Sì, non discuteremo del buon senso nel design CNC, come raccordi, pareti sottili o cavità profonde. Probabilmente siete già ben informati su questi principi. Come ingegneri di parti meccaniche esperti, abbiamo incontrato molte volte pratiche di progettazione che possono essere migliorate per ottenere una produzione efficiente, una qualità superiore e una maggiore precisione. Tenendo a mente le seguenti sei considerazioni facilmente trascurate nella progettazione di parti CNC, potete aprire un mondo di possibilità e massimizzare il potenziale dei vostri progetti.
1. Garantire la qualità delle parti dopo il trattamento termico
Quando si progettano parti lavorate, è necessario considerare la qualità dei processi successivi come il trattamento termico. Bordi e angoli affilati delle parti possono portare a concentrazione di stress durante la tempra, causando fessurazioni. Pertanto, prima della tempra, la radice della spalla di un albero a gradini pesante dovrebbe essere progettata con raccordi, e smussi dovrebbero essere forniti sull'estremità dell'albero e sulla spalla, come mostrato nella Figura-1.
Inoltre, uno spessore della parete non uniforme della parte può facilmente causare deformazione durante il trattamento termico. È consigliabile aggiungere un foro di processo appropriatamente per ottenere uno spessore della parete uniforme e prevenire la deformazione durante il trattamento termico.
a) Progettazione originale
b) Progettazione ottimizzata
Figura-1: Struttura della spalla dell'albero per un facile trattamento termico
2. Progettare per un facile bloccaggio
Il bloccaggio nella lavorazione CNC si riferisce al processo di fissaggio o mantenimento sicuro di un pezzo in lavorazione durante le operazioni di lavorazione per garantire stabilità e precisione. Progettare componenti per un facile bloccaggio significa che le parti possono essere posizionate con precisione e bloccate in modo sicuro, il che migliora l'efficienza di lavorazione e garantisce la qualità della parte.
a) Progettazione originale b) Progettazione ottimizzata
Figura-2: Aumentare l'area di contatto del bloccaggio
Come mostrato nella Figura-2, nella progettazione originale, quando la parte viene bloccata sul mandrino a tre ganasce, la parte e le ganasce hanno un contatto puntuale, che non mantiene saldamente il pezzo in lavorazione. Nella progettazione ottimizzata, viene aggiunta una sezione cilindrica per aumentare l'area di contatto tra il pezzo in lavorazione e le ganasce, rendendo il bloccaggio più facile e migliorando l'affidabilità del bloccaggio.
3. Aggiungere flange o fori di processo al pezzo piatto di grandi dimensioni
Il pezzo piatto di grandi dimensioni era inizialmente difficile da bloccare in modo sicuro durante il processo di lavorazione. Aggiungendo flange alla parte, il bloccaggio del pezzo in lavorazione diventa più conveniente e affidabile. Con l'inclusione delle flange, possono essere utilizzate viti e piastre di pressione per mantenere saldamente il pezzo in lavorazione in posizione. Inoltre, l'incorporazione delle flange facilita il sollevamento e la manipolazione del pezzo in lavorazione, rendendo più facile il trasporto e la manipolazione.
a) Progettazione originale b) Progettazione ottimizzata
Figura-3 Aggiungere flange di processo o fori di processo
4. Ridurre i tempi di corsa dell'utensile
a) Progettazione originale
b) Progettazione ottimizzata
Figura-4 Ridurre i tempi di corsa dell'utensile
Riducendo i tempi di passaggi dell'utensile di lavorazione, possiamo diminuire il tempo di lavorazione e di conseguenza ridurre i costi di lavorazione. Come mostrato nella progettazione originale della Figura-4, quando si lavorano caratteristiche con altezze diverse, era necessario alzare o abbassare individualmente il tavolo di lavoro, il che aumentava il tempo di lavorazione. Nella progettazione ottimizzata, diverse caratteristiche con altezze diverse sono progettate per avere la stessa altezza. Questo permette di lavorare tutte le caratteristiche in un singolo passaggio dell'utensile, migliorando così l'efficienza produttiva e mantenendo più facilmente la precisione posizionale relativa.
5. Ridurre l'area di lavorazione
Ridurre l'area di lavorazione può diminuire il tempo di lavorazione e di conseguenza ridurre il costo della lavorazione meccanica. Come mostrato nella Figura-5, nella progettazione originale, la superficie inferiore del componente del cuscinetto ha una grande area di lavorazione. Nella progettazione migliorata, l'area di lavorazione è stata ridotta attraverso una progettazione ottimizzata, determinando una diminuzione del volume di lavorazione e del consumo di utensili, un'efficienza di lavorazione migliorata e costi di lavorazione ridotti. Inoltre, ottimizzare la progettazione del componente aggiungendo caratteristiche convesse o scanalature può anche aiutare a ridurre l'area di lavorazione.
a) Progettazione originale b) Progettazione ottimizzata
Figura-5 Ridurre l'area di lavorazione
6. Progettare per garantire la precisione posizionale
Le superfici con requisiti di precisione posizionale reciproca sono preferibilmente lavorate in un'unica operazione di bloccaggio, il che aiuta a garantire la precisione posizionale tra le superfici lavorate e riduce il numero di operazioni di bloccaggio. Nella Figura-6, le superfici cilindriche interne ed esterne richiedono precisione di coassialità. Nella progettazione originale, la parte deve essere bloccata due volte per lavorare separatamente la superficie cilindrica esterna e il foro interno, rendendo difficile soddisfare i requisiti di precisione di coassialità.
a) Progettazione originale b) Progettazione ottimizzata c) Progettazione ottimizzata
Figura-6: Progettare la parte per garantire la precisione posizionale
Nella progettazione migliorata, aggiungendo una struttura a piattaforma rialzata, le superfici cilindriche interne ed esterne possono essere lavorate in un'unica operazione di bloccaggio, rendendo più facile soddisfare i requisiti di coassialità riducendo anche il costo di lavorazione.
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