数控加工是当今应用最广泛的原型和制造方法之一，特别是金属零件。
大部分的细节,如工具、主轴转速、刀具类型和深度,在机器照顾店,但是有些事情你能做的在设计你的产品不仅可以确保它,还要创建一个瘦的产品没有打破银行。
当设计一个要数控加工的零件时，考虑制造努力是有用的。采购材料、加工工具、设置零件并将其加工成最终形式需要多少努力?通过在设计中做出明智的决定，您可以减少必要的工作，从而降低成本和零件的交货时间。了解更多关于制造业的努力我们的DFM数控大师班!
我们收集了一些最佳实践，以便您在设计产品时记住，分为4个部分:钻孔、铣削、车削和高级技巧。
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钻井
钻孔是指在一块材料上打孔的操作。钻具是为垂直切割而设计的，具有锥形尖端，可以深入到材料中。
然而，钻得太深就会遇到问题。最大钻深应是最近钻头直径的12倍。这种长度或更长长度的钻头会降低钻头的刚度和保持紧公差的能力，并增加钻头断裂的几率。如果你确实需要深入，考虑增加孔的直径。另一种选择是从零件的两侧钻孔，如果完全有必要有这样深的孔。请记住，由于需要额外的机加工设置，这将增加制造过程的时间和成本。
通过洞vs盲洞
通孔贯穿整个部件，而盲孔则不能。通孔的好处是更容易清洗和冷却。扩孔和穿线也更容易做通孔。然而，通孔可能与功能要求相冲突，例如在真空密封室的外壳上。
记住，当钻一个盲孔时，钻头上的锥形尖端将留下一个钻点，这将不会计算到你的孔的长度，特别是当穿线时。确保钻尖上方的孔深度足够配合零件或螺纹啮合。
如果你需要钻一个盲孔，设计它比必要的深度长25%。这将允许碎片收集的空间，并说明锥形尖端。
避免偏孔
部分孔洞应该避免，因为有很高的机会尖端漂移。如果你确实需要一个部分孔，保持钻孔轴上的材料，这样大部分的孔是包含在部分。
保持钻轴垂直于表面
钻轴应该垂直于表面，这样就不会发生尖端漂移。在许多情况下，一个浅的，平底口袋可以铣削到一个圆的表面，以便钻头进入垂直于表面。也可以使用一个先导孔，尽管这个决定是在数控机床编程时做出的，而不是在零件的设计过程中。
避免钻洞
设计钻孔的位置，这样它们就不会与零件中现有的空腔相交。如果完全不可避免，钻孔可以与空腔稍有相交，只要孔的中心轴不与空腔相交即可。
使用标准钻头尺寸
使用标准的钻头尺寸。这可以应用于所有的切割操作:设计您的部分被切割标准，通用的工具将为您节省大量的钱!机加工车间可以制造不同寻常尺寸的新工具，但这是一个昂贵的过程，而且你可能会容忍标准的。125 "孔而不是。123 "孔。
同样，如果你的零件上有多个孔，尽量减少不同尺寸的钻的数量。显然，在某些情况下，你绝对需要不同尺寸的孔，但如果它们相对接近，看看你能否选择一个尺寸。这将减少在工具更改上花费的时间。
标准螺纹尺寸(公制)
| 螺纹尺寸 | 利用钻孔 大小的软 金属*和 塑料(毫米) |
利用钻孔 大小的硬 金属* *(毫米) |
最大挖掘深度 (毫米) |
| M1x0.25 | ０．７５ | 0.85 | 9.53 |
| M1.2×0.25 | ０．９５ | 1．00 | 9.53 |
| M1.4×0.3 | 1．10 | 1．20 | 5.16 |
| M1.5×0.35 | 1．15 | 1．25 | 5.16 |
| M1.6×0.35 | 1．25 | 1.35 | 7.94 |
| M1.8×0.35 | 1.45 | 1．55 | 9.53 |
| M2x0.45 | 1．55 | 1．70 | 11.11 |
| M2x0.4 | 1．60 | 1．75 | 11.11 |
| M2.2×0.45 | 1．75 | 1．90 | 11.11 |
| 所×0.45 | 2.05 | 2.20 | 12.70 |
| M3x0.6 | 2．40 | 2．60 | 15.88 |
| M3x0.5 | 2．50 | 2．70 | 15.88 |
| M3.5×0.6 | 2.90 | 3.10 | 17.46 |
| M4x0.75 | 3.25 | 3．50 | 19.05 |
| M4x0.7 | 3．30 | 3．50 | 19.05 |
| M4.5×0.75 | 3．70 | 4.00 | 22.23 |
| M5x1.0 | 4.00 | 4.40 | 22.23 |
| M5x0.9 | 4．10 | 4.40 | 22.23 |
| M5x0.8 | 4．20 | 4．50 | 22.23 |
| M5.5×0.9 | 4．60 | 4.90 | 22.23 |
| M6x1.0 | 5．00 | 5.40 | 25.40 |
| M6x0.75 | 5.25 | 5．50 | 25.40 |
| M7x1.0 | 6．00 | 6.40 | 28.58 |
| M7x0.75 | 6．20 | 6．50 | 28.58 |
| M8x1.25 | 6.80 | 7.20 | 28.58 |
| M8x1.0 | 7．00 | 7.40 | 28.58 |
| M9x1.25 | 7.80 | 8.20 | 31.75 |
| M9x1.0 | 8．00 | 8.40 | 31.75 |
| M10x1.5 | 8.50 | 9.00 | 31.75 |
| M10x1.25 | 8.80 | 9.20 | 31.75 |
| M10x1.0 | 9.00 | 9.40 | 31.75 |
| M11x1.5 | 9.50 | 10.00 | 42.07 |
| M12x1.75 | 10.30 | 10.90 | 42.07 |
| M12x1.5 | 10.50 | 11.00 | 42.07 |
| M12x1.25 | 10.80 | １１．２０ | 42.07 |
| M14x2.0 | 12.10 | 12.70 | 42.07 |
| M14x1.5 | 12.50 | 13．00 | 42.07 |
| M14x1.25 | 12.80 | 13.20 | 42.07 |
| M15x1.5 | 13．50 | 14.00 | 42.07 |
| M16x2.0 | 14.00 | 14.75 | 46.04 |
| M16x1.5 | 14.50 | 15．00 | 46.04 |
| M17x1.5 | 15.50 | 16.00 | 46.04 |
| M18x2.5 | 15.50 | 16．50 | 46.04 |
| M18x2.0 | 16.00 | 16.75 | 46.04 |
| M18x1.5 | 16．50 | 17.00 | 46.04 |
| M19x2.5 | 16．50 | 17.50 | 46.04 |
| M20x2.5 | 17.50 | 18.50 | 50.80 |
| M20x2.0 | 18.00 | 18.50 | 50.80 |
| M20x1.5 | 18.50 | 19.00 | 50.80 |
| M20x1 | 19.00 | 19.00 | 50.80 |
| 锰x 1 | 21.00 | 21.00 | 55.00 |
| 锰x 1.5 | 20.50 | 20.50 | 55.00 |
| M22 x 2 | 20.00 | 20.00 | 55.00 |
| 锰x 2.5 | 19.50 | 19.50 | 55.00 |
| M24 x 1.5 | 22.50 | 22.50 | 60.00 |
| M24 x 2 | 22.00 | 22.00 | 60.00 |
| M24 x 3 | 21.00 | 21.00 | 60.00 |
**硬金属包括钢1018和所有不锈钢
标准螺纹尺寸(英制)
| 螺纹尺寸 | 利用钻孔 大小的软 金属*和 塑料(毫米) |
利用钻孔 大小的硬 金属* *(毫米) |
最大挖掘深度 (毫米) |
| 0 - 80 | 1.19 | 1．32 | 7.94 |
| 1 - 64 | 1.51 | 1.59 | 9.53 |
| 1 - 72 | 1.51 | 1.61 | 9.53 |
| 2-56 | 1.78 | 1.85 | 11.11 |
| 2 - 64 | 1.78 | 1.93 | 11.11 |
| 3-48 | 1．99 | 2．18 | 12.70 |
| 3-56 | 2.08 | 2.26 | 12.70 |
| 4-40 | 2.26 | 2.44 | 14.29 |
| 4-48 | 2.37 | 2.49 | 14.29 |
| 有些人 | 2．58 | 2.78 | 15.88 |
| 5-44 | 2.64 | 2.79 | 15.88 |
| 6-32 | 2.71 | 2．95 | 17.46 |
| 6-40 | 2.87 | 3.05 | 17.46 |
| 8-32 | 3.45 | 3.66 | 19.05 |
| 8-36 | 3.45 | 3.73 | 19.05 |
| 10 - 24 | 3．80 | 4.09 | 22.23 |
| 10-32 | 4.04 | 4.31 | 22.23 |
| 12 - 24 | 4．50 | 4．80 | 23.81 |
| 银幕上 | 4.62 | 4.91 | 23.81 |
| 12-32 | 4．70 | 4.98 | 23.81 |
| 线 | 5．11 | 5.56 | 25.40 |
| 1/4-28 | 5.41 | 5.79 | 25.40 |
| 1/4-32 | 5.56 | 5.79 | 25.40 |
| 5/16-18 | 6.53 | 7.04 | 28.58 |
| 5/16-24 | 6.91 | 7.14 | 28.58 |
| 5/16-32 | 7.14 | 7.37 | 28.58 |
| 3/8-16 | 7.94 | 8.43 | 31.75 |
| 3/8-24 | 8.43 | 8.84 | 31.75 |
| 3/8-32 | 8.73 | 9.09 | 31.75 |
| 7/16-14 | 9.35 | 9.92 | 36.51 |
| 7/16-20 | 9.92 | 10.32 | 36.51 |
| 7/16-28 | 10.26 | 10.49 | 36.51 |
| 1/2-13 | 10.72 | 11.51 | 42.07 |
| 1/2-20 | 11.51 | 11.91 | 42.07 |
| 1/2-28 | 11.91 | 11.91 | 42.07 |
| 9/16-12 | 12.30 | 13.10 | 42.07 |
| 9/16-18 | 13.10 | 13.49 | 42.07 |
| 9/16-24 | 13.10 | 13.49 | 42.07 |
| 5/8-11 | 13.49 | 14.29 | 46.04 |
| 5/8-18 | 14.68 | 15.08 | 46.04 |
| 5/8-24 | 14.68 | 15.08 | 46.04 |
| 11/16-24 | 16.27 | 16.67 | 46.04 |
| 3/4-10 | 16.67 | 17.46 | 50.80 |
| 3/4-16 | 17.46 | 17.86 | 50.80 |
| 3/4-20 | 17.86 | 18.26 | 50.80 |
| 13/16-20 | 19.45 | 19.84 | 50.80 |
| 7/8-9 | 19.45 | 20.24 | 56.36 |
| 7/8-14 | 20.64 | 21.03 | 56.36 |
| 7/8-20 | 21.03 | 21.43 | 56.36 |
| 15/16-20 | 22.62 | 23.02 | 56.36 |
| 1“8 | 22.23 | 23.42 | 63.50 |
| 1“-12 | 23.41 | 24.21 | 63.50 |
| 1“-20 | 24.21 | 24.61 | 63.50 |
**硬金属包括钢1018和所有不锈钢
标准螺纹尺寸(npt)
| 螺纹尺寸 | 丝锥孔尺寸 (毫米) |
最大抽头深度(mm) |
| 1/16“不扩散核武器条约》 | 6．15 | 17.46 |
| 1/8“不扩散核武器条约》 | 8.43 | 19.05 |
| 1/4“不扩散核武器条约》 | 11.11 | 26.99 |
| 3/8“不扩散核武器条约》 | 14.29 | 26.99 |
| 1/2“不扩散核武器条约》 | 17.86 | 34.93 |
| 3/4“不扩散核武器条约》 | 23.02 | 34.93 |
| 1“不扩散核武器条约》 | 28.97 | 44.45 |
标准螺纹尺寸(nps)
| 螺纹尺寸 | 丝锥孔尺寸 (毫米) |
最大抽头深度(mm) |
| 1/8 " NPS | 9.09 | 19.05 |
| 1/4 " NPS | 11.91 | 26.99 |
| 3/8 " NPS | 15.08 | 26.99 |
| 1/2 " NPS | 19.00 | 34.93 |
| 3/4 " NPS | 24.21 | 34.93 |
| 1 " NPS | 30.56 | 44.45 |
| 1/8 " NPS | 9.09 | 19.05 |
螺纹孔
螺纹孔应具有1-1.5D的螺纹啮合。例如，一个1⁄4-20机器螺丝的螺纹啮合应该在。25 "和。375 "之间。根据你的产品应用，你可能想要更多的线粘性，但1.5D是舒适的。
Fictiv平台使用我们的自动螺纹检测功能，可以方便地指定CNC加工设计中的螺纹孔。
定制的洞
对于自定义尺寸的螺纹孔，您可以轻松地将2D图纸上传到平台，而不用使用自动螺纹检测功能。
只要可能，螺纹孔的设计应符合标准螺纹尺寸。使用非标准螺纹的孔将增加成本和交货时间，因为制造商将不得不寻找不同的螺纹成形器或切削工具。此外，他们可能没有办法检查非标准的线程，增加了您的部分的风险。
避免深水龙头
应该避免深的丝锥，因为长工具容易振动和漂移，导致丝锥有缺陷。水龙头越长，越有可能会断裂或产生不完美或不理想的螺纹。深度水龙头的直径应该超过水龙头直径的3倍。即使是这样深的丝锥也不一定总是必要的，因为1.5倍直径的螺纹就足够了。
数控铣
数控铣指从原材料中快速减去材料直至达到所需形状的加工过程。铣削是由圆铣刀(最常见的立铣刀)进行的，它以较浅的切削深度侧向削去材料。有许多不同配置的数控铣床从3轴一直到12轴。在三轴数控铣床中，原料固定在原地，而刀具旋转和上下移动来去除原料。然后机器的床身左右移动，前后移动。更多关于数控机床可以做什么超过3轴，查看这篇文章。
常用切削工具
在设计你的角色时，要记住类型的工具通常用于数控铣削。如果你能够用标准工具实现你需要的功能和几何形状，你可以减少成本和交货时间。否则，制造商将不得不花费时间和金钱寻找或制造专业工具。下面是一些在机加工车间常见的工具。
这些标准工具也有标准尺寸。就像上面提到的钻头和丝锥一样，你要尽可能按照这些标准尺寸来设计。例如，内部圆角，你不希望他们有一个半径略小于标准切削工具。这将需要将工具更改为更小的工具，以实现一个可能不重要的功能。
避免尖锐的内角
因为铣削是用圆形工具，所以无法实现尖锐的内角。半径角是必需的，并且必须大于所使用的刀具。刀角的半径将是刀具直径的一半。例如，1⁄4”刀具可以用于大于1/8”的圆角。
如果另一个有尖角的零件需要装进腔内，可以通过钻孔将棱角“打破”。这样可以打开它们，让尖锐的角适合里面。
当一个起草或倾斜的表面遇到垂直的墙或锋利的边缘时，圆角也是必要的。方形或球形立铣刀总是会在壁和下面的表面之间留下材料，除非表面是完全平坦的，并垂直于工具。
避免深、窄槽
立铣刀的最终切割深度不应大于塑料直径的15倍，而不应大于塑料直径的10倍铝，直径的5倍18beplay下载 ．
这是因为长工具容易偏斜和振动，导致表面处理不良。例如，一个加工过的钢零件的槽宽度为。55 "(将使用。5 "立铣刀切割)不应超过2.75 "。内部圆角半径，上面的点，也依赖于这个工具直径，这意味着这个例子的任何内部半径应该大于。25 "。高长径比的立铣刀也比较难找到。
如果可以，减小槽或特征的深度，或增加刀具的直径(这可能需要增加特征的宽度。如果有可能从两个方向到达特征，减少必要的工具长度，这是可行的。然而，这将需要一个额外的加工设置，并将增加加工的成本和时间。
内部半径最大的设计
刀具越大，一次可以移除的材料越多，意味着更少的加工时间和成本。在设计时，始终采用最大允许内半径。尽可能避免半径小于0.8mm。小贴士:让你的鱼片略大于立铣刀的半径，例如，半径为.130 " (3.3mm)而不是.125 " (3.175mm)。这将产生一个更平滑的路径轧机采取，导致一个更好的光洁度。
其他几何
零件上的薄壁很难加工-它们会产生刚度和公差问题。金属和塑料的壁厚应分别保持在0.25mm和0.50mm以上，以适应生产过程。
与此相关的是，从一个零件上移除太多的材料会给材料带来很大的压力。这可能会导致材料扭曲或变形，改变预期的尺寸。
一般来说，您需要确保工具能够达到您的部分的功能。检查是否有其他的特点，你不需要一个特别长的工具，以进入一个深洞。
数控车削
beplay 888官网 指在车床上制造的零件，通常具有圆柱形几何和轴向对称。料被夹在一个旋转的卡盘中，而刀具则上下左右移动以去除料。车削的好处是保持紧公差，可以提供良好的表面光洁度。
避免尖锐的内部角
避免内部和外部的尖角。内角应该是有弧度的，这样工具就不会跑到一个大的表面。另一个避免尖锐内角的方法是减轻一个陡峭的侧壁给它一个轻微的角度(如下所示)。这使得用单一工具加工轮廓更容易，减少了必要的操作次数。
避免长而薄的零件
避免长，薄的零件，因为有更多的机会，他们旋转不稳定，导致他们的振动工具。如果必须制造较长的零件，试着在自由端安置一个中心钻，并使用一个中心来保持零件旋转直。一个好的经验法则是保持长度与直径的比例为8:1或更少。
避免薄墙
与铣削一样，加工过多的材料会导致零件的过度应力。太薄的墙壁也会降低刚度。这将使其难以保持严格的公差。旋转件的壁厚应保持在0.02英寸以上。
对称特性
一般来说，任何添加到转弯部分的特征都应该围绕转弯轴对称。添加任何非轴对称的几何或特征将需要更复杂的加工和设置。非常适合转弯的特征包括台阶、锥度、倒角和轮廓。
有时，您可能需要为非轴对称的转向部件添加特征，并且可能需要另一个操作。当这是必要的，你仍然可以保持一个对称的元素。例如，如果你要添加一个槽或键槽，它应该以轴为中心，如下图所示。
先进的技巧
一旦你对我们目前所介绍的设计实践有了很好的理解，你就可以开始应用下面的高级技巧来真正巩固你的精益设计过程。前几个技巧是关于提高加工速度和减少从开始到结束的制造时间，从而降低成本。
创建简单的设置
为你的机加工车间创建简单的设置。想想你的零件在机加工过程中会被如何控制。最简单的设置是一个虎钳，这意味着你的部分将有直的，平行的外缘。弯曲的边缘(除了完美的圆柱形轮廓)需要定制的夹具，花费额外的时间和金钱。薄的零件很难握住，容易翘曲。如果工具能在一个方向上实现所有功能，部件也更容易安装和加工。否则，零件将需要在操作过程中旋转。
更硬的材料=增加机器时间
钢铁、不锈钢，其他硬质材料加工也慢。这样的材料成倍地增加了加工所需的时间，因为每一次操作都变慢了。从长远来看，替代像6061铝这样坚固、柔软的材料可以节省你大量的时间和金钱。
非标准材料也可能更难以采购，并可能增加交货时间和成本。确保你想要使用的材料有适合你的零件的库存尺寸也是很好的。如果你的零件比材料的原尺寸大，要么就无法进行加工，要么就需要投入大量的精力来获取或创造足够大的材料。
类似地，如果你有一个小零件要加工，但最小的库存材料比你的零件大得多，你将浪费时间加工掉不必要的材料和为浪费的材料支付的钱。
非平面和牵伸角表面增加成本
非平面和草稿角表面加工缓慢，导致每个零件在数控机床上的时间更长，成本更高。如果你认为一个切削工具有去除材料的方向，最有效的加工方法是与这些向量一致的。轮廓或堆焊，不需要你的工具以一个奇怪的角度到你的零件或许多多个通道，以创建一个光滑的表面，将增加交货时间和成本的部分。
减少操作
工具的变化
换刀是指数控机床更换刀具以进行新的操作。如果您能够最小化这些工具更改，将会减少生产时间。这方面的一个例子是使用相同的孔大小或内部角半径在任何地方你可以。
工件夹紧装置
同样的，每次你需要改变一个零件的方向或它固定在机器上的方式，你就增加了制造过程的时间和成本。阅读更多关于不同的工件夹紧方案这样可以减少你的制造工作量。
内部圆角vs倒角
内倒角是费时和困难的创建。内圆角更容易制作，因为可以使用圆头立铣刀。
专业提示:在你的图纸上放一张纸条，上面写着“打破所有的边缘”，而不是在你的模型部分建立许多小的倒角。Fictiv会打破锋利的边缘，除非客户另有指示。
公差和GD&T
注意你的容忍度GD&T当你设计你的零件是重要的数控加工。不必要的紧公差会大大增加加工过程的时间和成本。例如，小于0.05mm(0.002 ")的公差可能会被你的制造商松脱。
某些材料尤其难以保持严格的公差。例如，在加工塑料时，温度会变化，并对材料产生不利影响。这些影响包括翘曲，碎屑粘在工具上，表面光洁度差。因此，0.1mm(0.004”)以下的公差难以保持，应松开。如果这种紧公差是必要的，偷看是一种耐高温的塑料。
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