Cos'è la tecnologia di lavorazione CNC? In parole povere, si riferisce all'utilizzo di programmi informatici per controllare la macchina utensile e completare la lavorazione del pezzo. Offre i vantaggi di elevata precisione, buona ripetibilità e velocità di lavorazione elevata. La lavorazione CNC è ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, dell'elettronica digitale, della difesa, automobilistico, della produzione di apparecchiature medicali e in altri settori.
Tuttavia, nel processo di produzione e lavorazione, per gli operatori CNC ci sono ancora alcuni grattacapi. Ad esempio, come lavorare in modo efficiente lo spigolo interno vivo del pezzo? Questo articolo vi aiuterà a comprendere nel dettaglio i problemi associati alla lavorazione CNC degli spigoli interni vivi.
Sommario
Perché è difficile la lavorazione CNC degli angoli interni acuti?
Lavorazione CNC è ormai ampiamente utilizzato in molti settori. Ma perché è così difficile per gli operatori CNC lavorare angoli interni acuti, soprattutto quelli dritti?
La maggior parte degli utensili per lavorazioni CNC è cilindrica. Pertanto, la profondità di taglio è limitata. Quando un utensile taglia all'interno di una cavità del pezzo, gli angoli della cavità producono sempre angoli arrotondati. Modificare il percorso dell'utensile a 90 gradi per ottenere un angolo retto. Teoricamente, il raggio minimo di raccordo interno ottenuto è uguale al raggio dell'utensile da taglio. Per ottenere un angolo retto, modificare il percorso dell'utensile a 90 gradi. Tuttavia, il percorso dell'utensile CNC non è costruito in questo modo. È anche possibile modificare l'utensile più piccolo in modo che il raggio dell'angolo interno sia vicino a una forma affilata, ma questo non è un angolo interno affilato.
Quali sono quindi le soluzioni a questi problemi? Seguiteci mentre continuiamo.
Strategie per la lavorazione di angoli interni affilati
Cambia gli angoli in raccordi
La soluzione più semplice e immediata è evitare angoli interni acuti. Sebbene questa non sembri una "soluzione" al problema in questione, tutti gli esperti concordano sul fatto che sia opportuno farlo. La maggior parte dei progetti consente di modificare il raggio d'angolo. Sono necessarie solo piccole modifiche, sufficienti a completare il lavoro mantenendo lo stesso livello di utilità.
Questo suggerimento è semplice e facile da mettere in pratica. I metodi di risparmio di cui parleremo più avanti richiedono tutti più tempo, denaro e impegno. Se potete evitarli, fatelo il prima possibile.
Un altro motivo è la stabilità del processo. Utensili da taglio come le frese a candela non possono essere utilizzati per realizzare fori molto profondi. La profondità di taglio massima è solitamente quattro volte il diametro dell'utensile. Oltre questi limiti, iniziano a manifestarsi problemi come vibrazioni, rottura dell'utensile e rugosità superficiale. Tutti questi fattori rendono più difficile per l'utensile da taglio realizzare angoli interni nitidi e di buona qualità.
Pertanto, il raggio di raccordo è un fattore che i progettisti dovrebbero considerare quando decidono di trasformare i bordi in angoli arrotondati. Dovrebbero scegliere un raggio di raccordo che sia sicuro per il reparto produzione. Ciò consentirà al reparto produzione di produrre in sicurezza senza l'utilizzo del componente.
Utilizzo di filetti di manzo a T e di cane
Quando la progettazione è inevitabile, possiamo valutare la soluzione del problema durante il processo di lavorazione. Questo si ottiene aggiungendo sottosquadri a ogni spigolo vivo, utilizzando raccordi a T e a osso di cane per rimuovere il materiale in eccesso dal pezzo. Questo metodo è particolarmente efficace quando è necessario assemblare un componente con spigoli esterni vivi in una cavità interna. Non causa disallineamenti nell'assemblaggio del pezzo. Inoltre, non compromette la funzionalità dell'assemblaggio. Si limita a rimuovere parte del materiale dal pezzo.
- T-bone: Si tratta semplicemente di un filetto a T, a forma di T con bordi arrotondati, che estende l'area di taglio in una direzione. Di solito, l'estensione del taglio è pari a metà del diametro dell'utensile, per adattarsi al pezzo in lavorazione e lasciare spazio sufficiente per l'assemblaggio.
- Filetto di osso di cane: Così chiamato perché la forma dell'angolo acuto ricorda un osso di cane dopo la lavorazione. Estende il taglio in due direzioni, a differenza di quello unidirezionale della T-bone. Il processo di lavorazione è un po' più complicato rispetto a quello della T-bone. Tuttavia, l'aspetto generale è migliore.
Tecnologia EDM
Oltre alla fresatura CNC sopra descritta, per ottenere angoli interni acuti, possiamo anche utilizzare la tecnologia EDM. Rispetto ai metodi sopra descritti, l'angolo interno ottenuto tramite EDM è la tecnologia più simile a quello acuto.
L'elettroerosione a filo (EDM) è una tecnica di lavorazione molto comune. Utilizza una conduttività elettrica tra l'utensile e il pezzo in lavorazione, che a sua volta rimuove materiale per fusione ed erosione. In questo articolo, analizzeremo due tecniche EDM: la formatura a elettroerosione e l'elettroerosione a filo.
Stampaggio EDM
Il processo prevede l'impiego di un elettrodo e di un pezzo in lavorazione. Quest'ultimo è solitamente immerso in un fluido isolante (ad esempio, olio o altro fluido dielettrico). Quando il processo collega l'elettrodo e il pezzo in lavorazione a una fonte di alimentazione idonea, si genera un potenziale elettrico tra i due componenti. Quando l'elettrodo si trova in prossimità del pezzo in lavorazione, si verifica una scarica dielettrica nel fluido. Questo crea un canale di plasma che genera piccole scintille che si propagano avanti e indietro. Queste, a loro volta, sciolgono e rimuovono il materiale in eccesso del pezzo in lavorazione, ottenendo l'angolo interno affilato desiderato.
Nello stampaggio EDM, l'utensile è un elettrodo personalizzato con caratteristiche conduttive. Gli angoli esterni dell'elettrodo possono essere progettati per adattarsi agli angoli interni acuti delle cavità interne del pezzo. Ciò si traduce nella massima affilatura possibile dell'angolo lavorato.
Taglio a filo EDM
Questa è una tecnica diversa dallo stampaggio EDM. L'utensile utilizzato è un sottile filo conduttore con un diametro inferiore a 0,1 mm. Attraversa il pezzo in lavorazione lungo il contorno del particolare e rimuove il materiale in eccesso. Poiché il diametro del filo sottile è molto piccolo (inferiore a 0,1 mm), è teoricamente possibile ottenere un raggio di raccordo con un diametro dell'angolo interno pari alla metà del diametro del filo sottile. Questo è sufficientemente vicino a uno spigolo interno vivo da essere accettabile. È quindi molto adatto per la lavorazione di spigoli interni vivi.
Tuttavia, l'elettroerosione presenta alcune limitazioni. Innanzitutto, i pezzi lavorati con questi due metodi devono essere elettricamente conduttivi. In secondo luogo, non offrono un'elevata efficienza di lavorazione né una buona qualità superficiale. Sono generalmente molto più lenti dei metodi di lavorazione convenzionali e la finitura superficiale del pezzo non è elevata. Taglio a filo EDM La lavorazione degli angoli interni acuti della cavità interna può essere completata solo attraverso la cavità stessa. Pertanto, le cavità non passate con una certa profondità non possono essere lavorate con questo metodo.
Taglio manuale
Quando i filetti a T e a osso di cane non possono essere utilizzati nel CNC processo di lavorazioneÈ inevitabile produrre angoli arrotondati dopo la finitura del pezzo. A questo punto, dobbiamo tagliare a mano per completare. Useremo utensili manuali per tagliare, smerigliare e lucidare l'angolo interno. Questo è il modo per ottenere un angolo interno affilato. Alcuni utensili comuni includono lime, carta vetrata, ecc.
Questo tipo di lavorazione è molto laborioso e richiede molto tempo. Inoltre, viene utilizzato solo dopo che la macchina ha terminato la lavorazione, quando gli spigoli interni del pezzo sono particolarmente affilati.
Influenza dei materiali sulla lavorazione degli angoli interni acuti
Nella lavorazione CNC, la scelta del materiale è fondamentale. Influisce sulla qualità degli angoli interni affilati. I materiali generalmente utilizzati nella lavorazione CNC sono metalli, materie plastiche e materiali compositi.
Le leghe di alluminio, acciaio, ottone e titanio sono comunemente utilizzate nelle macchine utensili CNC. Questi metalli sono apprezzati per la loro durezza, resistenza, durevolezza e resistenza alla corrosione. Vengono utilizzati anche ABS, Delrin e nylon, facili da lavorare ed economici. Tra i materiali compositi più comuni figurano i polimeri rinforzati con fibra di carbonio (CFRP) e la fibra di vetro. Il CFRP ha un buon rapporto resistenza/peso. La fibra di vetro offre resistenza, flessibilità e resistenza alla corrosione.
Il materiale influenza la lavorazione degli angoli interni acuti, influenzandoli attraverso durezza, punto di fusione, usura e duttilità.
- L'impatto della durezza del materiale: maggiore è la durezza del materiale, maggiore è la difficoltà di lavorazione richiesta per la lavorazione dell'angolo interno affilato degli utensili di lavorazione, questa volta è necessaria una maggiore durezza dell'utensile rigido speciale di lavorazione.
- L'influenza del punto di fusione: Nella lavorazione delle materie plastiche, è necessario prestare particolare attenzione al punto di fusione più basso. In questo caso, è necessario regolare attentamente la temperatura massima e minima per evitare deformazioni o fusioni del pezzo. La qualità degli angoli interni affilati può essere garantita regolando la velocità di evacuazione del truciolo e la velocità di avanzamento dell'utensile, nonché aumentando la quantità di refrigerante.
- L'impatto dell'usura: Nella lavorazione di materiali in fibra di carbonio, la presenza di abrasivo può portare alla formazione di spigoli vivi e smussati all'interno dell'utensile. In questa fase, è necessario utilizzare utensili di lavorazione specializzati per garantire la precisione della lavorazione.
- Influenza della duttilità del materiale: Nella lavorazione di spigoli vivi, è essenziale considerare le caratteristiche di duttilità del materiale per la precisione di lavorazione degli spigoli arrotondati. Ciò previene inoltre la deformazione del pezzo e riduce le forze interne.
Ottimizzazione degli angoli interni lavorati con la progettazione per la producibilità (DFM)
Il DFM è una metodologia di progettazione per la produzione. Il suo obiettivo è ottimizzare la produzione dei prodotti, riducendo i costi, migliorando la qualità e riducendo i tempi di produzione.
Prima di lavorare gli angoli interni acuti per la produzione, da un lato, il DFM può essere utilizzato per valutare la complessità del design degli angoli acuti e per determinare se gli angoli acuti progettati siano rilevanti per la realizzazione funzionale del componente. Se gli angoli arrotondati anziché quelli acuti non compromettono la qualità del prodotto finale, possiamo evitarli prima della lavorazione CNC. D'altro canto, il DFM viene utilizzato per valutare l'entità dell'impatto dell'inserimento di angoli acuti sui costi di lavorazione. L'aggiunta di angoli acuti aumenta i costi del componente. Pertanto, possiamo evitare o sostituire gli angoli acuti con quelli arrotondati. Possiamo anche valutare l'utilizzo di processi di lavorazione alternativi: arrotondamento a T o arrotondamento a osso di cane.
Analisi dei costi e dell'efficienza della lavorazione degli angoli interni acuti
La lavorazione CNC degli angoli interni acuti dei pezzi non è particolarmente indicata. Gli angoli interni acuti sono difficili da lavorare. Aumentano significativamente costi di produzione E tempoPertanto, evitate di progettare angoli interni acuti se non sono necessari.
Nella maggior parte dei progetti, è possibile utilizzare angoli arrotondati, a T o a osso di cane al posto degli angoli acuti per realizzare le funzioni corrispondenti. Se il pezzo necessita di angoli acuti, è possibile utilizzare altri metodi per realizzarli, tra cui elettroerosione a tuffo, taglio manuale e taglio laser.
Conclusione
Attualmente, nella lavorazione CNC, quanto sopra descritto descrive diversi metodi comuni per la lavorazione di angoli interni appuntiti. Se è necessario lavorare angoli interni acuti con macchine CNC, per favore contattaci. Yonglihao Machinery vanta una vasta esperienza e competenza nella lavorazione CNC di spigoli vivi interni. Possiamo offrirvi una soluzione completa per le vostre esigenze.
Domande frequenti
Qual è la procedura migliore per progettare parti con angoli interni acuti?
Innanzitutto, utilizzare il DFM per valutare se il prodotto debba essere lavorato con spigoli vivi prima della lavorazione. Se gli spigoli vivi possono essere sostituiti con spigoli arrotondati, modificare il design. In caso contrario, valutare la lavorazione con elettroerosione a tuffo.
Lavorazione CNC di angoli acuti: quando sono necessarie competenze?
Le principali tecniche di lavorazione sono principalmente le seguenti:
Selezionare un utensile affilato con un diametro quanto più piccolo possibile, che sia utile per garantire la precisione e la finitura superficiale dell'angolo affilato.
L'uso del fluido da taglio durante la lavorazione. Il fluido da taglio può svolgere un ruolo importante nella regolazione della temperatura dell'utensile, nella pulizia dei detriti di materiale, nella lubrificazione, prolungando la durata dell'utensile e così via.
La lavorazione degli utensili deve essere eseguita più volte per poter prelevare il coltello. La lavorazione ripetuta dell'utensile per poter prelevare il coltello può migliorare la precisione dell'angolo affilato e la finitura superficiale.
Come realizzare angoli acuti nell'elettroerosione a filo?
Il taglio EDM consente di ottenere spigoli vivi utilizzando un elettrodo a filo sottile. Il filo e il pezzo in lavorazione sono caricati alternativamente positivamente o negativamente. Quando si trovano adiacenti, generano una carica termica che erode il pezzo, completando così gli spigoli vivi.
Perché dovremmo evitare gli angoli acuti nella lavorazione CNC?
Ci sono due aspetti principali:
Gli spigoli vivi nelle lavorazioni CNC possono creare punti di stress nel pezzo, aumentando l'usura degli utensili e aumentando i rischi di lavorazione.
Gli angoli acuti aumentano i costi di lavorazione e i tempi di ciclo. Pertanto, non utilizzare macchine CNC per affilare gli angoli interni se non è strettamente necessario.