Tổng quan thiết kế gia công CNC - Tổng hợp, trao đổi và thảo luận các vấn đề xã hội

Thiết kế một bộ phận chất lượng cao có thể hoạt động như mong đợi chỉ là một nửa thách thức. Bạn cũng phải có khả năng gia công bộ phận theo cách hiệu quả và tiết kiệm chi phí. Thiết kế để sản xuất (DFM) là khuôn khổ quy trình giúp tích hợp cách thức chế tạo bộ phận với thiết kế bộ phận. DFM rất quan trọng đối với sản xuất và ảnh hưởng đến mọi thứ, từ mốc thời gian và chi phí sản xuất đến hiệu quả hoạt động và chất lượng của chính bộ phận đó. Những cân nhắc thiết kế phổ biến nhất đối với gia công CNC bao gồm:

– Túi sâu:

Các đặc điểm như túi và khe sâu hoặc hẹp đòi hỏi các công cụ dài hơn để gia công đúng cách. Tuy nhiên, các công cụ cắt dài hơn dễ bị gãy hơn và thường kém chính xác hơn do rung động gia công hoặc tiếng kêu. Các đặc điểm sâu cũng thường đòi hỏi nhiều lần cắt để gia công đúng cách, điều này làm tăng cả thời gian gia công và chi phí sản xuất — đặc biệt là vì các công cụ nhỏ hơn có thể sẽ cần thiết để hoàn thành các lần hoàn thiện. Nếu phải gia công các khe hoặc túi sâu, hãy cố gắng giảm độ sâu của đặc điểm càng nhiều càng tốt hoặc tăng diện tích mặt cắt ngang của túi. Độ sâu của túi hoặc khe không được quá 3 lần đường kính của công cụ nhỏ nhất cần thiết.

Vùng hẹp:

Các đặc điểm hẹp giới hạn kích thước của các công cụ cắt khả thi. Điều này có thể gây ra thách thức cho các nhà sản xuất vì các công cụ dài, đường kính nhỏ dễ bị rung và gãy. Cũng giống như các đặc điểm sâu, các vùng hẹp không được nhỏ hơn 3 lần đường kính của công cụ cắt nhỏ nhất. Giảm thiểu độ sâu của các đặc điểm này cho phép bạn sử dụng các công cụ cắt ngắn hơn, đường kính lớn hơn, giúp giảm rung máy.

Góc sắc bên trong:

Máy phay CNC có dạng hình tròn, khiến việc gia công các góc bên trong sắc nhọn trở nên khó khăn vì các mũi phay sẽ để lại bán kính góc. Mặc dù có các phương pháp gia công góc bên trong sắc nhọn, nhưng các quy trình này có xu hướng tốn kém. Nhìn chung, nên tránh các góc bên trong sắc nhọn đối với các bộ phận gia công. Bán kính góc bên trong cũng phải lớn hơn bán kính của dụng cụ cắt dự định. Bằng cách thiết kế bán kính bên trong lớn hơn dụng cụ cắt, máy có thể tạo ra sự chuyển tiếp mượt mà giữa các thành. Ngược lại, bán kính bên trong có cùng kích thước với dụng cụ cắt sẽ buộc máy phải thay đổi hướng đột ngột, dẫn đến bề mặt hoàn thiện kém mịn hơn.

Tính năng không thể truy cập:

Các tính năng như lỗ khoan ngược — những lỗ mở bên trong một túi khác hoặc các túi có luồng gió thổi âm — có thể gây ra thách thức đáng kể cho các nhóm sản xuất. Các tính năng thiết kế này mất nhiều thời gian hơn để gia công vì rất khó để cho phép dụng cụ cắt tiếp cận. Điều quan trọng là phải đảm bảo rằng dụng cụ cắt có thể tiếp cận tự do tất cả các tính năng của một bộ phận mà không bị bất kỳ tính năng nào khác chặn lại.

Phi lê bên ngoài:

Các góc bo tròn bên ngoài hoặc các góc bo tròn dọc theo mép trên của túi, gờ, khe và các đặc điểm khác, yêu cầu các công cụ cắt tùy chỉnh được hỗ trợ bởi thiết lập gia công chính xác — một cặp có thể nhanh chóng trở nên tốn kém. Việc vát mép hoặc vát cạnh bên ngoài có thể giúp tránh những chi phí này.

Độ dày của tường:

Thành mỏng có thể gây ra vấn đề cho cả các bộ phận kim loại và nhựa và nên tránh bất cứ khi nào có thể. Ví dụ, thành kim loại mỏng dễ bị rung lắc hơn, ảnh hưởng tiêu cực đến độ chính xác của bộ phận và độ hoàn thiện bề mặt của nó. Các bộ phận nhựa có thành mỏng cũng dễ bị cong vênh hoặc mềm hơn. Độ dày thành tối thiểu đối với các bộ phận kim loại phải là 0,03” (0,762mm) và 0,06” (1,524mm) đối với các bộ phận nhựa.

Lỗ đáy phẳng:

Các lỗ có đáy phẳng không chỉ khó gia công mà còn có xu hướng gây khó khăn cho bất kỳ hoạt động nào sau đó. Nhìn chung, các nhóm sản phẩm nên tránh các lỗ mù có đáy phẳng mà nên sử dụng các mũi khoan xoắn tiêu chuẩn, tạo ra các lỗ có đáy hình nón.

Các bộ phận có ren:

Khi gia công ren trong hoặc ren ngoài, có một số cân nhắc về thiết kế khác nhau.

Đối với các ren bên trong:

Thêm một lỗ chìm ở cuối các ren bên trong.
Giảm số lượng ren bất cứ khi nào có thể. Hầu hết ứng suất của một bộ phận thực sự rơi vào ba ren đầu tiên, do đó, tăng số lượng
của các luồng tạo ra lợi nhuận giảm dần.
Sử dụng các hình thức và kích thước chuẩn.
Chọn sợi thô để giữ chi phí thấp.

Đối với ren bên ngoài:

Bao gồm vát mép trong tất cả các thiết kế vít.
Tránh kết thúc gần vai của các khu vực có đường kính lớn.
Các ren ngoài tiện phải có rãnh thoát nước.
Sử dụng ren ngoài ngắn hơn trừ khi bộ phận đó yêu cầu ren có độ bền cao.

Lối vào và lối ra của máy khoan:

Nếu bề mặt của phôi không vuông góc với trục của mũi khoan, đầu mũi khoan sẽ di chuyển khi tiếp xúc với vật liệu. Để giảm thiểu các gờ thoát không đều và hợp lý hóa quy trình loại bỏ gờ, hãy đảm bảo rằng các đặc điểm của lỗ có mặt bắt đầu và kết thúc vuông góc với trục mũi khoan.

Xem thêm: