Lavorazione CNC a tasca profonda: regole di progettazione per una maggiore precisione e costi inferiori

Le tasche profonde sono comuni nelle custodie in alluminio lavorate a CNC, nei componenti di automazione, nei blocchi di montaggio e negli involucri delle attrezzature industriali.

Tuttavia, una tasca che sembra semplice in CAD può essere difficile da lavorare quando è troppo profonda, troppo stretta o ha angoli interni molto piccoli.aumento delle vibrazioni, rallenta la produzione e rende più difficile mantenere la precisione dimensionale.

Comprensionelavorazione CNC a tasca profondaaiuta gli ingegneri a progettare parti più facili da produrre senza sacrificare i loro requisiti funzionali.

La fresatura a tasca rimuove il materiale dalla superficie di un pezzo da lavorare per creare un'area insinuata con un pavimento e le pareti circostanti.

Una sacca profonda ha una profondità relativamente grande rispetto alla sua larghezza utilizzabile o allo strumento di taglio necessario per raggiungerla.

Tra le applicazioni comuni figurano:

1:Costruzioni per apparecchiature in alluminio

2:Componenti di montaggio automatici

3Dischi termosiferi

4:Fabbricazione di apparecchiature di precisione

5:Contenitori elettronici

6:Componenti strutturali leggeri

Ad esempio, un alloggiamento in alluminio può avere bisogno di una profonda cavità interna per ospitare componenti elettronici mantenendo le superfici di montaggio intorno all'esterno.

La sfida consiste nel rimuovere il materiale dalla cavità senza causare eccessive vibrazioni dell'utensile, affinezza delle pareti o finitura superficiale scadente.

Non esiste una singola profondità massima di tasca per ogni macchina o materiale CNC. Il limite pratico dipende dalla geometria della tasca, dal diametro del taglio, dal sovrappeso dell'utensile, dal materiale, dal raggio interno dell'angolo,e tolleranza richiesta.

Un utile punto di partenza è confrontare la profondità della sacca con la larghezza più stretta della cavità utilizzabile.

Ad esempio, una sacca di 30 mm di profondità e 10 mm di larghezza ha un rapporto di profondità di 3:1.

Si tratta di linee guida generali di progettazione per la fabbricazione, non di limiti di lavorazione garantiti.E l' acciaio inossidabile potrebbe aver bisogno di una strategia diversa dall' alluminio.

Un lungo utensile da taglio può piegarsi leggermente sotto le forze di taglio.

Ciò può causare pareti coniche, differenze di dimensioni tra la parte superiore e inferiore della tasca, segni di chiacchiere o rotture degli utensili.

Ad esempio, una cavità profonda con angoli interni stretti può costringere il fabbricante a utilizzare un taglio di piccolo diametro.specialmente quando deve estendersi lontano dal portatore di attrezzi.

Tasche profonde possono intrappolare frammenti di metallo vicino all'area di taglio.

Se i trucioli non vengono rimossi in modo efficace, il tagliaio può ricotterli, aumentando il calore, l'usura degli strumenti e il rischio di danni alla superficie.

Le sacche aperte sono generalmente più facili da pulire rispetto alle cavità profonde e chiuse.

Più l'utensile deve raggiungere la profondità, più difficile può diventare mantenere un processo di taglio stabile.

Le pareti a tasca profonda possono richiedere ulteriori passaggi di finitura per ottenere le dimensioni e la qualità della superficie richieste.

Per questo motivo, l'estrazione e la finitura sono spesso pianificate come operazioni separate.

Il rapporto di profondità di tasca e il rapporto di portata dello strumento descrivono due cose diverse.

Il rilievo effettivo è la lunghezza che si estende dal portautensili all'area di taglio, non necessariamente l'intera lunghezza del catalogo dello strumento.

Consideriamo una tasca profonda 30 mm.

1:Un taglierino da 4 mm con una portata effettiva di 30 mm ha un rapporto di 7.5:1.

2:Un tagliaio da 10 mm con una portata effettiva di 30 mm ha un rapporto di 3:1.

Il taglio più grande è generalmente più rigido, supponendo una progettazione dello strumento paragonabile e condizioni di taglio adeguate.

Questo spiega perché due sacche della stessa profondità possono avere difficoltà di lavorazione molto diverse.

Un piccolo raggio di angolo interno può richiedere un tagliatore stretto, mentre un raggio più grande può consentire uno strumento più grande e più rigido.

Le macchine per la fresatura CNC sono rotonde, quindi non possono produrre un angolo interno perfettamente affilato utilizzando un'operazione di fresatura convenzionale.

Se un progetto specifica un raggio interno inutilmente piccolo, il fabbricante potrebbe aver bisogno di un taglio più piccolo e di più tempo di lavorazione.

Ad esempio, un mulino di fine di 10 mm di diametro ha un raggio di taglio di 5 mm. Un raggio di angolo interno deve ospitare quel taglio e un raggio leggermente maggiore può migliorare la distanza di taglio.

L'aumento del raggio interno da 2 mm a 5 mm può consentire a un taglio più grande di raggiungere la caratteristica,a condizione che le dimensioni e la funzione delle tasche consentano la modifica.

Ciò può ridurre la deflessione dell'utensile e rendere più efficiente la fresatura a tasca profonda.

Diverse modifiche al design possono rendere più facile la produzione di una tasca profonda.

1:Aumentare il raggio interno dell'angolo:Questo può consentire un taglio più grande e più rigido.

2Riduzione della profondità delle tasche:Rimuovere solo il materiale necessario per la depurazione o la funzione.

3:Aumentare la larghezza della tasca più stretta:Questo può migliorare l'accesso agli strumenti e la rimozione dei chip.

4:Utilizzare tolleranze pratiche:Applicare tolleranze strette solo a pareti, pavimenti e superfici di montaggio critiche.

5Scegliere una strategia di lavorazione appropriata:La lavorazione grezza rimuove la maggior parte del materiale, mentre i passaggi di finitura più leggeri stabiliscono le dimensioni finali.

6Minimizzare la sovrapposizione degli attrezzi:Utilizzare lo strumento più corto possibile, invece di un taglierino inutilmente lungo.

Come punto di partenza generale, alcune operazioni di fresatura a tasca convenzionali utilizzano valori di passaggio intorno al 30-50% del diametro del taglio e passaggi assiali verso il basso intorno a 0,5-1 volte il diametro del taglio.Queste non sono impostazioni universaliLe raccomandazioni del costruttore dello strumento, il materiale, la geometria del taglio, la rigidità della macchina e la profondità della sacca devono guidare il programma CAM effettivo.

Considerate l'esempio di un ingegnere americano di nome David che ha bisogno di una customizzata cassa in alluminio 6061-T6 con una tasca interna profonda 30 mm.

La cavità è abbastanza ampia per un tagliatore più grande, ma il progetto originale include raggi di angolo interni molto piccoli.Questi angoli costringono il costruttore a utilizzare un tagliaio da 4 mm con una portata effettiva di circa 30 mm.

Il rapporto di portata dell'utensile è:

30 ÷ 4 =7.5:1

Questa impostazione snella aumenta il rischio di vibrazioni e di affine delle pareti.

Dopo aver esaminato il modello CAD, l'ingegnere accetta di aumentare il raggio d'angolo a 5 mm se il progetto lo consente.ridurre il rapporto di portata degli strumenti illustrativi a:

30 ÷ 10 =3:1

La modifica non garantisce una particolare riduzione del tempo di ciclo o dei costi, ma offre al fabbricante un'opzione di utensili più rigida e può semplificare l'elaborazione.

Per un esempio di prodotto correlato, vedere il nostroConfezione in lega di alluminio lavorata a CNC su misura per apparecchiature di controllo industriale. L'alloggiamento è fabbricato con fresatura CNC, tornitura e fresatura a rotazione, con tasche e elementi di montaggio prodotti secondo i disegni del cliente.

Quando si richiede un preventivo, indicare:

1Disegno ingegneristico in 2D

2File CAD 3D

3:Materiale e grado

4:Profondità della tasca e larghezza minima

5:Radi di angolo interno

6Tolleranze critiche per pareti e pavimenti

7:Requisiti di finitura superficiale

8Quantità:

9:Requisiti di ispezione

Identificare chiaramente le cavità profonde e i piccoli raggi interni in modo che il fabbricante possa rivedere l'accesso agli utensili prima della produzione.

Il nostroServizi di lavorazione CNC su misura sostenere progetti di lavorazione a base di disegni che coinvolgono alluminio e altri componenti metallici.

La lavorazione CNC a tasca profonda non è limitata dalla sola profondità.e requisiti dimensionali influenzano tutti la fabbricabilità.

Una tasca più profonda di tre volte la sua larghezza più stretta vale la pena esaminarla attentamente, ma questo rapporto è solo un punto di partenza.La decisione finale dovrebbe basarsi sull'accesso effettivo agli strumenti e sulla qualità della parte richiesta.

Il design più economico è quello che dà al tagliaio spazio sufficiente per raggiungere la caratteristica mantenendo la precisione richiesta e la finitura superficiale.

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