CNC 가공 부품: 재료, 공차 및 프로세스 페어링에 대한 설계 엔지니어 가이드

CNC 가공 부품: 재료, 공차 및 프로세스 페어링에 대한 설계 엔지니어 가이드

DFM 피드백이 방금 돌아왔습니다. 6061-T6 슬리브 -의 0.4mm 벽은 고정 해제 후 덜거덕거리고 튀어오를 것이라고 상점에서는 말합니다. 보어에 ±0.01mm 원통형 콜아웃이 있습니까? 달성 가능하지만 재설치 비용을 원하지 않는 한 OD 프로필과 동일한 설정에서는 불가능합니다. 익숙한 것 같나요?

최대CNC 가공 부품실패는 설계 주기 초기에 내려진 동일한 세 가지 결정, 즉 프로세스를 고려하기 전에 잠긴 재료, 기능 검토 없이 이전 도면에서 복사한 공차, 기계의 실제 성능 범위를 알지 못한 채 이루어진 프로세스 가정에서 비롯됩니다. 이 가이드는 영업 브로셔가 아닌 매주 작성하는 DFM 피드백을 바탕으로 세 가지 -를 모두 다루고 있습니다.

재료 선택이 비용 그 이상을 주도하는 이유

모든 알루미늄에 6061-T6 사양을 사용하려는 본능은 합리적입니다. - 가격이 저렴하고 기계 가공 속도가 빠르며 모든 상점에서 사용할 수 있습니다. 하지만 얇은 벽에서는CNC 가공 부품, 알루미늄 CNC 가공 부품 얇은 벽 형상은 재료 선택만으로는 해결할 수 없는 잔류 응력이라는 특정 문제를 만듭니다.

열간 압연 및 일부 판재에도 내부 응력 구배가 있습니다. 재료를 비대칭으로 제거하면 - 0.5mm 벽의 한 쪽을 다른 쪽보다 먼저 가공하여 - 응력이 고르지 않게 방출됩니다. 부품이 움직입니다. 절단 중에는 눈에 보이지 않지만 검사 시에는 측정 가능합니다. 기계에서 평평하게 판독되는 면은 실온에서 30분 후에 구부러진 0.03~0.08mm로 판독됩니다.

두 가지 접근 방식이 작동합니다. 먼저, 응력이 완화된-또는 사전{2}}인장된 플레이트(강도가 드라이버인 경우 7075-T651 대신 7075-T6, 평탄도가 중요한 고정 장치 및 구조용 브래킷의 경우 MIC{13}}6 주조 툴링 플레이트)를 지정합니다. 둘째, 작업 순서를 정합니다. 대략 최종 치수의 0.5mm 이내로 부품을 이상적으로 밤새도록 - 방치한 후 완료합니다. 두 번째 패스는 가벼운 깊이에서 촬영되어 이미 이완된 소재로 절단됩니다. 황삭 단계에서 응력 저장소가 배수되었기 때문에 스프링백이 사라졌습니다.

을 위한항공우주용 정밀 CNC 가공 부품강도와 치수 안정성이 모두 중요한 응용 분야에서 Ti-6Al-4V는 고유한 제약 조건을 도입합니다. 티타늄의 낮은 열 전도성은 열이 칩과 함께 배출되지 않고 공구 팁에 집중된다는 것을 의미합니다. 이는 프로세스 작성 방법에 대한 모든 것을 변경합니다.

절삭 속도: 비코팅 초경의 경우 40~60m/min, TiAlN-코팅 툴링의 경우 최대 80m/min

치아당 이송: 0.05–0.12mm - 이 창을 유지하세요. 자르거나 작업하기보다는 너무 가볍게 문지르면-표면이 단단해집니다.

절삭유: 절삭 영역을 향한 고압-스핀들-압력(최소 70bar), 부품 본체를 겨냥한 대량 절삭유 아님

공구 수명: 공격적인 변경 간격; 티타늄에 마모된 공구는 더 많은 열을 발생시킵니다.

이러한 매개변수를 "냉각수 범람 및 속도 저하"로 대체하면 티타늄 작업이 표면이 경화되어 -공차가--허용되지 않는 결과를 얻게 됩니다.

6061-T6=100%에 대한 가공성 지수; 공차 수치는 연삭 없이 잘 관리된 머시닝 센터에서 신뢰할 수 있는 생산 값을 나타냅니다.

CNC 가공 부품에 대한 현실적인 공차 예산 구축

견적에서 가장 비용이 많이 드는 부분은 현장에서 누구도 측정할 수 없는 공차인 경우가 많습니다. 도면을 공개하기 전에CNC 가공 부품 공차 스택-업모든 긴밀한 콜아웃에 대해 어떤 어셈블리 기능을 보호하며 MMC/LMC 경계에서는 어떤 일이 발생합니까?

검사 데이터의 몇 가지 참고 사항:

임계 보어 직경에서 ±0.005mm로 고정된 100mm 알루미늄 부품은 연삭 - 없이 달성할 수 있지만 전용 마감 패스, 온도{3}} 안정화된 측정 환경(20도 ±0.5도 사용) 및 100% CMM 검사가 필요합니다. 사이클 시간은 동일한 기능의 ±0.02mm 콜아웃에 비해 약 40% 증가합니다. 보어가 직경 간격이 0.015mm인 베어링과 짝을 이루는 경우 더 촘촘한 콜아웃은 아무 기능도 하지 않으며 실제 비용이 추가됩니다.

경화된 부품에 ±0.005mm 이상의 성능이 필요할 때 또는 밀봉 접점 또는 광학 장착 표면에 0.1μm 미만의 Ra가 필요한 경우 연삭이 필요합니다. 우리의 표면 연삭은 Ra 0.02μm -로 ±0.002mm를 유지할 수 있지만 이는 기본 CNC 번호가 아니며 CNC 위에서 작업을 마무리하고 응용 프로그램에서 실제로 요구하는 경우에만 도면에 속합니다.

실제 의사결정 트리:

±0.1mm 이하: 표준 가공, 특별한 검사 없음, ISO 2768-m 기본값

±0.05mm~±0.02mm: 제어된 마무리 통과, 현장 CMM 확인

±0.01mm~±0.005mm: 전용 마무리 작업, 주요 기능에 대한 전체 CMM, 온도 관리

±0.002mm: 연삭 또는 래핑, 100% 검사, 리드타임 연장 계획

특히 감사할 가치가 있는 기하학적 콜아웃 중 하나는 회전된 피쳐의 런아웃입니다. 보어 데이텀에 비해 샤프트 OD에서 0.01mm의 총 런아웃 콜아웃은 대부분의 베어링 간격이 보증하는 것보다 더 촘촘하며, 이로 인해 작업장은 선삭 후 그라인딩을 해야 합니다. 귀하의 응용 분야가 0.025mm를 허용하는 경우 -라고 말하면 훨씬 더 빠르고 저렴한 부품을 얻을 수 있습니다.

프로세스 페어링: 컷을 피처에 일치시키기

모두는 아니다CNC 가공 부품작업은 5축 머시닝 센터에 속합니다. 기능 유형과 프로세스 간의 올바른 조합은 40분 주기와 4시간 주기를 구분하는 것입니다.

포켓과 오픈 윤곽: 3-축 밀링은 대부분의 프리즘 형상을 다룹니다. 5-축이 필요한지 여부를 결정하는 질문은 "기하학이 복잡한가?"가 아닙니다. - "3-축에는 몇 개의 설정이 필요합니까?"입니다. 4개의 재고정 장치가 필요한 5개 면의 형상을 갖춘 부품은 단일 설정의 5축 기계에서 더 저렴하고 더 정확한 경우가 많습니다. 각 재고정으로 인해 합성되는 작은 데이텀 전송 오류가 발생하기 때문입니다.

길고 가는 샤프트: 가이드 부싱을 사용한 스위스 터닝은 길이-에서-직경 > 12:1인 모든 것에 대한 정답입니다. 표준 선삭에서는 바 오버행이 척을 지나 지지되지 않고, 절삭력에 따른 편향으로 인해 동심도와 직경 제어가 불안정해집니다. 스위스 터닝의 부싱은 절단 영역의 밀리미터 내에서 공작물을 지지합니다. - 편향은 본질적으로 사라집니다. 을 위한항공우주용 정밀 CNC 가공 부품유압 밸브 스템 및 연료 시스템 핀과 마찬가지로 스위스 선삭은 직경 6mm, 150mm 부품에서 ±0.003mm 동심도를 달성하는 유일한 실행 가능한 공정인 경우가 많습니다.

깊고 좁은 슬롯: 슬롯 깊이-대-폭이 4:1을 초과하면 표준 엔드밀이 편향되고 떨리기 시작합니다. 두 가지 대안: 슬롯이 양쪽 끝에서 열려 있는 경우 트로코이드 밀링, 큰 볼륨을 제거하고 접근이 허용되는 경우 플런지 밀링. 실용적인 크로스오버: 트로코이드는 슬롯 폭이 커터 직경의 1.5배 미만일 때 플런지 밀링보다 성능이 뛰어납니다. 플런지 밀링은 벽 품질보다는 재료 제거율이 주된 제약인 넓고 깊은 포켓의 경우 더 빠릅니다. 이 결정이 잘못되었다고 해서 항상 폐기 부품이 생성되는 것은 아닙니다. - 검사를 통과한 부품을 생성하지만 원래 있어야 하는 것보다 두 배의 비용이 듭니다.

MID Precision이 설계 주기에 적합한 경우

견적을 내기 전에 STEP 파일을 검토합니다. 이는 판매 라인이 아닙니다. -부품당 비용을 3배로 늘리거나 프로그램 마일스톤을 넘어서 납품을 추진하는 기능을 찾는 방법입니다.

올해 DFM 대기열의 공통 플래그: 15mm-깊이 포켓의 내부 코너 반경 0.2mm(0.4mm 엔드밀을 비생산적인 속도로 작동-하도록 함), 316L의 공칭 직경 3배의 스레드 깊이(도면에 탭 파손 위험 내장), 공차 블록이 다음에서 복사되었기 때문에 -결합하지 않는 면에 전체적으로 적용되는 양측 ±0.005mm 콜아웃 이전 개정판.

우리는 달린다CNC 가공5-축, 스위스 턴, 턴밀 컴파운드 및 와이어 EDM을 모두 한 지붕 아래에서 처리하며 ISO 13485를 준수하는 품질 관리와 모든 작업에 대한 디지털 추적성을 제공합니다. 을 위한정밀 CNC 가공 부품항공우주, 의료 또는 반도체 공급망과 관련된 FAI 문서와 전체 CMM 보고서를 첫 번째 기사의 표준으로 제공합니다.

DFM 단계에 있다면 STEP 파일을 보내주세요. 약정 없이 24시간 이내에 서면 DFM 보고서를 보내드리겠습니다. - 더 나아가서 허용 오차 예산 또는 프로세스 선택에 대해 논의해야 하는 경우프로세스 엔지니어링 팀올바른 출발점입니다. 대화를 시작하려면 bishenprecision.com으로 문의하세요.

FAQ

비용이 많이 드는 소형{0}}공구 작업을 피하려면 어떤 코너 반경을 지정해야 합니까?

포켓 깊이 D의 경우 최소 내부 코너 반경 D/4 -를 지정하고 기능이 기능적으로 구동되지 않는 한 0.5mm 미만으로 지정하지 마십시오. 12mm-깊이의 포켓을 생산적인 속도로 작동하고 작업에 견딜 수 있는 도구로 절단하려면 최소 R3가 필요합니다. 더 단단하면 작은-직경의 엔드밀이 작동합니다. 즉, 속도가 느려지고 휘어짐이 많아지며 파손 확률이 높아집니다. 모서리 형상에 결합 기능이 없으면 반경을 늘리고 사이클 시간을 절약하십시오.

100mm 알루미늄 부품을 연삭하지 않고 ±0.005mm를 유지할 수 있습니까?

예 - 보어 또는 OD 피처에 대해 올바른 순서가 있습니다. 우리는 일반적으로 온도가 제어되는 환경에서 전용 마무리 보링 패스를 사용하여 최대 100mm의 알루미늄 보어에서 ±0.005mm를 유지한 후 CMM 검증을 수행합니다.{4}} 제약 조건은 열적입니다. 알루미늄은 길이 100mm당 1도당 약 23μm 팽창하므로 작업 현장이 기준 온도 20도보다 5도 높고 측정 전에 부품이 안정화되지 않은 경우 기계 절단이 얼마나 잘 되든 관계없이 검사 번호가 잘못된 것입니다. 최종 측정 전에 30~60분 동안 열 안정화를 시키십시오.

CNC 가공 부품 공차 누적이-도면 재공차를 정당화하는-경우는 언제입니까?

어셈블리 스택 전체의 개별 기능 공차 합계가 결합 인터페이스의 기능적 여유 공간을 초과하는 경우. 최악의-연산을 먼저 실행합니다. 모든 기능이 동시에 한계에 도달하더라도 어셈블리가 계속 작동합니까? 대답이 '아니요'인 경우 스택에 가장 큰 영향을 미치는 공차(일반적으로 데이텀 기능 및 기본 결합 직경)를 강화합니다. 마진이 있어도 대답이 '예'인 경우 구매 기능 없이 비용이 드는 과도한-허용-이 있을 수 있습니다.

O-링 홈의 밀봉면에 어떤 표면 마감을 지정해야 합니까?

Ra 0.8μm는 정적 O-링 밀봉면의 표준입니다. 동적 씰의 경우 Ra 0.4μm. 두 가지 모두 제어된 마무리 밀링 패스로 달성 가능합니다. - 연삭이 필요하지 않습니다. 밀봉 홈에 Ra 0.2μm 이상을 지정하면 연삭 또는 래핑 영역으로 밀려 비용이 크게 증가합니다. O-링 제조업체의 설치 가이드에서 마감 요구사항을 명시하는 경우 해당 번호를 직접 사용하세요. 그렇지 않은 경우 Ra 0.8μm는 정적 애플리케이션에 대해 방어 가능합니다.