Niezależnie od tego, czy chcesz stworzyć pojedynczy prototyp, czy przygotować się do masowej produkcji, zmniejszenie kosztów produkcji jest często najwyższym priorytetem, jeśli chodzi o obróbkę CNC.
Na szczęście, jako projektant, twoje decyzje mogą znacznie wpłynąć na ostateczne ceny. Postępując zgodnie z projektem wskazówek dotyczących umożliwiania w tym artykule, możesz produkować części zoptymalizowane w celu zminimalizowania kosztów i nadal spełniać Twoje wymagania projektowe.
Co wpływa na koszt części CNC?
Cena części obrobionych CNC zależy od następujących czynników:
● Czas przetwarzania: im dłużej potrzebuje przetworzenie części, tym droższe będzie. W CNC czas obróbki jest często głównym kierowcą kosztów.
● Koszty uruchamiania: Są one związane z przygotowaniem plików CAD i planowaniem procesu i mają ogromne znaczenie dla produkcji małej partii. Koszt ten jest ustalony i istnieje możliwość obniżenia ceny jednostkowej poprzez wykorzystanie „ekonomii skali”.
● Koszt materiału: Koszt materiałów i trudność przetwarzania materiału mają duży wpływ na całkowity koszt. Optymalizacja projektu przy jednoczesnym uwzględnieniu niektórych czynników materialnych może znacznie obniżyć cenę.
● Inne koszty produkcji: po projektowaniu części ze specjalnymi wymaganiami (na przykład po zdefiniowaniu ciasnych tolerancji lub zaprojektowaniu cienkich ścian), może być wymagane specjalne oprzyrządowanie, ściślejsza kontrola jakości i więcej kroków obróbki (do niższej prędkości przetwarzania). Oczywiście ma to wpływ na całkowity czas produkcji (i ceny).
Teraz, gdy źródło kosztu CNC jest jasne, zobaczmy, jak zoptymalizować projekt, aby go zminimalizować ...
Wskazówka 1: Dodaj promień do wewnętrznych pionowych krawędzi
Wszystkie narzędzia do mielenia CNC mają cylindryczny kształt i tworzą promień podczas przecinania krawędzi kieszeni.
Użyj narzędzia o mniejszej średnicy, aby zmniejszyć promień narożny. Oznacza to, że wiele przepustek przy niższych prędkościach - małe narzędzia nie mogą usunąć materiału tak szybko w jednym przejściu, jak większe - do czasu obróbki i kosztów.
Minimalizuj koszt:
● Dodaj promień co najmniej 1/3 głębokości wnęki (większa jest lepsza).
● Najlepiej jest użyć tego samego promienia na wszystkich wewnętrznych krawędziach.
● Na dole wnęki określ niewielki promień (0,5 lub 1 mm) lub w ogóle nie.
Idealnie, promień narożnika powinien być nieco większy niż promień narzędzia używanego do maszynowania kieszeni. Zmniejszy to obciążenie narzędzia i jeszcze bardziej zmniejszy koszty produkcji. Na przykład, jeśli twój projekt ma głęboką wnękę 12 mm, dodaj promień 5 mm (lub więcej) do narożników. Umożliwi to noży Ø8 mm (promień 4 mm) na szybciej ich wycięcie.
Wskazówka 2: Ogranicz głębokość wnęki
Jeśli potrzebujesz wewnętrznej krawędzi z ostrymi narożnikami (na przykład, gdy prostokątna część musi zmieścić się w wnęce), użyj kształtu z podcięciem zamiast zmniejszać promień wewnętrznej krawędzi, tak:
Obróbka głębokich wnęki może znacznie wpłynąć na koszt części CNC, ponieważ należy usunąć duże ilości materiału, co jest czasochłonne.
Ważne jest, aby pamiętać, że narzędzia CNC mają ograniczone długości cięcia: ogólnie działają najlepiej, gdy są 2-3 razy głębokości niż ich średnica. Na przykład nóż Ø12 może bezpiecznie wyciąć kieszenie na głębokość do 25 mm.
Można wyciąć głębsze wnęki (do 4 razy więcej niż średnica narzędzia), ale dodaje to koszty ze względu na potrzebę wyspecjalizowanych narzędzi lub systemu wielopasmowego CNC.
Dodatkowo, podczas cięcia wnęki, narzędzie musi być przechylone do prawidłowej głębokości cięcia. Gładkie wejście wymaga wystarczającej ilości miejsca.
Minimalizuj koszt:
● Ogranicz głębokość wszystkich wnęk do 4 -krotności ich długości (to znaczy największego wymiaru w płaszczyźnie XY).
Wskazówka 3: Zwiększ grubość cienkich ścian
Grube sekcje solidne są bardziej stabilne (tańsze w maszynie) i powinny być preferowane, chyba że głównym czynnikiem jest waga.
Aby uniknąć zniekształceń lub pęknięcia podczas obróbki cienkich ścian, wymagane jest wiele przejść na niskich głębokościach cięcia. Cienkie cechy są również podatne na wibracje, co czyni je trudnymi do precyzyjnego maszyny i mogą znacznie zwiększyć czas obróbki.
Minimalizuj koszt:
● W przypadku części metalowych grubość ściany projektu jest większa niż 0,8 mm (im grubsza, tym lepiej).
● W przypadku części tworzyw sztucznych zachowaj minimalną grubość ściany powyżej 1,5 mm.
Minimalna osiągalna grubość ściany wynosi 0,5 mm dla metalu i 1,0 mm dla plastiku. Jednak maszyna tych cech musi być oceniana indywidualnie dla poszczególnych przypadków.
Wskazówka 4: Ogranicz długość wątków
Określenie wątku dłużej niż to może zwiększyć koszt części CNC ze względu na możliwą potrzebę specjalnego narzędzi.
Należy pamiętać, że gwinty dłuższe niż 0,5 razy średnica otworu nie zwiększy siły połączenia.
Minimalizuj koszt:
● Zaprojektuj gwint o maksymalnej długości 3 -krotnej średnicy otworu.
● W przypadku gwintów w otworach w ślepych otworach najlepiej dodać co najmniej 1/2 średnicy niezniszczonej długości do dna otworu.
Wskazówka 5: Projektowanie otworów standardowych rozmiarów
Otwory można szybko obrobić CNC i z dużą precyzją przy użyciu standardowych ćwiczeń. W przypadku niestandardowych rozmiarów otwór musi być obrabiany za pomocą młyna końcowego, który może zwiększyć koszt.
Ogranicz także głębokość wszystkich otworów do 4 -krotności ich średnicy. Można wykonać głębsze otwory (do 10 -krotności średnicy), ale mogą one zwiększyć koszty, ponieważ są one trudne dla maszyny.
Minimalizuj koszt:
● W przypadku otworów o średnicy mniejszej lub równej 10 mm i większej niż 0,5 mm przyrost średnicy otworu wynosi 0,1 mm.
● Podczas projektowania w calach użyj tradycyjnych cali ułamkowych lub odnoszą się do tej frakcyjnej wykresu wiertarki cala.
● Zaprojektuj otwór o długości do 4 razy większej niż średnica.
Wskazówka 6: Zdefiniuj ciasne tolerancje tylko w razie potrzeby
Definiowanie ciasnych tolerancji zwiększa koszty CNC, ponieważ zarówno zwiększa czas obróbki, jak i wymaga ręcznej kontroli. Tolerancje należy dokładnie zdefiniować tylko w razie potrzeby.
Jeśli na rysunku technicznym nie zostanie zdefiniowane żadne specyficzne tolerancje, część zostanie obrabiana przy użyciu standardowych tolerancji (± 0,125 mm lub wyższych), co jest wystarczające dla większości niekrytycznych cech.
Szczególne tolerancje na cechy wewnętrzne są szczególnie trudne do osiągnięcia. Na przykład podczas obróbki przecinania otworów lub wnęk małe wady (zwane Burrs) mogą rozwinąć się na krawędziach z powodu deformacji materiału. Części z takimi funkcjami muszą być sprawdzone i deburowane, z których oba są procesami ręcznymi (i wynikającymi z czasów), które zwiększają koszty.
Minimalizuj koszt:
● Podaj ściślejsze tolerancje tylko w razie potrzeby.
● Zdefiniuj pojedynczą odniesie (taką jak przekrój dwóch krawędzi) jako odniesienie dla wszystkich tolerancji.
Zastosowanie wymiarowania geometrycznego i tolerancji (GD i T) w rysunkach technicznych, takich jak płaskość, prostość, okrągłość i prawdziwa pozycja, może obniżyć koszty obróbki CNC, ponieważ zwykle definiują luźniejsze tolerancje, ale wymagają skutecznego zastosowania zaawansowanej wiedzy projektowej.
Wskazówka 7: Minimum utrzymuj liczbę ustawień maszyny
Części obracające lub zmieniające pozycję zwiększają koszty produkcji, ponieważ zwykle należy to wykonywać ręcznie. Ponadto w przypadku złożonych geometrii mogą być wymagane niestandardowe oprawy, dodatkowo zwiększając koszty. Szczególnie złożone geometrie mogą wymagać systemu CNC wieloosiowego, co dodatkowo zwiększając cenę.
Rozważ podzielenie części na geometrię, które można obrobić CNC w jednej konfiguracji, a następnie przykręcone lub spawane razem. Dotyczy to również części o bardzo głębokich wnękach.
Minimalizuj koszt:
● Projektuj części, które można obrobić tylko w jednej konfiguracji.
● Jeśli nie jest to możliwe, podziel geometrię na części do montażu później.
Wskazówka 8: Unikaj małych cech o wysokich współczynnikach kształtu
Małe cechy o wysokich współczynnikach kształtu są podatne na wibracje i są szczególnie trudne do dokładnego zawarcia.
Aby zwiększyć ich sztywność, należy je przymocować do grubszych ścian lub wzmocnić żeberka wsporczą (najlepiej cztery: po jednej z każdej strony).
Minimalizuj koszt:
● Projektuj funkcje o proporcjach mniejszych niż 4.
● Dodaj stężenie lub przymocuj małe elementy do ścian, aby zwiększyć ich sztywność.
Wskazówka 9: Usuń cały tekst i napis
Dodanie tekstu do powierzchni części obrabianych CNC może zwiększyć koszty ze względu na dodatkowe i czasochłonne etapy obróbki.
Metody wykończenia powierzchni, takie jak druk lub malowanie z jedwabiu, są bardziej opłacalną metodą dodawania tekstu do powierzchni części obrobionych CNC.
Minimalizuj koszt:
● Usuń wszystkie znaki i litery na części obrabianych CNC.
● Jeśli tekst jest wymagany, wolą grawerowanie niż wytłaczanie, ponieważ ten ostatni wymaga usunięcia więcej materiału.
Wskazówka 10: Rozważ maszynę materialną
Maszyna odnosi się do tego, jak łatwo można wyciąć materiał. Im wyższa maszyna, tym szybciej CNC może przetwarzać materiał, zmniejszając koszty.
Materiał możliwości każdego materiału zależy od jego właściwości fizycznych. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej miękki (i bardziej plastyczny) metalowy stop, tym łatwiej jest go w maszynie.
Minimalizuj koszt:
Jeśli możesz wybrać między materiałami, wybierz jeden z lepszą maszyną (szczególnie w przypadku zamówień o dużej objętości).
Wskazówka 11: Rozważ koszty materiałów masowych
Koszt materiałów to kolejny czynnik, który może znacznie wpłynąć na cenę części obrabianych CNC.
Aluminium 6061 jest wyraźnie najbardziej opłacalnym materiałem do wytwarzania prototypów metalowych, ponieważ łączy niski koszt z bardzo dobrą maszynowością.
Minimalizuj koszt:
● Wybierz materiały o niskich kosztach objętościowych (szczególnie w przypadku małych zamówień partii).
Wskazówka 12: Unikaj (wielu) zabiegów powierzchniowych
Zabiegi powierzchniowe poprawiają wygląd i odporność części obrabianych CNC w trudnych środowiskach, ale także zwiększają ich koszty.
Wymaganie wielu różnych wykończeń w tej samej części dodatkowo zwiększa cenę z powodu wymaganych dodatkowych kroków.
Minimalizuj koszt:
● Wybierz wykończenie powierzchni po przetworzeniu.
● Poproś o wiele wykończeń tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne.
Wskazówka 13: Rozważ rozmiar białej
Rozmiar pustki może wpływać na całkowity koszt i aby zapewnić dobrą dokładność, niektóre materiały należy usunąć ze wszystkich krawędzi części. Może to mieć znaczący wpływ na koszty materiałów (szczególnie w przypadku dużych zamówień). Zasadniczo pusta pusta musi być co najmniej 3 mm większa niż koniec.
--------------------------------------------------------------------------KONIEC------------------------------------------------------------------------------------------------------------
