Независимо от того, хотите ли вы создать один прототип или подготовиться к массовому производству, снижение производственных затрат часто является главным приоритетом, когда речь идет о обработке ЧПУ.
К счастью, как дизайнер, ваши решения могут сильно повлиять на окончательные цены. Следуя проектированию советов по оборудованию в этой статье, вы можете изготовить детали, оптимизированные для минимизации затрат и по -прежнему соответствовать вашим требованиям к проектированию.
Что влияет на стоимость деталей с ЧПУ?
Цена на обработанные детали с ЧПУ зависит от следующих факторов:
● Время обработки: чем дольше требуется для обработки детали, тем дороже он будет. В ЧПУ время обработки часто является основным драйвером стоимости.
● Затраты на запуск: они связаны с подготовкой и планированием файлов CAD и имеют большое значение для производства малых партий. Эта стоимость фиксирована, и есть возможность снизить цену за единицу за счет использования «экономии масштаба».
● Стоимость материала: стоимость материалов и сложность обработки материалов оказывают большое влияние на общую стоимость. Оптимизация дизайна при рассмотрении определенных материальных факторов может значительно снизить цену.
● Другие затраты на производство: когда вы проектируете деталь со специальными требованиями (например, при определении жестких допусков или проектирования тонких стен), затем может потребоваться специальные инструменты, более жесткий контроль качества и дополнительные этапы обработки (для снижения скорости обработки). Конечно, это влияет на общее время производства (и цену).
Теперь, когда источник стоимости ЧПУ ясен, давайте посмотрим, как оптимизировать дизайн, чтобы минимизировать его ...
Совет 1: Добавьте радиус во внутренние вертикальные края
Все инструменты из фрезерного сведения с ЧПУ имеют цилиндрическую форму и создают радиус при разрезании края кармана.
Используйте инструмент меньшего диаметра, чтобы уменьшить радиус углового. Это означает, что несколько проходов на более низких скоростях - инструменты для маллеров не могут удалить материал так же быстро в одном проходе, как и более крупные - с учетом времени обработки и затрат.
Минимизировать стоимость:
● Добавьте радиус не менее 1/3 глубины полости (больше лучше).
● Лучше всего использовать один и тот же радиус на всех внутренних краях.
● В нижней части полости укажите небольшой радиус (0,5 или 1 мм) или вообще нет.
В идеале угловой радиус должен быть немного больше, чем радиус инструмента, используемого для машины кармана. Это уменьшит нагрузку на инструмент и еще больше снизит производственные затраты. Например, если ваш дизайн имеет полость глубины 12 мм, добавьте 5 -миллиметровый радиус (или более) в углах. Это позволит резак Ø8 мм (радиус 4 мм) быстрее их.
Совет 2: Ограничьте глубину полости
Если вам нужен внутренний край с острыми углами (например, когда прямоугольная часть должна вписаться в полость), используйте форму с подкодом вместо уменьшения радиуса внутреннего края, как это:
Обработка глубоких полостей может значительно повлиять на стоимость деталей с ЧПУ, так как необходимо удалить большое количество материала, что требует много времени.
Важно помнить, что инструменты с ЧПУ имеют ограниченную длину резки: как правило, они работают лучше всего, когда они в 2-3 раза выше, чем их диаметр. Например, резак Ø12 может безопасно разрезать карманы глубиной до 25 мм.
Более глубокие полости (до 4 раза диаметр инструмента или более) могут быть сокращены, но это добавляет затраты из-за необходимости специализированных инструментов или многоосной системы ЧПУ.
Кроме того, при разрезании полости инструмент должен быть наклонен до правильной глубины разреза. Плавный вход требует достаточно места.
Минимизировать стоимость:
● Ограничьте глубину всех полостей до 4 раза их длины (то есть наибольшее измерение в плоскости XY).
Совет 3: Увеличьте толщину тонких стен
Толстые сплошные срезы более стабильны (менее дорогие для машины) и должны быть предпочтительны, если вес не является основным фактором.
Чтобы избежать искажений или поломки при обработке тонких стен, требуется несколько проходов на низких глубинах разреза. Тонкие особенности также подвержены вибрации, что делает их сложными для именно машины и может значительно увеличить время обработки.
Минимизировать стоимость:
● Для металлических деталей толщина конструкции стенки превышает 0,8 мм (чем толще, тем лучше).
● Для пластиковых деталей сохраните минимальную толщину стенки выше 1,5 мм.
Минимальная достижимая толщина стенки составляет 0,5 мм для металла и 1,0 мм для пластика. Тем не менее, механизм этих функций должна оцениваться в каждом конкретном случае.
Совет 4: Ограничьте длину потоков
Указание потока дольше, чем необходимо, может увеличить стоимость ЧПУ из -за возможной необходимости специального инструмента.
Имейте в виду, что нити длиннее в 0,5 раза диаметром отверстия фактически не увеличат прочность соединения.
Минимизировать стоимость:
● Разработайте резьбу с максимальной длиной в 3 раза больше диаметра отверстия.
● Для резьбов в слепых отверстиях лучше всего добавить не менее 1/2 диаметра непотребованной длины в нижнюю часть отверстия.
Совет 5: Проектируйте отверстия стандартного размера
Отверстия могут быть обработаны с ЧПУ быстро и с высокой точностью, используя стандартные упражнения. Для нестандартных размеров отверстие должно быть обработано с конечной мельницей, которая может добавить к стоимости.
Также ограничьте глубину всех отверстий до 4 раза диаметром. Можно сделать более глубокие отверстия (до 10 раз диаметром), но они могут добавить затраты, потому что их трудно обработать.
Минимизировать стоимость:
● Для отверстий диаметром меньше или равен 10 мм и превышающим 0,5 мм, приращение диаметра конструктивного отверстия составляет 0,1 мм.
● При проектировании в дюймах используйте традиционные дробные дюймы или обратитесь к этой диаграмме размер дюйма дюйма.
● Разработайте отверстие с длиной до 4 раза диаметром.
Совет 6: Определите плотные допуски только при необходимости
Определение жестких допусков увеличивает стоимость ЧПУ, поскольку он оба увеличивает время обработки и требует ручной проверки. Допуски должны быть тщательно определены только при необходимости.
Если на техническом рисунке не определено определенные допуски, часть будет обработана с использованием стандартных допусков (± 0,125 мм или выше), что достаточно для большинства некритических функций.
Тщательные допуски на внутренние функции особенно трудно достичь. Например, при обработке пересекающих отверстий или полостей небольшие дефекты (называемые заусенцами) могут развиваться по краям из -за деформации материала. Части с такими функциями должны быть проверены и развернуты, оба из которых являются ручными (и неэффективными) процессами, которые добавляют стоимость.
Минимизировать стоимость:
● Укажите более жесткие допуски только при необходимости.
● Определите одну датум (например, поперечное сечение двух краев) в качестве ссылки для всех допустимых измерений.
Использование геометрических измерений и допуска (GD & T) в технических чертежах, таких как плоскостность, прямолинейность, округлость и истинное положение, может снизить стоимость обработки с ЧПУ, поскольку они обычно определяют более низкие допуски, но требуют эффективного применения передовых знаний о проектировании.
Совет 7: Держите количество настроек машины к минимуму
Вращающиеся или перемещающиеся детали увеличивают производственные затраты, потому что их обычно нужно делать вручную. Кроме того, для сложных геометрий могут потребоваться пользовательские светильники, что еще больше увеличивает стоимость. Особенно сложная геометрия может потребовать многоосной системы ЧПУ, что еще больше увеличивает цену.
Рассмотрите возможность разделения деталей на геометрию, которые могут быть обработаны с ЧПУ в одной установке, затем скреплены или сварены вместе. Это также относится к частям с очень глубокими полостями.
Минимизировать стоимость:
● Проектируйте детали, которые можно обрабатывать только в одной установке.
● Если это невозможно, разделите геометрию на части для сборки позже.
Совет 8: Избегайте небольших функций с высокими соотношениями.
Небольшие особенности с высоким соотношением сторон склонны к вибрации и особенно трудно точно оборудовать.
Чтобы повысить их жесткость, они должны быть прикреплены к более толстым стенам или усиливаются с помощью подпорных ребра (предпочтительно по четыре: по одному с каждой стороны).
Минимизировать стоимость:
● Дизайн функций с соотношением сторон менее 4.
● Добавьте крепление или прикрепите небольшие функции к стенам, чтобы повысить их жесткость.
Совет 9: Удалите весь текст и надписи
Добавление текста на поверхность обработанных деталей с ЧПУ может добавить значительные затраты из-за дополнительных и трудоемких этапов обработки.
Методы отделки поверхности, такие как печать шелковой трассы или покраска, являются более экономически эффективным методом добавления текста на поверхность обработанных деталей с ЧПУ.
Минимизировать стоимость:
● Удалите все символы и буквы на обработанных деталях с ЧПУ.
● Если требуется текст, предпочитайте гравировку, а не тиснение, поскольку последнее требует удаления большего материала.
Совет 10: Рассмотрим механизм материала
Обучаемость относится к тому, как легко можно разрезать материал. Чем выше механизм, тем быстрее ЧПУ может обрабатывать материал, снижая затраты.
Оборудованость каждого материала зависит от его физических свойств. Как правило, чем более мягкий (и более пластичный) металлический сплав, тем легче он для машины.
Минимизировать стоимость:
Если вы можете выбрать между материалами, выберите один с лучшей обрабатываемостью (особенно для заказов с большим объемом).
Совет 11: Рассмотрим стоимость объемных материалов
Стоимость материалов является еще одним фактором, который может сильно повлиять на цену на обработанные детали с ЧПУ.
Алюминий 6061, безусловно, является наиболее экономически эффективным материалом для изготовления металлических прототипов, потому что он сочетает в себе низкую стоимость с очень хорошей обработкой.
Минимизировать стоимость:
● Выберите материалы с низкой объемной стоимостью (особенно для небольших партийных заказов).
Совет 12: Избегайте (множественные) обработки поверхности
Обработка поверхности улучшает внешний вид и сопротивление обработанных деталей с ЧПУ в суровых условиях, но также увеличивает их стоимость.
Требование множества различных отделок в одной и той же детали еще больше повышает цену из -за необходимых дополнительных шагов.
Минимизировать стоимость:
● Выберите отделку поверхности после обработки.
● Запросите несколько отделок только тогда, когда это абсолютно необходимо.
Совет 13: Рассмотрим размер пробела
Размер заготовки может повлиять на общую стоимость, и для обеспечения хорошей точности необходимо удалить некоторые материалы с всех краев детали. Это может оказать существенное влияние на затраты на материалы (особенно на заказы с большим объемом). Как правило, пробел должен быть как минимум на 3 мм больше, чем конец.
--------------------------------------------------------------------------КОНЕЦ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
