無錫CNC醫療加工廠如何加工醫療零（líng）件的？


為了充分利用CNC醫療加工的能力，設計（jì）師必（bì）須遵循特定的製造規則設計。但這可能是一（yī）個（gè）挑戰，因為不存在特定的行業標準。在（zài）這篇文章中，我們用CNC醫療加工的最佳設計實踐匯編了全麵的指南。


我們專注於描（miáo）述現代 CNC醫療 係統的可行性，而忽（hū）略了相關成本。有關為 CNC醫（yī）療 設計高性價比零件的（de）指南，請參閱（yuè）本文。


CNC醫療加工


CNC醫（yī）療（liáo）加工是（shì）一種減法加工技術。在CNC醫療中，使用各種高速旋轉（數千RPM）的刀具從實體塊中去除材料（liào），以根據CAD模型（xíng）生（shēng）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（yòng）於大批量生產和一次性工作。事實上，CNC醫療加工是目前生產金屬原型最具成本效益的方法，甚至與3D打印相（xiàng）比也是如（rú）此。


CNC醫療主要（yào）設（shè）計限製


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


1. 刀具（jù）幾（jǐ）何


最常見的CNC醫療刀具（端銑刀和鑽（zuàn）頭）為圓柱形，切削長度（dù）有限。


當材料從工件上移除時，刀具的幾何（hé）圖形被轉移到加工零（líng）件上。這意味著，例如，無（wú）論使用多小的（de）刀具，CNC醫（yī）療零件的內角始終具有半徑。


2. 工具訪問


為了去除材料，刀具直接從上方接近工件。無法（fǎ）通過這種（zhǒng）方式訪問的功能無（wú）法進行CNC醫療加工。


這條規則（zé）有一（yī）個例外：咬邊（biān）。我們將在（zài）後一節中了解如何在設計中使用咬邊。


一個好的設計實（shí）踐是將模型的所有特征（孔、空腔、垂直（zhí）牆等）與6個主要方向之一對齊。將此（cǐ）規則視為建議，而不是限製（zhì），因為5軸CNC醫療係統（tǒng）提供先進的（de）工件保持能力。


加工具有大深寬比的特征時，刀具訪（fǎng）問也（yě）是一（yī）個問題。例如，要到達深（shēn）型腔的底部，需要使用帶有長（zhǎng）軸的專用（yòng）工具。這會降低末端執行器的剛（gāng）度，增加（jiā）振動並降低可實現的精（jīng）度。


CNC醫療專家建議設計可使用最大可能直徑（jìng）和最（zuì）短可能長度的刀具加工的零件。


CNC醫療設計規則（zé）


設計用於CNC醫療加工的零件時經常遇到的一個挑戰是（shì），不存在特定的行業標準：CNC醫療機床和工具製造商不斷提（tí）高技術能（néng）力，擴大可能的範圍。


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


1. 型腔和凹槽


型腔深度推薦：4倍腔寬


端銑刀的切削長度有限（通常為其直徑的3-4倍）。當深寬比較小時，刀具偏轉、切屑排出和振（zhèn）動變得更加突出。將空腔的深度限製為其寬度的（de）4倍可確保良好的（de）效果。


如果需要更大的深度，請考慮設計具有（yǒu）可變（biàn）型腔深度的零件（示例參見（jiàn）上圖）。


深型腔銑削：深度（dù）大於刀具直徑6倍的型腔視為深（shēn）型腔。使用專用工具可使刀具直徑與型腔（qiāng）深度之比（bǐ）達到30:1（使用直徑為1英寸的端銑（xǐ）刀，最大深度為30 cm）。


2. 內邊緣（yuán）


垂直拐角半徑：推薦⅓ x型（xíng）腔（qiāng）深度（或更大）


使用內角半徑的建議值可確保可以使用合適的直徑工具，並與建議的型腔深度的指南對（duì）齊。將拐角半徑稍微增加到建（jiàn）議值以上（例如增加1毫米），允許刀具沿著（zhe）圓形路徑而不是90°角進（jìn）行切割。這是首選，因為它（tā）可以獲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（biān），而不是減少角半徑。


底板半徑推薦 0.5毫米、1 毫米或無半（bàn）徑；任（rèn）何半徑立都可行


立銑刀的下刃為平刃（rèn）或略圓刃。其他地板（bǎn）半徑（jìng）可使用球頭工具加工。使（shǐ）用推薦值是一種良好的設計實踐，因（yīn）為這是機械師的首選。


3. 薄壁


最小壁厚推薦：0.8毫米（金屬）、1.5毫（háo）米（塑料）；0.5毫米（金屬）、1.0毫米（塑料）都可行


減小壁厚會降低材料的剛度，從而增加加工過程中的振動並降低可達（dá）到的精度。塑料容易翹曲（由於殘餘（yú）應力）和軟化（由於溫度升高），因此建議使用較大（dà）的最小壁厚。


4. 孔


直徑推薦（jiàn）標準鑽頭尺寸；任何大於1毫米的直徑都可行


使用鑽（zuàn）頭或端銑刀加工孔。鑽（zuàn）頭的尺寸標準化（公製和英製單位）。鉸刀和（hé）鏜刀用於精加工要求嚴格公差的孔。適用於小於（yú）⌀20 mm，建議使用標準直徑。


最（zuì）大深度（dù）推薦4 x標稱直（zhí）徑；典型（xíng）的為10 x標稱直（zhí）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。在這種情況下，適用（yòng）最大空腔深度限製，並應使用建議的最大深度值。使用專用鑽頭（最小直（zhí）徑3毫米）加工深度超過典型值的孔。用鑽頭加工的盲孔有一個錐形底板（135°角），而用端（duān）銑刀加工的孔（kǒng）是平的。在CNC醫（yī）療加工中，通孔和盲孔之間（jiān）沒有特別的偏好。


5. 螺紋


螺紋（wén）尺寸最小為 M2；推薦為 M6或更大（dà）


內螺紋用絲錐（zhuī）切削（xuē），外螺紋用模具切削。絲錐和模具可用於將（jiāng）螺紋（wén）切割到M2。


CNC醫療螺紋工具很常見，機械師（shī）首選，因為它（tā）們限製了絲錐斷裂的風（fēng）險。CNC醫療（liáo）螺紋工具可用於將螺紋切割至（zhì）M6。


螺紋長度最小值為1.5 x標稱直徑；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（最大為標稱直徑的1.5倍）。因此，不需要超過3倍（bèi）公稱直徑的螺紋。


對（duì）於（yú）用（yòng）絲錐切割的盲孔中（zhōng）的螺紋（即所有小於M6的螺紋（wén）），在孔底部添加等於1.5 x標稱直徑的無螺紋長度（dù）。


當可以（yǐ）使用 CNC醫療 螺紋刀具（即螺紋大於（yú）M6）時，孔可以貫穿其整個長（zhǎng）度。


6. 小特征


最小孔直徑推薦為 2.5毫米（0.1英（yīng）寸）； 0.05毫米（0.005英寸（cùn））都可行


大（dà）多數機械車間將能夠使用直（zhí）徑小於2.5毫米（0.1英寸）的（de）工具精確加工空腔和孔。


低於此限（xiàn）值的任何（hé）東西（xī）都被視為微加工。加工此類特征（切削過程的（de）物理變化在此範圍內）需要專用工具（微（wēi）型鑽頭）和專家知識（shí），因此建議避免（miǎn）使用，除非絕對（duì）必要。


7. 公（gōng）差


標準：±0.125毫米(0.005英寸)


典型（xíng）：±0.025毫米 (0.001英（yīng）寸)


可（kě）行（háng）：± 0.0125毫米(0.0005英寸)


公差定義了可接受尺寸的邊界。可達到的公差取決於零件的基本尺寸和幾何形狀。以上（shàng）數值是合理（lǐ）的指南。如（rú）果未規定公差（chà），大（dà）多數機器車（chē）間將使用標準±0.125毫米（0.005英（yīng）寸（cùn））公差。


8. 文字和刻（kè）字


推（tuī）薦字（zì）體大小為20（或更大），5毫米刻字


雕刻文字優選浮（fú）雕文字，因為（wéi）去除的材料較少。建議使用大小至少為 20磅（páng）的無襯線字體（如 Arial 或 Verdana）。許多CNC醫療機器都有這些字體的預編程例程。


機器設置和零件方向


需要多次設置的零（líng）件示意圖如下（xià）：


如前所述，刀具（jù）訪問是CNC醫療加工的主要設（shè）計限製之一（yī）。要到達模型的所有表麵，必須多次旋轉工件。


例如，上（shàng）麵圖像的部（bù）分必須總共旋轉三次：兩次沿兩個主方向加工孔，第三次進入零件背麵。


每當工件旋轉時，必須（xū）重新校準機器並定義新（xīn）的坐標係。


在設計（jì）時考（kǎo）慮機器設置很重要，原因有兩個：


機（jī）器設置的總數會影響成本。旋轉和重新對齊零件需要手動操作，並增加總加工時間。如果零件需（xū）要旋（xuán）轉（zhuǎn）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（wéi）了獲得最大的（de）相對位置精度，必須在同（tóng）一設置中加工兩個特征（zhēng）。這是因為新的呼叫（jiào）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CNC醫療加工時，可以消（xiāo）除對多台機器設置（zhì）的（de）需要。多軸CNC醫療加工可以製造具有複雜幾何形狀的零件，因為它們（men）提供2個額外的旋轉軸。


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


當然，5軸CNC醫療也有其局限性。基本刀具幾何形狀和刀具訪問限製仍然適用（例如，無法（fǎ）加工具有內部（bù）幾何形狀的零件）。此外，使用此（cǐ）類係統的成本更高。


設（shè）計底（dǐ）切


底切是無法使用標準切削（xuē）工具加工的特征，因為它們的某些表麵無法從（cóng）上方直接進入。


有兩種主要類（lèi）型的底切（qiē）：T形槽和燕尾榫。底切可以是單麵或雙麵，並使用專用工具進行加（jiā）工。


T形槽切削刀具（jù）基本上由連接（jiē）在垂直軸上的水平切削刀片製成（chéng）。底（dǐ）切的寬度可以在（zài）3毫米和40毫米之間變化。建議對寬度使用標準尺寸（即整（zhěng）毫米增量或標準英寸分數），因為工具更可能已經可用。


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


設計（jì）內壁有底切的零（líng）件時，請記住為工具添加足夠（gòu）的間隙。一個好的經驗法（fǎ）則是在機加工壁和任何其（qí）他內壁之間增加至少等於底切深度（dù）4倍的（de）空間。


對於標準刀具，切（qiē）削直徑與軸（zhóu）直徑之間的典型比（bǐ）率為2:1，限製了切削深度。當需要非標（biāo）準咬邊時，機械（xiè）車間通常會自行製造定製底切（qiē）工具。這會增加交付周期和成本，因此應盡可能避免。




內壁上的 T 形槽（cáo）（左）、燕（yàn）尾槽底切（中）和單側底切（右）


起草技術圖紙（zhǐ）


請注意（yì），某些（xiē）設計規範不能包含在STEP或IGES文件中。如果您的模型包含以下一項或多項，必須（xū）提供2D技術圖（tú）紙：


螺紋孔（kǒng）或軸


有公差的尺寸


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（zhí）徑刀具加工的零件。


2. 添加大圓角（至少⅓ x型（xíng）腔深度）至所（suǒ）有內部垂直（zhí）角（jiǎo）。


3. 將空（kōng）腔的深度限製為其寬度的4倍。


4. 沿六個主要方向之一對齊設計的主要功能。如果不可能，可選擇5軸CNC醫療加工。


5. 當您的設計包括（kuò）螺紋、公差、表（biǎo）麵光潔度規格或機器操作員的其（qí）他注釋時，請隨圖紙提交技（jì）術圖紙。 





文章（zhāng）出處：精密加工 無錫CNC醫療加工廠http://www.dlzxxx.cn/cn/info_15.aspx?itemid=686