Pedoman Desain Mesin CNC: Memaksimalkan Hasil Anda

Mesin CNC adalah proses manufaktur serbaguna yang dapat menghasilkan berbagai bagian dengan presisi tinggi dan repeatability.Bagian kompleks untuk berbagai industri, termasuk aerospace, otomotif, kesehatan, dan elektronik.

Tapi ini adalah twist: mencapai kesempurnaan dalam mesin CNC tidak hanya tentang mesin. itu adalah bentuk seni, yang membutuhkan mata yang tajam untuk desain dan pemahaman yang mendalam tentang proses.kami mengungkap rahasia desain mesin CNCDari praktik terbaik umum untuk tips khusus untuk operasi CNC yang berbeda, kami menyelam ke dalam bagaimana untuk memahat desain Anda untuk kinerja CNC puncak.Selamat datang di persimpangan inovasi dan presisi, di mana setiap pedoman yang kita bagikan adalah langkah menuju keunggulan manufaktur.

Apa Itu Mesin CNC?

Dalam mesin CNC, pengembangan bagian berkembang dari konsep awal ke bentuk fisik melalui proses yang tepat dan teknologi maju.seorang desainer CNC membuat desain menggunakan perangkat lunak CAD canggihDesain ini kemudian diubah menjadi G-code, kode arahan untuk mesin CNC.mesin CNC menggunakan alat pemotong khusus untuk secara metodis mengukir bagian dari blok padat.

Mesin CNC seperti penggilingan vertikal & horizontal dan mesin bubut dapat beroperasi pada berbagai sumbu.YPengolahan 5 sumbu dapat bekerja di sepanjang tiga sumbu linier dan di sekitar dua sumbu rotasi untuk membuat komponen yang lebih kompleks.

Proses manufaktur subjektif memungkinkan produksi bagian presisi tinggi dan kompleks dalam berbagai bahan seperti logam, plastik, dan komposit.dan dapat diskalakan yang membuatnya dapat diterapkan dalam pembuatan prototipe, produksi satu kali, dan produksi skala besar.

Pedoman Desain CNC: Tips Pengurangan Biaya

Memahami apa itu mesin CNC adalah dasar untuk menghargai pentingnya mematuhi praktik desain.Praktek ini sangat penting untuk mengurangi biaya dan mempertahankan standar kualitas dan presisi yang tinggi.

Panduan Desain Umum untuk Mesin CNC

Hindari permukaan yang tidak rata dan sudut yang ditarik

Permukaan non-planar dan sudut draft rumit dan menantang untuk mesin, yang dapat mengakibatkan kecepatan pemotongan yang lebih lambat, waktu pemesinan yang lebih lama, dan peningkatan keausan alat.permukaan ini dapat membuat lebih sulit untuk mencapai kualitas bagian yang konsisten dan toleransi ketatUntuk menghindari permukaan non-planar dan sudut draf dalam desain Anda:

• Gunakan geometri yang sederhana dan datar bila memungkinkan.
• Gunakan filet dan radius untuk melembutkan sudut tajam dan mengurangi jumlah permukaan yang rumit.
• Masukkan sudut tarik ke dalam desain Anda untuk memungkinkan penghapusan bahan dengan mudah dan mengurangi keausan alat selama pemesinan.

Meningkatkan Ukuran Filet Dalam

Fillet internal adalah sudut bulat atau transisi dalam bagian yang dapat mengurangi konsentrasi tegangan dan meningkatkan kekuatan bagian.Meningkatkan ukuran filet ini akan meningkatkan kualitas dan efisiensi operasi pemesinan dengan:

• Mengurangi kekuatan pemotongan dan keausan alat selama pemesinan.
• Meningkatkan penghapusan serpihan dan aliran material selama pemotongan.
• Mengurangi kemungkinan kerusakan alat dan keausan alat yang prematur.
• Meningkatkan permukaan dan kualitas bagian.

Tambahkan Undercuts ke Sudut tajam

Undercut adalah lubang atau cetakan di sudut bagian yang memungkinkan akses alat yang lebih baik dan peningkatan penghapusan material selama pemesinan.

• Kurangi kekuatan pemotongan dan keausan alat.
• Meningkatkan penghapusan serpihan dan aliran material selama pemotongan.
• Mengurangi kemungkinan alat pecah dan peletakan alat dini.
• Meningkatkan permukaan bagian dan kualitas bagian.

Namun, membuat potongan bawah bisa menjadi tugas yang kompleks dan menantang karena mereka bisa sulit dicapai dengan menggunakan alat pemotong standar.alat khusus atau mesin multi-sumbu mungkin diperlukan untuk mesin undercutsMeminimalkan ukuran dan kompleksitas undercuts dapat membantu mencapai hasil yang lebih baik. Hal berikut harus dipertimbangkan saat merancang undercuts:

Gunakan Toleransi Standar

Toleransi standar memastikan bahwa suku cadang CNC selesai memenuhi spesifikasi dan persyaratan fungsional yang diinginkan. Toleransi ketat yang tidak perlu dapat meningkatkan biaya dan waktu pemesinan.

Dengan menentukan toleransi pemesinan CNC standar, produsen dapat mengurangi kebutuhan untuk operasi sekunder dan meningkatkan efisiensi keseluruhan proses pemesinan.

Teks dan Huruf

Saat membuat teks atau huruf, alat harus dapat mempertahankan lebar, tinggi, dan jarak yang konstan sepanjang proses pemesinan.Setiap variasi dalam faktor-faktor ini dapat menghasilkan produk akhir yang tidak memenuhi spesifikasi desain.

Anda perlu mempertimbangkan font dan ukuran teks atau huruf. Texts that are too small may be difficult to read or they may not meet the desired specifications while texts that are too large may cause tool deflection or affect the accuracy and precision of the machining processUntuk mengatasi tantangan ini, beberapa praktik desain yang baik direkomendasikan oleh insinyur dan desainer:

• Gunakan font standar yang cocok untuk proses pemesinan
• Hindari huruf yang terlalu rumit atau halus
• Tentukan ukuran font yang lebih besar
• Pilih font dengan lebar, tinggi, dan jarak yang lebih konsisten
• Pertimbangkan dengan hati-hati orientasi teks relatif terhadap benda kerja
• Sesuaikan alat agar tetap tinggi, jarak, dan kecepatan pemotongan.

Ukuran Bagian

Mesin CNC memiliki kemampuan yang bervariasi berdasarkan ukuran dan kapasitas mereka. Beberapa mesin mungkin terlalu kecil untuk mengakomodasi bagian-bagian besar, sementara yang lain mungkin tidak dapat menangani bagian-bagian yang terlalu kecil.Akibatnya, bagian yang akan dirancang harus dengan hati-hati mempertimbangkan ukuran bagian dan memilih mesin yang sesuai.

Selain ukuran mesin, ukuran bagian juga dapat mempengaruhi kecepatan proses pemesinan.Bagian yang lebih besar memiliki waktu pemesinan yang lebih lama dan biaya produksi yang lebih tinggi karena insinyur perlu menghapus lebih banyak bahan selama pemesinan dibandingkan dengan bagian yang lebih kecil.

Pilih Bahan yang Lebih Lembut

Bahan-bahan yang lebih lunak lebih mudah diproses, sehingga kecepatan pemotongan lebih cepat, mengurangi keausan alat, dan mengurangi waktu dan biaya pemrosesan.Mereka kurang rentan terhadap retakan atau deformasi selama proses pemesinan, yang meningkatkan kualitas bagian dan mengurangi waktu pemrosesan pasca-pengolahan.

Mengurangi Perubahan Alat dan Pengaturan Workholding

Kebutuhan yang lebih tinggi untuk perubahan alat dan pengaturan kerja selama siklus pemesinan akan menyebabkan proses yang memakan waktu dan mahal.Anda dapat mempertimbangkan tips berikut untuk meminimalkan perubahan alat dan pengaturan:

• Bagian dengan fitur dan geometri yang sama dapat diproses CNC menggunakan satu alat pemotong.
• Kurangi pengaturan yang diperlukan dengan merancang bagian dengan orientasi yang konsisten atau menggunakan perlengkapan modular yang dapat menampung beberapa bagian.
• Gunakan alat pemotong multi-fungsi yang dapat melakukan beberapa operasi dengan satu perubahan alat.

Untuk Bagian CNC Milling

Tetap TersediaAlat pemotong CNCdalam pikiran

Mengoptimalkan bagian CNC untuk mengurangi biaya dan waktu pengiriman melibatkan menyelaraskan desain dengan kemampuan alat penggilingan CNC standar.Dengan memilih desain yang sesuai dengan ukuran dan kemampuan alat standar ini, kebutuhan untuk alat khusus atau khusus dapat diminimalkan secara signifikan.

Contoh praktis adalah desain filet internal. Adalah disarankan untuk menghindari spesifikasi yang membutuhkan jari-jari yang lebih kecil dari apa yang dapat ditampung alat pemotong CNC standar.Menciptakan fitur-fitur seperti itu memerlukan beralih ke yang lebih kecil, mungkin alat khusus, yang dapat menyebabkan peningkatan waktu dan biaya yang mungkin tidak membenarkan manfaat.tetap dalam batas kemampuan alat standar adalah pertimbangan kunci untuk produksi bagian CNC yang efisien.

Hindari Sudut Dalam yang tajam

CNC milling memiliki keterbatasan yang melekat, salah satunya adalah ketidakmampuan untuk membuat sudut internal yang tajam. keterbatasan ini timbul dari bentuk bulat alat milling CNC.insinyur sering menggunakan sudut radius dalam desain merekaRadius sudut-sudut ini harus setidaknya setengah dari diameter mesin penggiling.

Untuk mengatasi tantangan persyaratan sudut tajam pada bagian, pendekatan desain khusus digunakan.

• Mengebor lubang untuk "membongkar" sudut.
• Memungkinkan tepi tajam untuk muat dalam rongga.
• Menggunakan filet ketika permukaan miring atau tergores bertemu dinding vertikal atau tepi tajam.
• Menggunakan mesin penggiling ujung persegi atau bola akan selalu menghasilkan bahan antara dinding dan permukaan kecuali permukaan rata dan normal untuk alat.

Hindari Celah atau Kantong yang Jero dan Sempit

Praktek desain yang baik adalah bahwa kedalaman pemotongan akhir tidak boleh melebihi rasio tertentu berdasarkan bahan yang akan diproses.rasio tidak harus lebih dari 15 kali diameter penggiling ujungIni karena alat yang lebih panjang lebih rentan terhadap penyimpangan dan getaran, yang menyebabkan ketidaksempurnaan permukaan.

Selain itu, jari-jari internal filet juga tergantung pada diameter alat pemotong.maka kedalaman tidak boleh melebihi 2.75 ̊. Selain itu, tinggi panjang-ke-diameter rasio akhir mills bisa lebih sulit untuk mendapatkan.disarankan untuk mengurangi kedalaman slot atau fitur atau meningkatkan diameter alat pemotong.

Merancang Radius Internal Terbesar yang Diizinkan

Ukuran alat pemotong yang digunakan di pabrik CNC harus dipertimbangkan selama fase desain.

Untuk memanfaatkan sepenuhnya kemampuan pemotong yang lebih besar, desain sudut internal dan filet Anda dengan jari-jari terbesar yang mungkin, sebaiknya lebih besar dari 0,8 mm.

Tip tambahan adalah untuk membuat filet sedikit lebih besar dari jari-jari ujung pabrik, seperti jari-jari 3,3mm bukan 3,175mm.Ini menciptakan jalur pemotongan yang lebih halus dan menghasilkan akhir yang lebih halus pada bagian mesin Anda.

Pilih Ketebalan yang Tepat

Penting untuk dicatat bahwa dinding tipis pada bagian dapat menciptakan tantangan yang signifikan dalam proses pemesinan, terutama dalam hal menjaga kekakuan dan akurasi dimensi.Untuk menghindari kesulitan ini, Anda dapat merancang dinding dengan ketebalan minimal 0,25mm untuk komponen logam dan 0,50mm untuk bagian plastik karena mereka dapat menahan kekakuan proses manufaktur.

Untuk bagian-bagian pemutar CNC

Hindari Sudut Dalam yang tajam

Sudut dalam dan luar yang tajam dalam desain bagian dapat menjadi tantangan selama pemesinan.

• Gunakan radius sudut dalaman, memberikan transisi bertahap agar alat bergerak dengan lancar.
• Masukkan sudut yang sedikit di dinding samping yang curam untuk menghilangkan sudut internal yang tajam.
• Mempermudah proses pemesinan dengan mengurangi jumlah operasi yang diperlukan dengan satu alat.

Hindari Bagian-Bagian yang Panjang dan Ringan

ketidakstabilan adalah masalah umum ketika datang ke bagian panjang, tipis diputar bagian berputar dapat dengan mudah bergumam terhadap alat, menciptakan akhir yang tidak sempurna untuk memerangi inimenggunakan tips desain CNC berikut.

• Masukkan bor tengah di ujung dan gunakan pusat untuk menjaga bagian berputar dengan cara yang lurus.
• Jaga rasio panjang/diameter pada atau di bawah 8:1 untuk meminimalkan risiko ketidakstabilan selama pemesinan.

Hindari Tembok Ringan

Selama operasi mesin CNC, perhatikan jumlah material yang diproses.sementara dinding tipis dapat menyebabkan penurunan kekakuan dan kesulitan dalam menjaga toleransi ketat.

Sebagai pedoman, ketebalan dinding bagian yang diputar harus minimal 0,02 inci untuk memastikan stabilitas dan akurasi selama proses manufaktur.

Untuk Bagian Pengeboran

Kedalaman Lubang Optimal

kedalaman ideal lubang yang dibor harus menyeimbangkan stabilitas alat dan kekuatan bahan yang diproses.Pengeboran terlalu dangkal dapat mengakibatkan sendi yang lemah dan mengurangi kekuatan pegangan sekrup sementara pengeboran terlalu dalam dapat menyebabkan bor pecah atau membengkok, yang menyebabkan akurasi dan permukaan yang buruk.

Untuk menentukan kedalaman lubang yang optimal, Anda harus mempertimbangkan ukuran bor, kekerasan dan ketebalan material, kekuatan yang diperlukan untuk aplikasi yang dimaksudkan,dan stabilitas keseluruhan konfigurasi mesinMembor lubang cukup dalam untuk menampung sekrup atau pengikat dianjurkan, meninggalkan beberapa bahan untuk dukungan.maka lubang harus dibor lebih dalam untuk memungkinkan untuk countersink.

Membedakan melalui Lubang dan Lubang Buta

Memahami perbedaan antara lubang tembus dan lubang buta adalah penting, karena keduanya membutuhkan teknik dan alat pengeboran yang berbeda.

Lubang melalui adalah lubang yang meluas seluruhnya melalui benda kerja dari satu ujung ke ujung lainnya.Melalui lubang yang berlaku dalam pengikat, pemasangan, dan rute komponen listrik dan mekanik.

Lubang buta, di sisi lain, tidak melewati seluruh bagian yang digarap dan berhenti pada kedalaman tertentu.atau kantong di dalam benda kerja dan umumnya lebih menantang untuk menghasilkan daripada melalui lubangLubang buta membutuhkan bor CNC khusus dan kecepatan pemotongan untuk memastikan bahwa tepi pemotongan tidak menembus bagian bawah.

Hindari Lubang Parsial

Lubang parsial terjadi ketika bor tidak sepenuhnya menembus bahan dan dapat disebabkan oleh berbagai faktor seperti bor pecah, pilihan bor yang salah,atau parameter yang salah seperti kecepatanOleh karena itu, Anda harus memilih bor yang tepat, menjaga parameter yang tepat, dan menggunakan pendingin untuk menghilangkan panas.

Hindari Pengeboran Melalui Ruang

Saat mengebor, ingatlah bahwa memotong lubang dengan rongga yang ada di bagian dapat membahayakan integritas strukturalnya.Anda dapat menghindari hal ini dengan menempatkan titik bor jauh dari rongga yang adaNamun, jika lubang yang dibor harus melintasi rongga, praktik kerja adalah untuk memastikan bahwa poros pusatnya tidak bersilang dengannya untuk menjaga stabilitas bagian.

Desain Ukuran Bor Standar

Optimalkan desain Anda untuk ukuran bor standar untuk menghemat waktu dan uang, dan membuatnya lebih mudah bagi bengkel mesin untuk memproduksi bagian Anda tanpa memerlukan alat khusus yang mahal.

Pertimbangkan untuk menggunakan ukuran bor standar seperti 0,12 ̊ bukannya ukuran yang lebih tepat tetapi kurang umum seperti 0,123 ̊. Juga, cobalah untuk membatasi jumlah ukuran bor yang berbeda yang digunakan dalam desain CNC Anda,karena ukuran ganda meningkatkan waktu dan usaha yang diperlukan untuk perubahan alat selama proses pemesinan.

Tentukan lubang berujung

Lubang berujung memungkinkan untuk menempelkan baut, sekrup, dan pengikat berujung lainnya.Pastikan untuk menentukan kedalaman yang benar dari benang sehingga pengikat benang memiliki keterlibatan yang cukup untuk memegang bagian bersama-samaSemakin dalam benang, semakin kuat pegangan pengikat.

Jenis bahan dapat mempengaruhi jenis benang. Di satu sisi, bahan lunak mungkin membutuhkan benang yang lebih dangkal. Di sisi lain, bahan yang lebih keras mungkin membutuhkan benang yang lebih dalam.

Saat menentukan lubang yang berujung pada gambar, gunakan gambar benang yang jelas dan akurat untuk memastikan standar benang, ketinggian, dan kedalaman benang yang benar.Memastikan celah yang cukup untuk pemasangan dan penghapusan pengikat berujung tanpa mengikat atau melepaskan benang.

Hindari Pencucian Air dalam

Tip penting lainnya untuk mencapai hasil yang akurat dan tepat adalah menghindari keran yang dalam.menyebabkan kekurangan pada produk akhirSebuah keran yang melebihi 3 kali diameternya sangat dalam dan dapat menimbulkan tantangan yang signifikan.

Namun, dalam banyak kasus, bahkan keran yang mencapai 1,5 kali diameter akan memberikan keterlibatan benang yang cukup, sehingga menghilangkan kebutuhan untuk keran yang dalam.Menggunakan keran yang dalam meningkatkan risiko patahnya alat, benang yang cacat, dan penurunan presisi, menjadikannya aspek yang tidak diinginkan dari desain mesin CNC.