Смернице за дизајн ЦНЦ рупа: водич за пречник, дубину и толеранцију

Карактеристике рупа чине 30% до 50% укупног времена циклуса у прецизној машинској обради и преко 60% отпада у радњи. Економична производња рупа захтева усклађивање геометрије рупе са стандардним ротационим алатима. Одржавајте односе дубине-према-пречника испод 5:1, избегавајте моделована равна дна на слепим рупама без функционалне потребе, израчунајте дубину пилота да бисте узели у обзир тачке бушења од 118 степени или 135 степени и уводе{12}урезивања, и доделите толеранције на основу прагова производног процеса (поновно бушење: 1.а11 мм; ±0,01 мм / ИТ7 до ИТ8: ±0,005 мм / ИТ6 до ИТ7);

Права цена израде рупа у прецизној ЦНЦ машинској обради

У прецизној подизвођачкој производњи, израда рупа представља највећу концентрацију хабања алата, квара при евакуацији струготине и димензионих варијација на поду за обраду. Док савремени ЦАД софтвер омогућава инжењеру да постави рупу пречника 3,15 мм са дубином од 80 мм и равним дном за неколико секунди, производња те геометрије захтева специфичне путање алата, специјализоване алате, смањење снаге и секундарне операције које умножавају јединичну цену. Укупни трошкови производње рупе су регулисани кумулативним збиром хабања алата, времена машинског циклуса, метролошких трошкова координата и ризика од отпада.

Следећи стандардизованиСмернице за дизајн ЦНЦ рупадиректно контролише цену дела. Кружна рупа није статички облачић за 2Д цртеж; то је физичка негативна запремина коју генерише ротирајући алат за сечење који ради под великим аксијалним потиском и силама радијалног отклона. У Дазао-у, наши подаци о производњи у ваздухопловним кућиштима, компонентама погонског система аутомобила и медицинским разводницима показују да неоптимизоване геометрије рупа узрокују већину кварова на-машинама и отпадних делова у нашемуслуге прецизне ЦНЦ обраде по мери.

Приликом одређивања пречника и дубине ЦНЦ рупа, избор дизајна диктирају четири механичка фактора у радњи:

· Доступност алата:Стандардна -готова- алатка у односу на прилагођене бушилице од тврдог метала које захтевају продужено време набавке.

· Кинематичка крутост:Дужина препуста алата у односу на пречник, регулишући скретање конзоле и хармонике вибрација.

· Динамика евакуације чипова:Способност течности за сечење на 20 до 70 бара (300 до 1000 пси) да испере струготине из жлебова пре него што паковање струготине разбије алат.

· Сложеност метрологије:Стандардни мерачи утикача наспрам ваздушних мерача у односу на ограничења приступа иглама за координатне мерне машине (ЦММ).

Критичне ДФМ мртве тачке: ЦАД моделирање замки, хидрауличка брава и ризици завршне обраде

У приручницима за генерички дизајн наводе се стандардне величине рупа, али производни отпад обично потиче од три специфична начина квара уочена током производних операција.

ЦАД геометрија коничне тачке у односу на употребљиве сукобе дубине навоја

Модерни параметарски ЦАД алати подразумевано користе цилиндричне резове који се завршавају равним дном осим ако дизајнер ручно не одреди конусни врх. У производњи се стандардне спиралне бургије од чврстог карбида и брзорезног челика (ХСС) брусе или са углом од 118 степени за меке челике опште намене или са тачком раздвајања од 135 степени за нерђајуће челике, легуре титанијума и суперлегуре са високим садржајем{4}}никла. Геометријски гледано, аксијална висина конуса бушотине од 118 степени додаје приближно 0,300 пута пречник бушотине на укупну дубину, док тачка раздвајања од 135 степени додаје приближно 0,207 пута пречник.

Када инжењер дизајнира равно{0}}дноЦНЦ дизајн слепих рупа, руковалац машине не може да заврши рупу једним циклусом бушења. Радња мора да изврши примарну операцију бушења праћену секундарном операцијом урањања коришћењем завршног глодала или бушилице са равним{1}}одом. Овај секундарни пролаз уводи отклон алата, ствара трагове брбљања и компликује унутрашње геометрије. Инжењери могу да прегледају какоунутрашњи углови радијуса и утицаја на трошкове доњег углаповећати укупно време обраде током пролаза чишћења шупљина.

Да би се успоставио безбедан размак за слепе навојне рупе, укупна дубина пилот рупе мора бити једнака потребној функционалној дубини навоја, плус додатни безбедносни додатак од 3 до 5 корака навоја, плус аксијална дубина конуса тачке бушења. Проблем се интензивира са слепим рупама са навојем јер стандардне спиралне- славине имају оловну ивицу од 2 до 3 несавршена навоја. Ако цртеж наводи 15 мм пуне дубине навоја унутар 18 мм дубоко избушене пилот рупе, славина удара у доњу конусну површину пре него што достигне дубину, што доводи до катастрофалног лома славине унутар радног комада.

Хидраулична брава и изобличење напрезања обруча танког зида{0}}

У прецизним компонентама са танким околним структурама, велике{0}}операције урезивања и развртања унутар слепих рупа стварају затворену зону компресије течности. Како алат улази у слепу рупу са течношћу за сечење која се испоручује брзином од 30 литара у минути, течност и заробљени ваздух не могу да побегну кроз ограничене зазоре жлебова, стварајући озбиљан унутрашњи притисак.

Према механици посуде под притиском са танким{0}}стинама, резултујући унутрашњи обручни напон је једнак динамичком притиску течности помноженом полупречником рупе, подељеном са дебљином околног зида. Када овај унутрашњи напон премаши границу течења материјала (као што је 276 МПа за Ал6061-Т6 или 310 МПа за месинг Ц36000), околни зид пролази кроз трајну спољашњу пластичну деформацију. ЦММ инспекције након -машинске обраде откривају испупчење спољашњег зида од 0,02 мм до 0,05 мм и грешке цилиндричног избијања на спољашњем профилу. Инжењери би требало да упореде нашеминимална ЦНЦ правила за инжењеринг дебљине зидакако би се спречило структурно изобличење под високим притисцима резања.

Да бисте заштитили танке{0}}слепе рупе са танким зидовима током производње:

· Одржавајте минималну дебљину околног зида од најмање половине пречника рупе ради структуралног интегритета током сечења под високим -притиском течности-.

· Када је дебљина зида испод 1,0 мм неизбежна, користите глодање навоја уместо урезивања, смањите притисак расхладне течности или додајте спољашњи микро-канал за растерећење притиска у ЦАД модел.

Заробљавање хемикалија и накнадно-испуштање анодизирајуће киселине{1}}

Слепе рупе са великим односом дубине-према-пречника који премашује 5:1 захвата хемијске растворе током третмана завршне обраде површине, укључујући елоксирање сумпорном киселином (МИЛ-А-8625), електроникловање (АМС-2404) и премазе за хемијску конверзију (5МИЛ4-Д).

Због површинског напона течности и слепих микро-џепова, стандардна средства за испирање дејонизованом водом након -осипања не успевају да испиру заробљену киселину из базе рупе. Током термичког очвршћавања, печења или складиштења:

· Заробљена киселина се загрева, шири и излази из отвора (киселина испушта-напоље).

· Киселина која плаче уништава околни елоксирани слој, остављајући бели, кредасти алуминијум оксид или деградиране маргине оплата.

· Раствори за облагање не могу да циркулишу унутар слепих микро-рупа пречника испод 2,0 мм, стварајући необложене сирове металне зоне које кородирају током испитивања сланом спрејом (АСТМ Б117).

Смернице за ублажавање дизајна:За делове који захтевају елоксирање или облагање, обезбедите рупе{0}} где год је то могуће. Ако су слепе геометрије обавезне, додајте функционални дренажни отвор пречника најмање 1,5 мм на бази или одредите јасне протоколе маскирања на критичним странама цртежа.

Границе дубине-до-пречника (Л/Д) и механика скретања алата за дубоке рупе

Контролисање трошкова производње рупа захтева разумевање какоОднос дубине ЦНЦ рупа и пречникамења динамику сечења од основног смицања до дубоких{0}}вађења рупа.

Стандардне величине рупа за ЦНЦ обраду наспрам алата прилагођених пречника

Стандардизовање величина рупа омогућава машинским радњама да користе -- бургије од чврстог карбида са стандардним радијусима углова, премазима (АлТиН, ТиСиН, ДЛЦ) и стандардним стезним стезаљкама (ЕР, хидраулични, скупљајући-). Поравнавање геометрије рупе састандардне величине рупа за ЦНЦ обрадуелиминише трошкове прилагођених земљаних алата. Одређивање нестандардних пречника-(као што је 6,15 мм уместо 6,00 мм или 6,35 мм) приморава радњу да закорачи-пречник, кружно интерполира мањим резачима или купи специјалне алате. Прегледајте наш водич запокретачи трошкова машинске обраде структуралног алуминијумаилуструје како не-облачићи за нестандардне алате представљају сложену цену по комаду.

Еулер-Берноулли конзолни отклон и динамика лутања бушилице

Како се дубина бушења повећава, алат се понаша као конзолна греда подвргнута комбинованој аксијалној компресијској сили потиска и торзионом моменту. Према Ојлеровој-Берноулијевој теорији греде, бочни отклон на врху бургије је директно пропорционалан неуравнотеженој радијалној сили сечења помноженој са коцком дужине препуста алата, и обрнуто пропорционалан модулу еластичности материјала и другом моменту површине.

Пошто се други момент површине скалира са четвртом потенцијом пречника алата, док се отклон мери са коцком дужине, удвостручење дубине рупе повећава отклон врха бушилице осам пута. Насупрот томе, смањење пречника бургије за половину повећава отклон шеснаест пута. Овај геометријски однос управља избором алата за све операције{2}} прављења рупа.

Матрица нивоа производње: стандардно бушење до дубоког бушења

Табела испод дефинише класификације производње и захтеве за подешавање машине приликом извођењаЦНЦ дизајн за бушење дубоких рупау различитим размерама.

Правила производње дубоких рупа (Л/Д > 5):

· Укључите пилот водиче:Када дубина пређе 5 пута пречник, улаз у дизајн је окренут окомито на осу вретена унутар 0,5 степени.

· Рачун за померање излазне тачке:Опустите праве толеранције положаја на излазној страни дубоких{0}}рупа. Ако рупа захтева улазни прави положај од Ø0,05 мм, излазни прави положај треба да дозволи најмање Ø0,25 мм у односу ширине и висине 8:1.

· Избегавајте степенасте дубоке отворе:Степенасте унутрашње шупљине где мањи пречник лежи дубоко унутар већег отвора узрокују поновно сечење струготине и неусклађеност степеница.

Водич за избор процеса: бушење наспрам развртања наспрам бушења наспрам спиралног глодања

Одабир исправног производног процеса захтева балансирање толеранције димензија, способност геометријског положаја, храпавост површине и обим производње приликом проценебушење против развртања против ЦНЦ бушења.

Пре додељивања толеранције прецизности, дизајнери треба да проценестандардни стандарди толеранције обраде алуминијумада уравнотежите очекивања од цртања са стварним-могућношћу машина.

Димензионална способност, ИСО одговара (ИТ6–ИТ13) и храпавост површине (Ра)

Стандардна механика окретног бушења

Стандардно бушење користи ротационе алате-са дуплим уснама и континуираним аксијалним помаком. Ивица длета у средини се не сече; истискује метал, стварајући 50% до 70% укупне силе потиска.

ОчекиваноТолеранција ЦНЦ избушених рупарезултати:

· Улаз у рупу:Проширује +0.03 мм до +0.08 мм преко номиналног пречника алата због иницијалног отпуштања контакта.

· Рупа у средини-тело:Одговара пречнику алата унутар +0.02 мм до +0.05 мм.

· Дно рупе:Сужава се према унутра или развија геометрију режња ако дође до паковања струготине.

Механика прецизног развртања

Развртање је операција димензионисања и завршне обраде којом се уклања танак радијални темељни слој који је остављен од претходно-избушене пилот рупе. Оптимални радијални додатак материјала за развртање се израчунава као 0,05 мм плус 0,01 пута квадратни корен пречника готове рупе. Развртачи прате постојећи средишњи вектор претходно-избушене рупе, исправљајући пречник, заобљеност и завршну обраду површине, али не могу да исправе угаоно отклон осе или грешке праве позиције.

Једно{0}}Прецизно бушење у једној тачки

Боринг користи подесиви уметак за сечење у једној-тачки монтиран на круту шипку за бушење. Алат се ротира док се аксијално пребацује дуж програмиране средишње линије вретена. Пошто крута шипка за бушење не води по постојећем зиду, она ексцентрично сече материјал како би исправила лутање бушења, успостављајући тачан прави положај унутар Ø0,01 мм и супериорну концентричност.

Завојно интерполационо глодање

Завојно глодање помера стандардну равну{0}}крајњу глодалицу у истовременој путањи алата од 3-осе, комбинујући кружно кретање са континуираним аксијалним увлачењем наниже. Корак спуштања по обртају не би требало да прелази 15% пречника резача, док се ефективни пречник рупе креће од пречника резача до двоструког пречника резача минус један милиметар. Ова метода елиминише посебан инвентар бушилица за нестандардне пречнике изнад 12 мм, иако радијални притисак сечења изазива отклон алата који ствара благи конус (0,01 мм до 0,03 мм) у дубљим резовима.

Протокол за одлучивање о четири{0}оси инжењеринга за обраду рупа

1. Стандардне рупе:Када је толеранција на или изнад ±0,1 мм, завршна обрада површине је Ра 3,2 µм или грубља, а користе се стандардни пречници, изаберите директно стандардно спирално бушење за најниже трошкове производње.

2. Поравнање типлова одговара:Када је толеранција пречника мала (±0,02 мм или ИСО Х7) и завршна обрада мора бити Ра 1,6 µм или глаткија, али апсолутна корекција положаја није критична, изаберите претходно{3}}бушење након чега следи прецизно развртање.

3. Критички дневници:Када је толеранција унутар ±0,008 мм, завршна обрада површине мора да достигне Ра 0,8 µм, а прави положај мора да се држи унутар Ø0,02 мм, изаберите претходно{3}}бушење, полу{4}}завршно глодање и једно-фино бушење у једној тачки.

4. Велике не{1}}стандардне шупљине:Када пречник отвора прелази 16 мм, потребна су равна дна, или количине прототипа серије не оправдавају наменску алатку, изаберите спирално интерполационо глодање.

Смернице за дизајн ЦНЦ рупа са навојем: дубина захвата, алати и уметци

Неправилан дизајн унутрашњег навоја узрокује ломљење алата, скидање навоја и квар причвршћивача током коначног склапања обртног момента.

Границе ангажовања нити: праг снаге 1,5×Д извлачења{1}}

Одређивање прекомерног захватања навоја (као што је увлачење М6 затварача 20 мм дубоко у алуминијумско кућиште) повећава производни ризик без механичке користи. Анализа расподеле оптерећења причвршћивача показује да захватање навоја прати не-линеарну криву смицања:

· Зуб навоја 1 (први ангажовани зуб):Носи приближно 38% укупног аксијалног затезног оптерећења.

· Зуб навоја 2:Носи 25% оптерећења.

· Зуб навоја 3:Носи 18% оптерећења.

· Тхреадс Беионд Тоотх 6:Носите мање од 5% комбинованог оптерећења.

Ограничења оптималног ангажовања нити:

· Конструкциони челик, ливено гвожђе, легуре високе{0}}затезности:Захватање навоја је између 1,0 и 1,2 пута номиналног пречника.

· Алуминијумске легуре, магнезијум, месинг:Захватање навоја је између 1,5 и 2,0 пута номиналног пречника.

· Инжењерска пластика (ПЕЕК, Делрин, ПОМ):Захватање навоја је између 2,0 и 2,5 пута номиналног пречника.

Урезивање урезивања у односу на ваљање-Обликовање наспрам механике глодања навоја

За нарезивање нарезивања, пречник пилот бушилице једнак је номиналном пречнику навоја минус корак навоја. За нарезивање у облику ваљка, потребни пречник пилот бургије једнак је називном пречнику минус 0,4375 пута корак навоја.

· Резање тапкања:Алати са жлебовима који скидају материјал да би произвели струготине. Потребан за ливено гвожђе, каљени челик изнад 35 ХРЦ и ломљиве легуре обојених{2}}.

· Додиривање{0}} обрасца:Не-алати за сечење који хладно-формирају метална влакна у профиле навоја без стварања струготина. Даје 20% већу отпорност на смицање навоја и елиминише паковање струготине у слепим рупама. Праћењепрецизна ЦНЦ обрада алуминијума најбоље праксечини ваљање{0}}нарезивање пожељним приступом за дуктилне легуре као што је Ал6061-Т6.

· глодање навоја:ЦНЦ интерполација са -млином за навоје са више зуба. Ствара мале струготине, омогућава потпуну контролу дубине навоја унутар 1 корака од дна рупе и омогућава оператеру да уклони истрошени резач без растављања радног комада.

Референтна матрица за инжењерство метричких навоја

Следећа референтна табела приказује параметре који подржавају наше ЦНЦ смернице за дизајн рупа са навојем за стандардни производни хардвер.

Уметак жичаног навоја (Хелицоил / СТИ) пре-Толеранције отвора за славину

Када се меки метали суочавају са поновљеним растављањем, наведите уметке жичаног навоја. Увек димензионирајте пре-рупу према наменској спецификацији пречника бургије СТИ (Сцрев Тхреад Инсерт), а не стандардној метричкој величини бургије. Укључите улазни упуштач од 120 степени са пречником једнаким пречнику СТИ плус 0,5 мм да бисте спречили набијање навоја изнад горње површине за спајање током уметања уметка.

Размак између рупа, минимално растојање ивице и попречни{0}}укрштања рупа

Рупе не постоје изоловано. Њихова просторна близина ивицама спољних компоненти и суседним унутрашњим шупљинама диктира стање унутрашњег напрезања и геометријску стабилност.

Правило минималне ивице 1,5×Д за спречавање испупчења зида

Када се буши у близини неограничене границе, радијалне силе резања стварају напон смицања који гура материјал напоље. Придржавајући се валидиранихЦНЦ размак рупа и растојање ивицалимитс избегава деформацију ивица током{0}}брзине производње. Растојање од центра рупе до ивице дела мора да мери најмање 1,5 пута пречник рупе за чврсти материјал, повећавајући се на 2,0 до 2,5 пута пречник за танке-лимове и цеви.

Кршење овог правила доводи до три различита дефекта{0}}пода продавнице:

· Избочење ивице:Спољни профил се извија према споља за 0,05 мм до 0,20 мм насупрот улазу у рупу.

· Избијање током тапкања:Напони који формирају навој цепају танку мрежу, уништавајући структурно држање. Погледајте нашесмернице за дизајн алуминијумских компонентиза безбедне односе растојања ивица у кућиштима од лаких{0}}легура.

· Анодизирајуће опекотине:Висока густина електричне струје током анодизације концентрише се на ултра-спољне ивице, сагоревајући материјал.

Интерни веб размак и структурни интегритет са више-шупљина

Мост од чврстог материјала (мрежа) који раздваја две паралелне рупе мора да издржи и силе стезања и потисак резања без вибрација. Минимална дебљина мреже између суседних рупа треба да буде најмање 1,0 мм или половину пречника мање рупе, у зависности од тога шта је веће. За тела хидрауличних вентила високог{3}}притиска која раде изнад 200 бара, израчунајте дебљину мреже на основу напона течења материјала да бисте избегли унутрашње ломљење између суседних канала течности.

Угаона површина на улазној тачки{0}}Унапред и попречно-Стратегија уклањања ивица рупа

· Бушење у угаоним површинама:Ако бургија удари у површину под углом већим од 5 степени у односу на управу, ивица длета радијално клизи. Ово клизи алат са центра и шкљоцне чврсте карбидне бургије.Решење:Моделирајте глодану равну подлогу (тачкасту површину) окомито на осу рупе на улазној тачки алата.

· Укрштање укрштених{0}}рупа:Када бургија пробије у постојећи унутрашњи попречни{0}}проврт, отпор сечењу пада на нулу на једној ивици, док друга ивица остаје укључена. Ово асиметрично оптерећење повлачи бургију са осе, ломећи ивице карбида.Дазао Схоп протокол:Програмирајте смањење брзине помака ЦНЦ-а на 30% номиналног помака током пресека шупљина, улазећи у пробој смањеном брзином и одржавајући смањени помак док се супротни зид потпуно не захвати. Ручно уклањање ивица или термичко скидање ивица (ТЕМ) мора бити наведено на цртежима за унутрашње раскрснице где лабави ивичњаци узрокују квар низводног хидрауличког вентила.

Дазао Схоп-Флоор ДФМ контролна листа и цена{1}}Крива множитеља толеранције

Користите ову контролну листу од 10 тачака пре објављивања 2Д производних отисака и 3Д ЦАД датотека да бисте смањили трошкове обраде и време циклуса.

Контролна листа ДФМ рупа са 10 тачака

 ЦАД конусна тачка:Да ли су све слепе рупе моделоване са стандардном тачком за бушење од 118 степени или 135 степени уместо равним дном?

 Стандардни пречници:Да ли су пречници рупа усклађени са стандардним метричким корацима алата?

 Однос Л/Д дубине:Да ли је однос{0}}према{1}}пречника испод 5:1 где год је то могуће?

 Чишћење нити:Да ли се слепа пилот рупа протеже најмање три корака плус висина тачке бушења преко потребне пуне дубине навоја?

 Ограничење дубине нити:Да ли се употребљиви спој навоја одржава испод 1,5 пута пречника у челику или 2,0 пута пречника у алуминијуму?

 Размак од ивице:Да ли је растојање од центра{0}}до-ивице веће или једнако 1,5 пута пречника рупе?

 Дебљина мреже:Да ли је размак чврстог материјала између суседних рупа најмање 1,0 мм или половина мањег пречника рупе?

 Угаона лица улазних тачака:Да ли рупе на не-управним површинама имају претходно-изглодану равну улазну површину?

 Након{0}}одводњавање:Да ли слепе рупе које се подвргавају елоксирању или облагању имају одводни пут да би се елиминисало заробљавање хемикалија?

 Реална толеранција:Да ли су лабаве толеранције (±0,1 мм) додељене отворима за зазор, резервишући толеранције прецизности (унутар ±0,01 мм) стриктно за локације типлова и лежајеве?

Крива множитеља{0}}толеранције трошкова

Опуштање не-критичне толеранције рупе са ±0,01 мм на ±0,10 мм уклања потребу за секундарним циклусима развртања или бушења, скраћујући време циклуса обраде на деловима са великим-рупама{4}}за и до 40%.

Могућности производње прецизних рупа у Ксиамен Дазаоу

Оптимални дизајн рупа балансира функцију дела са стандардном{0}}динамиком сечења у радњи. Одређивање стандардних пречника алата, одржавање односа дубине-према-пречника испод 5:1, избегавање не-нефункционалних равних-слепих рупа на дну и урачунавање зазора пилота за урезнике навоја одмах смањује ломљење алата, време циклуса и стопу отпада.

АтКсиамен Дазао машинерије, наша фабрика ради са преко 60 високо{1}}прецизних 3-осних, 4-осних и 5-осних ЦНЦ обрадних центара сертификованих заИСО 9001:2015 и ИАТФ 16949:2016. Наш инжењерски тим прегледа сваки купчев ЦАД модел путем аутоматизованог ДФМ протокола да би открио сукобе у дизајну рупа пре сечења метала.