掌握機(jī)加工零件的復(fù)雜特征

  CNC機(jī)床每年都獲得更大的發(fā)展。活動(dòng)工具車床可以銑削各種形狀，并鉆離軸或徑向孔，這些操作曾經(jīng)需要單獨(dú)前往銑削部門。加工中心配有支持3+2加工的分度頭，零件的多個(gè)側(cè)面可以在一次操作中完成。這對(duì)設(shè)計(jì)師和工程師來(lái)說(shuō)是個(gè)好消息。現(xiàn)在不僅可以生產(chǎn)極其復(fù)雜的零件，而且可以以更高的質(zhì)量、更低的成本和更短的交付周期來(lái)生產(chǎn)。但不遵守這些規(guī)則可能會(huì)導(dǎo)致昂貴的返工和項(xiàng)目延遲。本文探討了任何零件設(shè)計(jì)師都應(yīng)該了解的一些關(guān)鍵注意事項(xiàng)。

  真正的5軸加工？高速車床上的CNC車削能夠在一次操作中完成許多復(fù)雜零件。活動(dòng)工具和Y軸功能意味著可以轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓，銑削扳手平面，然后鉆一個(gè)安全線的交叉孔。更復(fù)雜的示例可能包括一端帶有對(duì)齊槽的液壓活塞、表面帶有扳手孔的配件或帶有外部鍵槽的軸。在某些情況下，甚至可以“轉(zhuǎn)動(dòng)”比圓形更正交的零件。

考慮到這種銑削和動(dòng)力刀具背景，設(shè)計(jì)復(fù)雜零件時(shí)需要考慮以下五個(gè)要素：

   1.孔放置:CNC車床上的軸上孔和軸向孔的最小尺寸為0.04英寸（1毫米），最大深度為直徑的6倍。徑向孔（從零件側(cè)面鉆取的孔）應(yīng)至少為0.08英寸（2毫米）直徑。貫穿車削或銑削零件的孔通常是可以的（尤其是在空心或管狀零件上），但取決于零件尺寸、孔直徑和材料，刀具可能沒(méi)有足夠的范圍

   2.深層特征:車削零件上的外部凹槽深度不得超過(guò)0.95英寸（24.1毫米）深，或小于0.047英寸（1.2毫米）。就尺寸而言，所有其他槽形銑削特征通常與鉆孔相同，但一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是保持深度小于特征寬度的6倍。另外，確保至少留有0.020英寸（0.5mm）相鄰材料上的壁厚。大型平面和其他銑削表面銑削或車削完全取決于相對(duì)于可用刀具尺寸的零件幾何形狀。然而，無(wú)論在哪里制作，深肋骨和凹槽都可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。可以在車削或銑削零件上切割類似散熱器的特征，但這取決于實(shí)際零件幾何圖形和可用工具。

   3.更好的線程:車削和銑削中心之間的螺紋加工能力有很多重疊。一般來(lái)說(shuō)，可以加工從#4-40（M3 x 0.5）到大約1/2-20（M10 x 1.25）的螺紋，這取決于機(jī)器類型和特征位置，盡管存在一些例外情況。在這里，請(qǐng)務(wù)必考慮有關(guān)螺紋建模的正確方法的部分，以及這與內(nèi)部與外部、銑削與車削零件特征的關(guān)系。您還可以考慮使用插入，線圈和鍵插入件比裸螺紋具有更長(zhǎng)的使用壽命，尤其是在鋁或塑料等軟材料中，并且易于安裝。

   4.文字打標(biāo)的成本很高:復(fù)雜的航空航天和醫(yī)療零件通常需要永久標(biāo)記零件號(hào)和公司名稱。凹進(jìn)的文字看起來(lái)不錯(cuò)，但它也是所有加工操作中最耗時(shí)的一種，而且隨著生產(chǎn)量的增加而令人望而卻步。通常，使用電化學(xué)蝕刻或激光標(biāo)記零件會(huì)更好，但如果必須雕刻文字，請(qǐng)使用簡(jiǎn)單、干凈的字體，保持簡(jiǎn)短和美觀。我們建議軟金屬和塑料ArialRounded MT字體14點(diǎn)0.3毫米深，硬金屬ArialRounded MT字體22點(diǎn)0.3毫米深。

   5.半徑：觀察角落:任何機(jī)加工零件上的一個(gè)常見(jiàn)錯(cuò)誤是尖銳的內(nèi)角突出。例如，通常用于精加工的車刀的機(jī)頭半徑為0.016英寸（0.032毫米），因此任何配合零件的設(shè)計(jì)都應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。銑刀下降到0.040英寸（1毫米），這意味著任何凹槽的內(nèi)角半徑都將略大于該半徑的一半。這是非常尖銳的，但請(qǐng)記住，使用這么小的刀具銑削需要很長(zhǎng)時(shí)間，并且將限制在不超過(guò)0.375英寸（9.52毫米）深的凹槽內(nèi)。最好的辦法是減輕內(nèi)角，或在配合零件設(shè)計(jì)上允許盡可能大的內(nèi)半徑。