عملية تصنيع النموذج الأولي لـ CNC: دليل للتروس الدقيقة

إذا كنت مهندس منتج أو محترف مشتريات تعمل على الأنظمة الميكانيكية - مثل عمليات نقل السيارات, الروبوتات الصناعية, أو المعدات الطبية -عملية تصنيع النموذج الأولي لـ CNC هو مفتاح إنشاء جودة عالية, أجزاء العتاد القابلة للاختبار. التروس حاسمة لنقل الحركة والقوة, لذا فإن دقتها تؤثر بشكل مباشر على أداء النظام. على عكس الآلات التقليدية, يستخدم النماذج الأولية لترس CNC التحكم في الكمبيوتر لتحقيق الدقة العالية للغاية والتكرار, مما يجعلها مثالية لاختبار التصميمات قبل الإنتاج الضخم. هذا الدليل يكسر كل خطوة من خطوة العملية, مع الحالات الحقيقية والبيانات لمساعدتك على تجنب الأخطاء والحصول على نماذج أولية موثوقة.

1. ما هو Machining النموذج الأولي CNC?

أولاً, دعونا نوضح الأساسيات: Machining النموذج الأولي لـ CNC هي طريقة تصنيع دقيقة تستخدم التحكم العددي للكمبيوتر (CNC) أدوات الآلة لتشكيل المواد الخام في النماذج الأولية للعتاد. يتم استخدام هذه النماذج الأولية للاختبار:

• كيف تنقل العتاد عزم الدوران ويتعامل مع سرعة الدوران (الأداء الميكانيكي).
• إذا كان الترس يتناسب مع مكونات أخرى في النظام (التوافق الأبعاد).
• ما مدى دقة الترس تحت الاستخدام في العالم الحقيقي (ارتداء المقاومة).

تبرز هذه العملية لأنها يمكن أن تنشئ تروسًا ذات ملامح معقدة - مثل التروس الحلزونية أو المائلة - يصعب صنعها مع الآلات اليدوية. يستخدم على نطاق واسع في الفضاء, السيارات, والحقول الطبية, حيث حتى الأخطاء الصغيرة (صغير يصل إلى 0.01 ملم) يمكن أن يسبب فشل النظام.

لماذا يهم: مورد قطع غيار السيارات مرة واحدة يستخدم الآلات اليدوية لصنع نموذج أولي لبروتقل ناقل الحركة. كان للنموذج الأولي خطأ أبعاد قدره 0.15 ملم, مما يؤدي إلى تشغيل صاخب وارتداء سابق لأوانه أثناء الاختبار. التبديل إلى النماذج الأولية لترس CNC, قاموا بتخفيض الخطأ إلى 0.02 مم, وكان إجراء الاختبار التالي سلسًا بدون مشاكل في التآكل.

2. عملية تصنيع النموذج الأولي لخطوة CNC خطوة بخطوة

العملية 6 المراحل الأساسية - من الأهمية بمكان لضمان النموذج الأولي معايير التصميم. استخدم الجداول أدناه لمطابقة المعدات المناسبة, مواد, والمعلمات لمشروعك.

2.1 تصميم & برمجة: وضع الأساس للدقة

هذه المرحلة تدور حول تحويل تصميم الترس الخاص بك إلى تعليمات قابلة للقراءة الآلة. اتبع هذه الخطوات:

1. إنشاء نموذج ترس ثلاثي الأبعاد: استخدم برامج مثل SolidWorks, أوتوكاد, أو Siemens NX. تضمين التفاصيل الرئيسية مثل:

• عدد الأسنان (على سبيل المثال, 20-40 الأسنان لمعظم التروس الصناعية).
• الوحدة النمطية (حجم أسنان التروس - قيم الشوائب: 0.5-5مم).
• زاوية الضغط (عادة 20 درجة للتروس القياسية).

2. تحسين للآلات: فكر في تطبيق الترس - على سبيل المثال:

• إذا كان يحتاج إلى التعامل مع عزم الدوران العالي, يثخن مركز التروس إلى 1.5x الوحدة النمطية.
• إذا كانت الضوضاء مصدر قلق, أضف منحنى طفيف إلى ملف تعريف الأسنان (تتويج الأسنان) للحد من الاحتكاك.

3. إنشاء رمز CNC: استخدم برنامج CAM (على سبيل المثال, Mastercam, الانصهار 360) لتحويل النموذج ثلاثي الأبعاد إلى G-Code. يخبر هذا الرمز جهاز CNC مسار القطع, سرعة, ومعدل التغذية.

دراسة حالة: صممت شركة روبوتات نموذجًا أوليًا للعتاد الحلزوني ولكن نسيت ضبط مسار القطع لزاوية الحلزون (15°). أنتج أول تشغيل CNC مع ترس مع أسنان مشوهة. بعد إعادة برمجة برنامج CAM لحساب زاوية الحلزون, كان النموذج الأولي التالي هندسة أسنان مثالية.

2.2 اختيار المعدات: اختر آلات لآلات التروس

لا تعمل جميع آلات CNC على التروس - فأنت بحاجة إلى تلك ذات الصلابة العالية والتحكم الدقيق. إليك تفاصيل بين أفضل الخيارات:

2.3 إعداد المواد & تثبيت

اختر مادة تتطابق مع الاستخدام المقصود للعتاد, ثم تأمينه إلى الجهاز لمنع التحول.

2.3.1 اختيار المواد

2.3.2 تثبيت المواد

• استخدم 3-الفك تشاك لفراغات العتاد الأسطواني (يضمن التركيز - حرجة للدوران السلس).
• للتروس الكبيرة (diameter >200mm), استخدم لوحة الوجه مع t-slots لتأمين الفراغ.
• تحقق من الحصول على الجريان (اهتزاز) مع مؤشر الاتصال - الحفاظ على الجريان أقل من 0.01 مم لتجنب أخطاء الآلات.

2.4 الخشنة: إزالة المواد الزائدة بسرعة

إن الخشنة تدور حول تشكيل العتاد بسرعة فارغة في شكل قريب من الانتهاء. المعلمات الرئيسية:

• أداة قطع: فولاذ عالي السرعة (HSS) أو HOB CARBIDE (لآلات الشباك).
• سرعة قطع: 80-150 م/بلدي (أسرع للألمنيوم, أبطأ للصلب).
• معدل التغذية: 50-100 مم/دقيقة (توازن السرعة وحياة الأداة).
• هدف: اترك 0.1-0.3 مم من المواد للتشطيب (يسمى "بدل الآلات").

2.5 الانتهاء: تحقيق الدقة النهائية

إن الانتهاء من إعادة صياغة العتاد لتلبية مواصفات التصميم الدقيقة. هذه المرحلة أمر بالغ الأهمية لدقة الأسنان وجودة السطح:

• أداة قطع: موقد كربيد مصقول أو قاطع المشكل (لأسطح الأسنان الملساء).
• سرعة قطع: 60-120 م/بلدي (أبطأ من الخشنة لتقليل ملابس الأدوات).
• معدل التغذية: 20-50 مم/دقيقة (أبطأ لدقة أفضل).
• هدف: تحقيق دقة الأبعاد ± 0.01-0.03 مم وخشونة السطح من RA 0.8-1.6 μM.

2.6 بعد العلاج & فحص الجودة

بعد الآلات, قم بإعداد النموذج الأولي لاختبار وتحقق من جودته:

1. تنظيف: استخدم degreaser (على سبيل المثال, كحول الأيزوبروبيل) لإزالة سائل القطع والرقائق المعدنية من أسنان التروس.
2. المعالجة السطحية (إذا لزم الأمر):

• المعالجة الحرارية (على سبيل المثال, المكربن ​​لسبائك الصلب) لزيادة صلابة 58-62 HRC.
• بلاستيك الرمل لإنهاء غير لامع (يقلل من الوهج في معدات معالجة الأغذية).
• تصفيح (على سبيل المثال, طلاء الزنك للفولاذ المقاوم للصدأ) لتحسين مقاومة التآكل.

3. فحص الجودة:

• استخدم مركز قياس العتاد للتحقق من ملف تعريف الأسنان, يقذف, وهنود.
• اختبار عزم الدوران مع مقياس ديناميكي - ل 4140 معدات الصلب مع 20 أسنان (الوحدة 2MM), تهدف إلى قدرة عزم الدوران 50-100 ن · م.
• تحقق من الضوضاء عن طريق تشغيل العتاد مع معدات التزاوج في 1,000 دورة في الدقيقة - يجب أن تكون المستويات أدناه 70 ديسيبل.

3. المزايا الفنية & تحديات النموذج الأولي للمعدات CNC

يساعدك فهم إيجابيات وسلبيات على التخطيط لمشروعك بشكل فعال.

3.1 المزايا الرئيسية

• دقة عالية: يحقق أخطاء أبعاد صغيرة مثل ± 0.005 مم - حرجة للتروس في الفضاء أو الأجهزة الطبية.
• التكرار: تنتج آلات CNC نماذج أولية متطابقة في كل مرة - رائعة لاختبار تكرارات التصميم المتعددة.
• تعقيد: يمكن للآلة التروس غير القياسية (على سبيل المثال, تروس الدودة, التروس المائلة) لا يمكن أن تجعل الطرق التقليدية.

3.2 التحديات الشائعة

• تكلفة المعدات العالية: تكاليف آلة HOPBING CNC \(50,000-\)200,000- من الوصول إلى الشركات الناشئة الصغيرة.
• تعقيد البرمجة: تتطلب G-Code للتروس الحلزونية أو المائلة مهارات CAM متقدمة-تؤدي المواجهة إلى نماذج أولية مدمرة.
• أداة ارتداء الأداة: أدوات قطع العتاد تبلى بسرعة (على سبيل المثال, تدوم موقد كربيد 50-100 النماذج الأولية للصلب)- تضمين تكاليف المواد.

4. حالات تطبيق الصناعة

يستخدم Machining النموذج الأولي CNC في ثلاثة حقول رئيسية:

1. السيارات: استخدمت شركة تصنيع سيارات النماذج الأولية CNC لاختبار معدات توقيت المحرك. كان للنموذج الأولي دقة ± 0.02 مم, وأظهر الاختبار أنه خفض ضوضاء المحرك بواسطة 15% مقارنة بالتصميم القديم. يستخدمون الآن هذا التصميم في أحدث طراز سيدان.
2. الروبوتات الصناعية: احتاج صانع روبوت إلى معدات مفصلية عالية الدقة لذراعهم. النماذج الأولية CNC دعهم يختبرون 3 التكرارات في 2 أسابيع (مقابل. 6 أسابيع مع الأساليب التقليدية). كان النموذج الأولي النهائي هو نماذج 0.01 ملم, ضمان حركة روبوت سلسة.
3. المعدات الطبية: استخدمت شركة الأجهزة الطبية النماذج الأولية CNC لصنع ترس لحفر جراحي. كان النموذج الأولي من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاومًا للتآكل وكان لديه قدرة عزم الدوران 80 n · m-مثالية لعملية الحفر عالية السرعة.

عرض Yigu Technology على عملية تصنيع النموذج الأولي لـ CNC

في Yigu Technology, لقد دعمنا 300+ العملاء في تحسين عملية تصنيع النموذج الأولي لـ CNC. نعتقد أن أكبر نقطة الألم هي تحقيق التوازن بين الدقة والتكلفة-الفرق العريضة التي تعزف على الآلات الراقية للتروس البسيطة. حلنا: حزم مخصصة للمعدات المادية-على سبيل المثال, إقران VMC صديق للميزانية مع 6061 الألومنيوم للتروس المنخفضة, أو آلة توصيف مع 4140 الصلب لقطع الغيار عالية. هذا يقلل من التكاليف 25% مع الحفاظ على الدقة عند ± 0.03mm. نقدم أيضًا دعم برمجة CAM لتجنب أخطاء الكود.

التعليمات

1. كم من الوقت يستغرق صنع نموذج أولي للمعدات CNC?

يعتمد ذلك على نوع التروس وحجمه: معدات تحفيز صغيرة (50قطر مم) يأخذ 1-2 أيام. معدات حلزونية كبيرة (200قطر مم) يأخذ 3-5 أيام (بما في ذلك التصميم والتفتيش).

2. هل يمكن استخدام النماذج الأولية للعتاد CNC في المنتجات النهائية?

عادة لا - النماذج المهنية للاختبار. ولكن بالنسبة للمنتجات ذات الحجم المنخفض (على سبيل المثال, الأدوات الطبية المخصصة), يمكن أن تعمل النماذج الأولية CNC إذا نجحت في اختبارات المعالجة الحرارية والمتانة (لقد كان لدينا عملاء يستخدمونها 10,000+ دورات).

3. ما هي تكلفة النموذج الأولي لرعاية CNC?

تختلف التكاليف حسب المواد والحجم: معدات تحفيز الألومنيوم (50قطر مم) التكاليف \(80-\)150. معدات حلزونية من الفولاذ المقاوم للصدأ (100قطر مم) التكاليف \(200-\)400 (أعلى بسبب تعقيد المواد والبرمجة).