Onderdelen ontwerpen voor kleine series CNC-bewerking: Precisie en snelheid verhogen

In de afgelopen jaren heeft CNC-bewerking de werkshoppraktijken volledig veranderd. Bijna elke industrie die afhankelijk is van CNC-bewerking van onderdelen gebruikt hoge-precisie CNC-werktuigmachines zelf, of steunt op professionele bewerkingsdiensten, die grondstoffen verwerken in aangepaste bewerkte onderdelen en ze verwerken in individuele onderdelen. Het opent een heel nieuwe wereld van mogelijkheden voor ontwerpers die kleine en middelgrote massaproductie mechanische onderdelen ontwerpen.

Deze vroege overweging helpt tijd en kosten in het productieproces te reduceren, wat cruciaal is bij het bestellen van duizenden onderdelen.

Als het onderdeel een prototype is, dan kan een haastig ontwerp leiden tot dure productiekosten en meerdere herontwerpen voordat de overgang naar massaproductie plaatsvindt. Om deze problemen te vermijden, overweeg alstublieft enkele ontwerprichtlijnen voordat je een offerte voor kleine series CNC-bewerking indient voor productie.

Prijs Overwegingen

De machinewerkplaats zal de vaste prijs bepalen voor het voorbereiden van elk productieorder. De gegevens moeten worden geanalyseerd en in de machine geprogrammeerd. Vervolgens bereiden de operators hun werk voor en gebruiken ze de juiste vastzetgerei en gereedschappen om het project in te stellen. Deze kosten worden verdeeld over de eenheden in de order. Hoe kleiner de order, hoe hogere de installatiekosten per eenheid. Bovendien vereist het bestellen van kleinere hoeveelheden materialen meer investering per eenheid dan het bestellen van materialen in bulk.

Een andere kostenoverweging voor kleinere orders heeft te maken met hoe de machinewerkplaats de order verwerkt. Hoe groter de order, hoe meer de werkplaats zoekt naar manieren om de productie-efficiëntie te verbeteren. Echter, deze methoden zijn niet kosteneffectief in kleine series productie, omdat kleine series productie in één keer geproduceerd wordt, waardoor de eenheidskost stijgt.

Ontwerp Criteria

Er zijn enkele ontwerpstrategieën om in gedachten te houden om onderdelen makkelijker te fabriceren:

Binnenhoek:

Hoekscher de binnenhoek van het onderdeel, hoe kleiner het gereedschap. Kleinere gereedschappen betekenen dat meer freespasses nodig zijn om materiaal te verwijderen, wat tijd en kosten verhoogt. Machinisten kunnen grotere gereedschappen gebruiken om ontwerponderdelen te frezen om het bewerkingsproces te versnellen. Dit kan bereikt worden door grotere afgeronde hoeken op te geven in plaats van scherpe binnenhoeken.

Gat

Machineoperators gebruiken boormessen en frezen om CNC-onderdelen te bewerken. Bij het bepalen van de diameter van het gat in het ontwerp, gebruik een standaardboormes van standaardmaat gemeten in metrische of imperiale eenheden als leidraad. Technisch kan elke diameter één millimeter overschrijden. Wanneer een heel vergevingsgat vereist is, kunnen ingenieurs afwerkriemen en boorbewerkingen gebruiken. Het wordt aanbevolen voor gaten met een standaarddiameter van minder dan ongeveer 20 mm.

Draad

Voor het ontwerp van CNC-bewerkte onderdelen, is de aanbevolen draadgrootte M6 of groter, maar het minimum kan slechts M2 zijn. De machineoperator gebruikt een CNC-draadsnijder om de draad tot M6 te snijden, waardoor het risico op kraak van de tap wordt verminderd. Kan in M2 tappen en vormen gesneden worden.

De aanbevolen draadlengte en minimum nominale diameter zijn 1,5 keer. Voor alle draaden onder M6, moet je een ongaderde lengte toevoegen die gelijk is aan 1,5 keer de nominale diameter aan de bodem van het gat. Voor draaden groter dan M6, kan het gat over de hele lengte gedraaid worden.

Binnenrand

De aanbevolen verticale hoekstraal van de binnenrand is een derde of meer van de caviteitdiepte. Wanneer de aanbevolen hoekstraal wordt gebruikt, zal een diameter gereedschap dat voldoet aan de aanbevolen caviteitdiepte richtlijnen worden gebruikt. De hoekstraal is iets hoger dan het aanbevolen getal, en het kan langs een cirkelvormig pad worden gesneden in plaats van een 90-graden hoek, wat een uitstekende afwerking biedt voor CNC-bewerkte onderdelen.

Caviteit Diepte

CNC-snijgereedschappen kunnen het binnenoppervlak niet bereiken buiten een bepaalde diepte. Om ontwerpen te vermijden die niet bewerkt kunnen worden, beperk de diepte van de caviteit tot vier keer de breedte van het gereedschap.

Kenmerk Uitrekking

De vorm en contour van het onderdeel zal de verwerkingsmethode en de benodigde instelhoeveelheid bepalen. Hoe complexer het onderdeel, hoe hogere de productiekosten. Het vereenvoudigen van het ontwerp zal de hoeveelheid herpositionering die tijdens verwerking nodig is, verminderen. Herpositionering van onderdelen verhoogt niet alleen de productietijd en kosten, maar introduceert ook positioneringsfouten.

Niet Over Ontwerpen Toleranties:

Onderdelen met specifieke toleranties zijn duurder om te produceren dan onderdelen die vertrouwen op standaardtoleranties. In sommige gevallen worden deze extra toleranties gekozen uit herhalingen, niet omdat het ontwerp zelf ze vereist. Als je ontwerp geen speciale toleranties vereist, gebruik ze dan niet.

Als je strakkere toleranties wilt, dan moet je ook hogere kosten verwachten. Hoe hoger je eisen, hoe langer de CNC-bewerkingstijd van de onderdelen, en meer geavanceerde CNC-werktuigmachines en inspectieapparatuur moeten worden gebruikt.

Materiaal En Oppervlakte Afwerking:

Nu is de kosten van materialen volatieler dan ooit. Het materiaal dat je kiest kan niet alleen de totale productiekosten verlagen, maar ook de productietijd verkorten (afhankelijk van de beschikbaarheid). Oppervlakteafwerking zal ook de kosten verhogen, dus als je onderdelen geen unieke afwerking vereisen, vraag er dan niet om.

Dunne Wand

Idealiter moet de wand van een CNC-bewerkt onderdeel ten minste 0,8 mm zijn voor metaal en 1,5 mm voor kunststof, hoewel het technisch mogelijk is om een dikte van 0,5 mm te gebruiken.

Dunnere wanden zullen trillingen tijdens bewerking vergroten en de nauwkeurigheid verminderen. Dunne kunststofwanden kunnen ook vervormen door residuele spanning, of aanpassen door temperatuurstijging.

Tekeningen:

Het opnemen van productietekeningen in het CAD-model zal helpen de insteltijd te versnellen door draaden, specifieke toleranties, oppervlakteafwerking of andere notities en instructies te specificeren.

Onthoud, de eisen van het eindonderdeel bepalen het ontwerp. Deze richtlijnen illustreren alleen hoe je tijd en geld kunt besparen wanneer het ontwerp van het onderdeel het toelaat. De beste optie is om samen te werken met een CNC-bewerkingswerkplaats om de meest kosteneffectieve onderdelen te ontwerpen voor kleine series orders.

SANS Machining heeft grote voordelen in kleine series bewerkte onderdelen, wij leveren voornamelijk bewerkingsservice voor custom automatiseringsindustrie en industriële handelsmaatschappij. Dus als je gerelateerd project hebt, welkom om tekening naar ons te sturen voor gratis offerte.