無錫CNC醫療加工廠如何加（jiā）工醫療零件的？


為了充分利用CNC醫療（liáo）加工（gōng）的能力，設計師必（bì）須遵循特定的製造規則設計。但這可能（néng）是（shì）一個挑戰，因為不存（cún）在特定的行業標準。在這篇文章中，我們用（yòng）CNC醫療加（jiā）工的最佳設計實踐匯編了全麵的指南。


我們專注於描述（shù）現代 CNC醫療 係統的可行性，而忽（hū）略了相關成本。有關（guān）為 CNC醫療 設計高性價比零件的指（zhǐ）南，請參閱（yuè）本文。


CNC醫療加工


CNC醫療加工是一種減法加工技（jì）術。在CNC醫療中，使用各種高速（sù）旋轉（數千RPM）的刀具（jù）從實體（tǐ）塊中去除材料，以根據CAD模型生產零件。金屬和塑料都可以CNC醫療（liáo）加工。


CNC醫療加工零件具有高尺寸精（jīng）度和嚴格的公差。CNC醫療適用於大批量（liàng）生產和一次性工作。事實上，CNC醫療加工是目（mù）前生產金屬原型最具成本效益的（de）方法，甚至與3D打印相比也是如此（cǐ）。


CNC醫療主要設計限製


CNC醫（yī）療提供了極大的設計靈活性，但存在某些設計限製。這些限製與切削過（guò）程的基本力學有關（guān），主要與刀具幾何形狀和刀具訪問有關。


1. 刀具幾何


最常（cháng）見的CNC醫療刀（dāo）具（端銑刀和鑽頭）為圓柱形，切削長（zhǎng）度有限。


當材（cái）料從工件上移除時，刀（dāo）具的幾何圖形被轉移到加工零件上。這意味著，例如，無論使用多小的刀具，CNC醫療零件的內角（jiǎo）始終具有半徑。


2. 工具訪問


為了去除材料，刀具直接從（cóng）上方接（jiē）近（jìn）工件。無法通過（guò）這種方式訪問的功（gōng）能無法進行CNC醫療加工。


這條規（guī）則有一個例外：咬邊。我們將在後一節中了解（jiě）如何在設計中使用咬邊。


一個好的設計實踐是將模型的所有特征（孔、空腔（qiāng）、垂直牆等）與6個主（zhǔ）要方向之一對齊。將此規則視為建議，而不是限（xiàn）製，因為5軸（zhóu）CNC醫療係統提供（gòng）先進（jìn）的工件保持能（néng）力。


加工具有（yǒu）大（dà）深寬（kuān）比的（de）特征時，刀具訪問也是一個問題。例如，要（yào）到達（dá）深型腔的底部，需要使用帶有長軸的專用（yòng）工具。這會降低末端執行器的剛度，增加振（zhèn）動並降低可實現的精度。


CNC醫療專家建議（yì）設計可使用最大可能直徑和最短可能長度（dù）的刀（dāo）具加工的零件。


CNC醫療設（shè）計（jì）規則


設（shè）計用（yòng）於CNC醫（yī）療加工（gōng）的零件時經常遇到的一個（gè）挑戰是，不存在特定的行業標（biāo）準：CNC醫療機床和（hé）工具製造商不斷提高技術能力，擴大可能的範圍。


下麵，我們總結了（le）CNC醫療加（jiā）工零件中遇到的最常見特征（zhēng）的建議值和可行值。


1. 型（xíng）腔和凹槽


型腔深度（dù）推薦：4倍腔（qiāng）寬


端銑刀（dāo）的切削長度有（yǒu）限（通常為其直徑的3-4倍）。當深寬比較小時（shí），刀具偏轉、切（qiē）屑排出和振動變得（dé）更加突出。將空腔的（de）深度限製為其寬度的4倍可確保良好的效（xiào）果。


如果需要更大的深度，請考慮（lǜ）設計具有可變型腔深度的零件（示例參見上圖）。


深型腔銑削：深度大於刀具直徑6倍的型腔視為深型腔。使用專用工具可使刀具（jù）直徑與（yǔ）型腔深度之比達到30:1（使用（yòng）直徑（jìng）為1英寸的端銑（xǐ）刀，最大（dà）深（shēn）度為30 cm）。


2. 內邊緣


垂（chuí）直拐角半徑（jìng）：推薦⅓ x型腔（qiāng）深度（或更大）


使用內（nèi）角半徑的建議值可確保可（kě）以（yǐ）使用合適的直徑工具（jù），並與建議的型腔深度的指南對齊。將拐角半徑稍微增加（jiā）到建議值以上（例如增（zēng）加（jiā）1毫（háo）米），允（yǔn）許刀具沿著圓形（xíng）路徑而不是（shì）90°角（jiǎo）進行切割。這是首選，因為它可以獲（huò）得更高質量的表麵光潔度。如果需要銳度90°的內角，考慮添加T形咬邊，而不是減少角半徑。


底板半徑推薦 0.5毫米、1 毫米或無半徑；任何（hé）半徑立都可行


立銑（xǐ）刀的下刃為平刃或略（luè）圓刃。其他地板半徑可使用球頭工具加工。使用推薦值是一種良好的設計實踐，因為這是機械師的首選。


3. 薄壁


最小（xiǎo）壁厚推（tuī）薦：0.8毫米（金屬）、1.5毫米（塑料）；0.5毫米（金屬（shǔ））、1.0毫（háo）米（mǐ）（塑料）都可行


減小壁厚（hòu）會降低材料的剛度，從而（ér）增加加工（gōng）過程中的（de）振動並降低可達到（dào）的精度。塑料容易翹（qiào）曲（由於殘餘應（yīng）力）和軟化（由於溫度升高），因此建議使用較大的最小壁厚。


4. 孔（kǒng）


直徑推薦標（biāo）準鑽頭尺寸（cùn）；任何（hé）大於1毫米的直徑都可行


使用鑽頭或端銑刀（dāo）加工孔。鑽頭的尺寸標準化（公製和英製單位）。鉸刀（dāo）和鏜刀用於精（jīng）加工要求嚴格公差的（de）孔。適用於小於⌀20 mm，建議使用標準直徑。


最大深度推薦4 x標稱（chēng）直徑；典型的為10 x標稱（chēng）直徑；可行的為40 x標稱直徑


非標準直徑的孔必須使用端銑刀加工。在（zài）這種情況下，適用最（zuì）大空腔深度限製，並應使（shǐ）用建議的最大深度值。使用專用鑽頭（最小直徑3毫（háo）米）加工深度超過典型值的孔。用鑽（zuàn）頭加工（gōng）的盲孔有一個錐形底板（135°角），而用端銑刀加（jiā）工的孔是平的。在CNC醫療加工中，通孔和盲孔之間沒有特別的偏好。


5. 螺紋（wén）


螺紋尺寸最小為 M2；推薦為 M6或更大


內螺紋用絲錐切削，外螺紋用（yòng）模具切削。絲錐和模具可用於將螺紋切割到M2。


CNC醫療螺紋工具很（hěn）常見，機械師首選，因為它們限製了絲錐斷裂的（de）風險。CNC醫療螺紋工具可用於將螺紋切割至M6。


螺紋長度最小值為1.5 x標（biāo）稱直徑；推薦為3 x標稱直徑


施加在螺紋上的大部分載荷由少數第一個齒承擔（最（zuì）大為標稱直徑的1.5倍）。因此，不需（xū）要超（chāo）過3倍公稱（chēng）直徑的螺紋。


對（duì）於用絲錐切割（gē）的盲孔中的螺紋（即所有小於M6的螺紋），在孔底部添加等於1.5 x標稱直徑的無螺紋長度。


當可以使用 CNC醫療 螺紋（wén）刀具（即螺紋大（dà）於M6）時，孔可以貫穿其整（zhěng）個長度。


6. 小特征


最小孔（kǒng）直徑推薦（jiàn）為 2.5毫米（mǐ）（0.1英寸）； 0.05毫米（0.005英寸）都（dōu）可行


大多數機械車（chē）間將能（néng）夠使用（yòng）直徑小於2.5毫米（0.1英寸）的工具精（jīng）確（què）加工空腔和孔。


低於此限值的任何東西都被視為微加工。加工此（cǐ）類特征（切削過程的物理變化在此範圍內）需要專用工具（jù）（微型鑽頭）和專家知識，因此建議避免（miǎn）使（shǐ）用，除非絕對必要。


7. 公差


標準：±0.125毫米(0.005英（yīng）寸)


典型：±0.025毫米 (0.001英寸)


可行：± 0.0125毫米(0.0005英（yīng）寸（cùn）)


公差定義了可接受尺寸的邊（biān）界。可達到的公差取決於零（líng）件的基本尺寸和幾何形狀（zhuàng）。以上數值是合理的指南。如果未規定公差，大多數機器車間將使用標（biāo）準±0.125毫米（0.005英寸）公差。


8. 文字和刻字（zì）


推薦字體大小為20（或更大（dà）），5毫米刻字


雕刻（kè）文字優選（xuǎn）浮雕文字，因為去除的材料較（jiào）少。建議使用大小至少為 20磅的無襯線字（zì）體（如 Arial 或 Verdana）。許多（duō）CNC醫療機器都有這（zhè）些字體的預編程例程。


機器設置（zhì）和零件（jiàn）方向


需要多次設置的零件（jiàn）示意圖如下：


如前所述，刀具訪問是CNC醫療加工的（de）主（zhǔ）要（yào）設計限製之一。要到（dào）達模型的所（suǒ）有表麵，必須多次旋（xuán）轉（zhuǎn）工件（jiàn）。


例如，上麵圖像的部分必須總（zǒng）共（gòng）旋轉三（sān）次：兩次沿兩個主方向（xiàng）加（jiā）工（gōng）孔，第三次（cì）進入零件背麵。


每當工件旋轉時，必須重新校準機器並定義新的（de）坐標係。


在設計（jì）時考慮機器設置很重要，原因有兩個：


機器設置（zhì）的總數會影響成本。旋（xuán）轉（zhuǎn）和重新對（duì）齊零件需要手動操作，並增加總加工時間。如果（guǒ）零件需要（yào）旋轉3-4次，這通常是可以接受的，但任何超過此限製的都是多餘的。


為了獲得（dé）最大的相對位置（zhì）精度，必須在同一設置中加工兩個特征。這是因為新的呼叫步驟引入了一個小的（但不可忽略的）錯誤。


五軸CNC醫療加工


當使用5軸（zhóu）CNC醫（yī）療加（jiā）工時，可以（yǐ）消除（chú）對多台機器設置的需要。多軸CNC醫療加工可以製造具有複雜幾何形狀的零（líng）件，因為（wéi）它們提供2個（gè）額外的旋轉軸。


五軸CNC醫療加工允許刀具始終與切削表麵（miàn）相切。可以遵循更複（fù）雜和高效的刀具路徑，從（cóng）而使零件具（jù）有更好的表麵光潔度和更低的加工時間。


當（dāng）然，5軸（zhóu）CNC醫療也有其局限性。基本刀具幾何形狀和刀具（jù）訪問限製（zhì）仍然適用（例如，無法加工具有內部幾何形（xíng）狀的零件）。此外，使用此類係統的成（chéng）本更高。


設計底切


底（dǐ）切是無法使用標準切削工具加工的特征，因為它們的（de）某些表麵無（wú）法從上方直接進入。


有兩（liǎng）種主要類型的（de）底切：T形槽和燕尾榫。底切可以是單麵或雙（shuāng）麵，並使（shǐ）用專用工具進行加工。


T形槽切削刀（dāo）具基本上由連（lián）接在（zài）垂直軸上（shàng）的水平切削刀片（piàn）製成。底切的寬度可以在3毫米和40毫米（mǐ）之間變化。建議對寬度使用標準尺寸（即整毫米增量或（huò）標準英（yīng）寸分數），因為工具更（gèng）可能已經可用。


對於（yú）燕尾榫刀具（jù），角度是定義特征尺寸。45°和60°燕尾榫工具視為（wéi）標準。


設計內壁有底切的零件時，請（qǐng）記住為工具添加足夠的間隙。一個好的經驗法則是在機（jī）加工壁和任何其（qí）他內壁之間（jiān）增加至少等於底切深度4倍的空間。


對於標準刀具，切削直徑與軸直徑之間的典型比率（lǜ）為2:1，限製了切削深度。當需（xū）要非標準咬邊時，機械車間通常會自行製造（zào）定製底切工具。這會增加交付周期和成本，因此應盡可能（néng）避免（miǎn）。




內壁上的（de） T 形槽（左）、燕尾槽底切（中）和單側底切（右）


起草技術圖（tú）紙


請（qǐng）注意，某些設計規範不能包（bāo）含在STEP或IGES文件中。如果（guǒ）您的模型包含以下一項或多項，必須提供2D技術圖紙：


螺紋孔或軸


有公（gōng）差的尺寸


特定的表麵光潔度要求


CNC醫療機床操作員須知


經驗法則


1. 設計可使用最大直徑刀具（jù）加工（gōng）的零件。


2. 添加大圓角（至少⅓ x型腔深度）至所有內部垂直角。


3. 將空腔的深度限製為（wéi）其寬度的4倍（bèi）。


4. 沿六個主要（yào）方向之一對齊設計（jì）的主要功能。如果不可能，可選（xuǎn）擇5軸CNC醫療加工。


5. 當您的設計包括螺紋、公差、表麵光潔度規格或機器操（cāo）作（zuò）員的其他注（zhù）釋時，請隨圖紙提交技術圖紙。 





文章出處：精密加工 無錫CNC醫療加工（gōng）廠http://www.dxqiumoji.com/cn/info_15.aspx?itemid=686