掌握機加工零件的復雜特征

  CNC機床每年都獲得更大的發展。活動工具車床可以銑削各種形狀，并鉆離軸或徑向孔，這些操作曾經需要單獨前往銑削部門。加工中心配有支持3+2加工的分度頭，零件的多個側面可以在一次操作中完成。這對設計師和工程師來說是個好消息。現在不僅可以生產極其復雜的零件，而且可以以更高的質量、更低的成本和更短的交付周期來生產。但不遵守這些規則可能會導致昂貴的返工和項目延遲。本文探討了任何零件設計師都應該了解的一些關鍵注意事項。

  真正的5軸加工？高速車床上的CNC車削能夠在一次操作中完成許多復雜零件。活動工具和Y軸功能意味著可以轉動螺栓，銑削扳手平面，然后鉆一個安全線的交叉孔。更復雜的示例可能包括一端帶有對齊槽的液壓活塞、表面帶有扳手孔的配件或帶有外部鍵槽的軸。在某些情況下，甚至可以“轉動”比圓形更正交的零件。

考慮到這種銑削和動力刀具背景，設計復雜零件時需要考慮以下五個要素：

   1.孔放置:CNC車床上的軸上孔和軸向孔的最小尺寸為0.04英寸（1毫米），最大深度為直徑的6倍。徑向孔（從零件側面鉆取的孔）應至少為0.08英寸（2毫米）直徑。貫穿車削或銑削零件的孔通常是可以的（尤其是在空心或管狀零件上），但取決于零件尺寸、孔直徑和材料，刀具可能沒有足夠的范圍

   2.深層特征:車削零件上的外部凹槽深度不得超過0.95英寸（24.1毫米）深，或小于0.047英寸（1.2毫米）。就尺寸而言，所有其他槽形銑削特征通常與鉆孔相同，但一個好的經驗法則是保持深度小于特征寬度的6倍。另外，確保至少留有0.020英寸（0.5mm）相鄰材料上的壁厚。大型平面和其他銑削表面銑削或車削完全取決于相對于可用刀具尺寸的零件幾何形狀。然而，無論在哪里制作，深肋骨和凹槽都可能是一個挑戰。可以在車削或銑削零件上切割類似散熱器的特征，但這取決于實際零件幾何圖形和可用工具。

   3.更好的線程:車削和銑削中心之間的螺紋加工能力有很多重疊。一般來說，可以加工從#4-40（M3 x 0.5）到大約1/2-20（M10 x 1.25）的螺紋，這取決于機器類型和特征位置，盡管存在一些例外情況。在這里，請務必考慮有關螺紋建模的正確方法的部分，以及這與內部與外部、銑削與車削零件特征的關系。您還可以考慮使用插入，線圈和鍵插入件比裸螺紋具有更長的使用壽命，尤其是在鋁或塑料等軟材料中，并且易于安裝。

   4.文字打標的成本很高:復雜的航空航天和醫療零件通常需要永久標記零件號和公司名稱。凹進的文字看起來不錯，但它也是所有加工操作中最耗時的一種，而且隨著生產量的增加而令人望而卻步。通常，使用電化學蝕刻或激光標記零件會更好，但如果必須雕刻文字，請使用簡單、干凈的字體，保持簡短和美觀。我們建議軟金屬和塑料ArialRounded MT字體14點0.3毫米深，硬金屬ArialRounded MT字體22點0.3毫米深。

   5.半徑：觀察角落:任何機加工零件上的一個常見錯誤是尖銳的內角突出。例如，通常用于精加工的車刀的機頭半徑為0.016英寸（0.032毫米），因此任何配合零件的設計都應考慮到這一點。銑刀下降到0.040英寸（1毫米），這意味著任何凹槽的內角半徑都將略大于該半徑的一半。這是非常尖銳的，但請記住，使用這么小的刀具銑削需要很長時間，并且將限制在不超過0.375英寸（9.52毫米）深的凹槽內。最好的辦法是減輕內角，或在配合零件設計上允許盡可能大的內半徑。