Вы только что нарисовали крутой гаджет в CAD - теперь он нужен вам в блестящем металле. Но подождите! Если мастерская не сможет отфрезеровать вашу модель, то цена взорвется или деталь не получится. Зная несколько простых обработка алюминия с ЧПУ правила избавляют от головной боли и денег. Для гладкой обработки алюминия с ЧПУ помните:

1. Закругленные внутренние углы.
2. Толщина стен должна быть достаточной.
3. Соблюдайте ограничения по глубине отверстий.
4. Избегайте странных инструментов.
5. Добавьте черновой или многоосевой доступ к скрытым местам.

Ниже мы расскажем о каждом правиле простыми словами, поделимся быстрыми диаграммами и посыплемся историями из реальных магазинов, чтобы вы могли разработать дизайн один раз и сделать машину счастливой с первой попытки.

Правила проектирования для обработки алюминия с ЧПУ

Надежный чертеж - половина успеха. Начните с основ инструмента: концевые фрезы круглые, поэтому внутренние углы должны иметь соответствующий радиус - ни в коем случае не острые углы. Далее, стены ведут себя как гитарные струны: слишком тонкие - и они вибрируют. Толщина алюминиевых стенок не должна превышать 0,25 мм, а толщина полов - 0,5 мм. Глубина отверстий должна быть меньше трехкратного диаметра для легкой очистки от стружки. Резьба длиной более 1,5×диаметра редко добавляет прочности и замедляет резку. И, наконец, планируйте такие функции, которые могут быть достигнуты стандартными фрезами, чтобы избежать расходов на индивидуальную оснастку. Следуя этим быстрым фактам, низкая стоимость алюминия сочетается с большими возможностями. преимущества станка с ЧПУ повторяемость, которая необходима для любой работы.

Радиусы внутренних углов

Представьте себе, что вы косите траву футбольным мячом - вы бы промахнулись мимо углов! То же самое верно и при обработке алюминия с ЧПУ. Используйте внутренний радиус как минимум на 10 % больше радиуса фрезы, чтобы стружка отводилась и износ инструмента был минимальным. 6-миллиметровой концевой фрезе нравится угол 4 мм, но 5 мм - более плавный. Если вам нужны меньшие радиусы, переходите на фрезы для микро-ЧПУ, но при этом ожидайте увеличения времени цикла и стоимости.

Толщина стенки Мудрость

Тонкие стенки поют, как вилки для настройки. Толщина алюминия не должна превышать 0,25 мм, а отношение высоты к толщине - не более 8:1. Для более высоких ребер - например, теплоотводов - добавьте ребра или увеличьте профиль. Продуманная конструкция стенок позволяет быстро изготовить прототип с ЧПУ и совместить его с окончательным производством без дополнительных настроек.

Отверстия, резьба и глубина

Стандартные спиральные сверла лучше всего работают на диаметре до 3×. При более глубоких отверстиях возникает риск блуждания инструмента и застревания стружки. Зенкеры или резьбовые отверстия? Планируйте глубину резьбы не более 1,5×диаметра. Фрезерование резьбы лучше метчиков для крошечных отверстий M2, но требует правильных спиральных траекторий в CAM.

Соблюдайте внутренние углы

Острые углы, трещины и деформирующие детали. Лучше скруглите их. На установках для обработки алюминия с ЧПУ инструмент диаметром 3 мм имеет внутренний радиус 2 мм. Большие радиусы также снижают напряжение, повышая прочность. Добавьте рельеф "собачья кость" для квадратных пазов; фреза обрезает кромку под углом 90°, оставляя место для сопрягаемых выступов. Этот трюк помогает при разработке защелкивающихся кронштейнов для обработка акрила с ЧПУ панели.

Информация: Удвоенный диаметр фрезы для наиболее гладкой обработки углов карманов.

Постройте прочные стены и полы

Стенки толщиной менее 0,25 мм шатаются под струями охлаждающей жидкости. Стремитесь к 0,5 мм в высоких секциях. Если нужно сэкономить вес, вырезайте внутренние карманы, но сохраняйте толщину внешней оболочки. Ребра жесткости увеличивают жесткость без лишнего веса - бонус в рамах дронов, созданных с помощью прототипов с ЧПУ. Толщина пола? Придерживайтесь толщины не менее 0,5 мм, чтобы вакуумные крепления держались без прогиба.

Быстрый совет: Чередуйте черновой и чистовой проходы; черновой оставляет запас, а чистовой рез удаляет шрамы от вибрации.

Глубина, диаметр и резьба отверстий

Глубокие отверстия задерживают стружку. Ограничьте глубину сверления до трехкратного диаметра или добавьте сквозное отверстие для отвода стружки. Канавки для облегчения резьбы облегчают выход инструмента и улучшают последующее нанесение покрытия. При каждой обработке алюминия с ЧПУ выбирайте крупную резьбу для мягких сплавов, таких как 6061 - меньше шансов сорвать резьбу.

Факт: Резьба диаметром более 1,5× увеличивает прочность на вытягивание всего на 5 %, но увеличивает время цикла на 20 %.

Поддерживайте удобство работы с инструментами

Нестандартные канавки требуют индивидуальных фрез. Вместо этого разработайте радиусы, подходящие к готовым концевым фрезам. Утопленные логотипы? Заложите их на глубину 0,25 мм, чтобы фреза диаметром 1 мм могла дотянуться до них без заеданий. Сочетание лазерной гравировки и фрезерования также позволяет наносить текст высокой детализации на алюминиевые детали с ЧПУ - сочетайте эти процессы, как мы это делаем с табличками из акрила с ЧПУ.

Предложение: Ограничьте ширину паза диаметром фрезы плюс 10 % для лучшего отвода стружки.

Черновые углы и скрытые подрезы

Конусность с небольшим уклоном обеспечивает чистое отсоединение инструмента и очистку от стружки. Угол 1°-2° почти не увеличивает вес и ускоряет обработку. Нужны подрезы? Запланируйте фрезы с Т-образным пазом или леденцовые фрезы, или обратитесь к 5-осевому станку. При обработке с помощью микро-ЧПУ крошечных подрезов минимизируйте глубину, чтобы сохранить прочность фрезы.

Опасность: Игнорирование тяги в глубоких карманах может затянуть инструмент, что приведет к громким звукам и обрезкам.

Цели по отделке и допускам

Стандартное покрытие Ra 3,2 мкм подходит для большинства корпусов; Ra 1,6 мкм - для скользящих посадок. Избегайте указания "как можно более гладкая" - мастерские будут завышать цену. Жесткие допуски допустимы только там, где это необходимо, например, на посадочных местах подшипников. При обработке алюминия с ЧПУ оставляйте щедрые ±0,1 мм на косметических поверхностях; шлифовка или дробеструйная обработка быстро убирают следы инструмента.

Информация: Каждый лишний знак после запятой может удвоить время обработки.

Управление теплом для предотвращения деформации

Алюминий проводит тепло, но тонкие ребра все равно могут деформироваться. Для равномерной теплоотдачи используйте фрезерование с подъемом и сбалансированные траектории инструментов. Если ваша деталь похожа на вафельницу, обрабатывайте обе стороны постепенно, чтобы снять напряжение. Многие дизайнеры, создающие формы для обработки акрила на ЧПУ, забывают об этом и удивляются, почему крышки качаются, как качели.

Предупреждения: Перед окончательным отжигом удалите все острые заусенцы; заусенцы закаливаются неравномерно и скручивают тонкие стенки.

От прототипа до производства

В ранних моделях фаски могут отсутствовать или использоваться более слабая посадка для проверки формы. Обработка прототипов с ЧПУ преимущества быстросменных приспособлений и закладных деталей для экономии времени настройки. После того как конструкция зафиксирована, оптимизируйте длину инструмента, добавьте радиус, где это возможно, и сгруппируйте операции, чтобы использовать все преимущества многократного использования станков с ЧПУ.

Успех: Один раз спроектируйте, быстро создайте прототип, доработайте углы - производство будет идти в два раза быстрее, чем первоначальное время цикла.

Выбор материала и последующая обработка

Алюминий 6061 - это оптимальная цена и простота. Нужна дополнительная прочность? 7075 на ступень выше. Хотите блеска? 5083 прекрасно анодируется. После резки зачистите края, затем анодируйте, нанесите порошковое или прозрачное покрытие для защиты от коррозии. Анодирование с твердым покрытием утолщает поверхность, не округляя мелкие детали - хорошо подходит для Обработка с применением микро-ЧПУ шестеренки.

Заключение

Отличные детали начинаются с продуманного дизайна. Следуйте правилу углового радиуса, держите стенки прочными, следите за глубиной отверстий и выбирайте элементы, до которых дотягиваются обычные фрезы. Черновые углы, сбалансированные траектории инструментов и правильные сплавы завершают рецепт. Придерживайтесь этих правил, и обработка алюминия на станках с ЧПУ станет легким делом, позволяющим раз за разом получать прочные, чистые и доступные детали.

Вопросы и ответы

Почему внутренние углы не могут быть острыми?
Фрезы круглые; они должны оставлять внутри себя изогнутую траекторию, а не идеальную точку.

Всегда ли тонкие стены не выдерживают?
Нет, если они закреплены, но слишком тонкие приглашают к дребезжанию и тепловому деформированию.

Стоит ли фрезеровать резьбу для мелких деталей?
Да, фрезерование позволяет получить более чистую резьбу и избежать поломки метчиков в глухих отверстиях.

Сколько черновиков достаточно?
Один градус обычно позволяет инструменту выходить без затирания; для более глубоких карманов может понадобиться два.

Когда следует переходить с 6061 на 7075?
Если вам нужна повышенная прочность или усталостная прочность, и вы можете справиться с немного более сложной обработкой.