Uanset om du ønsker at skabe en enkelt prototype eller forberede dig på masseproduktion, er det ofte en højeste prioritet at reducere produktionsomkostningerne.
Heldigvis kan dine beslutninger som designer i høj grad påvirke den endelige prisfastsættelse. Ved at følge designet til tip til bearbejdelighed i denne artikel kan du fremstille dele optimeret til at minimere omkostningerne og stadig opfylde dine designkrav.
Hvad påvirker omkostningerne ved CNC -dele?
Prisen på CNC -bearbejdede dele afhænger af følgende faktorer:
● Behandlingstid: Jo længere tid det tager at behandle en rolle, jo dyrere vil det være. I CNC er bearbejdningstid ofte den vigtigste omkostningsdriver.
● Opstartsomkostninger: Disse er relateret til CAD-filforberedelse og -procesplanlægning og er af stor betydning for lille batchproduktion. Disse omkostninger er fast, og der er en mulighed for at reducere enhedsprisen ved at udnytte "stordriftsfordele".
● Materielle omkostninger: Omkostningerne ved materialer og vanskeligheden ved materialebehandling har en stor indflydelse på de samlede omkostninger. Optimering af designet, mens du overvejer visse materielle faktorer, kan reducere prisen markant.
● Andre produktionsomkostninger: Når du designer en del med særlige krav (for eksempel når du definerer stramme tolerancer eller design tynde vægge), kan der kræves specielt værktøj, strammere kvalitetskontrol og flere bearbejdningstrin (til lavere behandlingshastighed). Naturligvis har dette indflydelse på den samlede fremstillingstid (og pris).
Nu hvor kilden til CNC -omkostninger er klar, lad os se, hvordan man optimerer designet for at minimere det ...
Tip 1: Tilføj en radius til de indre lodrette kanter
Alle CNC -fræsningsværktøjer har en cylindrisk form og skaber en radius, når du skærer kanten af lommen.
Brug et værktøj til mindre diameter til at reducere hjørneadius. Dette betyder, at flere pasninger i lavere hastigheder - LEMALLER -værktøjer ikke kan fjerne materiale så hurtigt i en enkelt pasning som større - hvilket kan tilkendes til bearbejdningstid og omkostninger.
Minimer omkostningerne:
● Tilføj en radius på mindst 1/3 hulrumsdybden (større er bedre).
● Det er bedst at bruge den samme radius på alle indre kanter.
● I bunden af hulrummet skal du specificere en lille radius (0,5 eller 1 mm) eller overhovedet ingen radius.
Ideelt set skal hjørnesadiusen være lidt større end radius for det værktøj, der bruges til at maskine lommen. Dette vil reducere belastningen på værktøjet og vil yderligere reducere produktionsomkostningerne. For eksempel, hvis dit design har et 12 mm dybt hulrum, skal du tilføje en 5 mm (eller mere) radius til hjørnerne. Dette giver en Ø8mm -skærer (4 mm radius) mulighed for at skære dem hurtigere.
Tip 2: Begræns hulrummets dybde
Hvis du har brug for en indre kant med skarpe hjørner (for eksempel når en rektangulær del skal passe ind i et hulrum), skal du bruge en form med en underskåret i stedet for at reducere radius i den indre kant, som denne:
Bearbejdning af dybe hulrum kan i høj grad påvirke omkostningerne ved CNC-dele, da store mængder materiale skal fjernes, hvilket er tidskrævende.
Det er vigtigt at huske, at CNC-værktøjer har begrænsede skærelængder: Generelt fungerer de bedst, når de er 2-3 gange så dybe som deres diameter. For eksempel kan en Ø12 -skærer sikkert skære lommer op til 25 mm dyb.
Dybere hulrum (op til 4 gange værktøjsdiameteren eller mere) kan skæres, men dette tilføjer omkostninger på grund af behovet for specialiserede værktøjer eller et CNC-system med flere akser.
Ved skæring af hulrummet skal værktøjet desuden vippes til den korrekte skåret dybde. En jævn indgang kræver nok plads.
Minimer omkostningerne:
● Begræns dybden af alle hulrum til 4 gange deres længde (det vil sige den største dimension i XY -planet).
Tip 3: Forøg tykkelsen af tynde vægge
Tykke faste sektioner er mere stabile (billigere at maskinen) og skal foretrækkes, medmindre vægten er hovedfaktoren.
For at undgå forvrængning eller brud, når der bearbejdes tynde vægge, kræves der flere pasninger i lavt skåret dybder. Tynde funktioner er også tilbøjelige til vibrationer, hvilket gør dem udfordrende til nøjagtigt at maskinen og kan øge bearbejdningstiden markant.
Minimer omkostningerne:
● For metaldele er designvæggen tykkelse større end 0,8 mm (jo tykkere jo bedre).
● For plastdele skal du holde den mindste vægtykkelse over 1,5 mm.
Den minimale opnåelige vægtykkelse er 0,5 mm for metal og 1,0 mm for plast. Imidlertid skal bearbejdeligheden af disse funktioner vurderes fra sag til sag.
Tip 4: Begræns længden af tråde
Specificering af en tråd længere end nødvendig kan øge omkostningerne ved CNC -delen på grund af det mulige behov for specialværktøj.
Husk, at tråde længere end 0,5 gange huldiameteren faktisk ikke vil øge forbindelsens styrke.
Minimer omkostningerne:
● Design en tråd med en maksimal længde på 3 gange huldiameteren.
● For tråde i blinde huller er det bedst at tilføje mindst 1/2 af diameteren af den utrukkede længde til bunden af hullet.
Tip 5: Design Standardstørrelseshuller
Huller kan bearbejdes hurtigt og med høj præcision ved hjælp af standardøvelser. For ikke-standardstørrelser skal hullet bearbejdes med en slutmølle, som kan tilføje omkostningerne.
Begræns også dybden af alle huller til 4 gange deres diameter. Dybere huller (op til 10 gange diameteren) kan fremstilles, men de kan tilføje omkostninger, fordi de er vanskelige at maskinen.
Minimer omkostningerne:
● For huller med en diameter mindre end eller lig med 10 mm og større end 0,5 mm er diameterforøgelsen af designhullet 0,1 mm.
● Når du designer i tommer, skal du bruge traditionelle fraktionerede inches eller henvise til dette fraktionerede inch borestørrelsesdiagram.
● Design et hul med en længde op til 4 gange dens diameter.
Tip 6: Definer stramme tolerancer kun, når det er nødvendigt
Definition af stramme tolerancer øger omkostningerne ved CNC, da det både øger bearbejdningstiden og kræver manuel inspektion. Tolerancer skal kun defineres omhyggeligt, når det er nødvendigt.
Hvis der ikke er defineret nogen specifikke tolerancer på den tekniske tegning, vil delen bearbejdes ved hjælp af standardtolerancer (± 0,125 mm eller højere), hvilket er tilstrækkeligt til de fleste ikke-kritiske træk.
Stramme tolerancer over interne funktioner er især vanskelige at opnå. For eksempel, når bearbejdning af krydsende huller eller hulrum, kan små defekter (kaldet burrs) udvikle sig på kanterne på grund af materiel deformation. Dele med sådanne funktioner skal inspiceres og afvises, som begge er manuelle (og tids-inteffektive) processer, der tilføjer omkostninger.
Minimer omkostningerne:
● Angiv kun strammere tolerancer, når det er nødvendigt.
● Definer et enkelt nulpunkt (såsom et tværsnit af to kanter) som reference for alle tolerancerede dimensioner.
Brugen af geometrisk dimensionering og tolerance (GD&T) i tekniske tegninger såsom fladhed, lige, rundhed og ægte position kan reducere omkostningerne ved CNC -bearbejdning, da de normalt definerer løsere tolerancer, men kræver avanceret designkendskab til at blive anvendt effektivt.
Tip 7: Opbevar antallet af maskinindstillinger til et minimum
Rotering eller omplacering af dele øger produktionsomkostningerne, fordi det normalt skal gøres manuelt. For komplekse geometrier kan der desuden være påkrævet brugerdefinerede inventar, hvilket yderligere øger omkostningerne yderligere. Særligt komplekse geometrier kan kræve et CNC-system med flere akser, hvilket yderligere øger prisen.
Overvej at opdele dele i geometri, der kan bearbejdes CNC i en opsætning, derefter boltes eller svejses sammen. Dette gælder også for dele med meget dybe hulrum.
Minimer omkostningerne:
● Designdele, der kun kan bearbejdes i en opsætning.
● Hvis dette ikke er muligt, skal du opdele geometrien i dele til samling senere.
Tip 8: Undgå små funktioner med høje aspektforhold
Små funktioner med høje aspektforhold er tilbøjelige til vibrationer og er især vanskelige at maskine nøjagtigt.
For at øge deres stivhed skal de fastgøres til tykkere vægge eller forstærkes med afstivningsstøttelsesribben (helst fire: en på hver side).
Minimer omkostningerne:
● Designfunktioner med et aspektforhold på mindre end 4.
● Tilsæt afstivning eller fastgør små funktioner til vægge for at øge deres stivhed.
Tip 9: Fjern al tekst og bogstaver
Tilføjelse af tekst til overfladen af CNC-bearbejdede dele kan tilføje betydelige omkostninger på grund af de yderligere og tidskrævende bearbejdningstrin, der kræves.
Overfladebehandlingsmetoder, såsom silkeskærmtryk eller maleri, er en mere omkostningseffektiv metode til at tilføje tekst til overfladen af CNC-bearbejdede dele.
Minimer omkostningerne:
● Slet alle tegn og bogstaver på CNC -bearbejdede dele.
● Hvis der kræves tekst, foretrækker du gravering snarere end prægning, da sidstnævnte kræver, at mere materiale fjernes.
Tip 10: Overvej materialmaskibilitet
Bearbejdelighed henviser til, hvor let et materiale kan klippes. Jo højere bearbejdelighed, jo hurtigere kan CNC behandle materialet, hvilket reducerer omkostningerne.
Bearbejdeligheden af hvert materiale afhænger af dets fysiske egenskaber. Generelt, jo blødere (og mere duktile) metallegeringen, jo lettere er det at maskinen.
Minimer omkostningerne:
Hvis du kan vælge mellem materialer, skal du vælge et med bedre bearbejdelighed (især for ordrer med høj lydstyrke).
Tip 11: Overvej omkostningerne ved bulkmaterialer
Omkostningerne ved materialer er en anden faktor, der i høj grad kan påvirke prisen på CNC -bearbejdede dele.
Aluminium 6061 er helt klart det mest omkostningseffektive materiale til fremstilling af metalprototyper, fordi det kombinerer lave omkostninger med meget god bearbejdelighed.
Minimer omkostningerne:
● Vælg materialer med lave bulkomkostninger (især til små batchordrer).
Tip 12: Undgå (flere) overfladebehandlinger
Overfladebehandlinger forbedrer udseendet og modstanden for CNC -bearbejdede dele til barske miljøer, men øger også deres omkostninger.
At kræve flere forskellige finish på den samme del øger prisen yderligere på grund af de krævede ekstra trin.
Minimer omkostningerne:
● Vælg overfladefinish efter behandling.
● Anmod kun om flere finish, når det er absolut nødvendigt.
Tip 13: Overvej whitespace -størrelse
Størrelsen på det tomme kan påvirke de samlede omkostninger, og for at sikre god nøjagtighed skal noget materiale fjernes fra alle kanter af delen. Dette kan have en betydelig indflydelse på materielle omkostninger (især for ordrer med høj volumen). Som tommelfingerregel skal blanket være mindst 3 mm større end slutningen.
--------------------------------------------------------------------------ENDE------------------------------------------------------------------------------------------------------------
