Oavsett om du vill skapa en enda prototyp eller förbereda för massproduktion, är det ofta högsta prioritet att minska tillverkningskostnaderna när det gäller CNC -bearbetning.
Lyckligtvis, som designer, kan dina beslut i hög grad påverka den slutliga prissättningen. Genom att följa designen för tips om bearbetbarhet i den här artikeln kan du tillverka delar optimerade för att minimera kostnaderna och fortfarande uppfylla dina designkrav.
Vad påverkar kostnaden för CNC -delar?
Priset på CNC -bearbetade delar beror på följande faktorer:
● Bearbetningstid: Ju längre tid det tar att bearbeta en del, desto dyrare blir det. I CNC är bearbetningstid ofta den viktigaste kostnadsdrivrutinen.
● Startkostnader: Dessa är relaterade till CAD-filberedning och processplanering och är av stor betydelse för liten satsproduktion. Denna kostnad är fast och det finns en möjlighet att sänka enhetspriset genom att utnyttja "skalfördelar".
● Materialkostnad: Kostnaden för material och svårigheten med materialbearbetning har en stor inverkan på den totala kostnaden. Optimering av designen medan man överväger vissa materialfaktorer kan sänka priset avsevärt.
● Andra tillverkningskostnader: När du utformar en del med speciella krav (till exempel när du definierar täta toleranser eller utformar tunna väggar), kan specialverktyg, stramare kvalitetskontroll och mer bearbetningssteg krävas (för att sänka bearbetningshastigheten). Naturligtvis har detta en inverkan på den totala tillverkningstiden (och priset).
Nu när källan till CNC -kostnaden är tydlig, låt oss se hur du optimerar designen för att minimera den ...
Tips 1: Lägg till en radie till de inre vertikala kanterna
Alla CNC -fräsverktyg har en cylindrisk form och skapar en radie när du skär kanten på fickan.
Använd ett verktyg med mindre diameter för att minska hörnradie. Detta innebär att flera pass vid lägre hastigheter - Småverktyg kan inte ta bort material så snabbt i ett enda pass som större - tillträde till bearbetning av tid och kostnad.
Minimera kostnaden:
● Lägg till en radie på minst 1/3 kavitetsdjupet (större är bättre).
● Det är bäst att använda samma radie på alla inre kanter.
● Ange en liten radie (0,5 eller 1 mm) längst ner i kaviteten (0,5 eller 1 mm) eller ingen radie.
Helst bör hörnradie vara något större än radien för verktyget som används för att bearbeta fickan. Detta kommer att minska belastningen på verktyget och kommer att minska tillverkningskostnaderna ytterligare. Till exempel, om din design har en 12 mm djup hålrum, tillsätt en 5 mm (eller mer) radie i hörnen. Detta gör att en Ø8mm skärare (4 mm radie) kan skära dem snabbare.
Tips 2: Begränsa djupet på kaviteten
Om du behöver en inre kant med skarpa hörn (till exempel när en rektangulär del behöver passa in i ett hålrum), använd en form med en underskur i stället för att minska den inre kanten, så här:
Maskinbearbetning av djupa hålrum kan påverka kostnaden för CNC-delar kraftigt, eftersom stora mängder material måste tas bort, vilket är tidskrävande.
Det är viktigt att komma ihåg att CNC-verktyg har begränsade skärlängder: i allmänhet fungerar de bäst när de är 2-3 gånger så djupa som deras diameter. Till exempel kan en Ø12 -skärare säkert skära fickor upp till 25 mm djup.
Djupare hålrum (upp till 4 gånger verktygsdiametern eller mer) kan skäras, men detta lägger till kostnader på grund av behovet av specialiserade verktyg eller ett CNC-system med flera axlar.
Vid skärning av kaviteten måste verktyget dessutom lutas till rätt skärdjup. En smidig ingång kräver tillräckligt med utrymme.
Minimera kostnaden:
● Begränsa djupet för alla hålrum till fyra gånger sin längd (det vill säga den största dimensionen i XY -planet).
Tips 3: Öka tjockleken på tunna väggar
Tjocka fasta sektioner är mer stabila (billigare att maskin) och bör föredras om inte vikten är huvudfaktorn.
För att undvika distorsion eller brott vid bearbetning av tunna väggar krävs flera pass på låga skärdjup. Tunna funktioner är också benägna att vibration, vilket gör dem utmanande att exakt maskin och kan öka bearbetningstiden avsevärt.
Minimera kostnaden:
● För metalldelar är designväggtjockleken större än 0,8 mm (ju tjockare desto bättre).
● För plastdelar, håll den minsta väggtjockleken över 1,5 mm.
Den minsta möjliga väggtjockleken är 0,5 mm för metall och 1,0 mm för plast. Emellertid måste bearbetbarheten för dessa funktioner bedömas från fall till fall.
Tips 4: Begränsa trådens längd
Att specificera en tråd längre än nödvändigt kan öka kostnaden för CNC -delen på grund av det möjliga behovet av specialverktyg.
Tänk på att trådar längre än 0,5 gånger håldiametern faktiskt inte kommer att öka styrkan på anslutningen.
Minimera kostnaden:
● Design en tråd med en maximal längd på 3 gånger håldiametern.
● För trådar i blinda hål är det bäst att lägga till minst 1/2 av diametern på den otroliga längden till botten av hålet.
Tips 5: Design standardstorlekshål
Hål kan snabbt bearbetas CNC och med hög precision med hjälp av standardövningar. För icke-standardstorlekar måste hålet bearbetas med ett slutbruk, vilket kan öka kostnaden.
Begränsa också djupet på alla hål till fyra gånger deras diameter. Djupare hål (upp till 10 gånger diametern) kan göras, men de kan lägga till kostnader eftersom de är svåra att bearbeta.
Minimera kostnaden:
● För hål med en diameter mindre än eller lika med 10 mm och större än 0,5 mm, är diametersökningen för designhålet 0,1 mm.
● När du utformar i tum, använd traditionella fraktionella tum eller hänvisar till detta fraktionella tumborrstorlek.
● Designa ett hål med en längd upp till 4 gånger dess diameter.
Tips 6: Definiera täta toleranser endast vid behov
Att definiera täta toleranser ökar kostnaden för CNC eftersom det både ökar bearbetningstiden och kräver manuell inspektion. Toleranser bör endast definieras noggrant vid behov.
Om inga specifika toleranser definieras på den tekniska ritningen, bearbetas delen med hjälp av standardtoleranser (± 0,125 mm eller högre), vilket är tillräckligt för de flesta icke-kritiska funktioner.
Täta toleranser på interna funktioner är särskilt svåra att uppnå. Till exempel, när bearbetning korsar hål eller hålrum, kan små defekter (kallas burrs) utvecklas på kanterna på grund av materiell deformation. Delar med sådana funktioner måste inspekteras och debureras, som båda är manuella (och tidsinificient) processer som lägger till kostnader.
Minimera kostnaden:
● Ange stramare toleranser endast vid behov.
● Definiera ett enda datum (t.ex. ett tvärsnitt av två kanter) som referens för alla toleranserade dimensioner.
Användningen av geometrisk dimensionering och tolerering (GD&T) på tekniska ritningar som platthet, rakhet, rundhet och verklig position kan minska kostnaden för CNC -bearbetning eftersom de vanligtvis definierar lösare toleranser men kräver avancerad konstruktionskunskap för att effektivt tillämpas.
Tips 7: Håll antalet maskininställningar till ett minimum
Roterande eller omplaceringsdelar ökar tillverkningskostnaderna eftersom det vanligtvis måste göras manuellt. För komplexa geometrier kan dessutom anpassade fixturer krävas, vilket ytterligare ökar kostnaden. Särskilt komplexa geometrier kan kräva ett CNC-system med flera axlar, vilket ytterligare höjer priset.
Överväg att dela upp delar i geometri som kan bearbetas CNC i en installation, sedan bultad eller svetsad. Detta gäller också delar med mycket djupa hålrum.
Minimera kostnaden:
● Designdelar som bara kan bearbetas i en installation.
● Om detta inte är möjligt, dela geometrien i delar för montering senare.
Tips 8: Undvik små funktioner med höga bildförhållanden
Små funktioner med höga aspektförhållanden är benägna att vibrationer och är särskilt svåra att bearbeta exakt.
För att öka deras styvhet bör de fästas på tjockare väggar eller förstärkas med stagstödribbor (helst fyra: en på varje sida).
Minimera kostnaden:
● Designfunktioner med ett bildförhållande på mindre än 4.
● Tillsätt stag eller fäst små funktioner på väggarna för att öka deras styvhet.
Tips 9: Ta bort all text och bokstäver
Att lägga till text till ytan på CNC-bearbetade delar kan lägga till betydande kostnader på grund av de ytterligare och tidskrävande bearbetningsstegen som krävs.
Ytansbehandlingsmetoder, såsom silkeskärmtryck eller målning, är en mer kostnadseffektiv metod för att lägga till text till ytan på CNC-bearbetade delar.
Minimera kostnaden:
● Ta bort alla tecken och bokstäver på CNC -bearbetade delar.
● Om text krävs, föredrar gravering snarare än prägling, eftersom den senare kräver att mer material tas bort.
Tips 10: Tänk på materiell bearbetbarhet
Maskinbarhet hänvisar till hur lätt ett material kan skäras. Ju högre bearbetbarhet, desto snabbare kan CNC bearbeta materialet och minska kostnaderna.
Machinbarbarheten för varje material beror på dess fysiska egenskaper. Generellt sett, ju mjukare (och mer duktil) metalllegeringen, desto lättare är det att bearbeta.
Minimera kostnaden:
Om du kan välja mellan material, välj ett med bättre bearbetbarhet (särskilt för beställningar med hög volym).
Tips 11: Tänk på kostnaden för bulkmaterial
Kostnaden för material är en annan faktor som i hög grad kan påverka priset på CNC -bearbetade delar.
Aluminium 6061 är helt klart det mest kostnadseffektiva materialet för att göra metallprototyper eftersom det kombinerar låga kostnader med mycket god bearbetbarhet.
Minimera kostnaden:
● Välj material med låg bulkkostnad (särskilt för små batchorder).
Tips 12: Undvik (flera) ytbehandlingar
Ytbehandlingar förbättrar utseendet och motståndet hos CNC -bearbetade delar till hårda miljöer, men ökar också deras kostnad.
Att kräva flera olika ytor på samma del ökar priset ytterligare på grund av de extra steg som krävs.
Minimera kostnaden:
● Välj ytfinish efter bearbetning.
● Begär flera ytor endast när det är absolut nödvändigt.
TIPS 13: Överväg vitrumsstorlek
Storleken på det tomma kan påverka den totala kostnaden, och för att säkerställa god noggrannhet måste viss material tas bort från alla kanter på delen. Detta kan ha en betydande inverkan på materialkostnaderna (särskilt för beställningar med hög volym). Som tumregel måste tomten vara minst 3 mm större än slutet.
--------------------------------------------------------------------------AVSLUTA------------------------------------------------------------------------------------------------------------
