March 29, 2024
معالجة CNC هي عملية تصنيع متعددة الاستخدامات يمكن أن تنتج مجموعة واسعة من الأجزاء بدقة عالية ويمكن تكرارها. إنها عملية تصنيع أساسية لإنتاج دقة عالية ،قطع معقدة لمختلف الصناعات، بما في ذلك الطيران والفضاء والسيارات والرعاية الصحية والإلكترونيات.
ولكن هنا تطور: تحقيق الكمال في معالجة CNC لا يتعلق فقط بالآلات. إنه شكل من أشكال الفن، والتي تتطلب عين حادة للتصميم وفهم عميق للعملية.نقوم بفك أسرار تصميم الآلات الحاسوبيةمن أفضل الممارسات العامة إلى نصائح مخصصة لعمليات CNC المختلفة، نحن نغوص في كيفية منحوتة تصاميمك لأعلى أداء CNC.مرحبا بكم في تقاطع الابتكار والدقة، حيث كل مبادئ توجيهية نتشاركها هي خطوة نحو التميز في التصنيع.
في معالجة CNC ، يتقدم تطوير جزء من المفهوم الأولي إلى الشكل المادي من خلال عملية دقيقة وتقنية متقدمة.مصمم CNC يخلق التصميم باستخدام برنامج CAD متقدميتم تحويل هذا التصميم لاحقًا إلى G-code ، وهو رمز توجيه لآلات CNC.تستخدم آلة CNC أدوات قطع متخصصة لحفر الجزء بشكل منهجي من كتلة صلبة.
يمكن أن تعمل آلات CNC مثل الطحن الرأسي والأفقي والمحولات على محاور مختلفة. لإنشاء أجزاء بسيطة نسبيًا ، يمكن للآلات التقليدية ذات المحور الثلاثي التلاعب بالأجزاء على طول ثلاثة محاور خطية (X ،Yو Z). يمكن أن تعمل معالجة 5 محاور على طول المحورين الخطيين و حول محورين دوران لإنشاء مكونات أكثر تعقيدًا.
عملية التصنيع الذاتية تسمح بإنتاج أجزاء عالية الدقة ومعقدة في مواد مختلفة مثل المعادن والبلاستيك والمواد المركبة.والذي يجعلها قابلة للتطبيق في تصميم النماذج الأولية، إنتاج لمرة واحدة، والإنتاج على نطاق واسع.
فهم ما هي معالجة CNC يضع الأساس لتقدير أهمية الالتزام بممارسات التصميم.هذه الممارسات ضرورية لخفض التكاليف والحفاظ على مستوى عال من الجودة والدقة.
السطوح غير السطحية والزوايا ذات المسار المعقد والصعبة للصناعة ، والتي يمكن أن تؤدي إلى سرعات قطع أبطأ وأوقات معالجة أطول وزيادة ارتداء الأدوات.هذه الأسطح يمكن أن تجعل من الصعب تحقيق جودة جزء ثابتة وتسامح ضيقلتجنب الأسطح غير السطحية والزاوية في تصميمك:
الشرائح الداخلية هي زوايا مستديرة أو انتقالات داخل جزء يمكن أن تقلل من تركيزات الإجهاد وتحسين قوة الجزء.زيادة حجم هذه الشرائح ستعزز جودة عملية التصنيع وكفاءتها:
التقطيعات تحتية هي التجاويف أو الشقوق في زوايا الجزء التي تسمح بالوصول إلى الأدوات بشكل أفضل وإزالة المواد بشكل أفضل أثناء المعالجة. تصميم التقطيعات تحتية محسّنة لمعالجة CNC:
ومع ذلك، يمكن أن يكون إنشاء قطع تحتية مهمة معقدة ومحفزة لأنها قد تكون صعبة الوصول إليها باستخدام أدوات القطع القياسية.قد تكون هناك حاجة إلى أدوات متخصصة أو معالجة متعددة المحاور لقطع المعدات. يمكن أن يساعد تقليل حجم وتعقيد التقطيعات على تحقيق نتائج أفضل. يجب مراعاة ما يلي عند تصميم التقطيعات:
| توصية | |
| أبعاد القص | 3 إلى 40 ملم |
| الحد الأدنى للقطع | عمق 4x |
تضمن التسامحات القياسية أن تلبي أجزاء CNC النهائية المواصفات المطلوبة والمتطلبات الوظيفية. يمكن أن تزيد التسامحات الضيقة غير الضرورية من تكلفة وقت التصنيع.
من خلال تحديد التسامحات القياسية لمعالجة CNC ، يمكن للمصنعين تقليل الحاجة إلى العمليات الثانوية وتحسين الكفاءة العامة لعملية التصنيع.
| توصية | ممكنا | |
| التسامح | ±0.1 ملم | ±0.02 ملم |
عند إنشاء النص أو الحروف، يجب أن تكون الأداة قادرة على الحفاظ على عرض ثابت، وارتفاع، والمسافة طوال عملية التصنيع.أي تغير في هذه العوامل يمكن أن يؤدي إلى منتج نهائي لا يلبي مواصفات التصميم.
تحتاج إلى النظر في الخط وحجم النص أو الحروف. Texts that are too small may be difficult to read or they may not meet the desired specifications while texts that are too large may cause tool deflection or affect the accuracy and precision of the machining processلمواجهة هذه التحديات، بعض ممارسات التصميم الجيدة الموصى بها من قبل المهندسين والمصممين:
تتميز آلات الحاسب الآلي بالقدرات المختلفة استنادًا إلى حجمها وقدرتها. قد تكون بعض الآلات صغيرة جدًا لاستيعاب أجزاء كبيرة ، بينما قد لا تكون أخرى قادرة على التعامل مع أجزاء صغيرة جدًا.ونتيجة لذلك، يجب على الأجزاء التي سيتم تصميمها النظر بعناية في حجم الجزء واختيار الآلة المناسبة وفقا لذلك.
بالإضافة إلى حجم الآلة، يمكن أن يؤثر حجم الجزء أيضًا على سرعة عملية التصنيع.الأجزاء الكبيرة لديها وقت أطول للآلات وتكاليف إنتاج أعلى لأن المهندسين يحتاجون إلى إزالة المزيد من المواد أثناء الآلات مقارنة بالأجزاء الصغيرة.
| الحد الأقصى للأبعاد | الحد الأدنى للأبعاد | |
| طحن CNC | 4000 × 1500 × 600 مم 157.5 × 59.1 × 23.6 بوصة | 4×4 ملم 0.1×0.1 بوصة |
| CNC تورينغ | 200×500 ملم 7.9×19.7 بوصة | 2 × 2 ملم 0.079 × 0.079 بوصة. |
المواد الرخوة أسهل في التصنيع، مما يؤدي إلى سرعات قطع أسرع، وتقليل ارتداء الأدوات، وانخفاض أوقات التصنيع والتكاليف.أنها أقل عرضة للتشقق أو التشوه أثناء عملية التصنيع، مما يحسن جودة الجزء ويقصر وقت معالجة ما بعد التصنيع. ومع ذلك ، لا تختار سوى مادة ناعمة إذا كان الاستخدام المقصود والتطبيق النهائي للمنتج يسمح بذلك.
زيادة الحاجة إلى تغيير الأدوات وإعدادات العمل أثناء دورة التصنيع ستؤدي إلى عملية تستغرق وقتًا ومكلفة.يمكنك النظر في النصائح التالية لتقليل تغييرات الأدوات والإعدادات:
تحسين أجزاء CNC لتقليل التكلفة وتقليل وقت التنفيذ ينطوي على مواءمة التصاميم مع قدرات أدوات طحن CNC القياسية.من خلال اختيار تصاميم تتوافق مع أحجام وقدرات هذه الأدوات القياسية، يمكن تقليل الحاجة إلى أدوات مخصصة أو متخصصة إلى أدنى حد ممكن.
مثال عملي هو تصميم الشرائح الداخلية. من المستحسن تجنب المواصفات التي تتطلب نصف قطرها أصغر مما يمكن أن تستوعبه أدوات قطع CNC القياسية.إنشاء مثل هذه الميزات يتطلب التحول إلى أصغر، وربما أدوات مخصصة، مما قد يؤدي إلى زيادة الوقت والتكاليف التي قد لا تبرر الفوائد.البقاء ضمن حدود قدرات الأدوات القياسية هو اعتبار رئيسي لإنتاج قطعة CNC فعالة.
صناعة الطحن بالإنترنت لديها قيود متأصلة ، واحدة منها هي عدم القدرة على إنشاء زوايا داخلية حادة. ينشأ هذا القيد من الشكل المستدير لأدوات الطحن بالإنترنت. للتنقل في هذا ، يجب أن تكون هناك بعض القيود.المهندسون غالبا ما يستخدمون زوايا نصف قطرها في تصاميمهميجب أن يكون نصف قطر هذه الزوايا نصف قطر القطع على الأقل. على سبيل المثال ، مع القطع 1/4 ′′ ، يجب أن يكون الحد الأدنى من نصف قطر الشرائح لا يقل عن 1/8 ′′.
لمواجهة تحدي متطلبات الزوايا الحادة في الأجزاء ، يتم استخدام نهج تصميم محدد. وتشمل هذه:
الممارسة الصحيحة للتصميم هي أن عمق القطع النهائي لا يجب أن يتجاوز نسب معينة بناءً على المواد التي سيتم معالجتها. على سبيل المثال مع البلاستيك،يجب ألا تكون النسبة أكبر من 15 مرة قطر الطاحونة النهائيةيجب أن لا يزيد حجم الألمنيوم عن 10 أضعاف، ويكون الحد الأقصى للصلب 5 أضعاف. وذلك لأن الأدوات الطويلة أكثر عرضة للإلتفاف والاهتزاز، مما يؤدي إلى عيوب السطح.
علاوة على ذلك ، يعتمد نصف قطر الشريط الداخلي أيضًا على قطر أداة القطع. إذا كان فتحة عرضها 0.55 ′′ لجزء فولاذي سيتم معالجتها بالجهاز الآلي باستخدام طاحونة نهاية 0.5 ′′ ،ثم يجب أن لا يتجاوز العمق 2.75 ′′. علاوة على ذلك، يمكن أن تكون صناعة طاحونات نهاية عالية نسبة الطول إلى القطر من الصعب الحصول عليها.من المستحسن إما تقليل عمق الفتحة أو ميزة أو زيادة قطر أداة القطع.
| توصية | ممكنا | |
| عمق التجويف | 4 مرات عرض التجويف | 10 مرات قطر الأداة أو 25 سم |
يجب النظر في حجم أداة القطع المستخدمة في مصانع CNC خلال مرحلة التصميم. يزيل القطع الأكبر المزيد من المواد في مرور واحد ، مما يقلل من وقت التصنيع والتكاليف.
للاستفادة الكاملة من قدرات القطع الكبيرة، قم بتصميم الزوايا الداخلية والفيلات بأكبر نصف قطر ممكن، ويفضل أن يكون أكبر من 0.8 ملم.
نصيحة إضافية هي جعل الشرائح أكبر قليلا من نصف قطر الطاحونة النهائية، مثل نصف قطر 3.3mm بدلا من 3.175mm.هذا يخلق مسار قطع أكثر سلاسة ويؤدي إلى الانتهاء أكثر دقة على الجزء الخاص بك المعالجة.
| توصية | |
| نصف قطر الزاوية الداخلية | 1⁄3 مرة عمق التجويف (أو أكبر) |
من المهم أن نلاحظ أن الجدران الرقيقة في الأجزاء يمكن أن تخلق تحديات كبيرة في عملية التصنيع ، وخاصة من حيث الحفاظ على الصلابة ودقة الأبعاد.لتجنب هذه الصعوبات، يمكنك تصميم جدران مع الحد الأدنى لسمك 0.25mm للمكونات المعدنية و 0.50mm للأجزاء البلاستيكية لأنها يمكن أن تتحمل صعوبات عملية التصنيع.
| توصية | ممكنا | |
| سمك الجدار | 1.5 ملم (بلاستيك) ، 0.8 ملم (معادن) | 1.0 ملم (بلاستيك) ، 0.5 ملم (معادن) |
يمكن أن تكون الزوايا الداخلية والخارجية الحادة في تصميم الجزء تحديًا أثناء التصنيع. للتغلب على هذه المشكلة ، يوصى:
عدم الاستقرار هو مشكلة شائعة عندما يتعلق الأمر بالأجزاء الطويلة والرقيقة، ويمكن أن يثرثر الجزء المتداول بسهولة ضد الأداة، مما يخلق نهاية غير مثالية.استخدام نصائح التصميم CNC التالية.
أثناء عملية تحويل CNC ، كن مدركًا لكمية المواد التي يتم معالجتها. يمكن أن يؤدي التصنيع المفرط إلى إجهاد مفرط على الجزء ،بينما الجدران الرقيقة يمكن أن تؤدي إلى انخفاض صلابة وصعوبة في الحفاظ على التسامحات الضيقة.
كإرشاد، يجب أن يكون سمك الجدار من الأجزاء المدورة على الأقل 0.02 بوصة لضمان الاستقرار والدقة خلال عملية التصنيع.
| توصية | ممكنا | |
| سمك الجدار | 1.5 ملم (بلاستيك) ، 0.8 ملم (معادن) | 1.0 ملم (بلاستيك) ، 0.5 ملم (معادن) |
يجب أن يوازن عمق الحفر المثالي بين استقرار الأداة وقوة المادة التي يتم معالجتها.الحفر ضحلة جدا يمكن أن يؤدي إلى ضعف المفاصل وتقليل قوة الاحتفاظ بالمسامير في حين أن الحفر عميق جدا يمكن أن يسبب حفرة الكسر أو الانحناء، مما يؤدي إلى ضعف الدقة والشكل النهائي للسطح.
لتحديد عمق الحفر المثالي، يجب أن تأخذ في الاعتبار حجم الحفر، صلابة المادة وسماكة، والقوة المطلوبة للتطبيق المقصود،واستقرار الشكل العام للجهازيوصى بحفر الحفرة بعمق كافٍ لاستيعاب المسمار أو الارتباط ، تاركة بعض المواد لدعمها. إذا كانت هناك حاجة إلى غسيل مضاد ،ثم يجب حفر الحفرة أعمق للسماح للمغسلة.
| توصية | ممكنا | |
| عمق الحفرة | أربعة أضعاف القطر الاسمي | 40 مرة من القطر الاسمي |
من المهم فهم الفرق بين الثقوب والثقوب العمياء ، حيث تتطلب كل منهما تقنيات وأدوات حفر مختلفة.
فتحة من خلال هي فتحة تمتد بالكامل من خلال قطعة العمل من طرف إلى آخر. عادة ما يكون من الأسهل إنتاجها ، حيث يجب أن يدخل المثقاب ويخرج من الجزء في جوانب معاكسة.من خلال ثقوب قابلة للتطبيق في التثبيت، تركيب وتوجيه المكونات الكهربائية والميكانيكية.
أما الثقوب العمياء، فهي لا تمر عبر القطعة بالكامل وتتوقف عند عمق معين. فهي قابلة للتطبيق في إنشاء التجاويف،أو جيوب داخل قطعة العمل وعموما أكثر تحديا لإنتاج من خلال الثقوبتتطلب الثقوب العمياء حفر CNC خاصة وسرعات القطع لضمان أن حافة القطع لا تقتحم الجزء السفلي.
| من خلال الثقوب | الثقوب العمياء |
| نصيحة 1: حدد حجم الحفر الصحيح | النصيحة الأولى: يجب أن تكون أطول بنسبة 25% من العمق المطلوب |
| النصيحة الثانية: حافظ على صلابتك | النصيحة الثانية: استخدم حفرة وسطية |
| نصيحة 3: استخدم السوائل المناسبة للقطع | نصيحة 3: تأكد من عمق فتحة كافية فوق رأس الحفرة |
| نصيحة 4: مراقبة سرعة الحفر | نصيحة 4: خفض السرعة ومعدلات التغذية |
| النصيحة الخامسة: التدريب في مراحل | النصيحة الخامسة: تجنب التشنج |
يحدث ثقب جزئي عندما لا تخترق الحفرة المادة بالكامل ويمكن أن تكون ناتجة عن عوامل مختلفة مثل كسر الحفرة، واختيار الحفرة غير الصحيح،أو معايير غير صحيحة مثل السرعةيجب أن تختار الحفرة الصحيحة، والحفاظ على المعلمات الصحيحة، واستخدام المبرد لتبديد الحرارة.
أثناء الحفر ، ضع في اعتبارك أن تقاطع الثقوب مع التجاويف الموجودة في الأجزاء يمكن أن يضر بسلامتها الهيكلية.يمكنك تجنب هذا عن طريق وضع نقاط الحفر بعيدا عن التجاويف الموجودةومع ذلك، إذا كان الحفرة يجب أن تعبر التجويف، فإن ممارسة العمل هي التأكد من أن محورها المركزي لا يقطع معها للحفاظ على استقرار الجزء.
قم بتحسين تصميمك لأحجام الحفر القياسية لتوفير الوقت والمال، وجعل من الأسهل لمحلات الآلات إنتاج جزءك دون الحاجة إلى أدوات مخصصة مكلفة.
النظر في استخدام حجم الحفر القياسي مثل 0.12 بدلا من حجم أكثر دقة ولكن أقل شيوعًا مثل 0.123 أيضا، حاول الحد من عدد الأحجام المختلفة للحفر المستخدمة في تصميم CNC الخاص بك،حيث أن الأحجام المتعددة تزيد من الوقت والجهد المطلوب لتغيير الأدوات أثناء عملية التصنيع.
| توصية | ممكنا | |
| حجم الحفر | حفرة قياسية (0,12 ′′) | أي قطر أكبر من 1 ملم |
تسمح فتحة ذات الخيوط بتثبيت المسامير والمسامير وغيرها من الأجهزة الموثقة ذات الخيوط.تأكد من تحديد العمق الصحيح للخيط بحيث يكون التثبيت الخيوط التماسك بما فيه الكفاية للحفاظ على الجزء معاكلما كان الخيط أعمق كلما كانت قبضة العقدة أقوى
يمكن أن يؤثر نوع المادة على نوع الخيط. من ناحية، قد تتطلب المواد الناعمة خيطًا أرفع. من ناحية أخرى، قد تحتاج المواد الصلبة إلى خيط أعمق.
عند تحديد الثقوب المتداخلة في الرسم ، استخدم بيانات الخيوط واضحة ودقيقة لضمان مستوى الخيوط الصحيحة والمنحدر والعمق.تأكد من وجود مساحة كافية لتركيب وإزالة جهاز التثبيت المزدوج دون ربط الخيط أو خلعه.
| توصية | ممكنا | |
| طول الخيط | 3 مرات القطر الاسمي | 1.5 مرات القطر الاسمي |
نصيحة أخرى حاسمة لتحقيق نتائج دقيقة ودقيقة هي تجنب الصنابير العميقة. كلما طال الصنابير، زاد خطر اهتزازها وتجولها أثناء التشغيل.مما يؤدي إلى عيوب في المنتج النهائيالصنبور الذي يتجاوز 3 أضعاف قطره عميق ويمكن أن يشكل تحديا كبيرا.
ومع ذلك، في كثير من الحالات، حتى الصنبور الذي يذهب 1.5 ضعف قطره سوف توفر الكثير من التماس الخيط، وبالتالي القضاء على الحاجة إلى صنبور عميق.استخدام الصنابير العميقة يزيد من خطر كسر الأدوات، الخيوط المعيبة، وانخفاض الدقة، مما يجعلها جانبًا غير مرغوب فيه في تصميم معالجة CNC.
| توصية | ممكنا | |
| حجم النقر | 0.5 مرات القطر | 1.5 مرات القطر |
