Függetlenül attól, hogy egyetlen prototípust szeretne létrehozni, vagy felkészülni a tömegtermelésre, a gyártási költségek csökkentése gyakran a CNC megmunkálásakor.
Szerencsére tervezőként döntései nagymértékben befolyásolhatják a végső árakat. A cikkben szereplő machinabilitási tippek kialakításának követésével optimalizált alkatrészeket gyárthat a költségek minimalizálása és a tervezési követelmények továbbra is teljesítése érdekében.
Mi befolyásolja a CNC alkatrészek költségeit?
A CNC -vel megmunkált alkatrészek ára a következő tényezőktől függ:
● Feldolgozási idő: Minél hosszabb ideig tart egy rész feldolgozása, annál drágább lesz. A CNC -ben a megmunkálási idő gyakran a fő költségmeghajtó.
● Az indítási költségek: Ezek a CAD fájlok előkészítéséhez és folyamattervezéséhez kapcsolódnak, és nagy jelentőséggel bírnak a kis tételek előállításához. Ez a költség rögzítve van, és lehetőség van arra, hogy csökkentse az egységárat a "méretgazdaságosság" kiaknázásával.
● Anyagköltség: Az anyagok költsége és az anyagfeldolgozás nehézsége nagy hatással van az általános költségekre. A formatervezés optimalizálása, miközben bizonyos anyagi tényezők figyelembe vétele, jelentősen csökkentheti az árat.
● Egyéb gyártási költségek: Ha egy speciális követelményekkel rendelkező részt tervez (például ha szűk tűréseket vagy vékony falakat tervez), akkor speciális szerszámok, szigorúbb minőség -ellenőrzés és további megmunkálási lépésekre lehet szükség (az alacsonyabb feldolgozási sebesség érdekében). Természetesen ez hatással van a teljes gyártási időre (és az árra).
Most, hogy a CNC költségeinek forrása egyértelmű, lássuk, hogyan lehet optimalizálni a formatervezést annak minimalizálása érdekében ...
1. tipp: Adjon hozzá egy sugarat a belső függőleges szélekhez
Az összes CNC maró szerszám hengeres alakú, és sugarat hoz létre a zseb szélének vágásakor.
Használjon kisebb átmérőjű eszközt a sarok sugara csökkentéséhez. Ez azt jelenti, hogy alacsonyabb sebességgel több áthaladás - a kiskorú szerszámok nem tudnak olyan gyorsan eltávolítani az anyagot, mint egy nagyobb átadás - a megmunkálási idő és a költségek hozzáadása.
Minimalizálja a költségeket:
● Adjon hozzá legalább 1/3 -os sugarat az üreg mélységének (jobb a jobb).
● A legjobb, ha ugyanazt a sugarat használja az összes belső szélen.
● Az üreg alján adjon meg egy kis sugarat (0,5 vagy 1 mm), vagy egyáltalán nincs sugár.
Ideális esetben a sarok sugara kissé nagyobbnak kell lennie, mint a zseb géppel történő géppelényének sugara. Ez csökkenti a szerszám terhelését, és tovább csökkenti a gyártási költségeket. Például, ha a formatervezésnek 12 mm mély ürege van, adjon hozzá 5 mm -es (vagy annál több) sugarat a sarkokhoz. Ez lehetővé teszi, hogy egy Ø8 mm -es vágó (4 mm -es sugár) gyorsabban vágja le őket.
2. tipp: Korlátozza az üreg mélységét
Ha szüksége van egy belső élre éles sarkokkal (például amikor egy téglalap alakú alkatrésznek be kell illeszkednie egy üregbe), használjon egy alsó vágással rendelkező alakot, ahelyett, hogy a belső szél sugara csökkentené, mint ez:
A mély üregek megmunkálása nagymértékben befolyásolhatja a CNC alkatrészek költségeit, mivel nagy mennyiségű anyagot kell eltávolítani, ami időigényes.
Fontos megjegyezni, hogy a CNC eszközök korlátozott vágási hossza van: általában a legjobban működnek, ha 2-3-szor olyan mélyek, mint az átmérőjük. Például egy Ø12 vágó biztonságosan vághatja le a zsebeket, akár 25 mm mélyre.
A mélyebb üregek (a szerszám átmérőjének legfeljebb négyszeresére) csökkenthetők, de ez növeli a költségeket a speciális szerszámok vagy a többtengelyes CNC rendszer szükségessége miatt.
Ezenkívül az üreg vágásakor a szerszámot a megfelelő vágási mélységhez kell dőlni. A sima bejárathoz elegendő helyet igényel.
Minimalizálja a költségeket:
● Korlátozza az összes üreg mélységét a hosszuk négyszeresére (azaz az XY sík legnagyobb dimenziója).
3. tipp: Növelje a vékony falak vastagságát
A vastag szilárd metszetek stabilabbak (a gépnél olcsóbbak), és azokat előnyben kell részesíteni, ha a súly a fő tényező.
A torzulás vagy a törés elkerülése érdekében a vékony falak megmunkálásakor több áthaladásra van szükség az alacsony vágási mélységben. A vékony tulajdonságok is hajlamosak a rezgésre, és kihívást jelentenek a pontos géppel, és jelentősen növelhetik a megmunkálási időt.
Minimalizálja a költségeket:
● A fém alkatrészeknél a tervezési falvastagság nagyobb, mint 0,8 mm (minél vastagabb, annál jobb).
● A műanyag alkatrészekhez tartsa a minimális falvastagságot 1,5 mm felett.
A minimális elérhető falvastagság 0,5 mm a fémnél és 1,0 mm a műanyagnál. Ezeknek a tulajdonságoknak a megmunkálhatóságát azonban eseti alapon kell értékelni.
4. tipp: Korlátozza a szálak hosszát
A szál megadása a szükségesnél hosszabb ideig növelheti a CNC -alkatrész költségeit, mivel a speciális szerszámok szükség van -e.
Ne feledje, hogy a lyuk átmérőjének 0,5 -nél hosszabb szálak valójában nem növelik a kapcsolat szilárdságát.
Minimalizálja a költségeket:
● Tervezze meg a szálat, amelynek maximális hossza a lyuk átmérőjének háromszorosa.
● A vak lyukakban lévő szálak esetében a legjobb, ha a nem átmérőjének legalább 1/2 -et hozzáadjuk a lyuk aljához.
5. tipp: Tervezze meg a szabványos méretű lyukakat
A lyukak CNC -t gyorsan és nagy pontossággal megmunkálhatják standard gyakorlatok segítségével. A nem szabványos méretek esetében a lyukat végmalommal kell megmunkálni, amely növelheti a költségeket.
Ezenkívül korlátozza az összes lyuk mélységét átmérőjének négyszeresére. Mélyebb lyukak (az átmérő akár tízszeresére is) megtehetők, de költségeket adhatnak, mert ezeket nehéz gépelni.
Minimalizálja a költségeket:
● A 10 mm -nél kisebb vagy egyenlő átmérőjű lyukak esetében a tervezési lyuk átmérője 0,1 mm.
● Ha hüvelykben tervez, használjon hagyományos frakcionált hüvelykeket, vagy olvassa el ezt a frakcionált hüvelykes fúróméret -diagramot.
● Tervezze meg az átmérőjének négyszeres hosszának hosszúságú lyukat.
6. tipp: Határozza meg a szűk tűréseket csak szükség esetén
A szűk toleranciák meghatározása növeli a CNC költségeit, mivel mindkettő növeli a megmunkálási időt, és kézi ellenőrzést igényel. A toleranciákat csak szükség esetén gondosan kell meghatározni.
Ha a műszaki rajzon nem határoznak meg specifikus toleranciákat, akkor az alkatrészt standard toleranciákkal (± 0,125 mm vagy annál magasabb) kell megmunkálni, ami elegendő a leginkább nem kritikus tulajdonságokhoz.
Különösen nehéz elérni a belső tulajdonságok szoros tűrésűit. Például, amikor a lyukak vagy üregek metsző megmunkálásakor az anyagi deformáció miatt kis hibák (Burrs néven) alakulhatnak ki. Az ilyen tulajdonságokkal rendelkező alkatrészeket ellenőrizni és meg kell határozni, amelyek mindegyike kézi (és időfenékű) folyamatok, amelyek költségeket jelentenek.
Minimalizálja a költségeket:
● Csak szükség esetén adja meg a szigorúbb tűréseket.
● Határozzon meg egyetlen nullapontot (például két szél keresztmetszetét), mint referenciaként az összes tolerancia dimenzióhoz.
A geometriai dimenzió és a tolerancia (GD&T) használata olyan műszaki rajzokban, mint a síkság, az egyenesség, a kerekség és a valódi helyzet, csökkentheti a CNC megmunkálás költségeit, mivel ezek általában meghatározzák a lazább toleranciákat, de megkövetelik a fejlett tervezési ismeretek hatékony alkalmazását.
7. tipp: Tartsa a gépbeállítások számát a minimumra
Az alkatrészek forgatása vagy áthelyezése növeli a gyártási költségeket, mivel ezt általában manuálisan kell elvégezni. Ezenkívül a komplex geometriákhoz egyedi szerelvényekre lehet szükség, tovább növelve a költségeket. Különösen bonyolult geometriákhoz lehet szükség többtengelyes CNC rendszert, továbbá az árat.
Fontolja meg az alkatrészek felosztását a geometriaba, amelyet CNC -vel lehet megmunkálni, majd összecsavarozni vagy hegeszteni. Ez vonatkozik a nagyon mély üregekkel rendelkező alkatrészekre is.
Minimalizálja a költségeket:
● Tervezési alkatrészek, amelyeket csak egy beállításban lehet megmunkálni.
● Ha ez nem lehetséges, ossza meg a geometria részre az összeszereléshez.
8. tipp: Kerülje el a kis jellemzőkkel rendelkező kis funkciókat
A magas oldalarányú kis tulajdonságok hajlamosak a rezgésre, és különösen nehéz pontosan megépíteni.
A merevség növelése érdekében vastagabb falakhoz kell rögzíteni őket, vagy meg kell erősíteni a merevítő tartó bordákkal (lehetőleg négy: mindkét oldalon egy).
Minimalizálja a költségeket:
● Tervezési jellemzők, amelyek képaránya kevesebb, mint 4.
● Adjon hozzá merevítést, vagy hozzárendeljen kis funkciókat a falakhoz, hogy növelje a merevségüket.
9. tipp: Távolítsa el az összes szöveget és a betűket
A szöveg hozzáadása a CNC-vel megmunkált alkatrészek felületéhez jelentős költségeket eredményezhet a szükséges kiegészítő és időigényes megmunkálási lépések miatt.
A felületi befejezési módszerek, például a selyem szitanyomás vagy a festés, költséghatékonyabb módszer a szöveg hozzáadására a CNC-vel megmunkált alkatrészek felületéhez.
Minimalizálja a költségeket:
● Törölje az összes karaktert és betűt a CNC -vel megmunkált alkatrészeken.
● Ha szövegre van szükség, akkor inkább a dombornyomással, mint a dombornyomással járjon, mivel az utóbbi több anyag eltávolítását igényli.
10. tipp: Fontolja meg az anyagi machinabilitást
A megmunkálhatóság arra utal, hogy az anyag mennyire könnyen vágható. Minél magasabb a megmunkálhatóság, annál gyorsabban képes a CNC feldolgozni az anyagot, csökkentve a költségeket.
Az egyes anyagok megmunkálhatósága a fizikai tulajdonságaitól függ. Általában a fémötvözet lágyabb (és legrosszabb), annál könnyebb gépelni.
Minimalizálja a költségeket:
Ha az anyagok közül választhat, válasszon egyet jobb megmunkálhatósággal (különösen a nagy mennyiségű megrendeléseknél).
11. tipp: Fontolja meg az ömlesztett anyagok költségeit
Az anyagok költsége egy másik tényező, amely nagymértékben befolyásolhatja a CNC -vel megmunkált alkatrészek árát.
Az alumínium 6061 egyértelműen a legköltséghatékonyabb anyag a fém prototípusok készítéséhez, mivel ötvözi az alacsony költségeket a nagyon jó megmunkálhatósággal.
Minimalizálja a költségeket:
● Válasszon alacsony ömlesztett költségekkel rendelkező anyagokat (különösen a kis kötegelt megrendeléseknél).
12. tipp: Kerülje a (többszörös) felületkezeléseket
A felületkezelések javítják a CNC -vel megmunkált alkatrészek megjelenését és ellenállását a kemény környezetbe, de növelik azok költségeit.
Ha ugyanazon a részben több különböző kivitel szükséges, tovább növeli az árat a szükséges extra lépések miatt.
Minimalizálja a költségeket:
● A feldolgozás után válassza ki a felület felületét.
● Csak akkor kérjen több kivitelezést, ha feltétlenül szükséges.
13. tipp: Fontolja meg a szóköz méretét
Az üres mérete befolyásolhatja az általános költségeket, és a jó pontosság biztosítása érdekében néhány anyagot el kell távolítani az alkatrész összes széléből. Ez jelentős hatással lehet az anyagköltségekre (különösen a nagy volumenű megrendelések esetén). A hüvelykujjszabályként az üresnek legalább 3 mm -rel nagyobbnak kell lennie, mint a vége.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
