加工時間:加工一個零件的時間越長,成本就越高。加工時間通常是數(shù)控系統(tǒng)的主要成本驅(qū)動因素。
開辦費:這些費用與CAD文檔的編制和工藝規(guī)劃有關(guān),對小批量生產(chǎn)意義重大。成本是固定的,有機會利用“規(guī)模經(jīng)濟”降低單價。
材料成本:大宗材料的成本和材料的和易性對數(shù)控的整體成本影響很大。在考慮一些材料因素的同時優(yōu)化設(shè)計,可以大大降低價格。
其他制造成本:當(dāng)您設(shè)計有特殊要求的零件時(例如,當(dāng)您定義嚴格的公差或設(shè)計薄壁時),您可能需要特殊的工具、更嚴格的質(zhì)量控制和更多的加工步驟——以更低的加工速度。當(dāng)然,這會影響總制造時間(和價格)。
既然很清楚CNC的成本從何而來,那我們就來看看如何優(yōu)化設(shè)計使其更小.
首先,向內(nèi)部垂直邊緣添加一個半徑
所有數(shù)控銑刀都是圓柱形的,在切削型腔邊緣時會產(chǎn)生半徑。
增加薄壁的厚度
第二,增加薄壁的厚度以減少加工時間
除非重量是主要因素,厚芯部分會更穩(wěn)定(加工成本更低),所以應(yīng)該優(yōu)先考慮。
為了避免加工薄壁時變形或斷裂,需要在低切削深度下進行多次加工。薄零件也容易振動,很難精確加工,會大大增加加工時間。
第三,為了最小化成本:
對于金屬零件,設(shè)計壁厚應(yīng)大于0.8毫米(越厚越好)。
對于塑料零件,最小壁厚應(yīng)保持在1.5毫米以上。
請記住:金屬的最小壁厚為0.5毫米,塑料的最小壁厚為1.0毫米。但是,這些功能的可加工性必須根據(jù)具體情況進行訪問。
專家提示:當(dāng)孔(和螺紋)非??拷慵吘墪r,經(jīng)常會遇到薄壁。在設(shè)計中放置孔時,請確保也遵循上述指南。
第四,限制螺紋長度
將大螺紋的長度限制為孔直徑的3倍
指定超過必要長度的螺紋會增加數(shù)控零件的成本,因為可能需要特殊的工具。
請記住,螺紋長度大于孔直徑的0.5倍實際上不會增加連接強度。
為了降低成本:
設(shè)計螺紋的最大長度不得超過孔徑的3倍。
盲孔內(nèi)的螺紋,最好在孔底至少增加1/2的直徑。
五、孔的標準尺寸
設(shè)計孔時使用標準鉆頭尺寸
使用標準鉆頭可以快速、高精度地加工數(shù)控孔。對于非標準尺寸,必須使用端銑刀來加工孔,這可能會增加成本。
同樣,所有孔的深度都被限制為直徑的4倍??梢灾圃旄畹目?直徑高達10倍),但由于加工困難,它們可能會增加成本。
為了降低成本:
設(shè)計最大直徑為10毫米的孔,當(dāng)直徑為0.5毫米時,直徑增加0.1毫米。
當(dāng)以英寸為單位設(shè)計時,請使用英寸的常規(guī)分數(shù),或參考此分數(shù)英寸位大小表。
設(shè)計孔的長度最多為其直徑的4倍。
不及物動詞僅在必要時指定公差
僅在必要時指定公差
定義嚴格的公差會增加數(shù)控系統(tǒng)的成本,因為它不僅增加了加工時間,而且需要人工檢查。只有在必要時,才能仔細定義公差。
如果技術(shù)圖紙上沒有定義特定公差,將使用標準公差(0.125毫米或更高)來加工零件,這對于大多數(shù)非關(guān)鍵特征來說是足夠的。
內(nèi)部特性很難達到嚴格的公差。例如,在加工相交的孔或腔時,由于材料的變形,邊緣可能會出現(xiàn)小缺陷(稱為毛刺)。具有這種功能的零件需要進行檢查和去毛刺,這是一個手動(并且時間效率低)的過程,從而增加了成本。
為了降低成本:
僅在必要時指定更緊的公差。
以公差為參照,為所有尺寸定義一個基準(例如,兩側(cè)的橫截面)。
記?。壕S度中的小數(shù)點很重要。它們規(guī)定了精度等級和測量所用的儀器。比如兩個小數(shù)點表示技工可以用游標卡尺測量,三個小數(shù)點表示必須用千分尺或者等效的CMM工具。為了使成本最小化,請避免在尺寸上增加額外的小數(shù)點。
專家提示:在技術(shù)圖紙中使用幾何尺寸和公差(GDT)(如平面度、直線度、圓度和實際位置)可以降低數(shù)控加工的成本,因為它們通常定義更寬松的公差,但需要有效地應(yīng)用先進的設(shè)計知識。
七.-將機器設(shè)置數(shù)量保持在較低水平
需要兩種機器設(shè)置的零件示例:將零件旋轉(zhuǎn)到機器側(cè)特征
建議在盡可能少的鉆孔機進行設(shè)計
在機器設(shè)置中處理的零件只能在一個設(shè)置中處理。比如一個兩邊都有盲孔的零件,會有兩種加工方式,因為需要旋轉(zhuǎn)才能碰到兩邊。
旋轉(zhuǎn)或重新定位零件會增加制造成本,因為這通常是手動完成的。此外,對于復(fù)雜的幾何形狀,可能需要定制夾具,這進一步增加了成本。特別復(fù)雜的幾何形狀可能需要多軸數(shù)控系統(tǒng),這進一步增加了價格。
考慮將零件分成幾個幾何形狀,可以在單個設(shè)置中進行數(shù)控加工,以后可以用螺栓或焊接在一起。這也適用于財大氣粗的零件。
為了降低成本:
設(shè)計只能在一種設(shè)置下加工的零件。
如果無法做到這一點,幾何圖形將被分割成多個部分,以便以后組裝。
八、避免使用小縱橫比的功能
考慮增加對長寬比大于4的小函數(shù)的支持
縱橫比小的特征容易振動,因此特別難以精確加工。
為了提高其剛性,應(yīng)將其連接到厚壁上或用支撐肋加固(最好是四個:每側(cè)一個)。
為了降低成本:
縱橫比小于4的設(shè)計特征
添加支撐或?qū)⑿√卣鬟B接到墻以增加其剛度。
九、刪除所有單詞和字母
數(shù)控零件表面加文字會漲價
在數(shù)控加工零件的表面添加文字會顯著增加成本,因為需要額外且耗時的加工步驟。
表面精加工方法,如絲網(wǎng)印刷或噴漆,是向數(shù)控加工零件表面添加文字的更具成本效益的方法。
為了降低成本:
刪除數(shù)控加工零件上的所有文字和字符。
如果需要文字,最好選擇浮雕文字,而不是浮雕文字,因為后者需要去除更多的材料。
另外首選Sans-Serif字體(如Arial或Verdana),大小至少20個點。
十、考慮材料的可加工性
可加工性是指切削材料的容易程度??杉庸ば栽礁?,數(shù)控加工材料的速度越快,從而降低成本。
每種材料的可加工性取決于其物理性能。一般來說,金屬合金越軟(延展性越好),就越容易加工。
黃銅C360是可加工性最高的金屬,可以高速加工。鋁合金也很容易加工。
鋼的可加工性比鋁低10倍,加工時間至少比鋁高2倍。注意,不同鋼種的切削加工性不同。例如,不銹鋼304(最常見的不銹鋼合金)的可加工性指數(shù)為45%,而不銹鋼303(一種化學(xué)成分非常相似的合金)的可加工性指數(shù)為78%,因此更容易加工。
為了降低成本:
如果可以在兩種材料中選擇,最好選擇可加工性更好的材料(尤其是大量訂購的時候)。
使用直徑較小的工具可以減小拐角半徑。這意味著在較低的速度下需要多次通過——較小的刀具不能像較大的刀具那樣在一次通過中快速移除材料——增加了加工時間和成本。
為了降低成本:
添加半徑至少應(yīng)為空腔深度的1/3(越大越好)。
最好在所有內(nèi)邊緣使用相同的半徑。
在空腔的底面上,指定較小的半徑(. 5或1毫米)或根本不指定半徑。
理想情況下,拐角半徑應(yīng)稍大于用于加工型腔的刀具半徑。這可以減少工具上的負載,并進一步降低制造成本。例如,如果您的設(shè)計有一個深度為12毫米的空腔,請在拐角處添加一個5毫米(或更大)的半徑。這將使8毫米的工具(半徑為4毫米)能夠以更快的速度切割它們。
十一、限制空腔的深度
專家提示:如果您需要一個帶有尖角的內(nèi)邊緣(例如,當(dāng)您需要將一個矩形零件放入一個空腔中時),而不是減小內(nèi)邊緣的半徑,請使用帶有以下底切的形狀:
加工深腔會極大的影響數(shù)控零件的成本,因為需要去除大量的材料,非常耗時。
重要的是要記住,數(shù)控刀具的切削長度是有限的:一般來說,當(dāng)切削深度達到其直徑的2-3倍時,它們的工作效果最好。例如,一把12毫米的銑刀可以安全地切割一個深至25毫米的空腔。
可以切割更深的型腔(高達刀具直徑的4倍或更多),但這將增加成本,因為需要特殊的刀具或多軸數(shù)控系統(tǒng)。
同樣,在切削型腔時,刀具必須傾斜到正確的切削深度。順暢的入口需要足夠的空間。
為了降低成本:
將所有空腔的深度限制為其長度的4倍(即XY平面上的最大尺寸)。
單價的下降幾乎是指數(shù)級的:數(shù)量上哪怕是很小的增加都會讓單價下降很多。請注意,大訂單(100件)的單價會降低5到10倍。規(guī)模經(jīng)濟的影響對于小批量也很明顯。
實際上:
1到5的漲幅可以通過降低單價達到50%以上!
為了降低成本:
通過訂購更多或重復(fù)訂單來利用規(guī)模經(jīng)濟。
了解您的設(shè)計變更如何影響成本
上傳文件結(jié)論:保持標準.
數(shù)控系統(tǒng)的復(fù)雜性是昂貴的:需要特殊的工具或夾具,并且設(shè)置多臺機器或特殊材料的幾何形狀的成本很高。
為了更大程度降低成本,請在提交報價前考慮以下問題:
我的零件是否使用“可加工性設(shè)計”標準進行了優(yōu)化?
模型中的功能都是必須的嗎?我可以刪除或簡化其中的任何一個,但仍然保留我的零件的所有功能嗎?
我的設(shè)計可以分成幾個部分進行數(shù)控加工然后組裝嗎?
有沒有辦法修改我的設(shè)計,消除對多種機器設(shè)置或者專用工具的需求?
有什么比較便宜或者比較容易加工的材料符合我的設(shè)計要求嗎?