اصول طراحی ماشینکاری با cnc

انواع دستگاه cnc قابل استفاده برای ماشینکاری

قبل از اینکه به شکل جدی وارد بحث اصول طراحی ماشینکاری با cnc شویم لازم است که با برخی از محدودیت ها و نقاط قوت دستگاه های مختلف آشنایی داشته باشیم. موضوع از این جهت اهمیت دارد که هر کدام از دستگاه های cnc کنترل بهتری برای برش دادن اشکال و طرح های مختلف دارند و این می تواند کار ما را آسان تر کند.

دستگاه تراش cnc

دستگاه تراش معمولاً برای اشکال پیچیده استوانه ای استفاده می شود. با توجه به قابلیت های موجود، دستگاه تراش برجسته ترین انتخاب برای برش های دایره ای است زیرا هم قدرت تحمل بالایی دارد و هم کارایی مقرون به صرفه ارائه می دهد. در این دستگاهها در حالی که ابزار برشی ثابت است قطعه کار با سرعت می چرخد و به همین دلیل کنترل حرکت و میزان فید برای اپراتور دستگاه تراش cnc راحت تر بوده و بیشتر کار به سرعت گردش اسپیندل بستگی دارد.

دستگاه های تراش بیشتر برای چرخش و شکل دهی طراحی شده اند و در اندازه های بزرگ چندان انتخاب خوبی نیستند. در واقع در هنگام طراحی ماشینکاری با سی ان سی توجه داشته باشید که هرچه ضخامت قطعه کار بالاتر برود دقت کار دستگاه تراش cnc هم کمتر می‌شود.

دستگاه فرز cnc

دستگاه های فرز انواع مختلفی دارند و تفاوت اصلی آنها نسبت به دستگاه تراش این است که ابزار برشی روی ماده اولیه یا همان متریال حرکت می کند و آن را به شکل های مختلف برش می دهد. دستگاه های فرز cnc در دو گروه اصلی قرار می گیرند:

• دستگاه فرز عمودی: در این دستگاه ها محور اسپیندل دستگاه و ابزار برشی به صورت عمودی نسبت به میز دستگاه قرار می‌گیرد.
• دستگاه فرز افقی: در این دستگاهها محور دستگاه و اسپیندل به صورت افقی در سرتاسر میز نصب شده معمولاً برای حالت هایی استفاده می شود که نیاز به دقت بیشتری دارند و امکان استفاده از آن ها برای طیف وسیعی از متریال ها وجود دارد.

نکته ای که در بحث اصول طراحی ماشینکاری با cnc باید به آن توجه داشته باشید این است که هرچه تعداد محورها افزایش یابد می توان از دستگاه برای کارهای پیچیده تر و حرفه ای تری استفاده کنیم.

دستگاه روتور cnc

دستگاه های روتور cnc از بسیاری از جهات به دستگاه فرز عمودی شباهت دارند، زیرا ابزار برشی به طور عمودی با میز دستگاه تراز شده است. علاوه بر این روتور برای پردازش مواد حرکت می کند و قطعه کار به صورت ثابت باقی می ماند. این دستگاه ها برای کار روی ورقه های بزرگ چوب بهترین انتخاب ممکن هستند و اگر در هنگام برنامه نویسی بتوانید که گوشه ها را به شکل مناسب با آنها نشان دهید می توانند جزئیات دقیق را برای شما طراحی کنند. معمولاً روتور ها برای کار روی نمونه کارهای کوچک انتخاب خوبی نیستند و این می تواند بخشی از اصول طراحی ماشینکاری با cnc را به شما نشان دهد.

محدودیت در انتخاب ابزار بر مبنای اصول طراحی ماشینکاری با cnc

یکی از رایج ترین قوانین به هنگام کار با دستگاههای cnc به ویژه برای سوراخ کاری این است که نسبت قطر ابزار برشی به عمق حفره در نظر گرفته شود. عمق توصیه شده برای هر سوراخ در طراحی 4 برابر عرض ان است. این قانون به این دلیل است که معمولاً ابزارهای برشی برای طول برش محدودیت هایی دارند و این محدودیت به طور معمول 3 تا 4 برابر قطر ابزار است. اگر نسبت قطر به عرض سوراخ پایین تر شود منجر به لرزش دستگاه و انحراف ابزار شده و در نتیجه تخلیه تراشه به شکل مناسب انجام نمی شود.

یکی دیگر از محدودیت هایی که می تواند اصول طراحی ماشینکاری با cnc را تحت تأثیر قرار دهد شکل هندسی ابزار است. جزئیات این موضوع را در بحث آناتومی مته فرز cnc و ملاحظاتی که در هنگام انتخاب و آنها باید داشته باشیم بررسی کردیم. بیشتر ابزارهای برش cnc به صورت استوانه ای هستند و دارای طول برش محدود هستند. در واقع شکل ابزار برشی روی شکل برش نهایی تأثیر گذار است. به عنوان مثال گوشه های داخلی یک قطعه برای تعیین شعاع سوراخکاری و برشکاری به کار گرفته می شود حتی اگر از یک ابزار برشی بسیار کوچک استفاده کنید.

نقش ابزارهای تخصصی در ماشینکاری cnc

ابزار های تخصصی بخش مهمی از اصول طراحی ماشینکاری با cnc را به خود اختصاص می دهند. این دستگاه ها برای حل برخی از مشکلات در طراحی های خاص استفاده می شوند اما از طرف دیگر کاربرد آنها هم نیاز به قوانین خاص خود را دارد. مثلاً اگر طول ابزار برشی برای دستیابی به قسمت های عمیق تر یک حفره در قطعه کار مشکل ایجاد می‌کند، بهتر است برای ماشینکاری از یک ابزار تخصصی با شفت بلند تر استفاده کنید و مراقب قوانین و اشکالات استفاده از آن باشید.

هر چه طول ابزار برشی بلندتر شود احتمال لرزش و ارتعاش آن افزایش می یابد و ممکن است صحت عملکردی که به دست می آورید کاهش یابد. در واقع شما در هنگام طراحی کار با دستگاه cnc باید به سمت استفاده از ابزارهای با قطر بیشتر و طول کوتاه تر بروید که لرزش ها و خطای دستگاه را به حداقل می رساند و از طرف دیگر طول عمر ابزار برشی را هم افزایش می دهد.

نرم افزار های طراحی را بشناسید

وقتی که شما قصد طراحی یک شکل خاص برای ماشینکاری cnc را دارید، لازم است که ابتدا این طرح را به صورت یک الگوی طراحی پیاده سازی کنید و سپس آن را در قالب یک نقشه فنی آماده کنید. این نقشه فنی شامل جزئیاتی می شود که نشان دادن ابعاد آن ها و نحوه برشکاری به کمک نرم افزار های طراحی انجام می گیرد. از طرف دیگر پیچیدگی این طرح باید به شکلی باشد که شما امکان تبدیل آن به قالب برنامه نویسی با فرمت جی کد را داشته باشید.

بخش مهمی از اصول طراحی ماشینکاری با cnc مربوط به مهارت شما در کار با نرم افزارهای طراحی است. وقتی که شما از یک نرم افزار حرفه ای مانند کورل دراو یا تری دی مکس استفاده می کنید، در جریان طراحی خود باید مشخص کنید که نحوه حرکت دستگاه به چه صورت باشد. حالا با توجه به حرکتی که برای دستگاه cnc طراحی کرده اید می توانید با قطر مناسب ابزار برشی و عمق برش را تعیین کنید و از این طریق بالاترین بازدهی ممکن را از دستگاه بگیرید.