نمایش ها: 0 نویسنده: ویرایشگر سا�ی ریخته گری روی محل
ماشینکاری کنترل عددی رایانه (CNC) به یک سنگ بنای در تولید مدرن تبدیل شده است و دقت و کارآیی بی نظیری در تولید قطعات پیچیده دارد. مرحله طراحی برای اطمینان از بهینه سازی قطعات بسیار مهم است ماشینکاری CNC . این مقاله به اصول اساسی و بهترین روشها برای طراحی قطعاتی که نه تنها کاربردی بلکه با استفاده از فناوری CNC نیز کاربردی هستند ، می پردازد.
ماشینکاری CNC شامل استفاده از ماشین های کنترل شده با رایانه برای حذف مواد از یک قطعه کار ، ایجاد قطعاتی با دقت و تکرار بالا است. در این فرآیند از ابزارهای مختلفی مانند مته ها ، توری ها و آسیاب ها استفاده می شود ، با هدایت مدل های طراحی رایانه (CAD) و برنامه های تولیدی به کمک رایانه (CAM). درک قابلیت ها و محدودیت های دستگاه های CNC برای طراحی قسمت مؤثر بسیار مهم است.
دستگاه های CNC می توانند هندسه های پیچیده ای را با تحمل های محکم تولید کنند ، اغلب تا 0.001 اینچ. آنها قادر به اداره طیف گسترده ای از مواد ، از جمله فلزات ، پلاستیک و کامپوزیت ها هستند. دستگاه های CNC چند محوره با اجازه دادن به اشکال پیچیده و زیربناها ، کاهش نیاز به چندین تنظیم و مداخله دستی ، امکانات را گسترش می دهند.
با وجود تطبیق پذیری آنها ، دستگاه های CNC محدودیت هایی دارند. دسترسی و دسترسی به ابزار ، پایداری دستگاه و خصوصیات مواد می تواند بر تولید یک طرح تأثیر بگذارد. درک این عوامل به ایجاد طرح هایی کمک می کند که از پیچیدگی های غیر ضروری و مسائل بالقوه ماشینکاری جلوگیری می کند.
طراحی قطعات برای ماشینکاری CNC برای بهینه سازی کارآیی تولید و کیفیت جزئی نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلف دارد. اصول زیر راهنمایی هایی در مورد ایجاد طرح های مناسب برای تولید CNC ارائه می دهد.
انتخاب مواد مناسب اساسی است. خصوصیات مواد مانند سختی ، استحکام و ماشینکاری بر فرآیند ماشینکاری تأثیر می گذارد. به عنوان مثال ، آلیاژهای آلومینیوم معمولاً به دلیل ماشینکاری عالی و نسبت قدرت به وزن به وزن مورد استفاده قرار می گیرند و آنها را برای کاربردهای هوافضا و خودرو ایده آل می کنند.
در مقابل ، موادی مانند تیتانیوم استحکام بالایی را ارائه می دهند اما به دلیل سختی و خصوصیات حرارتی برای دستگاه چالش برانگیز تر هستند. طراحان باید خصوصیات مواد را با کاربرد مورد نظر و امکان سنجی ماشینکاری متعادل کنند.
هندسه های پیچیده باعث افزایش زمان و هزینه ماشینکاری می شوند. ساده سازی طرح بدون به خطر انداختن عملکرد می تواند منجر به افزایش ��هره وتی قابل توجه شود. از کانتورهای غیر ضروری ، زیربناها و ویژگی های پیچیده ای هه نیاز به ابزار تخصصی یا تنظیمات متعدد دارند ، خودداری کنید.
به عنوان مثال ، استفاده از اندازه های سوراخ استاندارد که با ابعاد بیت مته مشترک مطابقت دارند می توانند تغییرات ابزار و زمان ماشینکاری را کاهش دهند. ترکیب شعاع و اتاقهای استاندارد همچنین مسیرهای ابزار نرم تر و اتمام سطح بهتری را تسهیل می کند.
تحمل تغییرات مجاز در ابعاد جزئی را تعریف می کند. تحمل محکم باعث افزایش پیچیدگی و هزینه ماشینکاری می شود. مهندسان باید تحمل هایی را که ممکن است تا حد ممکن شل باشد ، در حالی که هنوز هم نیازهای عملکردی را برآورده می کنند ، مشخص کنند. این رویکرد باعث کاهش زمان ماشینکاری و پتانسیل رد بخشی می شود.
برای ویژگی های مهم که نیاز به دقت بالایی دارند ، مانند سطوح جفت گیری در مجامع ، تحمل های محکم توجیه می شوند. با این حال ، ابعاد غیر بحرانی اغلب می تواند تحمل سست تر را بدون تأثیر بر عملکرد کلی داشته باشد.
حفره های عمیق به ابزارهای برش طولانی نیاز دارند ، که مستعد انحراف و لرزش هستند و منجر به عدم موفقیت سطح و عدم دقت در ابعاد می شوند. طراحان باید عمق حفره ها را محدود کنند یا گزینه های طراحی مانند تقسیم قسمت را به چند مؤلفه در نظر بگیرند.
دیوارهای نازک به دلیل فشار ابزار و گرمای تولید شده در هنگام ماشینکاری مستعد تغییر شکل هستند. حفظ حداقل ضخامت دیواره ، که اغلب حداقل 0.8 میلی متر برای فلزات و 1.5 میلی متر برای پلاستیک توصیه می شود ، می تواند از چنین مواردی جلوگیری کرده و از یکپارچگی ساختاری اطمینان حاصل کند.
گوشه های داخلی تیز برای دستگاه چالش برانگیز هستند و می توانند غلظت استرس را در این قسمت معرفی کنند. اضافه کردن فیله ها با شعاع مناسب به ابزار برش اجازه می دهد تا گوشه ها را به طور هموار حرکت دهد ، عمر ابزار و قدرت بخشی را بهبود بخشد. به همین ترتیب ، لبه های چمبر شده می توانند مونتاژ را تسهیل کرده و جذابیت زیبایی شناسی را بهبود بخشند.
هنگام مشخص کردن فیله ها ، اطمینان حاصل کنید که شعاع با اندازه ابزار استاندارد مطابقت دارد تا از ابزار سفارشی جلوگیری شود. این توجه هزینه ها را کاهش داده و روند ماشینکاری را ساده می کند.
استفاده از تکنیک های
مدل سازی مبتنی بر ویژگی در نرم افزار CAD به طراحان این امکان را می دهد تا قطعات را با استفاده از ویژگی های پارامتری مانند سوراخ ، شکاف و جیب تعریف کنند. این رویکرد اصلاحات آسان را تسهیل می کند و تضمین می کند که ویژگی ها به گونه ای تعریف می شوند که با فرآیندهای ماشینکاری هماهنگ باشد.
با سازماندهی مدل سلسله مراتبی ، تغییر در یک پارامتر به طور خودکار ویژگی های مرتبط را به روز می کند ، یکپارچگی طراحی و کاهش خطاها را در حین تجدید نظر به روز می کند.
با توجه به اینکه چگونه قطعات و عملکرد در یک مونتاژ می تواند بر تصمیمات طراحی تأثیر بگذارد. ترکیب ویژگی های تراز ، استاندارد سازی اتصال دهنده ها و کاهش تعداد قسمت می تواند روند مونتاژ را تقویت کند. طراحی با مونتاژ در ذهن همچنین می تواند فرصت هایی را برای ساده سازی قطعات جداگانه کشف کند.
به عنوان مثال ، ترکیب پین ها یا زبانه ها می تواند از تراز مناسب در حین مونتاژ اطمینان حاصل کند ، احتمال خطا و تسهیل اتوماسیون را کاهش می دهد.
استفاده از مواد کارآمد نه تنها هزینه را کاهش می دهد بلکه اثرات زیست محیطی را به حداقل می رساند. طراحی قطعات برای استفاده از مواد کمتری ، بهینه سازی مسیرهای برش و انتخاب مواد قابل بازیافت به پایداری کمک می کند. تکنیک هایی مانند توطئه بخش های غیر مهم یا استفاده از ساختارهای مشبک می توانند بدون به خطر انداختن قدرت ، به کاهش وزن برسند.
علاوه بر این ، انتخاب موادی که به راحتی در دسترس هستند و دارای ردپای کربن کمتری با شیوه های تولید سازگار با محیط زیست هستند که به طور فزاینده ای توسط صنایع مورد استفاده قرار می گیرند.
بررسی نمونه های دنیای واقعی کاربرد عملی این اصول طراحی را نشان می دهد و چالش ها و راه حل های متداول در طراحی قسمت ماشینکاری CNC را برجسته می کند.
یک شرکت هوافضا به دنبال کاهش وزن یک براکت ساختاری بدون قربانی کردن استحکام بود. آنها با استفاده از تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) ، مناطق کم استرس مناسب برای حذف مواد را شناسایی کردند. این طرح اصلاح شده است تا شامل جیب ها و دنده های صرفه جویی در وزن باشد و وزن آن 25 ٪ کاهش یابد.
طراحی مجدد همچنین محدودیت های ابزاری را در نظر گرفت و اطمینان حاصل کرد که همه ویژگی ها با آسیاب های انتهایی استاندارد قابل دسترسی هستند. نتیجه بخشی بهینه سازی شده برای ماشینکاری CNC بدون افزایش هزینه های تولید.
یک سازنده دستگاه پزشکی به یک مؤلفه با تحمل محکم و یک سطح برتر نیاز داشت. انتخاب مواد به دلیل نیازهای زیست سازگاری بسیار مهم بود. این طرح دارای لبه های گرد است و گوشه های داخلی تیز را برای تسهیل ماشینکاری و بهبود زندگی خستگی از بین می برد.
برای بهینه سازی مسیرهای ابزار ، از نرم افزار Advanced CAM استفاده شد و در نتیجه یک سطح مانند آینه که مطابق با استانداردهای دقیق برنامه های پزشکی بود ، استفاده شد.
اطمینان از اینکه قطعات طراحی شده مشخصات را رعایت می کنند ضروری است. اجرای اقدامات دقیق کنترل کیفیت در حین و بعد از ماشینکاری CNC تضمین می کند که قطعات با هدف طراحی مطابقت دارند.
دستگاه های مدرن CNC می توانند مجهز به سنسورها و سیستم های بازخورد باشند که سایش ابزار ، لرزش و دما را کنترل می کنند. این داده ها امکان تنظیم زمان واقعی در فرآیند ماشینکاری ، بهبود دقت و کاهش خطر نقص را فراهم می کند.
بازرسی های فرآیند با استفاده از پروب ها می توانند ابعاد بحرانی را بدون از بین بردن قسمت از دستگاه تأیید کنند و از کنترل کیفیت مداوم اطمینان حاصل کنند.
پس از ماشینکاری ، قطعات با استفاده از ماشین های اندازه گیری مختصات (CMM) ، اسکنرهای نوری یا سایر ابزارهای اندازه گیری ، تحت بازرسی های کامل قرار می گیرند. این بازرسی ها صحت ابعادی و یکپارچگی سطح را تأیید می کنند و داده هایی را برای صدور گواهینامه کیفیت و بهبود فرآیند ارائه می دهند.
تکنیک های کنترل فرآیند آماری (SPC) می توانند داده های اندازه گیری را برای شناسایی روندها و جلوگیری از انحراف آینده تجزیه و تحلیل کنند.
صنعت ماشینکاری CNC با پیشرفت در فناوری ، فرصت ها و چالش های جدیدی را برای طراحی بخشی ارائه می دهد.
ترکیب ماشینکاری CNC با ساخت افزودنی (چاپ سه بعدی)�امکان رویکردهای ترکیبی را برای ساخت بخشی فراهم می کند. طراحان می توانند�با استفاده از فرآیندهای افزودنی برای هندسه های پیچیده و ماشینکاری CNC برای ویژگی های دقیق ، از نقاط قوت هر دو روش استفاده کنند.
این ادغام نیاز به طرح هایی دارد که هم محدودیت های تفریحی و افزودنی را در نظر می گیرند و امکان راه حل های نوآورانه را گسترش می دهند.
فن آوری های اتوماسیون ، از جمله روباتیک و هوش مصنوعی ، به طور فزاینده ای در محیط های ماشینکاری CNC ادغام می شوند. تغییر خودکار ابزار ، کار با بخشی و فرآیندهای ماشینکاری تطبیقی باعث افزایش کارایی و قوام می شود.
طراحان باید در نظر بگیرند که چگونه قطعات آنها با سیستم های خودکار ارتباط برقرار می کند ، از سازگاری و بهینه سازی برای خطوط تولید خودکار اطمینان می دهد.
مواد جدید ، مانند کامپوزیت های پیشرفته و آلیاژهای درجه حرارت بالا ، هم فرصت ها و هم فرصت ها را ارائه می دهند. طراحی این مواد نیاز به درک خصوصیات منحصر به فرد آنها و چگونگی تأثیر آنها بر پارامترهای ماشینکاری دارد.
همکاری با دانشمندان و ماشین آلات مواد می تواند منجر به طرح های مؤثرتری شود که از نقاط قوت این مواد پیشرفته بهره می برد.
طراحی قطعات برای ماشینکاری CNC یک فرآیند چنرابر خوردگی اسپری 1000 ��عت قطعات ماشینکاری CNC که انتظارات عملکرد را برآورده یا فراتر می برند.
آگاهی از پیشرفت های فناوری و همکاری مداوم با شرکای تولیدی ، تضمین می کند که طرح ها در خط مقدم نوآوری باقی می مانند. در نهایت ، طراحی متفکرانه سنگ بنای پروژه های موفق ماشینکاری CNC است.
