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VETCNCCNC MANUFACTURING
Alloggiamento, staffa e blocco di fissaggio lavorati (illustrativi), utilizzati per una discussione sui materiali e sulla progettazione

CNC Machining
Materiali e progettazione

Selezione del materiale in base alla funzione e alle condizioni operative

Il nome di un materiale è solo l’inizio della specifica di un componente CNC. Parti da ciò che il componente deve fare: sopportare un carico, scorrere contro un altro componente, mantenere una posizione, condurre calore o garantire la visibilità di una superficie. Poi identifica le condizioni cui sarà sottoposto e le dimensioni che devono risultare corrette dopo la lavorazione meccanica e la finitura.

Mantieni separati i requisiti fissi dalle questioni aperte alla discussione. Una specifica obbligatoria di materiale deve rimanere immutata; un’alternativa possibile va indicata come proposta soggetta alla tua approvazione. La stessa distinzione vale per un raggio di raccordo, uno spessore di parete o un rivestimento.

Staffa di fissaggio (illustrativa)

Per una staffa di fissaggio, discuti prima le superfici di montaggio, i carichi e le posizioni dei fissaggi, quindi decidi quale materiale o caratteristica può essere modificato.

Discuti i tuoi requisiti di materiale

La qualità del materiale, i carichi, le condizioni operative e le caratteristiche dei componenti abbinati definiscono i requisiti di progettazione.

Dettagli del materiale da includere nel tuo disegno

Selezione della famiglia di materiali
Famiglia di materialiDefinire prima della lavorazione meccanicaGuide sui materiali
AlluminioLega, trattamento termico, forma di fornitura, mascheraturaAlluminio
Acciaio e acciaio inossidabileGrado, durezza, esposizione alla corrosione, dimensioni finali dopo il trattamento post-lavorazioneAcciaio·Acciaio inossidabile
Rame e ottoneGrado, conducibilità, resistenza, placcatura, restrizioni sulla composizioneRame·Ottone
Leghe di titanio e nichelGrado, condizione, specifica, registrazioni richiesteTitanio·Inconel
POM e nylonGrado, carico, superfici di contatto, umidità, condizioni di ispezioneRiferimentoPOM·Nylon
PEEK e acrilicoFormulazione di PEEK; materiale acrilico e trasparenza; condizioni di impiegoPEEK·Acrilico

Confrontare gradi esatti, non solo famiglie

Utilizzare le stesse condizioni operative, lo stesso stato del materiale grezzo e gli stessi requisiti di accettazione durante il confronto tra candidati. Un nome di famiglia non definisce le proprietà di una particolare lega, formulazione polimerica o componente finito.

Non scegliere in base al tempo di lavorazione da solo

Materiali diversi introducono considerazioni differenti relative alla lavorazione e alla qualità della superficie.[2]Un confronto utile tra preventivi include anche il costo del materiale grezzo, della lavorazione, della finitura, dell’ispezione e dei test su un’alternativa non ancora approvata.

Indicare grado, condizione e forma del materiale grezzo sul disegno

Grado e specifica

Indicare la designazione della lega o del polimero e la specifica materiale applicabile. Includere la revisione richiesta, ove pertinente. Nomi simili non devono essere considerati autorizzazione a effettuare sostituzioni.

Condizione e formulazione

Registrare il trattamento termico, la durezza o la condizione di tempra per i metalli. Per le plastiche, indicare eventuali rinforzi, cariche, additivi antiusura o gradi specifici del produttore.

Forma del materiale grezzo e direzione

Indicare se è richiesto materiale in lastre, barre, tubi o altra forma. Qualora il progetto dipenda dalla direzione del materiale grezzo, specificare l’orientamento sul disegno anziché lasciarlo alla decisione del reparto di tracciatura.

Registrazioni e sostituzioni

Elencare i certificati e i registri di lotto da conservare. Specificare se possono essere proposte alternative, chi può approvarle e in che modo l’approvazione deve essere documentata.

Modello di nota sul materiale«Alluminio 6061-T6; [material specification and revision]; [stock form]; alternative richiedono approvazione scritta.» Compilare i campi tra parentesi prima di rilasciare il disegno.

Includere temperatura, umidità e carico nei requisiti di accoppiamento

L’umidità rientra nella discussione sull’accoppiamento del nylon

La poliammide assorbe umidità e la conseguente variazione può influenzare sia le dimensioni sia le proprietà meccaniche.[4]Indicare se una dimensione viene verificata in uno stato concordato «come lavorato», dopo condizionamento o in servizio. Includere il componente abbinato e l’ambiente operativo.

Anche un materiale a basso assorbimento di umidità richiede una specifica classe definita

POM ha un basso assorbimento di umidità ed è utilizzato per componenti striscianti; le versioni omopolimero e copolimero sono materiali distinti.[5]Registrare la qualità esatta anziché assumere che tutti i materiali acetalici in stock siano equivalenti. Esaminare temperatura, durata del carico e condizioni di contatto per la qualità selezionata.

Dati relativi alle condizioni operative

Per un componente soggetto a calore, carico o esposizione chimica, richiedere al fornitore i dati necessari per valutare tale combinazione. Una proprietà misurata a temperatura ambiente, un colore o un campione che si adatta una volta non rispondono di per sé a tutte le domande relative al servizio. Mantenere separati i controlli sulla idoneità del materiale e sull’ispezione dimensionale.

Quando si passa dal metallo alla plastica:Rivedere nuovamente la progettazione delle pareti, le interfacce dei fissaggi, l’adattamento e le condizioni di ispezione. Trattare tale modifica come una revisione progettuale, non come una semplice sostituzione nell’ordine d’acquisto.

Esaminare angoli, tasche, pareti e filettature prima del rilascio

Una tasca con angolo interno arrotondato e una fresa circolareFresaRaggio internoVista superiore · schema indicativo

Gli angoli interni devono prevedere spazio sufficiente per una fresa rotante

Una fresa cilindrica lascia un raggio nell'angolo di una tasca interna. Un angolo più piccolo può richiedere uno strumento più piccolo; l’impegno cambia anche quando la fresa entra nell’angolo.[1]

Indicare il raggio massimo accettabile per l’assemblaggio. Ogni eventuale smusso o modifica proposta sul componente abbinato richiede l’approvazione progettuale.

Lunghezza di penetrazione della fresa in una tasca con gioco intorno al mandrinoProfonditàVerificare il gioco del mandrinoSezione trasversale · lunghezza di taglio e accessibilità del mandrino sono verifiche distinte

Le tasche profonde richiedono accesso sia per il portautensile che per l’utensile

La sola profondità non descrive l’accessibilità dell’utensile. Esaminare l’apertura, le pareti circostanti e la portata necessaria per raggiungere il fondo. Sia l’utensile che il portautensile richiedono spazio libero.

Identificare quali profondità e caratteristiche del fondo sono funzionali. Chiedersi se l’apertura o la geometria non funzionale possano essere modificate prima di approvare una forma rivista.

Parete sottile durante il serraggio e dopo il rilascio, rappresentata schematicamenteDurante il serraggioDopo il rilascioVerificare lo stato liberostatoLa deformazione è esagerata. Il disegno definisce i criteri di accettazione.

Le pareti sottili devono essere verificate nello stato non serrato

Una parete supportata durante la lavorazione potrebbe comportarsi diversamente dopo il rilascio. Oltre allo spessore, sono rilevanti l’altezza della parete, il materiale e la geometria circostante.

Indicare le facce che potrebbero essere serrate e definire la condizione finale di misurazione. Non copiare un valore minimo di spessore di parete da un altro componente senza aver esaminato questa geometria.

Foro filettato cieco con profondità di filettatura completa e profondità di foratura separateUtilizzabileProfondità di filettaturaProfondità di foraturaSezione trasversale · lasciare uno spazio libero oltre la filettatura utilizzabile

Mantenere separata la profondità utile della filettatura dalla profondità di foratura

Un foro cieco richiede una definizione chiara della filettatura utile e dello spazio oltre di essa. Il cono di punta della punta da foratura e il metodo di creazione della filettatura influenzano il trattamento di tale zona inferiore.

Fornire lo standard di filettatura, il diametro, il passo, la classe e la lunghezza utile. Includere i requisiti per gli inserti e la condizione finale richiesta dopo la finitura.

L’accessibilità e il supporto dell’utensile dipendono dalla geometria del pezzo, dall’utensile e dal sistema di fissaggio. I diagrammi non sono in scala.[3]

Definire i giochi dopo la finitura, non solo dopo la lavorazione

Schema di accoppiamento tra albero e foro, con eventuale strato superficiale aggiuntivo esageratoForo di accoppiamentoAlbero di accoppiamentoGioco
Verifica lo stato dell’assemblaggio finale

Questo schizzo separa l’albero, il foro e il gioco. Selezionare la seconda vista per visualizzare uno strato aggiunto esagerato; non si tratta di un calcolo relativo a un rivestimento.

Indicare le quote valide dopo la finitura

Uno strato depositato può aumentare una superficie esterna e ridurre un’apertura. L’effetto dimensionale netto dipende dal processo e dalle sue specifiche; non assumere che ogni trattamento si comporti come illustrato in questo schizzo.[6]Indicare i limiti finali di accoppiamento, le aree mascherate e tutte le superfici da rifinire successivamente.

Identificare i riferimenti (datums) che definiscono la posizione dell’assemblaggio

Fornire al fornitore le effettive facce di riferimento, i fori o gli assi indicati nel disegno. Quando un insieme di fori deve essere allineato con un altro componente, descrivere tale relazione anziché stringere ogni quota non correlata.

Separare le specifiche relative a dimensione, geometria e rugosità superficiale

Indicare quali caratteristiche richiedono una verifica dimensionale, una verifica geometrica o una verifica della rugosità superficiale. Includere le convenzioni applicabili del disegno e lo stato finale in cui effettuare la misura. Il metodo di ispezione richiesto deve essere concordato contestualmente ai criteri di accettazione.

Lo strato blu è esagerato a scopo esplicativo. Non rappresenta la crescita dell’anodizzazione, lo spessore del placcato, un accoppiamento forzato né un assemblaggio approvato.

Tre esempi di componenti mostrano perché materiale e geometria richiedono una revisione unitaria

Un alloggiamento con coperchio abbinato

Identificare l’interfaccia del coperchio, le facce di posizionamento, i fori e qualsiasi requisito di tenuta. Contrassegnare le zone visibili separatamente dalle superfici che controllano l’accoppiamento.

Domanda da chiarire
È possibile ingrandire uno spigolo interno non funzionale di una tasca senza influenzare il coperchio o i componenti interni?
Prima della messa in produzione
Registrare sul disegno rilasciato qualsiasi modifica di raggio approvata, la finitura finale e l’ispezione dell’interfaccia.

Una bussola in polimero attorno a un albero metallico

Indicare la specifica qualità del polimero, l'albero abbinato, il fissaggio nel corpo e il tipo di movimento. Registrare le condizioni di umidità, temperatura e carico rilevanti per l'adattamento.

Domanda da chiarire
Le condizioni di ispezione corrispondono a come la boccola verrà installata e utilizzata?
Prima della messa in produzione
Concordare le condizioni di condizionamento, i controlli di assemblaggio e chi approva il materiale prima del confronto tra i pezzi di prova.

Una piastra in rame con una superficie di contatto

Distinguere l'interfaccia elettrica o termica dalle superfici di fissaggio e da quelle estetiche. Fornire i requisiti di contatto e qualsiasi placcatura specificata.

Domanda da chiarire
Quali superfici possono essere rivestite e quali dimensioni devono rimanere entro i limiti dopo la lavorazione?
Prima della messa in produzione
Confermare la mascheratura, lo stato finale della superficie, i registri dimensionali e la protezione durante l'imballaggio.

Utilizzare questi esami di progettazione per confrontare le scelte relative al materiale, alla geometria e alle finiture. Le modifiche di progettazione richiedono l'approvazione della persona responsabile del progetto.

Rilasciare un unico set coerente di requisiti relativi al materiale e al disegno

01

Far corrispondere il modello 3D e il disegno 2D

Utilizzare lo stesso numero di parte e la stessa revisione. Indicare quale documento ha valore preminente in caso di conflitto tra una nota o una quota, e risolvere il conflitto prima della produzione.

02

Separare i requisiti obbligatori dalle proposte

Identificare gli elementi che devono rimanere invariati e quelli oggetto di discussione. Elencare esplicitamente le alternative approvate, evitando formulazioni aperte come «o equivalente».

03

Indicare le interfacce e le condizioni di ispezione

Identificare i riferimenti funzionali, gli accoppiamenti, i requisiti di filettatura, la finitura e qualsiasi condizione di condizionamento o stato di assemblaggio utilizzata per l'accettazione.

04

Concordare il processo di rilascio e di modifica

Registrare la revisione approvata e la persona autorizzata ad apportare modifiche. Tenere traccia di tutte le modifiche relative a materiale, geometria e lavorazioni esterne fino alla decisione che le ha autorizzate.

Un pezzo di prova deve avere uno scopo definito

Specificare se il campione è destinato all'assemblaggio, alla verifica dimensionale, all'esame dell'aspetto o a un test funzionale. Una variazione di materiale o finitura tra il campione e la produzione deve innescare una revisione di ciò che il campione ha effettivamente dimostrato.

Esaminare le proposte prima di confrontare i prezzi

Mantenere qualsiasi alternativa proposta separata da un preventivo relativo alla definizione rilasciata. Altrimenti, un prezzo inferiore potrebbe riflettere un materiale diverso, un ambito di ispezione differente o una geometria diversa, anziché un’offerta equivalente.

Domande sulla selezione del materiale e sulla progettazione del componente per la lavorazione CNC.

Quale materiale è il migliore per un componente lavorato con tecnologia CNC?

Non esiste una risposta univoca utile senza conoscere l’applicazione. Partire dalla funzione, dall’ambiente operativo, dalle interfacce e da eventuali specifiche obbligatorie. Confrontare i candidati esatti con tali requisiti, quindi valutare come il componente verrà prodotto e controllato.

Posso chiedere a VETCNC di proporre un materiale alternativo?

Sì. Indicare la classe materiale attuale e quale requisito si desidera migliorare o chiarire. L’alternativa proposta deve essere elencata separatamente e approvata dalla persona responsabile della progettazione prima dell’utilizzo.

Un componente in metallo e uno in plastica devono utilizzare lo stesso disegno?

Non necessariamente. Rivalutare la geometria delle pareti, il fissaggio, l’adattamento, le condizioni d’uso e i criteri di accettazione al variare del materiale. Rilasciare una revisione chiara della definizione approvata, invece di lasciare una sostituzione informale in una email.

Qual è il raggio minimo ammissibile per uno smusso interno o per una parete?

Il limite dipende dal materiale, dalla geometria, dall’accessibilità dell’utensile, dal supporto e dal risultato richiesto. Inviare il disegno e indicare quali caratteristiche non possono essere modificate.

Tutte le quote devono avere la tolleranza più stretta?

Indicare le tolleranze in base alla funzione. Identificare le quote di accoppiamento e le relazioni geometriche, e applicare requisiti generali chiaramente definiti ove appropriato. Chiedersi come verranno verificate le caratteristiche critiche, anziché applicare una tolleranza stringente a ogni superficie.

Il mio disegno deve riportare le quote prima o dopo la finitura superficiale?

Esplicitare la condizione richiesta. Indicare i limiti funzionali finali, eventuali mascherature e qualsiasi lavorazione successiva al trattamento. Il fornitore e il produttore devono concordare come raggiungere la finitura e i requisiti dimensionali specificati.

Cosa devo inviare per una revisione del materiale e della progettazione?

Inviare le revisioni corrispondenti del modello e del disegno, la specifica del materiale, le quantità, le condizioni d’uso, le interfacce critiche, i requisiti di finitura e i punti aperti. Evidenziare i requisiti che non possono essere modificati e le proposte che richiedono la vostra approvazione.

La breve relazione di revisione online approva il mio materiale o progetto?

No. Registra i vostri input e gli argomenti di discussione selezionati. Non calcola la resistenza, non seleziona un grado, non convalida un assemblaggio né conferma la capacità produttiva. Queste decisioni richiedono la specifica effettiva e una revisione tecnica concordata.

SUPPORTO PER IL PROGETTO

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Lettura tecnica e ambito di applicazione di questa guida

Riferimenti tecnici per la selezione dei materiali, l’accessibilità degli utensili e le variazioni dimensionali durante la finitura.

  1. Sandvik Coromant — Fresatura negli angoli interni
  2. Sandvik Coromant — Fresatura di materiali diversi
  3. Protolabs — Considerazioni progettuali per la fresatura CNC
  4. Ensinger — PA / poliammide: umidità e comportamento del materiale
  5. Ensinger — POM / acetale: famiglie di materiali e proprietà
  6. Protolabs — Opzioni di finitura per la lavorazione CNC
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