Guida alla progettazione di parti per la lavorazione CNC

Lavorazione CNC  è una tecnologia di produzione potente per creare pezzi intricati e precisi. Tuttavia, trasformare il concetto iniziale in realtà può essere un percorso complesso. La progettazione è il primo passo fondamentale per garantire il miglior risultato possibile per il vostro progetto.

La creazione del modello 3D del pezzo tramite software CAD deve tenere conto delle capacità e dei limiti del processo di lavorazione CNC, nonché delle proprietà e delle tolleranze del materiale.

Per garantire la massima qualità dei vostri pezzi lavorati CNC, abbiamo realizzato questa guida per fornirvi suggerimenti e buone pratiche per migliorare la vostra progettazione. Questi suggerimenti possono portare a una riduzione dei costi, a un miglioramento del processo produttivo e a pezzi migliori.

Spiegazione della lavorazione CNC

La lavorazione CNC è un metodo di produzione controllato dal computer in cui un software programmato controlla macchinari complessi in base a movimenti predeterminati. L'ampia gamma di macchinari controllati dal software comprende frese, torni, trapani e altro ancora.

Regole generali di progettazione per la lavorazione CNC

1. Quando possibile, per ridurre il costo della manodopera. L'ottimizzazione dei progetti può far risparmiare tempo e ridurre i costi. Ad esempio, un bordo smussato - il bordo di transizione, in genere con un angolo di 45 gradi - è più producibile di un bordo arrotondato e filettato.

Diversi tipi di bordi per la lavorazione CNC

2. Semplificare il più possibile le cose per il personale di produzione che lavora sui vostri pezzi. Un modo per farlo è evitare dichiarazioni generiche sui disegni. Altrimenti, potrebbe essere difficile per il personale di produzione interpretare ciò che intendete. Alcuni dei commenti vaghi che abbiamo visto includono:

• "Lucidare questa superficie".
• "Gli angoli devono essere quadrati".
• "Non sono ammessi segni di utensili".
• "Gli assemblaggi devono essere di buona fattura".

Le note devono essere più specifiche di così!

3. Non mostrare le dimensioni dai punti nello spazio nei progetti. Mostrate invece le dimensioni da superfici o punti specifici dei pezzi. Questo aiuta nella realizzazione di attrezzature e calibri. Inoltre, si evitano potenziali errori di attrezzaggio, di calibro e di misura.

Inoltre, le dimensioni dovrebbero essere tutte riferite a un'unica linea di riferimento piuttosto che a diversi punti, per semplificare l'attrezzaggio e la misurazione ed evitare la sovrapposizione delle tolleranze.

4. L'aspetto più importante della progettazione è soddisfare tutti i requisiti funzionali del pezzo. Tuttavia, una volta raggiunto questo obiettivo, ci si può concentrare sull'alleggerimento della parte.

Perché puntare sulla leggerezza? Meno materiali significa meno costi. Inoltre, la leggerezza dei pezzi comporta in genere una riduzione dei costi di manodopera e di attrezzaggio. I progettisti dovrebbero sempre cercare di ottenere la materia prima iniziale più piccola che soddisfi i requisiti di resistenza e rigidità. Tuttavia, è bene cercare le materie prime su negozi online per assicurarsi che siano disponibili nelle dimensioni desiderate.

5. Progettate tutte le geometrie funzionali dei vostri pezzi. Aggiungere geometrie funzionali al pezzo, partendo dalle dimensioni e dalla geometria della materia prima. È necessario farlo perché ogni estrazione di materiale comporta costi aggiuntivi. Se il pezzo deve essere più leggero, utilizzate geometrie semplici come cilindri e blocchi ed evitate le forme libere.

6. Per ridurre ulteriormente i costi, evitare di utilizzare materiali induriti o difficili da lavorare a meno che le loro proprietà funzionali uniche non siano essenziali per il pezzo. Se è necessario cercare materiali in base a proprietà meccaniche come la resistenza alla trazione, la durezza o la composizione chimica, utilizzare questo strumento.

7. La Filiera MakerVerse dispone di un'ampia collezione di utensili standard, generici e speciali. Quando possibile, progettazione con utensili di uso generale per ridurre i costi. Alcuni di questi utensili speciali più costosi includono:

• Taglierine
• Svasature diverse da 90°, 120° e 60°

A meno che non si tratti di produzioni ad alto volume in cui la scala ammortizza i costi di manodopera e materiale degli utensili speciali, è meglio acquisire familiarità con tutti gli utensili generici e standard disponibili. Esistono molti cataloghi di utensili (Ecco un esempio) dove si può vedere se la geometria necessaria è possibile.

8. Durante la fase di progettazione, cercate di fare in modo che possano essere eseguite il maggior numero possibile di operazioni di produzione. senza dover riposizionare il pezzo. In questo modo si riduce la manipolazione necessaria e si garantisce la precisione.

9. Utilizzare gli standard internazionali. Definite la geometria di taglio, le parti normali e i processi seguendo gli standard internazionali (ISO) per garantire che possano essere compresi e prodotti a livello globale.

Inoltre, tollerate le dimensioni in modo che possano essere misurate con strumenti di misura standard. La produzione di tolleranze precise richiede un controllo dimensionale costante, quindi progettate il vostro pezzo in modo che possa essere misurato con micrometri, calibri, calibri e altri strumenti di misura standard.

10. Utilizzare dimensioni e geometrie di magazzino ogni volta che si elimina una lavorazione o la necessità di una superficie aggiuntiva.

In genere, i progettisti considerano il pezzo fresato come un blocco in cui si tagliano le geometrie funzionali necessarie. I pezzi di tornitura sono visti come un cilindro in cui si asporta il materiale necessario per creare caratteristiche funzionali.

11. Evitare tagli interrotti nelle operazioni di lavorazione a punto singolo, in quanto accorciano i livelli degli utensili e impediscono l'utilizzo di utensili più veloci in metallo duro o ceramica.

12. Progettare la parte in modo che sia rigida sufficiente a sopportare le forze di serraggio e di lavorazione senza subire distorsioni. Le forze esercitate da una fresa possono essere elevate. Lo stesso vale per le forze di serraggio necessarie per tenere il pezzo in sicurezza. I pezzi con pareti e nastri sottili, tasche profonde e fori profondi che devono essere lavorati possono rappresentare una sfida.

Inoltre, assicurarsi di progettare il pezzo in modo da poter utilizzare una fresa rigida pur consentendo l'accesso alla superficie.

13. Evitare contorni complessi il più possibile a favore di forme rettangolari per i pezzi fresati e di forme cilindriche per i pezzi di tornitura. Assicuratevi che i vostri pezzi possano essere fissati sulle attrezzature più comuni.

14. Progettare il pezzo per un facile fissaggio e una tenuta sicura durante le operazioni di lavorazione. A tal fine, è necessario prevedere un'ampia e solida superficie di montaggio con superfici di serraggio parallele per garantire una configurazione sicura, con un'altezza minima di 12 mm per i torni.

15. Riduzione del numero e delle dimensioni delle spallepoiché di solito richiedono fasi operative e materiali aggiuntivi.

16. Quando si progettano pezzi sottili e piatti che richiedono una lavorazione superficiale, prevedere uno stock sufficiente per la lavorazione grezza e finita. In alcuni casi, è consigliabile anche una distensione tra il taglio grezzo e quello finito. A volte è necessaria una lavorazione di sgrossatura e finitura su entrambi i lati. Lasciare circa 0,4 mm di spessore per la lavorazione di finitura.

17. Per ridurre la quantità di operazioni richieste, è meglio mettere le superfici lavorate sullo stesso piano o, se cilindrico, con lo stesso diametro. Quando le superfici non possono essere sullo stesso piano, progettatele in modo che possano essere lavorate tutte da un lato o dalla stessa configurazione.

18. Prevedere uno spazio di accesso per frese, boccole ed elementi di fissaggio. Progettare i pezzi in modo da poter utilizzare le frese standard, piuttosto che le frese devono essere terra a una forma particolare.

19. Evitare sporgenze, spalle, ecc. che interferiscono con il superamento di una fresa. Al contrario, è necessario prevedere uno spazio libero alla fine del taglio. Lo spazio può essere fuso o formato per ridurre al minimo la lavorazione. In questo modo si ottiene anche uno spazio non critico per le bave.

20. Una bava è un materiale indesiderato causate dal processo di lavorazione CNC. È necessario prevedere le bave, prevedere spazi di rilievo per le stesse e progettare sempre in modo da facilitarne la rimozione.

21. Se possibile, accorciate la lunghezza delle tolleranze. Tutte le macchine CNC hanno una deviazione assiale naturale definita dal produttore. Superare tale deviazione richiede una configurazione supplementare.

22. Evitare pareti sottili e lunghepoiché tendono a deformarsi. Se il pezzo è lungo e sottile, è necessario progettare tenendo conto di questa deformazione.

23. Molte soluzioni di progettazione per la producibilità (DFM) prevedono la suddivisione del pezzo. Dividere la parte in genere porta a una minore complessità, che può sbloccare i vantaggi di molti consigli di questa guida.

Progettare per la produzione su richiesta 

La progettazione perfetta è una fase cruciale del processo di lavorazione CNC. L'altro passo importante è la scelta del luogo giusto per trasformare il progetto in un pezzo finito. MakerVerse offre una piattaforma unica per l'intera gamma di tecnologie di produzione avanzate, tra cui la lavorazione CNC e la produzione additiva.

Utilizzando la piattaforma MakerVerse, è possibile sfruttare l'intera gamma di tecnologie senza investire in macchine proprie.

È sufficiente caricare il progetto, scegliere la tecnologia di produzione e il materiale e ricevere il preventivo con i tempi di consegna previsti. I nostri esperti di ingegneria e di operazioni possono assistervi personalmente nel vostro progetto.