Bewährte Praktiken: Konstruieren für das CNC-Fräsen

Wenn es darum geht CNC-FräsenEine der effektivsten Möglichkeiten, Präzision und Kosteneinsparungen zu erzielen, ist intelligentes Design.

Dieser Artikel befasst sich mit verschiedenen bewährten Verfahren, die Designer anwenden können, um ihre Entwürfe für das CNC-Fräsen zu optimieren. Diese Praktiken drehen sich um Standardfräserformen und -größen, das Erstellen von Fertigungsvorgaben, Fasen und vieles mehr.

CNC-Fräsen verstehen

CNC-Fräsen ist ein subtraktives Fertigungsverfahren, bei dem computergesteuerte Steuerungen und rotierende Mehrpunktschneidwerkzeuge eingesetzt werden, um nach und nach Material vom Werkstück abzutragen und ein kundenspezifisches Teil oder Produkt herzustellen.

Dieses Verfahren funktioniert mit verschiedenen Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe, Glas, Holz und Keramik. Wie bei jedem Herstellungsverfahren ist die Konstruktion von Teilen, die für dieses Verfahren geeignet sind, entscheidend für die Maximierung der Vorteile.

Neu im CNC-Fräsen? Hier ist ein Überblick der Technologie, einschließlich gängiger Anwendungen und Materialien.

CNC-Fräsen Konstruktionsrichtlinien

1. Ihr Entwurf sollte für Standardschneiderformen und -größen geeignet sein als spezielle, nicht standardisierte Designs. Schlitzbreiten, Radien, Fasen, Eckformen und Gesamtformen sollten eher mit handelsüblichen Fräsern als mit solchen, die eine Spezialanfertigung erfordern, übereinstimmen.

Warum ist das wichtig? Vor allem, weil spezialisierte formentlastete Schneidegeräte kostspielig und schwer zu warten sind.

2. Die Entwürfe sollten so weit wie möglich eine bevorzugte Fertigung ermöglichen um den Radius zu bestimmen, wo sich zwei gefräste Flächen schneiden oder wo es um Profilfräsen geht. Dies ermöglicht Standardgrößen (z.B. R=1,5; 3; 6; 2; 4 oder 5 mm) und lässt die Toleranz für jeden Fräser offen (max. R5 mm).

Das Zulassen eines Radius, der größer ist als der Werkzeugradius, ermöglicht das Abfräsen, ohne den Fräser an der Ecke vollständig anzuhalten, was zu einer besseren Oberflächenqualität führt.

3. Wenn eine kleine, ebene Fläche benötigt wird (z. B. für Dichtungen, Lagerflächen oder einen Schraubenkopfsitz senkrecht zu einer Bohrung), das Design sollte eine Spotfacing-Ansicht ermöglichen -der Bereich eines Teils, in dem ein Befestigungselement flach sitzt. Dies ist schneller und wirtschaftlicher als das Planfräsen.

4. Wenn sich Außenflächen überschneiden und eine scharfe Ecke nicht erwünscht ist, das Produktdesign sollte eher eine Fase oder Abschrägung als eine Abrundung zulassen. Mit Planfräsern lassen sich Fasen und Abschrägungen herstellen, während zum Abrunden ein Fräser mit Entlastung und eine präzisere Einrichtung erforderlich sind, die beide im Unterhalt sehr kostspielig sind. Verwenden Sie Winkel wie 45°, 60° und 30°.

5. Innenecken abrunden. Bearbeitung von quadratischen Taschen erfordern teure Maschinen. Vermeiden Sie dies, indem Sie runde Ecken und Hinterschneidungen verwenden.

6. Ein Design, das die Notwendigkeit des Fräsens an Trennlinien, Gratbereichen und Schweißnähten vermeidet verlängert die Lebensdauer der Messer.

7. Wie bei anderen Verfahren der Oberflächenbearbeitung, Die wirtschaftlichsten Konstruktionen erfordern die wenigsten separaten Arbeitsgänge. Oberflächen in derselben Ebene oder zumindest in derselben Richtung und parallele Ebenen werden bevorzugt.

8. Lassen Sie Ihre Geometrie zusammenstapeln. Teile mit ähnlichen Geometrien auf mindestens einer Seite können auch die gleiche Maschineneinstellung verwenden.

9. Vermeiden Sie tiefe Taschen. Tiefere Kavitäten müssen mit Schneidwerkzeugen mit größerem Durchmesser bearbeitet werden, was sich auf die Verrundungen der Innenkanten auswirkt. Wir empfehlen eine Konstruktion mit der vierfachen Kavitätenbreite und dem 25 mm oder zehnfachen Werkzeugdurchmesser.

10. Gestaltung großer Innenkanten in tiefen Hohlräumen. Bei vertikalen Innenkanten gilt: je größer die Verrundung, desto besser. Die Kanten am Boden eines Hohlraums sollten entweder scharf sein oder einen Radius von 0,1 mm oder 1 mm haben. Wir empfehlen eine Größe von mehr als 1/3 der Hohlraumtiefe.

11. Vermeiden Sie hohe Elemente in Ihren Entwürfen. Eine geringere Wandstärke verringert die Steifigkeit des Werkstücks, erhöht die Vibrationen und verringert die erreichbaren Toleranzen. Wir empfehlen 0,8 mm (min. 0,5 mm) für Metall und 1,5 mm (min. 1 mm) für Polymere.

Außerdem sind hohe Merkmale schwer genau zu bearbeiten, da sie zu Vibrationen neigen. Berücksichtigen Sie die Gesamtgeometrie des Werkstücks: Eine Drehung des Werkstücks um 90° Grad während der Bearbeitung verändert das Seitenverhältnis. Wir empfehlen eine Höhe, die kleiner ist als das Vierfache des minimalen Breite.

12. Fügen Sie das Spiel an der Hinterschneidung der Innenflächen hinzu. Der Abstand sollte das Vierfache der Tiefe betragen.

13. Lassen Sie Platz für das Werkzeug. Entwerfen Sie Hinterschneidungen mit einer Breite von ganzen Millimeterschritten oder einem Standard-Zollanteil. Für Hinterschneidungen mit nicht standardmäßigen Abmessungen muss ein kundenspezifisches Schneidwerkzeug erstellt werden.

Erste Schritte beim CNC-Fräsen

Bei der Konstruktion für das CNC-Fräsen geht es nicht nur darum, ein Teil oder Produkt zu entwerfen, das seiner Funktion entspricht. Es geht darum, den Fräsprozess zu verstehen, zu wissen, was die Maschinen leisten können, und Ihr Design für das beste Ergebnis zu optimieren.

Die Befolgung dieser bewährten Verfahren kann die Produktionseffizienz erheblich steigern, die Kosten senken und die Produktqualität verbessern. Bedenken Sie jedoch, dass jedes Projekt einzigartig ist. Auch wenn diese Richtlinien eine solide Grundlage bilden, sollten Sie stets die spezifischen Anforderungen und Einschränkungen Ihres Projekts berücksichtigen.

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