منزل > أخبار > أخبار التجارة >

أفضل ممارسات التصميم لقطع غيار الآلات المخصصة

أفضل ممارسات التصميم لقطع غيار الآلات المخصصة
وقت مسألة:2017-11-24
لجعل جزء بنجاح على آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، برامج تعليمات الجهاز كيف ينبغي أن تتحرك. يتم ترميز التعليمات المبرمجة باستخدام برنامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) بالتزامن مع نموذج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) المقدم من العميل. يتم تحميل نموذج CAD في برنامج CAM ويتم إنشاء مسارات الأدوات بناءً على الشكل الهندسي المطلوب للجزء المصنّع. بعد تحديد مسارات الأدوات ، يقوم برنامج CAM بإنشاء رمز الماكينة (G-code) الذي يرشد الماكينة إلى مدى السرعة التي يجب أن يتحرك بها ، ومدى سرعة تحويل المخزون و / أو الأداة ، والموقع المراد نقله في إحداثيات من 5 محاور النظام.

يمكن تصنيع الأشكال الأسطوانية المعقدة بشكل أكثر فعالية من حيث التكلفة باستخدام مخرطة CNC مقابل آلة طحن CNC ذات 3 أو 5 محاور. باستخدام مخرطة CNC ، تكون أدوات القطع ثابتة ، بينما يتحول جزء منها ، في حين يتم تشغيل الأداة في مطحنة CNC ، ويتم إصلاح المخزون. لإنشاء الهندسة ، يتحكم الكمبيوتر CNC بالسرعة الدورانية للسهم وكذلك معدلات الحركة والأعلاف للأدوات الثابتة اللازمة لتصنيع الجزء. إذا كان من الضروري إنشاء خصائص مربعة على جزء دائري ، يتم إنشاء الهندسة المستديرة لأول مرة على مخرطة CNC ثم يتم عمل ميزات مربعة على مطحنة CNC.
نظرًا لأن الكمبيوتر يتحكم في حركة الماكينة ، يمكن للمحاور X و Y و Z التحرك في نفس الوقت لإنتاج مجموعة من الميزات ، بدءًا من الخطوط المستقيمة البسيطة إلى الأشكال الهندسية المعقدة. توجد بعض القيود في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، ولا يمكن إنشاء جميع الأشكال والميزات حتى مع التقدم المحرز في الأدوات وأدوات التحكم CNC. ستتم مناقشة القيود في وقت لاحق.
ما هي بالتحكم الدقيق بالحاسب الآلي (CNC)؟ إنها وسيلة لجعل الأجزاء عن طريق إزالة المواد عن طريق آلات الروبوتية عالية السرعة ، والتي تستخدم مجموعة من أدوات القطع لإنشاء التصميم النهائي. إن ماكينات CNC المستخدمة عادة لإنشاء الأشكال الهندسية المطلوبة من قبل العملاء هي آلات الطحن العمودية ، وآلات التفريز الأفقية ، والمخارط.

محتوى مدعوم
2017 تصميم الراتب السنوي & تقرير الوظيفي
أكتوبر 20 ، 2017
لجعل جزء بنجاح على آلة التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، برامج تعليمات الجهاز كيف ينبغي أن تتحرك. يتم ترميز التعليمات المبرمجة باستخدام برنامج التصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAM) بالتزامن مع نموذج التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) المقدم من العميل. يتم تحميل نموذج CAD في برنامج CAM ويتم إنشاء مسارات الأدوات بناءً على الشكل الهندسي المطلوب للجزء المصنّع. بعد تحديد مسارات الأدوات ، يقوم برنامج CAM بإنشاء رمز الماكينة (G-code) الذي يرشد الماكينة إلى مدى السرعة التي يجب أن يتحرك بها ، ومدى سرعة تحويل المخزون و / أو الأداة ، والموقع المراد نقله في إحداثيات من 5 محاور النظام.
يمكن تصنيع الأشكال الأسطوانية المعقدة بشكل أكثر فعالية من حيث التكلفة باستخدام مخرطة CNC مقابل آلة طحن CNC ذات 3 أو 5 محاور. باستخدام مخرطة CNC ، تكون أدوات القطع ثابتة ، بينما يتحول جزء منها ، في حين يتم تشغيل الأداة في مطحنة CNC ، ويتم إصلاح المخزون. لإنشاء الهندسة ، يتحكم الكمبيوتر CNC بالسرعة الدورانية للسهم وكذلك معدلات الحركة والأعلاف للأدوات الثابتة اللازمة لتصنيع الجزء. إذا كان من الضروري إنشاء خصائص مربعة على جزء دائري ، يتم إنشاء الهندسة المستديرة لأول مرة على مخرطة CNC ثم يتم عمل ميزات مربعة على مطحنة CNC.
نظرًا لأن الكمبيوتر يتحكم في حركة الماكينة ، يمكن للمحاور X و Y و Z التحرك في نفس الوقت لإنتاج مجموعة من الميزات ، بدءًا من الخطوط المستقيمة البسيطة إلى الأشكال الهندسية المعقدة. توجد بعض القيود في التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، ولا يمكن إنشاء جميع الأشكال والميزات حتى مع التقدم المحرز في الأدوات وأدوات التحكم CNC. ستتم مناقشة القيود في وقت لاحق.

الإعلان ، والوسالة أكثر من أجل الصوت
التحمل العام
في حالة عدم تقديم ورقة رسم أو مواصفات من قبل العميل ، قد تقدم الشركة مواصفات عامة لمتابعة تصنيع نموذج. قد تتغير هذه المواصفات من شركة إلى أخرى. بالإضافة إلى ذلك ، لا تملك بعض الشركات تسامحًا افتراضيًا وتتطلب من العميل توفير المواصفات.
التسامح لجميع الأبعاد سيكون ± .005 في. لجميع الأجزاء المعدنية و ± .010 في. لجميع الأجزاء البلاستيكية.
وستكون النهاية بمثابة تشطيب مطحون بحد أقصى 125 microinches RMS.
إذا لم تتم إضافة الثقوب التي تم النقر عليها على الاقتباس ورسمًا موفرًا ، فلن تتم إضافتها إلى الجزء وسيتم تشكيلها إلى القطر المحدد في النموذج.
لن يتم تطبيق أي معالجة سطحية (انفجار حبة أو أنودة أو طبقة بودرة أو ما إلى ذلك) ما لم يطلب العميل ذلك بشكل محدد.
بالنسبة للأجزاء المعدنية ، يجب أن تكون الجدران بحد أدنى 0.030 بوصة (~ 0.75 ملم) سميكة.
بالنسبة للأجزاء البلاستيكية ، يجب أن تكون الجدران بحد أدنى 0.060 بوصة (1.5 مم).

جزء التسامح
التسامح هو النطاق المقبول للبعد ، والذي يحدده المصمم استنادًا إلى الشكل والملاءمة والوظيفة الخاصة بالجزء. من المهم أن تضع في اعتبارك أن التسامح الأكثر إحكامًا يمكن أن يؤدي إلى تكلفة إضافية بسبب زيادة الخردة وضبط التركيب الإضافي و / أو أدوات القياس الخاصة.
كما يمكن أن تؤدي أوقات الدورات الأطول إلى زيادة التكلفة إذا احتاجت الماكينة إلى الإبطاء لاستيعاب التفاوتات. واعتمادًا على نداء التسامح والهندسة المرتبطة به ، يمكن أن تكون التكاليف أكثر من ضعف ما يمكن تحمله للتسامح القياسي. يجب عدم استخدام التفاوتات الشديدة إلا عند الضرورة لتلبية معايير التصميم للجزء.
علاوة على ذلك ، يمكن تطبيق التسامح الهندسي الكلي على الرسم للجزء. استناداً إلى التسامح الهندسي ونوع التسامح المطبق ، قد ترتفع التكلفة بسبب زيادة أوقات الفحص.
إن أفضل طريقة لتطبيق التسامح هي تطبيق التحمل الضيق و / أو الهندسي على المناطق الحرجة فقط ، مما سيساعد على تقليل التكاليف.

قيود الحجم
طحن
يقتصر حجم الجزء على إمكانات الماكينة وعمق القطع الذي تتطلبه ميزة في الجزء. ضع في اعتبارك أن أبعاد مساحة الإنشاء لا تعادل حجم الجزء. على سبيل المثال ، لا يعني السفر على شكل حرف Z البالغ 38 بوصة أنه يمكن تشكيل جزء إلى هذا العمق أو الارتفاع (انظر أدناه). اعتماداً على حجم الجزء والميزة التي تحتاج إلى تشكيلها ، يجب أن يكون ارتفاع Z للجزء أقل من 38 بوصة بسبب تخليص الأداة وعمق القطع. ستحدد خصائص وحجم الجزء الارتفاع الميكانيكي للجزء.

مخرطة
تعتمد قدرات المخرطة على مساحة البناء أو القطر والطول. قد تقدم الشركة أيضًا مخرطة أدوات حية ، والتي تقلل بشكل كبير من زمن القيادة وتزيد من كمية الميزات التي يمكن تشكيلها من خلال الجمع بين وظائف الطحن CNC الإضافية داخل المخرطة.

اختيار المواد
اختيار المواد أمر بالغ الأهمية في تحديد الوظائف العامة وتكلفة الجزء. يجب على المصمم أن يحدد الخصائص المادية المهمة للتصميم - الصلابة ، الصلابة ، المقاومة الكيميائية ، قابلية المعالجة الحرارية ، والاستقرار الحراري ، على سبيل المثال لا الحصر.
المادة فارغة هي حجم المادة التي سيتم استخدامها لإنشاء الجزء النهائي. على سبيل المثال ، إذا كانت أبعاد الجزء النهائي 3.5 بوصة. × 2 بوصة. × × 1 بوصة ، فإن الحجم الفارغ المادي في شكله الخام يجب أن يكون بحد أدنى 3.75 بوصة × × 2.125 بوصة × 1.125 في. طويل القامة. سمك الفراغ المادي هو مجال آخر يجب أخذه بعين الاعتبار أثناء عملية التصميم.
القاعدة الجيدة التي يجب اتباعها هي حساب الفراغ الذي لا يقل عن 0.125 بوصة. أكبر من حجم الجزء. على سبيل المثال ، إذا كانت الأبعاد النهائية ستكون 1 بوصة × 1 بوصة. × 1 بوصة ، فسيكون الفراغ للجزء 1.125 بوصة × 1.125 بوصة × 1.125 بوصة للسماح بالتغيرات في المواد الخام . عند تصميم الجزء ، ضع في اعتبارك ما إذا كان شكل الجزء وملاءمته ووظيفته لن يتغير إذا كانت أبعاد الجزء النهائي 0.875 بوصة × 0.875 بوصة. × 0.875 بوصة. بهذه الطريقة ، معيار 1 في. × 1 في. × 1 في. يمكن طلب كتلة وحفظ بعض تكلفة المواد في مقابل مساحة فارغة أكبر.

المعادن
كقاعدة عامة ، فإن المعادن اللينة ، مثل الألمنيوم والنحاس ، بالإضافة إلى اللدائن ، تعمل بسهولة ، وستستغرق وقتًا أقل لإزالة المواد ، مما يقلل بدوره من الوقت والتكلفة. يجب أن تكون المواد الصلبة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ الكربوني ، مصنعة بأحجام RPM المغزلية الأبطأ ومعدلات تغذية الماكينة ، مما يزيد من أوقات الدورات مقابل المواد اللينة. كقاعدة عامة ، فإن الألمنيوم سوف يكون أسرع بنحو أربع مرات من الفولاذ الكربوني ، وأسرع ثماني مرات من الفولاذ المقاوم للصدأ.
نوع المادة هو محرك حرج في تحديد التكلفة الإجمالية للجزء. على سبيل المثال ، 6061 مخزون شريط الألومنيوم هو ما يقرب من نصف سعر كل رطل من لوحة الألومنيوم ، و 7075 شريط الألومنيوم يمكن أن يكون من اثنين إلى ثلاثة أضعاف تكلفة 6061 بار. تكلفة الفولاذ المقاوم للصدأ 304 هي حوالي مرتين إلى ثلاث مرات من الألومنيوم 6061 ، ونحو ضعف ما يصل إلى 1018 الكربون الصلب.
اعتمادا على حجم وهندسة الجزء ، يمكن أن تتحمل تكلفة المواد جزءًا كبيرًا من السعر الإجمالي للجزء. إذا كان التصميم لا يضمن خصائص الكربون أو الفولاذ المقاوم للصدأ ، فكر في استخدام 6061 من الألومنيوم لتقليل نفقات المواد.

البلاستيك
يمكن أن تكون المادة البلاستيكية بديلاً أقل تكلفة للمعادن إذا كان التصميم لا يتطلب صلابة المعدن. البولي إيثيلين سهل في الماكينة ، ويكلف حوالي 1/3 من الألومنيوم 6061. بشكل عام ، فإن ABS هي حوالي 1 مرة من تكلفة Acetal ؛ والنايلون والبولي كربونات هي ثلاثة أضعاف تكلفة الأسيتال. ضع في اعتبارك أنه اعتمادًا على الشكل الهندسي ، يمكن أن يكون التحمّل الشديد أكثر صعوبة مع البلاستيك ، ويمكن أن تشوه الأجزاء بعد التشغيل بسبب الإجهاد الناتج عند إزالة المادة.

التعقيد والقيود
وكلما كان الجزء أكثر تعقيدًا ، وهو ما يعني الهندسة الهندسية أو الوجوه المتعددة التي يجب قطعها ، كلما كان ذلك أكثر تكلفة بسبب وقت الإعداد الإضافي ووقته لقطع الجزء. عندما يمكن قطع جزء في محورين ، يمكن إنجاز الإعداد والتشغيل بشكل أسرع ، وبالتالي تقليل التكلفة.
بالنسبة للأجزاء البسيطة المكونة من محورين ، سيتم إزالة المزيد من المواد أثناء تحرك الأداة حول الجزء من الجزء ذي الخطوط المحددة. مع جزء أكثر تعقيدًا ، ستحتاج بعض الأجزاء إلى قطع مع محاور X و Y و Z معًا.
لإنشاء سطح معقد مع تشطيب جيد للسطح ، ستحتاج إلى قطع صغيرة جدًا. هذا يزيد من الوقت ، وبالتالي سعر جزء. هناك قاعدة عامة للمساعدة في تقليل التكلفة وهي محاولة التصميم باستخدام قطعتين فقط من المحاور ، ولكن هذا ليس دائمًا ممكنًا إذا كانت هناك حاجة إلى مظهر أو وظيفة معينة. كما سيساعد الحفاظ على اتساق الأشياء ، مثل أشعة الزاوية الداخلية والفتحات التي تم النقر عليها ، على توفير الوقت والمال على الأجزاء من خلال تقليل الحاجة إلى تغيير الأداة.
ee-axis machining ، يتطلب إعداد أقل لإنشاء جزء بهندسة معقدة.