CNC数控加工中的可加工设计方面的问题

数控加工产品设计从CAD文件开始,以获得可制造的加工零件。这些CAD文件应该遵循特定的加工设计指南。使用DFM策略从一开始就减少了加工设计中可能出现的问题,节省了时间和金钱。
数控加工的DFM分析可以在CAD文件上运行,以找出任何可能的设计问题,例如小孔和深孔、非标准半径地板圆角等。分析的结果将发现不符合DFM检查标准的零件特征。

铣削

数控铣削是指从原材料中快速减去材料,直到达到所需的形状的加工过程。铣削由圆形刀具(最常见的是立铣刀)进行,这些刀具以浅切深度将材料从旁边削掉。在设计零件时,请记住数控铣削常用的工具类型。如果您能够使用标准工具实现所需的功能和几何形状,您可以降低成本和交货时间。否则,制造商将不得不花费时间和金钱来采购或制造专用工具。

钻孔

钻孔是指在一块材料上打孔的操作。钻孔工具专为垂直切割而设计,并具有圆锥形尖端,允许它们深入材料中。

车削

数控车削是一种制造工艺,其中将材料棒固定在卡盘中并旋转,同时将工具送入工件上,以去除材料以创造所需的形状。在车削操作中,设计零件便于固定和牢固固定。避免在切割工具中需要尖角和尖尖的设计,因为这些会使工具更容易损坏。最好避免中断切割,因为它们往往会缩短工具寿命。

铣削问题

深腔

由于难以从深腔底部切除材料,深腔在数控加工铣削设计中可能会有问题。如果腔体太深,切割工具可能不够长,无法到达底部,或者导致工具弯曲,加工中产生振动和偏差,导致表面光洁度和准确性令人无法接受。此外,切屑碎片的疏散和冷却液输送在深腔底部也很难实现,导致碎片堆积并加速降低刀具寿命。优化的设计,提供了一半以上的空余空间,这样方便排除冷却液和碎屑,提高了可加工性。

高凸起

铣削过程中的高凸起问题是指在铣削后,工件表面留下凸起的部分(凸起)的情况。高凸面的存在可能会导致零件安装和组装出现问题,并影响成品的整体美学。

大型铣削零件

大铣削零件尺寸会导致数控加工铣削设计面临挑战。工件的稳定性可能会受到影响,导致表面光洁度差和加工过程中的振动。可能需要调整刀具选择和切割参数,这可能会增加加工时间和刀具磨损。机器能力也可能受到限制,因为并非所有机器都能处理大型工件。

小半径内部角

由于用切削工具从角上清除材料的困难,小半径内角在数控加工铣削设计中可能存在问题。切削工具的直径有限,不能产生锋利的内角,导致半径小。这种小半径可能会在工件中产生应力点,可能无法满足尖角的设计要求。此外,小半径可能很难加工,需要专门的工具或技术来创建高质量的表面光洁度。

非垂直铣削零件形状

在数控铣削中,非垂直形状是指由地板圆角分隔且彼此不垂直的侧面和底面。当表面被地板圆角隔开时,应力浓度在该点增加。当这些表面彼此不垂直时,应力集中可能会进一步加剧。此外,加工两个彼此不垂直的表面需要将工具定位为斜角,从而增加刀具磨损并缩短刀具寿命。此外,不平整的表面需要更多的加工时间,并且需要专门的工具和技术。

外部边缘圆角

在数控加工铣削中设计外缘时,圆角可能会带来一些需要考虑的问题。由于圆角的弯曲,外缘的圆角可能会导致应力集中点,导致薄弱和破碎的角。生产外缘的圆角还需要特殊的工具和铣削技术,与其他加工方法(例如倒角)相比,这些技术成本很高。与数控加工铣削设计中外缘的圆角相比,倒角更可取,因为它能够降低应力集中,提供更好的间隙,降低制造成本,并改善整体外观。

非标准半径地板圆角

由于需要特殊工具和定制研磨,非标准铣削零件地板半径在数控加工铣削设计中可能存在问题,这可能更昂贵,并限制了合适工具的可用性。调整切割参数也会影响加工时间和刀具寿命。由于增加的复杂性,工件稳定性可能会受到影响,如果发生抖动或振动,可能会影响表面光洁度。

半径不一致的地板圆角

在数控铣削设计中,不一致的地板圆角半径是指零件上的圆角尺寸和形状不均匀的情况。半径不一致会通过产生应力集中点来削弱工件,导致意外故障并损害零件的整体强度。因此,这可能会导致制造成本增加、生产过程中效率低下以及组装或使用过程中的潜在问题。

深腔中的狭窄区域

在数控加工铣削设计中,深腔中的狭窄区域是指口袋内的小区域或狭窄的区域,切削工具难以接触。狭窄区域可能会在能见度有限、切割速度降低、工具磨损增加和工具潜在断裂方面给切削工具带来挑战。

口袋中区域大小差异很大

口袋数控加工铣削设计中区域大小的巨大差异可能会在所需刀具选择、适当的切割参数、所需材料去除和刀具路径优化方面影响加工过程。

壁厚小

数控加工铣削设计中的壁厚小问题是指用薄壁加工特性的挑战。这个问题是由于切削工具、加工参数和材料特性的限制造成的。铣削薄壁时,它们更容易因工具振动而导致零件变形和断裂。因此,为了在制造过程中保持稳定性,建议保持壁厚至少0.8毫米。

钻孔问题

小孔直径

数控加工钻孔设计中的小直径孔问题是指创建直径小于标准钻头尺寸的孔的挑战。这个问题是由于钻头尺寸的限制以及在钻孔过程中可能发生工具磨损、偏转和振动造成的。钻孔时,工具的偏转和振动成为一个重大问题,并可能导致孔质量差,如非圆形、粗糙边缘和毛刺。

深洞

钻深孔不是一项简单的任务,需要仔细考虑各种因素,如钻孔几何形状、冷却液供应、切屑去除和机器刚度。在钻孔过程中,切割动作产生的芯片和热量会积聚在孔中,可能导致工具磨损和失效,以及对工件的损坏。另一个挑战是保持孔的直线性和准确性。当钻头深入工件时,由于切削力的增加,钻头可能会偏转。

平底孔

数控加工钻孔设计中的平底孔问题是指创建底面完美平坦的孔的挑战。传统的钻头会产生圆顶或圆锥形的孔,底部边缘是圆形的,当应用需要完美平坦的表面时,这可能会有问题。为了实现平底孔,使用专门的钻头或立铣刀,这可能很贵,但它们能产生准确和精确的结果。

非标准孔

在数控加工钻孔设计中,非标准直径孔问题是指设计中要求的孔直径不是标准尺寸的情况。这可能会在加工过程中带来挑战,因为它可能需要特殊的工具或定制编程来实现所需的孔尺寸。这个问题的出现是因为大多数数控机床的设计都适合市场上现成的标准钻头尺寸。然而,当设计要求非标准尺寸时,找到合适的工具或对机器进行编程以实现预期结果可能具有挑战性,这可能会增加最终的制造成本。

非标准钻点角度

在数控加工钻孔设计中,非标准钻点角盲孔问题是指设计中所需角度不是标准尺寸的情况。标准角度对于在钻探作业中实现最佳性能和准确性非常重要。通常使用标准角度,因为它在切割速度和切屑间隙之间提供了良好的平衡,同时将钻头断裂或切屑的风险降到最低。

非垂直孔

当孔以与工件表面不完全90度的角度钻孔时,就会出现数控加工钻孔设计中的非垂直孔问题。非垂直孔会导致安装不良、连接松动和结构强度降低。

交叉腔孔

在数控加工中,在设计需要通孔和闭孔的零件时,可能会出现孔相交腔的问题。如果腔体与孔相交,在钻孔过程中可能会造成许多问题。钻头可能会卡在腔体中,或者钻头可能会产生一个形状不规则的孔,无法干净地穿过零件。在极端情况下,钻头甚至可能在零件内部断裂,造成损坏,需要昂贵的维修。最好避免在腔体中钻孔,或者至少最大限度地利用钻孔材料百分比,这样孔的中心线就会在腔体之外。

不完整孔

数控加工钻孔设计中的部分孔问题是指在工件边缘附近钻孔时难以实现完整和均匀的孔。在零件边缘附近钻孔可能会造成工具偏转、材料变形和开裂等问题。因此,最好避免部分孔洞,或者至少最大化钻孔材料百分比。

车销问题

深钻孔

数控加工车削设计中的深孔问题是指使用车削工艺在工件上创建深孔和窄孔的挑战。这个问题是由于镗削工具的长径比而产生的,这会影响工艺的稳定性和精度。随着孔的深度增加,工具的偏转也会增加,降低准确性并导致工具失效。

不规则外径轮廓浮雕

在数控加工车削设计中,外径轮廓浮雕问题不规则的车削零件是指外径不均匀的零件,在某些区域有浮雕或压痕。这意味着零件的表面没有光滑或均匀的轮廓,直径可能存在不一致或偏差。这可能会导致部件的功能和性能出现问题,因为它可能与其他组件不正确贴合,或者可能导致摩擦或磨损。

大型车削零件

数控加工车削设计中的一个大车削零件问题是指在车削操作中生产超大部件时面临的困难。这些部件需要专业设备和专业知识,以及仔细考虑稳定性、工具选择和编程等因素。一些常见的挑战包括保持材料去除的一致性,确保适当的芯片排出,以及尽量减少振动和偏转。

长而细的车削零件

数控加工车削设计中的长细的削零件问题是指难以生产高精度和精度的薄而细长的零件。这种类型的零件在加工过程中可能容易出现偏转、振动和抖动,这可能导致表面处理缺陷、尺寸不准确,甚至零件失效。

小深度盲孔浮雕

在数控加工中,盲孔是一个不穿过整个工件的孔,即它有一个底部。盲孔的浮雕深度是指用于钻孔的工具所需的间隙,以便有效操作而不损坏或断裂。当可用于钻孔的空间有限,或者工具的切割深度有限,这限制了可以钻孔的深度时,就会出现小浮雕深度问题。这可能会导致加工零件出现质量问题,因为无法达到所需的孔深度,导致成品不准确。

小半径内部角

在数控加工车削设计中,内部角半径小问题的车削零件可能会在加工过程中造成问题,因为用于切割零件的工具可能无法到达狭窄的半径,导致表面未完成。这个问题还可能导致结构上的弱点,因为尖锐的内部角会产生应力点,从而可能损害零件的完整性。

方形端键

方形键槽是一个可以连接机械部件的插槽。在设计数控加工车削零件时,创建方形键道存在一些困难。这些问题之一是键槽的精确精度和尺寸。键道的尺寸和公差必须在特定参数范围内,才能将机械部件正确固定在轴上。其次,方形键道的角落容易损坏,包括可能导致薄弱和最终失效的应力集中。

非对称轴向插槽

轴向槽是旋转面上的一个口袋,可以连接机械部件。在设计用于数控加工车削的零件时,有必要考虑与其他零件耦合的可能问题。例如,其中之一是错误的零件对齐,这可能是插槽的转轴宽度不对称的结果。

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