Незалежно від того, чи хочете ви створити єдиний прототип або підготуватися до масового виробництва, зменшення виробничих витрат часто є головним пріоритетом, коли мова йде про обробку ЧПУ.
На щастя, як дизайнер, ваші рішення можуть сильно вплинути на остаточні ціни. Дотримуючись дизайну порад щодо обробки в цій статті, ви можете виготовити деталі, оптимізовані, щоб мінімізувати витрати та все -таки відповідати вашим вимогам дизайну.
Що впливає на вартість частин ЧПУ?
Ціна оброблених ЧПУ залежить від таких факторів:
● Час обробки: чим довше потрібно для обробки частини, тим дорожче це буде. У ЧПУ час обробки часто є головним водієм витрат.
● Витрати на запуск: вони пов'язані з підготовкою файлів та плануванням файлів CAD та мають велике значення для невеликого виробництва партії. Ця вартість фіксована і є можливість знизити ціну одиниці шляхом використання "економії масштабу".
● Матеріальна вартість: Вартість матеріалів та складність обробки матеріалів мають великий вплив на загальну вартість. Оптимізація дизайну, враховуючи певні матеріальні фактори, може значно знизити ціну.
● Інші витрати на виробництво: Коли ви розробляєте частину з спеціальними вимогами (наприклад, коли ви визначаєте тісні допуски або дизайн тонких стін), то можуть знадобитися спеціальний інструмент, більш жорсткий контроль якості та більше кроків обробки (для зниження швидкості обробки). Звичайно, це впливає на загальний час виробництва (та ціну).
Тепер, коли джерело вартості ЧПУ зрозуміло, давайте подивимось, як оптимізувати дизайн, щоб мінімізувати його ...
Порада 1: Додайте радіус до внутрішніх вертикальних країв
Усі інструменти фрезерування ЧПУ мають циліндричну форму і створюють радіус при різанні краю кишені.
Використовуйте інструмент меншого діаметру для зменшення радіусу кута. Це означає, що декілька проходів на менших швидкостях - малі інструменти не можуть видаляти матеріал так швидко в одному проході, як більші - додаючи до часу та вартості обробки.
Мінімізувати вартість:
● Додайте радіус щонайменше 1/3 глибини порожнини (більша краще).
● Найкраще використовувати один і той же радіус на всіх внутрішніх краях.
● У нижній частині порожнини вкажіть невеликий радіус (0,5 або 1 мм) або взагалі відсутність радіуса.
В ідеалі кутовий радіус повинен бути трохи більшим, ніж радіус інструменту, який використовується для обробки кишені. Це зменшить навантаження на інструмент і ще більше зменшить виробничі витрати. Наприклад, якщо ваша конструкція має 12 -мм глибоку порожнину, додайте до куточків радіус 5 мм (або більше). Це дозволить різака Ø8 мм (радіус 4 мм) швидше їх вирізати.
Порада 2: Обмежте глибину порожнини
Якщо вам потрібен внутрішній край з гострими кутами (наприклад, коли прямокутна частина повинна вмістити в порожнину), використовуйте форму з підрізом замість зменшення радіусу внутрішнього краю, як це:
Обробка глибоких порожнин може значно вплинути на вартість частин ЧПУ, оскільки велика кількість матеріалу потрібно видалити, що забирає багато часу.
Важливо пам’ятати, що інструменти з ЧПУ мають обмежену довжину різання: як правило, вони найкраще працюють, коли вони в 2-3 рази в глибині, ніж їх діаметр. Наприклад, різак Ø12 може безпечно вирізати кишені глибиною до 25 мм.
Більш глибші порожнини (до 4 разів більше діаметра інструменту або більше) можуть бути вирізані, але це додає витрат через необхідність спеціалізованих інструментів або багатоісну систему ЧПУ.
Крім того, під час різання порожнини інструмент повинен бути нахилений до правильної глибини зрізання. Гладкий вхід вимагає достатньо місця.
Мінімізувати вартість:
● Обмежте глибину всіх порожнин до 4 разів перевищує їх довжину (тобто найбільший розмір у площині XY).
Порада 3: Збільште товщину тонких стін
Товсті тверді зрізи є більш стабільними (менш дорогими для машини) і повинні бути кращими, якщо вага не є основним фактором.
Щоб уникнути спотворень або поломки при обробці тонких стінок, потрібно кілька проходів на низьких глибинах вирізання. Тонкі функції також схильні до вібрації, що робить їх складними для точно машини і може значно збільшити час обробки.
Мінімізувати вартість:
● Для металевих деталей товщина стінки конструкції перевищує 0,8 мм (чим товстіше, тим краще).
● Для пластикових деталей зберігайте мінімальну товщину стінки вище 1,5 мм.
Мінімальна досяжна товщина стінки становить 0,5 мм для металу і 1,0 мм для пластику. Однак обробка цих ознак повинна бути оцінена в кожному конкретному випадку.
Порада 4: Обмежте довжину ниток
Визначення нитки довше, ніж необхідно, може збільшити вартість ЧАС ЧПУ через можливу потребу в спеціальному інструментарії.
Майте на увазі, що нитки довше 0,5 рази більше діаметра отвору насправді не збільшить міцність з'єднання.
Мінімізувати вартість:
● Розробіть нитку з максимальною довжиною 3 рази більше діаметра отвору.
● Для нитків у сліпих отворах найкраще додати щонайменше 1/2 діаметра непоточної довжини до дна отвору.
Порада 5: дизайн стандартного розміру отворів
Дірки можна швидко обробляти ЧПУ та з високою точністю, використовуючи стандартні тренування. Для нестандартних розмірів отвір повинен бути оброблений кінцевим млином, який може додати до витрат.
Також обмежте глибину всіх дірок до 4 разів перевищує їх діаметр. Більш глибші отвори (до 10 разів більше діаметра) можна зробити, але вони можуть додати вартість, оскільки їх важко машина.
Мінімізувати вартість:
● Для отворів діаметром менше або дорівнює 10 мм і більше 0,5 мм, збільшення діаметра отвору проектування становить 0,1 мм.
● При проектуванні в дюймах використовуйте традиційні дробові дюйми або зверніться до цієї частки дюймового дюймового свердла.
● Розробіть отвір довжиною до 4 разів перевищує його діаметр.
Порада 6: Визначте жорсткі допуски лише при необхідності
Визначення жорстких допусків збільшує вартість ЧПУ, оскільки це обидва збільшують час обробки та вимагає вручну огляд. Допуски слід ретельно визначати лише при необхідності.
Якщо на технічному кресленні не визначено конкретних допусків, частина буде оброблена за допомогою стандартних допусків (± 0,125 мм або вище), що є достатнім для більшості некритичних ознак.
Тісні допуски на внутрішні особливості особливо важко досягти. Наприклад, при обробці перетинаючими отворами або порожнинами, на краях можуть розвиватися невеликі дефекти (звані Burrs) можуть розвиватися через деформацію матеріалу. Частини з такими функціями повинні бути перевірені та дешевні, обидва з яких є ручними (і непереборними часом) процесами, що додають вартості.
Мінімізувати вартість:
● Вкажіть більш жорсткі допуски лише при необхідності.
● Визначте єдину дату (наприклад, поперечний переріз двох ребер) як еталон для всіх толерантних розмірів.
Використання геометричного розміру та терпіння (GD&T) у технічних кресленнях, таких як площина, прямість, округлості та справжнє положення, може знизити вартість обробки ЧПУ, оскільки вони зазвичай визначають розпусні допуски, але вимагають ефективного застосування вдосконалених знань.
Порада 7: Знайдіть кількість налаштувань машини до мінімуму
Обертання або перестановка деталей збільшує виробничі витрати, оскільки це зазвичай потрібно робити вручну. Крім того, для складних геометрії можуть знадобитися спеціальні світильники, що ще більше збільшує витрати. Особливо складні геометрії можуть потребувати багатосайкової системи ЧПУ, що ще більше збільшує ціну.
Подумайте про розщеплення деталей на геометрію, які можна обробляти ЧПУ в одній установці, а потім закріплені або зварені разом. Це стосується також частин з дуже глибокими порожнинами.
Мінімізувати вартість:
● Дизайн деталей, які можна обробляти лише в одній установці.
● Якщо це неможливо, розділіть геометрію на частини для складання пізніше.
Порада 8: Уникайте невеликих особливостей з високими співвідношеннями сторін
Невеликі особливості з високими співвідношеннями сторін схильні до вібрації і особливо важкі для машини точно.
Щоб збільшити їх жорсткість, їх слід прикріпити до більш товстих стін або посилити кріплення опорних ребер (бажано чотири: по одному з кожного боку).
Мінімізувати вартість:
● Особливості дизайну з співвідношенням сторін менше 4.
● Додайте кріплення або прикріпіть невеликі функції до стін, щоб збільшити їх жорсткість.
Порада 9: Видаліть весь текст та букви
Додавання тексту на поверхню оброблених ЧПУ, може додати значну вартість через додаткові та трудомісткі етапи обробки.
Методи обробки поверхні, такі як друк шовкового екрану або живопис, є більш економічно вигідним методом додавання тексту на поверхню оброблених ЧПУ.
Мінімізувати вартість:
● Видаліть усі символи та літери на оброблених ЧПУ.
● Якщо потрібен текст, віддайте перевагу гравіруванню, а не тисню, оскільки останній вимагає більше матеріалу для видалення.
Порада 10: Розгляньте матеріальну обробку матеріалу
Максиматність відноситься до того, наскільки легко можна вирізати матеріал. Чим вища обробка, тим швидше CNC може обробити матеріал, зменшуючи витрати.
Розробка кожного матеріалу залежить від його фізичних властивостей. Як правило, чим м'якший (і більш пластичний) металевий сплав, тим простіше це машина.
Мінімізувати вартість:
Якщо ви можете вибрати між матеріалами, виберіть одну з кращою обробкою (особливо для замовлень на високий обсяг).
Порада 11: Розгляньте вартість масової матеріали
Вартість матеріалів - ще один фактор, який може значно вплинути на ціну оброблених ЧПУ.
Алюміній 6061, очевидно, є найбільш економічним матеріалом для виготовлення металевих прототипів, оскільки він поєднує в собі низьку вартість з дуже хорошою обробкою.
Мінімізувати вартість:
● Вибирайте матеріали з низькою масовою вартістю (особливо для невеликих пакетних замовлень).
Порада 12: Уникайте (декількох) поверхневих обробки
Поверхневі обробки покращують зовнішній вигляд та резистентність оброблених ЧПУ до суворих середовищ, але також збільшують їх вартість.
Потрібна численна різні оздоблення з однієї частини ще більше збільшує ціну через необхідні додаткові кроки.
Мінімізувати вартість:
● Виберіть обробку поверхні після обробки.
● Запитайте кілька фінішів лише тоді, коли це абсолютно необхідно.
Порада 13: Розгляньте розмір пробілу
Розмір порожнього може вплинути на загальну вартість та забезпечити хорошу точність, деякі матеріали повинні бути вилучені з усіх країв частини. Це може мати значний вплив на матеріальні витрати (особливо на замовлення на високий обсяг). Як правило, порожній повинен бути щонайменше на 3 мм більшим, ніж кінець.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
