Независимо дали търсите да създадете един прототип или да се подготвите за масово производство, намаляването на производствените разходи често е основен приоритет, когато става въпрос за обработка на ЦПУ.
За щастие, като дизайнер, вашите решения могат значително да повлияят на окончателното ценообразуване. Следвайки дизайна на съветите за обработка в тази статия, можете да произвеждате части, оптимизирани, за да сведете до минимум разходите и все пак да отговаряте на вашите изисквания за проектиране.
Какво се отразява на цената на частите на CNC?
Цената на обработените от ЦПУ зависи от следните фактори:
● Време за обработка: Колкото по -дълго е необходимо за обработка на част, толкова по -скъпо ще бъде тя. В CNC времето за обработка често е основният двигател на разходите.
● Разходи за стартиране: Те са свързани с подготовката на CAD файлове и планирането на процесите и са от голямо значение за производството на малки партиди. Тази цена е фиксирана и има възможност за намаляване на единичната цена чрез използване на „икономии от мащаба“.
● Материални разходи: Цената на материалите и трудността на обработката на материали оказват голямо влияние върху общата цена. Оптимизирането на дизайна, докато се вземат предвид определени материални фактори, може значително да намали цената.
● Други производствени разходи: Когато проектирате част със специални изисквания (например, когато дефинирате тесни допустими отклонения или проектирате тънки стени), тогава могат да се изискват специални инструменти, по -строг контрол на качеството и повече стъпки за обработка (за понижаване на скоростта на обработка). Разбира се, това оказва влияние върху общото време за производство (и цената).
Сега, когато източникът на цената на ЦПУ е ясен, нека да видим как да оптимизираме дизайна, за да го сведем до минимум ...
Съвет 1: Добавете радиус към вътрешните вертикални ръбове
Всички инструменти за фрезоване на ЦПУ имат цилиндрична форма и създават радиус при рязане на ръба на джоба.
Използвайте инструмент с по -малък диаметър, за да намалите радиуса на ъгъла. Това означава, че множество пропуски при по -ниски скорости - инструментите за по -меки не могат да премахват материала толкова бързо в един пропуск, колкото по -големи - добавяйки се към времето и разходите за обработка.
Минимизиране на разходите:
● Добавете радиус от поне 1/3 дълбочината на кухината (по -голямото е по -добре).
● Най -добре е да използвате един и същ радиус на всички вътрешни ръбове.
● В долната част на кухината посочете малък радиус (0,5 или 1 mm) или изобщо няма радиус.
В идеалния случай радиусът на ъгъла трябва да бъде малко по -голям от радиуса на инструмента, използван за обработване на джоба. Това ще намали натоварването на инструмента и допълнително ще намали производствените разходи. Например, ако дизайнът ви има 12 мм дълбока кухина, добавете 5 мм (или повече) радиус към ъглите. Това ще позволи на резачката Ø8mm (радиус от 4 мм) да ги реже по -бързо.
Съвет 2: Ограничете дълбочината на кухината
Ако се нуждаете от вътрешен ръб с остри ъгли (например, когато правоъгълна част трябва да се побере в кухина), използвайте форма с подрязване, вместо да намалите радиуса на вътрешния ръб, като този:
Обработването на дълбоки кухини може значително да повлияе на цената на частите на ЦПУ, тъй като трябва да се премахнат големи количества материал, което отнема много време.
Важно е да запомните, че инструментите на CNC имат ограничени дължини на рязане: Като цяло те работят най-добре, когато са 2-3 пъти по-дълбоки от диаметъра им. Например, резачката Ø12 може спокойно да отреже джобовете до 25 мм дълбочина.
По-дълбоките кухини (до 4 пъти по-голям от диаметъра на инструмента или повече) могат да бъдат отрязани, но това добавя разходи поради необходимостта от специализирани инструменти или многоосова CNC система.
Освен това, при рязане на кухината, инструментът трябва да бъде наклонен до правилната дълбочина на рязане. Гладкият вход изисква достатъчно място.
Минимизиране на разходите:
● Ограничете дълбочината на всички кухини до 4 пъти по -голяма от тяхната дължина (тоест най -голямото измерение в равнината XY).
Съвет 3: Увеличете дебелината на тънки стени
Дебелите твърди секции са по -стабилни (по -евтини за машината) и трябва да бъдат предпочитани, освен ако теглото не е основният фактор.
За да се избегне изкривяване или счупване при обработване на тънки стени, са необходими множество проходи на ниски дълбочини на рязане. Тънките характеристики също са предразположени към вибрации, което ги прави предизвикателни за точно машината и могат значително да увеличат времето за обработка.
Минимизиране на разходите:
● За металните части дебелината на стената на дизайна е по -голяма от 0,8 мм (колкото по -дебела, толкова по -добре).
● За пластмасови части дръжте минималната дебелина на стената над 1,5 мм.
Минималната постижима дебелина на стената е 0,5 mm за метал и 1,0 mm за пластмаса. Въпреки това, обработваемостта на тези характеристики трябва да се оценява за всеки отделен случай.
Съвет 4: Ограничете дължината на нишките
Посочването на нишка, по -дълга от необходимото, може да увеличи цената на частта от ЦПУ поради възможната нужда от специални инструменти.
Имайте предвид, че нишките по -дълги от 0,5 пъти диаметърът на отвора всъщност няма да увеличат силата на връзката.
Минимизиране на разходите:
● Проектирайте нишка с максимална дължина 3 пъти диаметър на отвора.
● За нишки в слепи дупки е най -добре да добавите поне 1/2 от диаметъра на нестабилната дължина до дъното на дупката.
Съвет 5: Дизайн на дупки със стандартен размер
Дупките могат да бъдат обработени с CNC бързо и с висока точност с помощта на стандартни тренировки. За нестандартни размери дупката трябва да бъде обработена с крайна мелница, която може да добави към цената.
Също така, ограничете дълбочината на всички дупки до 4 пъти диаметъра им. Могат да се направят по -дълбоки дупки (до 10 пъти по -голям от диаметъра), но те могат да добавят разходи, защото са трудни за обработка.
Минимизиране на разходите:
● За дупки с диаметър по -малък или равен на 10 mm и по -голям от 0,5 mm, прирастът на диаметъра на отвора за проектиране е 0,1 mm.
● Когато проектирате в инчове, използвайте традиционните фракционни инча или се обърнете към тази диаграма на размера на фракционния инч.
● Проектирайте дупка с дължина до 4 пъти диаметъра му.
Съвет 6: Определете стегнати допустими отклонения само когато е необходимо
Определянето на строги допустими отклонения увеличава цената на ЦПУ, тъй като и двете увеличава времето за обработка и изисква ръчна проверка. Допустимите отклонения трябва да бъдат внимателно дефинирани само когато е необходимо.
Ако не се определят специфични отклонения на техническия чертеж, частта ще бъде обработена с помощта на стандартни отклонения (± 0,125 мм или по-висока), което е достатъчна за повечето некритични характеристики.
Тесните допустими отклонения относно вътрешните характеристики са особено трудни за постигане. Например, при обработване на пресичане на дупки или кухини, по краищата могат да се развият малки дефекти (наречени бури) поради деформация на материала. Частите с такива характеристики трябва да бъдат инспектирани и дебютирани, като и двете са ръчни (и време-неефективни) процеси, които добавят разходи.
Минимизиране на разходите:
● Посочете по -строги допустими отклонения само когато е необходимо.
● Определете единична дата (като напречно сечение от два ръба) като ориентир за всички толерантни размери.
Използването на геометрично оразмеряване и толерансиране (GD&T) в технически чертежи като плоскост, права, закръгленост и истинска позиция може да намали цената на обработката на ЦПУ, тъй като те обикновено определят по -свободни отклонения, но изискват ефективно прилагане на знанията за усъвършенствани дизайни.
Съвет 7: Поддържайте броя на настройките на машината до минимум
Въртящите се или препозиционират части увеличава производствените разходи, защото обикновено трябва да се извършват ръчно. Освен това, за сложни геометрии могат да се изискват персонализирани приспособления, като допълнително увеличават разходите. Особено сложните геометрии може да изискват многоосова CNC система, като допълнително увеличават цената.
Помислете за разделяне на части на геометрия, които могат да бъдат обработени с ЦПУ в една настройка, след това закрепени или заварени заедно. Това се отнася и за части с много дълбоки кухини.
Минимизиране на разходите:
● Проектирайте части, които могат да бъдат обработени само в една настройка.
● Ако това не е възможно, разделете геометрията на части за сглобяване по -късно.
Съвет 8: Избягвайте малки характеристики с високи съотношения
Малките характеристики с високи съотношения са предразположени към вибрации и са особено трудни за обработка точно.
За да увеличат сковаността си, те трябва да бъдат прикрепени към по -дебели стени или подсилени с подплатени опорни ребра (за предпочитане четири: по една от всяка страна).
Минимизиране на разходите:
● Дизайн функции с съотношение на страните по -малко от 4.
● Добавете закрепване или прикрепете малки характеристики към стените, за да увеличите тяхната скованост.
Съвет 9: Премахнете целия текст и букви
Добавянето на текст към повърхността на обработените от ЦПУ може да добави значителни разходи поради необходимите допълнителни и отнемащи време етапи на обработка.
Методите за довършване на повърхността, като копринен печат на екрана или боядисване, са по-рентабилен метод за добавяне на текст към повърхността на обработените с ЦПУ.
Минимизиране на разходите:
● Изтрийте всички знаци и букви на обработени с CNC части.
● Ако се изисква текст, предпочитайте гравирането, а не релефната, тъй като последният изисква повече материал да бъде премахнат.
Съвет 10: Помислете за обработваемост на материала
Машината се отнася до това колко лесно може да се отреже материал. Колкото по -висока е обработваемостта, толкова по -бързо CNC може да обработи материала, намалявайки разходите.
Обработността на всеки материал зависи от неговите физични свойства. Като цяло, колкото по -мека (и по -пластична) металната сплав, толкова по -лесно е да се машина.
Минимизиране на разходите:
Ако можете да избирате между материали, изберете един с по -добра обработка (особено за поръчки с голям обем).
Съвет 11: Помислете за цената на насипните материали
Цената на материалите е друг фактор, който може значително да повлияе на цената на обработените с ЦПУ.
Aluminium 6061 очевидно е най-рентабилният материал за изработка на метални прототипи, тъй като комбинира ниска цена с много добра обработка.
Минимизиране на разходите:
● Изберете материали с ниска обемна цена (особено за малки партидни поръчки).
Съвет 12: Избягвайте (множество) повърхностни обработки
Повърхностните обработки подобряват външния вид и съпротивлението на обработените от ЦПУ в сурова среда, но също така увеличават разходите си.
Изискването на множество различни завършвания в една и съща част допълнително увеличава цената поради необходимите допълнителни стъпки.
Минимизиране на разходите:
● Изберете повърхностното покритие след обработката.
● Заявете няколко завършвания само когато е абсолютно необходимо.
Съвет 13: Помислете за размера на Whitespace
Размерът на празното може да повлияе на общата цена и за да се осигури добра точност, някои материали трябва да бъдат отстранени от всички краища на частта. Това може да окаже значително влияние върху материалните разходи (особено за поръчките с голям обем). Като правило, празният трябва да е поне 3 мм по -голям от края.
------------------------------------------------------------------------------ КРАЙ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
