CNC加工的低成本設(shè)計(jì)技巧
2022-11-23 15:23
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CNC加工是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的切削工具去除固體塊的材料，以便根據(jù)圖紙制作所需的零件，其中刀具在CNC加工中起著重要作用，它直接接觸零件并去除附加材料以獲得所需的零件。
最常見(jiàn)的數(shù)控刀具，如立銑刀和鉆頭，具有圓柱形刀柄，具有一定的刀尖形狀和有限的切削長(zhǎng)度，刀具的這兩個(gè)特點(diǎn)使得切削能力具有局限性，無(wú)法加工深小孔和倒扣，以下整理了些常用省錢(qián)設(shè)計(jì)技巧：
一、最小R角注意事項(xiàng)
CNC銑刀具有圓柱形狀，當(dāng)切割內(nèi)墻時(shí)，垂直角上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)半徑，小型工具可以以較低的速度進(jìn)行多次以獲得小半徑，這將導(dǎo)致更多的時(shí)間和更高的成本。
因此，當(dāng)您設(shè)計(jì)通過(guò)CNC加工制成的零件時(shí)，最好增加腔深度半徑，并為內(nèi)邊緣使用類(lèi)似的半徑。若您沒(méi)有提供2D圖檔特別說(shuō)明直角處要清角，工件所有內(nèi)腔直角我司按以下規(guī)則最小R加工；
假設(shè)刀具直徑為∮Dmm,內(nèi)腔最大深度為Hmm，最小內(nèi)Rmm為R 公式為R=(H/10)+0.5，∮D=H/5，例如:內(nèi)腔深度是30MM，最小內(nèi)R可以加工到R3.5mm=(30/10)+0.5，對(duì)應(yīng)的刀具為∮6=30/5。目前我們最小內(nèi)R能做到R0.5且深度≤3mm，內(nèi)R越小，需要的刀具越小，加工成本會(huì)越高。
平臺(tái)建議在允許的情況下R角能倒大的盡量倒大點(diǎn)！
若需要工件保留直角，請(qǐng)您提供2D圖檔標(biāo)注說(shuō)明，需要火花機(jī)放電清角處理（清角需要CNC加工銅公后再在火花機(jī)上放電加工，成本較高），或者更改工件結(jié)構(gòu)，做R角避空位，CNC直接加工出來(lái)，成本較低。如果工件兩面是通孔可以在線(xiàn)割機(jī)上切割加工清角，成本較高。
二、螺紋注意事項(xiàng)
? 為了減少溝通成本，避免加工錯(cuò)誤，建議設(shè)計(jì)時(shí)，把螺紋按標(biāo)準(zhǔn)的鉆孔內(nèi)徑和滾造外徑來(lái)設(shè)計(jì)，并把螺紋參數(shù)表述完整，下單時(shí)盡量配套內(nèi)外牙工件放在同一張訂單加工；
? 每個(gè)工程師畫(huà)3D圖螺紋底孔直徑不一樣，如M3x0.5的底孔標(biāo)準(zhǔn)徑的是∮2.5（見(jiàn)下圖），在編程時(shí)直接按底孔∮2.5編程鉆底孔，然后上自動(dòng)牙機(jī)攻牙，如果把底孔畫(huà)成∮3，底孔加工大了就不能攻牙（有些可以鑲牙套補(bǔ)救）；
? 有特殊螺紋的需要提供實(shí)物來(lái)適配；
? 強(qiáng)螺紋連接發(fā)生在前幾個(gè)螺紋中，有時(shí)完全不需要很長(zhǎng)的螺紋長(zhǎng)度，長(zhǎng)螺紋孔可能需要特殊工具，并且需要更多的加工時(shí)間及費(fèi)用，螺紋長(zhǎng)度建議不超過(guò)孔徑 3 倍。螺紋孔為盲孔時(shí)，建議在孔底部留至少為孔直徑一半的無(wú)螺紋長(zhǎng)度。
三、型腔深度注意事項(xiàng)
加工深腔會(huì)極大地影響CNC零件的成本，因?yàn)樾枰コ罅坎牧希臅r(shí)極長(zhǎng)。CNC刀具的切削長(zhǎng)度有限，切削深度達(dá)到其直徑的2-3倍時(shí)，加工效果最好。例如，一個(gè)?12銑刀可以安全地切割高達(dá)25mm深的型腔。
切割較深的型腔（刀具直徑的5倍或更大），會(huì)導(dǎo)致刀具懸垂、刀具偏斜、排屑困難及刀具斷裂等問(wèn)題，因此需要專(zhuān)用工具或多軸CNC系統(tǒng)。此外，切割型腔時(shí)，刀具必須傾斜至正確的切割深度，平滑的入口需要足夠的空間。
將所有空腔的深度限制為其長(zhǎng)度的5倍（即XY平面上的最大尺寸）可達(dá)到最小加工成本。
四、薄壁厚度注意事項(xiàng)
薄壁加工需要在低切削深度下進(jìn)行多次走刀，容易發(fā)生振動(dòng)導(dǎo)致變形或斷裂。因此，薄壁很難精確加工，且加工時(shí)間會(huì)增加。
金屬件的壁厚最好設(shè)計(jì)為0.8mm以上（最小可達(dá)0.5mm），塑料件的最小壁厚應(yīng)在1.5mm以上（最小可達(dá)1mm）。
五、公差注意事項(xiàng)
公差越嚴(yán)，加工成本越高，因?yàn)樗黾恿思庸ず唾|(zhì)檢時(shí)間。
如果零件圖紙上沒(méi)有標(biāo)注特定公差，那么將按標(biāo)準(zhǔn)公差（±0.1mm或更高）進(jìn)行加工，如果有特殊公差加工要求，務(wù)必提供2D圖紙并對(duì)應(yīng)標(biāo)注。
六、2D圖注意事項(xiàng)
2D圖紙是傳達(dá)設(shè)計(jì)某些方面的最佳方式，對(duì)關(guān)鍵重點(diǎn)特征明確標(biāo)注公差、表面粗糙度、組裝方式，重點(diǎn)檢查以及質(zhì)量控制這對(duì)選擇最佳加工方式及工藝路線(xiàn)提供參考，成本也會(huì)更低；
針對(duì)螺紋孔及尺寸深度，也需要同步標(biāo)注；
工程審圖也會(huì)對(duì)比3D和2D圖，如有沖突，也能及時(shí)溝通反饋。
