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Wie das Ändern von Features die Herstellbarkeit beeinträchtigen kann

Wie das Ändern von Features die Herstellbarkeit beeinträchtigen kann
Ausgabezeit:2017-11-15
Die Eigenschaften eines Teils machen es manchmal schwieriger herzustellen oder können Kosten und Zeit erhöhen. Es ist wichtig, zu verstehen, was die Schwierigkeit, die Zeit und / oder die Kosten eines zu bearbeitenden Teils beeinflusst. Im Folgenden finden Sie Tipps zur Konstruktion von Teilen für die Herstellbarkeit mit Vertikalfräsmaschinen, Horizontalfräsmaschinen und Drehmaschinen. Weitere Informationen finden Sie in Teil 1 dieses Handbuchs.
Bei Verwendung einer vertikalen oder horizontalen CNC-Fräsmaschine müssen alle vertikalen Innenwände einen Radius haben. Dies liegt daran, dass ein rundes Werkzeug, das bei hohen Drehzahlen rotiert, verwendet wird, um das Material zu entfernen. Designs müssen Bereiche berücksichtigen, in denen aufgrund dieser Einschränkung Radien auftreten.

Innere Ecke Fillets
Für innere Eckenradien kann es besser sein, einen nicht standardmäßigen Radius zu verwenden. Dies liegt daran, dass die Schaftfräser beim Drehen der inneren Ecke einen Freiraum zum Drehen benötigen und weiterfräsen müssen. Wenn ein Teil einen 0.25-Zoll hat. Innenradius, würde der Standardfräser die Ecke hämmern müssen, zu einem vollständigen Halt kommen, um 90 Grad schwenken und dann wieder schneiden. Dies verlangsamt die Bearbeitungsgeschwindigkeit, was Kosten verursacht und Vibrationen verursacht. Durch Hinzufügen von 0,02 Zoll (0,508 mm) bis 0,05 (1,27 mm) zu inneren Radien kann sich das Schneidwerk leicht drehen, ohne dass es zu einem vollständigen Stillstand kommt. Dies reduziert nicht nur die Kosten, sondern verbessert auch die CNC-Teile.
Je größer der Radius, desto geringer die Kosten. Der Grund dafür ist, dass ein größeres Werkzeug verwendet werden kann, was bedeutet, dass mehr Material mit jedem Schnitt entfernt werden kann, wodurch die Zeit zum Bearbeiten des Teils reduziert wird. Zum Beispiel ein Werkzeug mit einem 0,125 Zoll. Durchmesser (0,063-Zoll-Radius) würde etwa 1,5-mal länger dauern, um die Aufgabe zu erfüllen, als mit 0,187 Zoll. Durchmesserwerkzeug und ungefähr zweimal länger als ein 0.250-in. Durchmesser Werkzeug.
Obwohl Werkzeuge mit kleinem Radius (bis zu einem Radius von 0,015 Zoll) verfügbar sind, ist es manchmal nicht möglich, die Tiefe, die das Werkzeug in das Material einbringen muss, zu schneiden, da das Werkzeug nicht hergestellt wird. Wenn das Werkzeug hergestellt wird, werden die Kosten aufgrund der Tatsache, dass nur kleine Schnitte gemacht werden können, signifikant erhöht, was die Herstellungszeit verlängert.
Wenn die Schnitttiefe größer als das Zweifache des Durchmessers des Schneidwerkzeugs wird, muss die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs verlangsamt werden, was zu einer erhöhten Zykluszeit und höheren Kosten führt. Bei jeder Verdopplung der Schnitttiefe wird die Vorschubgeschwindigkeit mehr als halbiert, wodurch sich die Zeit zum Schneiden der Funktion mehr als verdoppelt. Das Verhältnis von maximaler Schnitttiefe zu Werkzeugdurchmesser beträgt sechs Mal. darüber hinaus müssen spezielle Werkzeuge bestellt werden. Wenn beispielsweise ein Werkzeug mit einem Durchmesser von 0,125 Zoll verwendet wird, beträgt die maximale Schnitttiefe 0,750 Zoll, bevor ein benutzerdefiniertes Werkzeug verwendet werden muss.

Bodenfilets
Wenn Sie einen Bodenradius erstellen, der auf eine Ecke trifft, ist es viel einfacher zu bearbeiten, wenn der Bodenradius kleiner als der Eckenradius bleibt. Mit modernen CAD-Systemen ist es einfach für den Designer, einfach zu klicken und den Computer den gleichen Boden- und Wandradius zu erzeugen. Dies macht es jedoch sehr schwierig, das Material in der Ecke zu entfernen. Indem der Bodenradius kleiner als der vertikale Wandradius ist, kann das gleiche Werkzeug verwendet werden, um das Material zu entfernen und einen glatten Fluss durch die Ecke zu erzeugen.

Unterschnitte
Während des Entwurfsprozesses werden manchmal Merkmale erstellt, bei denen ein Standardbearbeitungswerkzeug den Bereich nicht erreichen kann, wodurch ein Unterschnittbereich auf dem Teil erzeugt wird.
Beim Entwurf einer Hinterschneidung muss aus verschiedenen Gründen Vorsicht walten. Der Unterschnitt erfordert möglicherweise die Erstellung eines speziellen Werkzeugs, wenn das Feature keine Standarddimension ist. Im folgenden Beispiel beträgt der Radius im Schlitz 0,053 Zoll. Zum Erstellen der Geometrie wäre ein kostspieliges benutzerdefiniertes Werkzeug erforderlich, was die Kosten des Teils erheblich erhöhen würde, insbesondere wenn nur wenige Teile hergestellt werden sollen. Wenn ein Standard 0,062 Zoll. Radius wird verwendet, dann würden die Kosten des Werkzeugs weniger als die Hälfte der Kosten des benutzerdefinierten Werkzeugs betragen.
Der zweite Grund, beim Entwurf von Hinterschneidungen vorsichtig zu sein, besteht darin, sicherzustellen, dass der Hinterschnitt nicht zu tief ist oder nicht erreicht werden kann. Da das erforderliche Werkzeug eine horizontale Schneidklinge aufweist, die an einer vertikalen Welle angebracht ist, begrenzt es die Tiefe des Schnitts. Es gibt keine feste Regel bezüglich der Tiefe des Unterschnitts, aber je flacher es ist, desto besser. Beim Entwerfen der Hinterschnittfunktion ist es außerdem wichtig, nur Hinterschneidungen in Bereichen zu erstellen, die vom Werkzeug erreicht werden können. Die folgende Abbildung zeigt eine Unterschneidung, die bei der Bearbeitung nicht erreicht werden kann.

Themen
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Gewinde in einem Teil zu erstellen: Gewindebohrer, Formgewindebohrer oder Gewindefräser. Alle diese Methoden sind effektiv, aber der Konstrukteur sollte ein paar Dinge beachten.
Wählen Sie immer die größtmögliche Gewindegröße, die das Design zulässt, da dies den Herstellungsprozess erleichtert. Je kleiner der Hahn, desto größer ist die Chance, dass der Hahn während der Produktion bricht. Nur Thread auf die erforderliche Länge. Tiefe Gewindebohrungen können die Kosten des Teils erhöhen, da spezielle Werkzeuge benötigt werden, um die Anforderungen an die Tiefe zu erfüllen. Versuchen Sie, Standardgrößen zu verwenden, um Kosten zu sparen. Achten Sie darauf, Threads zu Anführungszeichen hinzuzufügen und eine bestimmte Zeichnung anzuhängen, andernfalls werden Teile auf den angegebenen Durchmesser bearbeitet.
Andere Arten von Oberflächenbehandlungen sind verfügbar, wie chemische Filmkonversion oder Plattierung. Dieser Artikel behandelt nur einige der gebräuchlicheren Ausführungen. Solche Merkmale und Oberflächenbehandlungen können sich erheblich auf die Kosten und die Zeit auswirken, die erforderlich sind, damit Ihr Produkt auf dem Markt wettbewerbsfähig bleibt.