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CNC 加工的行业标准

在CNC加工领域,存在着多样化的机器配置、富有想象力的设计方案、切削速度的选择、尺寸规格以及可加工的材料种类。然而,重要的是要认识到,并非每一种设计都能与每一种加工工艺实现无缝对接;同样地,不是所有的特征都能被精准地加工到任意尺寸,也并非所有类型的材料都能承受任意速度的切削加工。将那些不兼容的设计与切削速度或特定特征与所需尺寸进行不恰当的组合,极有可能会引发安全隐患,或者导致某种形式的加工故障。

因此,为了指导加工工艺的实施,人们制定了一系列标准。这些标准中,一部分源自长期的反复试验与实践经验的积累,另一部分则是通过精心策划的科学实验所得。此外,部分标准已经获得了国际标准化组织(ISO)的官方认可,享有国际权威性;而另一些标准虽然非官方,但在行业内同样广为人知并被采用,标准略微不同。

设计标准

设计标准是非官方的指导性准则,专门用于指导CNC加工设计过程中的计算机辅助设计环节。这套标准主要聚焦于零件的几何形状规范。需要明确的是,这些标准仅作为建议性参考,其具体的应用可能会因CNC机床的性能差异以及加工公司的不同实践而有所调整。

管壁厚度

在加工流程中,所产生的振动有可能致使壁厚不足的部件发生断裂或形变,这一现象在材料刚度较低的情况下尤为显著。通常而言,金属壁的标准最小壁厚被设定为0.794毫米,而塑料壁的标准最小壁厚则为1.5毫米。

孔/腔深度

过深的空腔会导致铣削作业难以有效进行,原因可能是刀具悬伸过长或是刀具发生偏移。在某些情形下,刀具甚至无法触及到需要加工的表面。为了确保加工效果,型腔的最小深度应至少为其宽度的四倍,即如果一个型腔的宽度为10毫米,那么其深度就不应超过40毫米。

建议在设计孔洞时,参考现有的标准钻头尺寸进行规划。至于孔的深度,一般推荐遵循直径4倍的标准深度进行设计。尽管在某些情况下,孔的最大深度可以延伸至标称直径的10倍。

特征尺寸

对于墙壁等高大的结构物而言,一个至关重要的设计标准是高度与厚度之间的比率(H:L)。具体而言,这意味着如果一个特征的宽度为15毫米,那么其高度不应超过60毫米。相反地,对于小型特征(例如孔)而言,其尺寸可以小至0.1毫米。然而,出于实际应用的考虑,2.5毫米被推荐为这些小型特征的最低设计标准。

零件尺寸

目前,普通CNC铣床的应用十分广泛,其通常能够加工尺寸为400毫米x 250毫米x 150毫米的工件。而CNC车床则通常能够加工直径为Φ500毫米、长度为1000毫米的工件。当面临尺寸达到2000毫米x 800毫米x 1000毫米的大型零件时,就需要采用超大型CNC机床来进行加工。

公差

公差是设计过程中一个至关重要的考量因素。然而,应当注意的是,公差的应用应当聚焦于关键特征之上,因为过度宽松的公差会导致加工时间和成本的显著提升。设计中设定的公差应当基于所用CNC机床的公差能力来确定。尽管技术上可以实现±0.025毫米的精密公差,但在实际操作中,0.125毫米通常被视为标准公差范围

ISO 标准

ISO 标准是由国际标准化组织正式认可的官方规范。在数控加工领域,存在着数百种ISO标准以供遵循。以下列举的是其中一些最为关键的标准。如需查阅更多标准,请访问ISO的官方网站

  • ISO 230 – 这是一个由10 个部分组成的系列标准,确定了在准静态或空载条件下运行的机床的几何精度、数控轴的精度和可重复性、机床的热效应、噪声排放以及加工过程中的振动水平。
  • ISO 229:1973 – 此标准专门用于规定数控机床的速度设定与进给速率。
  • ISO 369:2009 – 在CNC机床的机身上,通常会标注一些特定的符号和说明。本标准明确了这些符号的具体含义及其对应的解释。

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