Enten du ønsker å lage en enkelt prototype eller forberede deg på masseproduksjon, er det ofte en topp prioritet når det gjelder CNC -maskinering.
Heldigvis, som designer, kan beslutningene dine påvirke de endelige prisene. Ved å følge designen for tips om maskinbarhet i denne artikkelen, kan du produsere deler optimalisert for å minimere kostnadene og fremdeles oppfylle dine designkrav.
Hva påvirker kostnadene for CNC -deler?
Prisen på CNC -maskinerte deler avhenger av følgende faktorer:
● Behandlingstid: Jo lenger det tar å behandle en del, jo dyrere vil det være. I CNC er maskineringstid ofte den viktigste kostnadsdriveren.
● Oppstartskostnader: Disse er relatert til CAD-filforberedelse og prosessplanlegging, og har stor betydning for liten batchproduksjon. Denne kostnaden er fast, og det er en mulighet til å redusere enhetsprisen ved å utnytte "stordriftsfordeler".
● Materialkostnader: Kostnadene for materialer og vanskeligheten med materialbehandling har stor innvirkning på de totale kostnadene. Optimalisering av designen mens du vurderer visse materielle faktorer, kan redusere prisen betydelig.
● Andre produksjonskostnader: Når du designer en del med spesielle krav (for eksempel når du definerer tette toleranser eller designer tynne vegger), kan det være nødvendig med spesiell verktøy, strammere kvalitetskontroll og flere maskineringstrinn (for å senke prosesseringshastigheten). Dette har selvfølgelig innvirkning på total produksjonstid (og pris).
Nå som kilden til CNC -kostnad er klar, la oss se hvordan du optimaliserer designen for å minimere det ...
Tips 1: Legg en radius i de indre vertikale kantene
Alle CNC -freseverktøy har en sylindrisk form og skaper en radius når du skjærer kanten på lommen.
Bruk et verktøy for mindre diameter for å redusere hjørneradiusen. Dette betyr at flere pasninger i lavere hastigheter - små verktøy kan ikke fjerne materiale så raskt i en enkelt passering som større - og legger seg til maskineringstid og kostnader.
Minimer kostnadene:
● Legg til en radius på minst 1/3 hulromsdybden (større er bedre).
● Det er best å bruke samme radius på alle indre kanter.
● I bunnen av hulrommet spesifiser en liten radius (0,5 eller 1 mm) eller ingen radius i det hele tatt.
Ideelt sett bør hjørneradiusen være litt større enn radiusen til verktøyet som brukes til å maskinere lommen. Dette vil redusere belastningen på verktøyet og redusere produksjonskostnadene ytterligere. For eksempel, hvis designen din har et 12 mm dypt hulrom, kan du legge til en 5mm (eller mer) radius i hjørnene. Dette vil tillate en ø8mm kutter (4mm radius) å kutte dem raskere.
Tips 2: Begrens dybden i hulrommet
Hvis du trenger en indre kant med skarpe hjørner (for eksempel når en rektangulær del må passe inn i et hulrom), kan du bruke en form med en underklipp i stedet for å redusere radien til den indre kanten, som dette:
Maskinering av dype hulrom kan ha stor innvirkning på kostnadene for CNC-deler, ettersom store mengder materiale må fjernes, noe som er tidkrevende.
Det er viktig å huske at CNC-verktøy har begrensede skjærelengder: Generelt fungerer de best når de er 2-3 ganger så dypt som sin diameter. For eksempel kan en Ø12 -kutter trygt kutte lommer opp til 25 mm dyp.
Dypere hulrom (opptil 4 ganger verktøydiameteren eller mer) kan kuttes, men dette tilfører kostnad på grunn av behovet for spesialiserte verktøy eller et CNC-system med flere akser.
I tillegg, når du kutter hulrommet, må verktøyet vippes til riktig kuttedybde. En jevn inngang krever nok plass.
Minimer kostnadene:
● Begrens dybden på alle hulrom til 4 ganger deres lengde (det vil si den største dimensjonen i XY -planet).
Tips 3: Øk tykkelsen på tynne vegger
Tykke faste seksjoner er mer stabile (rimeligere å maskinere) og bør foretrekkes med mindre vekt er hovedfaktoren.
For å unngå forvrengning eller brudd når du maskinerer tynne vegger, er det nødvendig med flere passeringer med lave dypdyp. Tynne funksjoner er også utsatt for vibrasjoner, noe som gjør dem utfordrende for nøyaktig maskin og kan øke maskineringstiden betydelig.
Minimer kostnadene:
● For metalldeler er designveggtykkelsen større enn 0,8 mm (jo tykkere jo bedre).
● For plastdeler, hold minimum veggtykkelse over 1,5 mm.
Minimum oppnåelig veggtykkelse er 0,5 mm for metall og 1,0 mm for plast. Imidlertid må maskinbarheten til disse funksjonene vurderes fra sak til sak.
Tips 4: Begrens lengden på trådene
Å spesifisere en tråd lenger enn nødvendig kan øke kostnadene for CNC -delen på grunn av mulig behov for spesiell verktøy.
Husk at tråder lenger enn 0,5 ganger hulldiameteren faktisk ikke vil øke styrken på forbindelsen.
Minimer kostnadene:
● Design en tråd med en maksimal lengde på 3 ganger hulldiameteren.
● For tråder i blinde hull er det best å legge til minst 1/2 av diameteren på den uklare lengden til bunnen av hullet.
Tips 5: Design standard størrelse hull
Hull kan maskineres raskt og med høy presisjon ved bruk av standardøvelser. For ikke-standardstørrelser må hullet bearbeides med en endefabrikk, noe som kan øke kostnadene.
Begrens også dybden på alle hull til 4 ganger deres diameter. Dypere hull (opptil 10 ganger diameteren) kan lages, men de kan legge til kostnader fordi de er vanskelige å maskinere.
Minimer kostnadene:
● For hull med en diameter mindre enn eller lik 10 mm og større enn 0,5 mm, er diameterøkningen på designhullet 0,1 mm.
● Når du designer i tommer, bruker du tradisjonelle brøkdelte tommer eller referer til dette brøkdiagrammets borestørrelsesdiagram.
● Design et hull med en lengde opptil 4 ganger sin diameter.
Tips 6: Definer stramme toleranser bare når det er nødvendig
Å definere stramme toleranser øker kostnadene for CNC, da den både øker maskineringstiden og krever manuell inspeksjon. Toleranser skal defineres nøye bare når det er nødvendig.
Hvis ingen spesifikke toleranser er definert på den tekniske tegningen, vil delen bli maskinert ved bruk av standardtoleranser (± 0,125 mm eller høyere), noe som er tilstrekkelig for de fleste ikke-kritiske funksjoner.
Tette toleranser på interne funksjoner er spesielt vanskelige å oppnå. For eksempel, når du maskinerer kryssende hull eller hulrom, kan små defekter (kalt burrs) utvikle seg på kantene på grunn av materialdeformasjon. Deler med slike funksjoner må inspiseres og avkjøres, som begge er manuelle (og tid-eneffektive) prosesser som gir kostnader.
Minimer kostnadene:
● Spesifiser strammere toleranser bare når det er nødvendig.
● Definer et enkelt punktum (for eksempel et tverrsnitt av to kanter) som en referanse for alle toleranserte dimensjoner.
Bruken av geometrisk dimensjonering og toleranse (GD&T) i tekniske tegninger som flathet, retthet, rundhet og ekte posisjon kan redusere kostnadene for CNC -maskinering, da de vanligvis definerer løsere toleranser, men krever avansert designkunnskap for å brukes effektivt.
Tips 7: Hold antall maskininnstillinger til et minimum
Å rotere eller omplassere deler øker produksjonskostnadene fordi det vanligvis må gjøres manuelt. I tillegg, for komplekse geometrier, kan det være nødvendig med tilpassede inventar, noe som øker kostnadene ytterligere. Spesielt komplekse geometrier kan kreve et CNC-system med flere akser, noe som øker prisen ytterligere.
Vurder å dele opp deler i geometri som kan bearbeides i ett oppsett, deretter boltet eller sveises sammen. Dette gjelder også deler med veldig dype hulrom.
Minimer kostnadene:
● Design deler som bare kan maskineres i ett oppsett.
● Hvis dette ikke er mulig, del geometrien i deler for montering senere.
Tips 8: Unngå små funksjoner med høye sideforhold
Små funksjoner med høye aspektforhold er utsatt for vibrasjoner og er spesielt vanskelige å maskinere nøyaktig.
For å øke stivheten, bør de festes til tykkere vegger eller forsterkes med avstivende støtte ribbeina (helst fire: en på hver side).
Minimer kostnadene:
● Designfunksjoner med et aspektforhold på mindre enn 4.
● Legg avstivning eller fest små funksjoner i vegger for å øke stivheten.
Tips 9: Fjern all tekst og bokstaver
Å legge tekst til overflaten av CNC-maskinerte deler kan gi betydelige kostnader på grunn av de ekstra og tidkrevende maskineringstrinnene som kreves.
Overflatebehandlingsmetoder, for eksempel silkeskjermutskrift eller maleri, er en mer kostnadseffektiv metode for å legge tekst til overflaten av CNC-maskinerte deler.
Minimer kostnadene:
● Slett alle tegn og bokstaver på CNC -maskinerte deler.
● Hvis det kreves tekst, foretrekker du gravering fremfor preging, da sistnevnte krever at mer materiale skal fjernes.
Tips 10: Vurder materiell maskinbarhet
Maskinbarhet refererer til hvor lett et materiale kan kuttes. Jo høyere maskinbarhet, jo raskere kan CNC behandle materialet og redusere kostnadene.
Maskinbarheten til hvert materiale avhenger av dets fysiske egenskaper. Generelt, jo mykere (og mer duktil) metalllegeringen, jo lettere er det å maskinere.
Minimer kostnadene:
Hvis du kan velge mellom materialer, velger du en med bedre maskinbarhet (spesielt for ordrer med høyt volum).
Tips 11: Tenk på kostnadene for bulkmaterialer
Kostnadene for materialer er en annen faktor som kan påvirke prisen på CNC -maskinerte deler i stor grad.
Aluminium 6061 er helt klart det mest kostnadseffektive materialet for å lage metallprototyper fordi det kombinerer lave kostnader med veldig god maskinbarhet.
Minimer kostnadene:
● Velg materialer med lave bulkkostnader (spesielt for små batchordrer).
Tips 12: Unngå (flere) overflatebehandlinger
Overflatebehandlinger forbedrer utseendet og motstanden til CNC -maskinerte deler til tøffe miljøer, men øker også kostnadene.
Å kreve flere forskjellige utførelser på samme side øker prisen ytterligere på grunn av de ekstra trinnene som kreves.
Minimer kostnadene:
● Velg overflatebehandlingen etter prosessering.
● Be om flere utførelser bare når det er absolutt nødvendig.
Tips 13: Vurder hvitespace størrelse
Størrelsen på blanket kan påvirke de totale kostnadene, og for å sikre god nøyaktighet, må noe materiale fjernes fra alle kanter på delen. Dette kan ha betydelig innvirkning på materialkostnadene (spesielt for ordrer med høyt volum). Som en tommelfingerregel må blanket være minst 3 mm større enn slutten.
--------------------------------------------------------------------------SLUTT------------------------------------------------------------------------------------------------------------
