为∮6=30/5。目前我们最小内R能做到R0.5且深度≤3mm,内R越小,需要的刀具越小,加工成本会越高。

平台建议在允许的情况下R角能倒大的尽量倒大点

若需要工件保留直角,请您提供2D图档标注说明,需要火花机放电清角处理(清角需要CNC加工铜公后再在火花机上放电加工,成本较高),或者更改工件结构,做R角避空位,CNC直接加工出来,成本较低。如果工件两面是通孔可以在线割机上切割加工清角,成本较高。

二、螺纹注意事项

1.为了减少沟通成本,避免加工错误,建议设计时,把螺纹按标准的钻孔内径和滚造外径来设计,并把螺纹参数表述完整,下单时尽量配套内外牙工件放在同一张订单加工;

2.每个工程师画3D图螺纹底孔直径不一样,如M3x0.5的底孔标准径的是∮2.5(见下图),在编程时直接按底孔∮2.5编程钻底孔,然后上自动牙机攻牙,如果把底孔画成∮3,底孔加工大了就不能攻牙(有些可以镶牙套补救);

3.有特殊螺纹的需要提供实物来适配

4.强螺纹连接发生在前几个螺纹中,有时完全不需要很长的螺纹长度,长螺纹孔可能需要特殊工具,并且需要更多的加工时间及费用,螺纹长度建议不超过孔径 3 倍。螺纹孔为盲孔时,建议在孔底部留至少为孔直径一半的无螺纹长度。


三、型腔深度注意事项

加工深腔会极大地影响CNC零件的成本,因为需要去除大量材料,耗时极长。CNC刀具的切削长度有限,切削深度达到其直径的2-3倍时,加工效果最好。例如,一个ø12铣刀可以安全地切割高达25mm深的型腔。

切割较深的型腔(刀具直径的5倍或更大),会导致刀具悬垂、刀具偏斜、排屑困难及刀具断裂等问题,因此需要专用工具或多轴CNC系统。此外,切割型腔时,刀具必须倾斜至正确的切割深度,平滑的入口需要足够的空间。

将所有空腔的深度限制为其长度的5倍(即XY平面上的最大尺寸)可达到最小加工成本。

四、薄壁厚度注意事项

薄壁加工需要在低切削深度下进行多次走刀,容易发生振动导致变形或断裂。因此,薄壁很难精确加工,且加工时间会增加。

金属件的壁厚最好设计为0.8mm以上(最小可达0.5mm),塑料件的最小壁厚应在1.5mm以上(最小可达1mm)



五、公差注意事项

公差越严,加工成本越高,因为它增加了加工和质检时间。

如果零件图纸上没有标注特定公差,那么将按标准公差(±0.1mm或更高)进行加工,如果有特殊公差加工要求,务必提供2D图纸并对应标注


六、2D图注意事项

2D图纸是传达设计某些方面的最佳方式,对关键重点特征明确标注公差、表面粗糙度、组装方式,重点检查以及质量控制这对选择最佳加工方式及工艺路线提供参考,成本也会更低;

针对螺纹孔及尺寸深度,也需要同步标注;

工程审图也会对比3D和2D图,如有冲突,也能及时沟通反馈。


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