Без разлика дали барате да создадете единствен прототип или да се подготвите за масовно производство, намалувањето на трошоците за производство е честопати врвен приоритет кога станува збор за обработка на ЦПУ.
За среќа, како дизајнер, вашите одлуки можат во голема мерка да влијаат на конечните цени. Следејќи го дизајнот за совети за машинска состојба во овој напис, можете да произведете делови оптимизирани за да ги минимизирате трошоците и сè уште да ги исполнувате вашите барања за дизајн.
Што влијае на цената на деловите од ЦПУ?
Цената на обработените делови за ЦПУ зависи од следниве фактори:
● Време на обработка: Колку подолго е потребно за да се процесира дел, толку поскап ќе биде. Во ЦПУ, времето за обработка е честопати главниот возач на трошоците.
● Трошоци за почеток: Овие се поврзани со подготовката на датотеките CAD и планирањето на процесите и се од големо значење за мало производство на серии. Оваа цена е фиксна и постои можност да се намали цената на единицата со искористување на „економиите на скала“.
● Трошоци за материјал: Цената на материјалите и тешкотијата во обработката на материјалот имаат големо влијание врз вкупната цена. Оптимизирање на дизајнот додека размислувате за одредени материјални фактори може значително да ја намали цената.
● Други трошоци за производство: Кога дизајнирате дел со посебни барања (на пример, кога дефинирате тесни толеранции или дизајнирате тенки wallsидови), тогаш може да бидат потребни специјални алатки, построга контрола на квалитетот и повеќе чекори за обработка (за да се намали брзината на обработка). Се разбира, ова има влијание врз вкупното време на производство (и цената).
Сега кога изворот на CNC цена е јасен, ајде да видиме како да го оптимизираме дизајнот за да го минимизирате ...
Совет 1: Додадете радиус на внатрешните вертикални рабови
Сите алатки за мелење CNC имаат цилиндрична форма и создаваат радиус при сечење на работ на џебот.
Користете алатка со помал дијаметар за да го намалите радиусот на аголот. Ова значи повеќекратни додавања со помала брзина - постепените алатки не можат да го отстранат материјалот толку брзо во еден премин како поголеми - да се додадат за да се обработува времето и цената.
Минимизирајте ги трошоците:
● Додадете радиус од најмалку 1/3 од длабочината на шуплината (поголема е подобра).
● Најдобро е да се користи истиот радиус на сите внатрешни рабови.
● На дното на шуплината, наведете мал радиус (0,5 или 1 мм) или воопшто нема радиус.
Идеално, аголниот радиус треба да биде малку поголем од радиусот на алатката што се користи за машина за машина. Ова ќе го намали товарот на алатката и дополнително ќе ги намали трошоците за производство. На пример, ако вашиот дизајн има шуплина длабока 12 мм, додадете радиус од 5 мм (или повеќе) на аглите. Ова ќе овозможи секач од Ø8мм (радиус од 4мм) да ги намали побрзо.
Совет 2: Ограничете ја длабочината на шуплината
Ако ви треба внатрешен раб со остри агли (на пример, кога правоаголен дел треба да се вклопи во празнина), користете форма со поткопа наместо да го намалите радиусот на внатрешниот раб, како ова:
Машината на длабоките шуплини може во голема мерка да влијае на цената на деловите од ЦПУ, бидејќи треба да се отстранат големи количини на материјал, што е одземаат многу време.
Важно е да се запамети дека CNC алатките имаат ограничени должини на сечење: генерално, тие работат најдобро кога се 2-3 пати длабоки од нивниот дијаметар. На пример, секачот Ø12 може безбедно да ги намали џебовите длабоко до 25 мм.
Може да се намалат подлабоките шуплини (до 4 пати повеќе од дијаметарот на алатката или повеќе), но ова додава цена заради потребата за специјализирани алатки или мулти-оски CNC систем.
Покрај тоа, при сечење на шуплината, алатката мора да биде навалена до правилната длабочина на сечење. Нежниот влез бара доволно простор.
Минимизирајте ги трошоците:
● Ограничете ја длабочината на сите шуплини на 4 пати поголема од нивната должина (т.е. најголемата димензија во рамнината XY).
Совет 3: Зголемете ја дебелината на тенките wallsидови
Дебелите цврсти делови се постабилни (поевтини за машината) и треба да се претпочитаат, освен ако тежината не е главниот фактор.
За да се избегне искривување или кршење при обработка на тенки wallsидови, потребни се повеќе додавања на ниски длабочини на сечење. Тенките карактеристики се исто така склони кон вибрации, што ги прави предизвик за прецизно машина и можат значително да го зголемат времето за обработка.
Минимизирајте ги трошоците:
● За металните делови, дебелината на wallидот на дизајнот е поголема од 0,8 мм (колку е подебела, толку подобро).
● За пластични делови, чувајте ја минималната дебелина на wallидот над 1,5 мм.
Минималната остварлива дебелина на wallидот е 0,5 мм за метал и 1,0 мм за пластика. Сепак, машината на овие карактеристики мора да се процени од случај до случај.
Совет 4: Ограничете ја должината на навои
Одредувањето на нишка подолго од потребното може да ги зголеми трошоците за делот за ЦПУ, како резултат на можната потреба за специјална алатка.
Имајте на ум дека нишките подолги од 0,5 пати повеќе од дијаметарот на дупката, всушност, нема да ја зголемат јачината на врската.
Минимизирајте ги трошоците:
● Дизајнирајте нишка со максимална должина од 3 пати со дијаметарот на дупката.
● За навои во слепи дупки, најдобро е да додадете најмалку 1/2 од дијаметарот на неоткриената должина до дното на дупката.
Совет 5: Дизајн на стандардни дупки за големина
Дупките можат брзо да се машинираат CNC и со голема прецизност со користење на стандардни вежби. За нестандардни големини, дупката мора да биде изработена со крајна мелница, што може да додаде на трошоците.
Исто така, ограничете ја длабочината на сите дупки на 4 пати во нивниот дијаметар. Може да се направат подлабоки дупки (до 10 пати повеќе од дијаметарот), но тие можат да додадат трошоци затоа што тие се тешки за машина.
Минимизирајте ги трошоците:
● За дупките со дијаметар помал или еднаков на 10 mm и поголема од 0,5 mm, зголемувањето на дијаметарот на дупката за дизајн е 0,1 mm.
● Кога дизајнирате во инчи, користете традиционални фракциони инчи или повикајте се на оваа табела со големина на вежба за фракционо инч.
● Дизајнирајте дупка со должина до 4 пати повеќе од неговиот дијаметар.
Совет 6: Дефинирајте ги тесните толеранции само кога е потребно
Дефинирањето на тесните толеранции ја зголемува цената на ЦПУ бидејќи и го зголемува времето за обработка и бара рачна инспекција. Толеранциите треба внимателно да се дефинираат само кога е потребно.
Ако не се дефинираат специфични толеранции на техничкиот цртеж, делот ќе биде изработен со употреба на стандардни толеранции (0,125мм или повисоко), што е доволно за повеќето некритични карактеристики.
Тесните толеранции на внатрешните карактеристики се особено тешки за постигнување. На пример, при обработка на вкрстени дупки или шуплини, на рабовите може да се развијат мали дефекти (наречени закопчиња) заради деформација на материјалот. Делови со такви карактеристики треба да бидат проверени и дебатирани, и двете се рачни (и временски ефикасни) процеси кои додаваат трошоци.
Минимизирајте ги трошоците:
● Наведете построги толеранции само кога е потребно.
● Дефинирајте единствен датум (како што е пресек на два рабови) како референца за сите толерантирани димензии.
Употребата на геометриско димензионирање и толеранцијата (GD&T) во технички цртежи како што се рамност, исправност, заобленост и вистинска позиција може да ги намали трошоците за обработка на ЦПУ, бидејќи тие обично дефинираат полабави толеранции, но бараат ефикасно да се примени напредно знаење за дизајнот.
Совет 7: Чувајте го бројот на поставките на машината на минимум
Делови за ротирање или репозиционирање ги зголемуваат трошоците за производство затоа што обично треба да се направи рачно. Покрај тоа, за сложени геометрии, може да бидат потребни сопствени тела, што дополнително ги зголемува трошоците. Особено сложените геометрии може да бараат мулти-оски CNC систем, што дополнително ја зголемува цената.
Размислете за разделување на делови во геометрија што може да се машини за ЦПУ во едно поставување, а потоа залепени или заварени заедно. Ова важи и за делови со многу длабоки шуплини.
Минимизирајте ги трошоците:
Design Дизајн на делови што можат да се изработуваат само во едно поставување.
● Ако тоа не е можно, поделете ја геометријата на делови за склопување подоцна.
Совет 8: Избегнувајте мали карактеристики со стапки на висок аспект
Малите карактеристики со стапки на висок аспект се склони кон вибрации и се особено тешки за точно машина.
За да ја зголемат нивната вкочанетост, тие треба да бидат прикачени на подебели wallsидови или да се засилат со ребра за поддршка на загради (по можност четири: по една од секоја страна).
Минимизирајте ги трошоците:
● Дизајн карактеристики со сооднос на аспект помал од 4.
● Додадете заграда или закачете мали карактеристики на wallsидовите за да ја зголемите нивната вкочанетост.
Совет 9: Отстранете ги сите текст и букви
Додавањето текст на површината на обработените делови за ЦПУ може да додаде значителни трошоци заради потребните дополнителни и одземаат многу време за машинска обработка.
Методите за завршна обработка на површината, како што се печатење или сликање на свилен екран, се поекономичен метод за додавање текст на површината на CNC обработени делови.
Минимизирајте ги трошоците:
● Избришете ги сите знаци и букви на CNC машински делови.
● Ако е потребен текст, претпочитајте гравура отколку втиснување, бидејќи вториот бара да се отстрани повеќе материјал.
Совет 10: Размислете за материјална машинска обработка
Машинливоста се однесува на тоа колку лесно може да се намали материјалот. Колку е поголема машината, толку побрзо ЦПУ може да го обработува материјалот, намалувајќи ги трошоците.
Машината на секој материјал зависи од неговите физички својства. Општо, колку е помек (и повеќе дукстилна) метална легура, толку е полесно да се машината.
Минимизирајте ги трошоците:
Ако можете да изберете помеѓу материјалите, изберете оној со подобра машинебилност (особено за нарачки со голем волумен).
Совет 11: Размислете за цената на масовните материјали
Цената на материјалите е уште еден фактор што може во голема мерка да влијае на цената на деловите машини за ЦПУ.
Алуминиум 6061 е јасно најисплатливиот материјал за правење метални прототипови затоа што комбинира ниска цена со многу добра обработливост.
Минимизирајте ги трошоците:
● Изберете материјали со ниска цена на најголемиот дел (особено за нарачки за мали серии).
Совет 12: Избегнувајте (повеќекратни) површински третмани
Површинските третмани го подобруваат изгледот и отпорноста на обработените делови на ЦПУ во груби околини, но исто така ги зголемуваат нивните трошоци.
Барањето повеќе различни завршувања од истиот дел дополнително ја зголемува цената заради потребните дополнителни чекори.
Минимизирајте ги трошоците:
● Изберете ја завршницата на површината по обработката.
● Побарајте повеќекратни завршувања само кога е апсолутно неопходно.
Совет 13: Размислете за големината на бел простор
Големината на празно може да влијае на вкупната цена и за да обезбеди добра точност, некои материјали мора да се отстранат од сите рабови на делот. Ова може да има значително влијание врз материјалните трошоци (особено за нарачките со голем волумен). Како правило на палецот, празно мора да биде најмалку 3мм поголем од крајот.
-------------------------------------------------------------
