Ükskõik, kas soovite luua ühe prototüübi või valmistuda masstootmiseks, on CNC töötlemise osas sageli esmatähtis vähendamine tootmiskulude vähendamine.
Õnneks võivad teie otsused disainerina tunduvalt mõjutada lõplikku hinda. Järgides selle artikli masinate näpunäidete kujundust, saate kulude minimeerimiseks optimeeritud osi valmistada ja oma disaininõuete täitmiseks.
Mis mõjutab CNC osade kulusid?
CNC töödeldud osade hind sõltub järgmistest teguritest:
● Töötlemisaeg: mida kauem osa töötlemiseks kulub, seda kallim see on. CNC -s on töötlemisaeg sageli peamine kulujuht.
● Käivitamiskulud: need on seotud CAD-failide ettevalmistamise ja protsesside kavandamisega ning neil on väikese partii tootmise jaoks suur tähtsus. See hind on fikseeritud ja on võimalus vähendada ühikuhinda, kasutades "mastaabisäästu".
● Materjali maksumus: materjalide maksumus ja materjali töötlemise raskus mõjutavad suurt mõju kogukuludele. Kujunduse optimeerimine, arvestades teatud materiaalseid tegureid, võib hinda märkimisväärselt vähendada.
● Muud tootmiskulud: kui kujundate osa erinõuetega (näiteks kui määratlete tihedad tolerantsid või disain õhukesed seinad), võib vaja minna spetsiaalset tööriista, tihedamat kvaliteedikontrolli ja rohkem töötlemisetappe (töötlemiskiiruse alandamiseks). Muidugi mõjutab see kogu tootmisaega (ja hinda).
Nüüd, kui CNC kulude allikas on selge, vaatame, kuidas disaini optimeerida, et seda minimeerida ...
1. näpunäide: lisage raadius sisemistele vertikaalsetele servadele
Kõigil CNC jahvatusvahenditel on silindriline kuju ja tasku serva lõikamisel loovad raadiuse.
Nurgaraadiuse vähendamiseks kasutage väiksema läbimõõduga tööriista. See tähendab, et mitu läbisõitu madalamatel kiirustel - vahelised tööriistad ei saa materjali nii kiiresti eemaldada kui suuremad -, mis on töötlemise aja ja kuludeni.
Minimeerige kulud:
● Lisage vähemalt 1/3 raadius õõnsuse sügavus (suurem on parem).
● Kõige parem on kasutada sama raadiust kõigis sisemistes servades.
● Määrake õõnsuse allosas väike raadius (0,5 või 1 mm) või pole üldse raadiust.
Ideaalis peaks nurgaraadius olema pisut suurem kui tasku masinaks kasutatav tööriista raadius. See vähendab tööriista koormust ja vähendab veelgi tootmiskulusid. Näiteks kui teie kujundusel on 12 mm sügav õõnsus, lisage nurkadele 5mm (või rohkem) raadius. See võimaldab Ø8mm lõikuril (4mm raadiusel) neid kiiremini lõigata.
2. näpunäide: piirake õõnsuse sügavust
Kui vajate teravate nurkadega sisemist serva (näiteks kui ristkülikukujuline osa peab mahtuma õõnsusse), kasutage siseserva raadiust vähendamise asemel kuju, nagu see on:
Sügavate õõnsuste töötlemine võib CNC osade kulusid oluliselt mõjutada, kuna tuleb eemaldada suures koguses materjali, mis on aeganõudev.
Oluline on meeles pidada, et CNC tööriistadel on piiratud pikkused: üldiselt töötavad need kõige paremini siis, kui nad on 2-3 korda sügavad kui nende läbimõõt. Näiteks Ø12 lõikur võib ohutult lõigata taskuid kuni 25 mm sügavuseks.
Sügavamad õõnsused (tööriista läbimõõdu või rohkem kuni 4 korda) saab lõigata, kuid see lisab kulusid spetsialiseeritud tööriistade või mitmeteljeliste CNC süsteemi vajaduse tõttu.
Lisaks tuleb õõnsuse lõikamisel tööriist kallutada õige lõike sügavuseni. Sujuv sissepääs nõuab piisavalt ruumi.
Minimeerige kulud:
● Piirake kõigi õõnsuste sügavust 4 -kordse pikkusega (see tähendab XY tasapinna suurim mõõde).
3. näpunäide: suurendage õhukeste seinte paksust
Paksud tahked lõigud on stabiilsemad (masinaga odavamad) ja neid tuleks eelistada, välja arvatud juhul, kui kaal on peamine tegur.
Õhukeste seinte töötlemisel moonutuste või purunemise vältimiseks on vaja mitu läbilõike sügavusel. Õhukesed omadused on ka vibratsiooni suhtes altid, muutes need täpseks masinaks ja võib töötlemisaega märkimisväärselt suurendada.
Minimeerige kulud:
● Metalliosade jaoks on disaini seina paksus suurem kui 0,8 mm (mida paksem, seda parem).
● Plastiosade jaoks hoidke seina minimaalset paksust üle 1,5 mm.
Minimaalne saavutatav seina paksus on 0,5 mm metalli korral ja 1,0 mm plasti korral. Nende funktsioonide masinatabiilsust tuleb siiski hinnata igal üksikjuhul eraldi.
4. näpunäide: piirake niidide pikkust
V vajadusest pikema niidi täpsustamine võib suurendada CNC osa maksumust, kuna spetsiaalse tööriistade vajadus on võimalik.
Pidage meeles, et keermed on pikemad kui 0,5 -kordne augu läbimõõt tegelikult ei suurenda ühenduse tugevust.
Minimeerige kulud:
● Kujundage niit maksimaalse pikkusega 3 -kordselt augu läbimõõduga.
● Pimedate aukude niidide jaoks on kõige parem lisada augu põhja vähemalt 1/2 keermestamata pikkuse läbimõõduga.
5. näpunäide: disainilahenduse suuruse augud
Aukusid saab CNC -d kiiresti töödelda ja standardseid harjutusi kasutades suure täpsusega. Mittestandardsete suuruste korral tuleb auku töödelda lõppveskiga, mis võib kuludele lisada.
Piirake ka kõigi aukude sügavust 4 -kordse läbimõõduga. Sügavamaid auke (kuni 10 korda läbimõõduga) saab teha, kuid need võivad lisada kulusid, kuna neid on keeruline masinaga masinaid teha.
Minimeerige kulud:
● Akude korral, mille läbimõõt on alla 10 mm ja üle 0,5 mm, on konstruktsiooni augu läbimõõt 0,1 mm.
● Tollidena kujundamisel kasutage traditsioonilisi murdosa tolli või vaadake seda fraktsionaalset tollipuuri suuruse diagrammi.
● Kujundage auk, mille läbimõõt on kuni 4 korda suurem.
6. näpunäide: määratlege vajadusel ainult tihedad tolerantsid
Kitste tolerantside määratlemine suurendab CNC maksumust, kuna see suurendab töötlemisaega ja nõuab käsitsi kontrollimist. Tolerantsid tuleks hoolikalt määratleda ainult vajadusel.
Kui tehnilisel joonisel ei määratleta konkreetseid tolerantse, töödeldakse seda osa standardse tolerantsi abil (± 0,125 mm või kõrgem), mis on enamiku mittekriitiliste tunnuste jaoks piisav.
Tihedaid tolerantse sisemiste tunnuste osas on eriti keeruline saavutada. Näiteks aukude või õõnsuste ristumise töötlemisel võivad materjali deformatsiooni tõttu servadel tekkida väikesed defektid (nn Burrs). Selliste funktsioonidega osi tuleb kontrollida ja sirutada, mis mõlemad on käsitsi (ja ajavahemike) protsessid, mis lisavad kulusid.
Minimeerige kulud:
● Määrake vajadusel ainult tihedamad tolerantsid.
● Määratlege kõigi talutavate mõõtmete võrdluseks üks tugipunkti (näiteks kahe serva ristlõige).
Geomeetrilise mõõtme ja tolerantseerimise (GD&T) kasutamine sellistes tehnilistes joonistes nagu tasasus, sirgsus, ümarus ja tegelik positsioon võib vähendada CNC -töötlemise kulusid, kuna tavaliselt määratlevad need lõdvemad tolerantsid, kuid nõuavad tõhusaks rakendatavaks kasutamiseks täiustatud disainiteadmisi.
7. näpunäide: hoidke masina sätete arv minimaalselt
Osade pööramine või ümberpaigutamine suurendab tootmiskulusid, kuna seda tuleb tavaliselt teha käsitsi. Lisaks võib keerukate geomeetriate jaoks olla vajalik kohandatud seadmed, suurendades veelgi kulusid. Eriti keerulised geomeetriad võivad nõuda mitmeteljeliste CNC-süsteemi, suurendades hinda veelgi.
Kaaluge osade jaotamist geomeetriaks, mida saab CNC -d töödelda ühes seadistuses, seejärel poltidega või keevitada. See kehtib ka väga sügavate õõnsustega osade kohta.
Minimeerige kulud:
● Kujundusosad, mida saab töödelda ainult ühes seadistuses.
● Kui see pole võimalik, jagage geomeetria hiljem kokkupanemiseks osadeks.
8. näpunäide: vältige väikseid omadusi, millel on kõrge küljesuhtega
Kõrge küljesuhtega väikesed omadused on vibratsioonile altid ja seda on eriti keeruline täpselt masinaid teha.
Jäikuse suurendamiseks tuleks need kinnitada paksemate seinte külge või tugevdada karastavate tugribadega (eelistatavalt neli: üks mõlemal küljel).
Minimeerige kulud:
● Kujundusfunktsioonid, mille kuvasuhe on alla 4.
● Lisage jäikuse suurendamiseks seintele väikesed omadused või kinnitage väikesed omadused.
9. näpunäide: eemaldage kogu tekst ja kiri
Teksti lisamine CNC-töödeldud osade pinnale võib lisada märkimisväärseid kulusid, kuna vajalikud ja aeganõudvad töötlemise etapid.
Pinna viimistlusmeetodid, näiteks siidist ekraani printimine või värvimine, on kulutõhusam meetod teksti lisamiseks CNC-töödeldud osade pinnale.
Minimeerige kulud:
● Kustutage kõik tähemärgid ja tähed CNC töödeldud osadest.
● Kui tekst on vajalik, eelistage pigem graveerimist kui reljeefi, kuna viimane nõuab rohkem materjali eemaldamist.
10. näpunäide: kaaluge materjali töödeldavust
Masinatatavus viitab sellele, kui hõlpsalt materjali saab lõigata. Mida kõrgem on masinatatavus, seda kiiremini saab CNC materjali töödelda, vähendades kulusid.
Iga materjali masinad sõltub selle füüsikalistest omadustest. Üldiselt, mida pehmem (ja kõrgtugevam) on metallisulam, seda lihtsam on seda masinat teha.
Minimeerige kulud:
Kui saate valida materjalide vahel, valige see parema masinaga (eriti suure mahu tellimuste korral).
NÕUANNE 1: kaaluge puistematerjalide maksumust
Materjalide maksumus on veel üks tegur, mis võib oluliselt mõjutada CNC töödeldud osade hinda.
Alumiinium 6061 on selgelt kõige kuluefektiivsem materjal metalli prototüüpide valmistamiseks, kuna see ühendab väga hea kulud väga hea masinaga.
Minimeerige kulud:
● Valige madala mahuga kuludega materjalid (eriti väikeste partii tellimuste korral).
Näpunäide: vältige (mitu) pinnahooldust
Pinnatöötlused parandavad CNC -ga töödeldud osade välimust ja vastupidavust karmides keskkondades, kuid suurendavad ka nende kulusid.
Samas osas mitu erinevat viimistlust nõuavad nõutavad täiendavate sammude tõttu veelgi hinda.
Minimeerige kulud:
● Valige pärast töötlemist pinna viimistlus.
● taotlege mitut viimistlust ainult siis, kui see on hädavajalik.
NÕUANNE: kaaluge Whitpace'i suurust
Tühi suurus võib mõjutada kogukulusid ja hea täpsuse tagamiseks tuleb osa materjali kõigist servadest eemaldada. See võib oluliselt mõjutada materiaalseid kulusid (eriti suurte mahu tellimuste korral). Rusikareeglina peab tühi olema vähemalt 3mm suurem kui ots.
--------------------------------------------------------------------------END------------------------------------------------------------------------------------------------------------
