Как снизить затраты на обработку на станках с ЧПУ за счет оптимизации конструкции?

 

Для деталей, изготовленных с использованием CNC-обработка, важно учитывать характеристики процессов ЧПУ на этапе проектирования. Это гарантирует, что при сохранении эффективности и качества обработки вы также стремитесь минимизировать затраты на обработку. Вот некоторые универсально применимые стратегии оптимизации проектирования:

 

 

 

 

1. Снижение требований к точности допусков для деталей

 

Более высокие требования к точности деталей приводят к повышению требований к оборудованию и координации процессов, что приводит к экспоненциальному росту затрат на обработку.

 

 

Предложения по оптимизации DFM:

 

√ Для сборочных деталей снизьте требования к допускам за счет избыточной конструкции и упрощенных сборочных взаимосвязей.

√ Замените посадки «плоскость-плоскость» на посадки «точка-линия» или «точка-плоскость» для соответствия конструкциям с более низкими допусками.

√ Избегайте обозначений с высокими допусками для деталей с низкими требованиями к точности и поверхности.

√ Если обрабатываемая поверхность не требуется, не проектируйте ее как обрабатываемую поверхность.

 

 

 

2.Толщина стенок деталей

 

 

Использование станков с ЧПУ для создания металлических деталей с толщиной стенок менее 0.5 мм или пластиковых деталей с толщиной стенок менее 1.0 мм часто требует специальных приспособлений или использования более точного оборудования, такого как фрезерно-токарные центры с ЧПУ, что значительно увеличивает затраты на рабочую силу и замену.

 

 

Предложения по оптимизации DFM:

 

√ Для металлических деталей толщина стенок должна быть более 0.5 мм.

√ Для пластиковых деталей толщина стенок должна быть более 1.0 мм.

√ По возможности увеличивайте толщину стенок и избегайте проектирования отверстий в тонких стенах без необходимости.

 

 

 

 

3. Уменьшение площади обработки деталей

 

 

Если от деталей требуется высокая плоскостность (параллельность) по всей поверхности, рассмотрите возможность оптимизации конструкции за счет уменьшения обрабатываемой площади, что позволит снизить затраты.

 

 

Предложения по оптимизации DFM:

 

√ Оригинальная конструкция: требует облицовки всей нижней поверхности детали.

√ Оптимизированная конструкция: требуется обработка только четырех выступов, что позволяет сократить площадь обработки на 75%.

 

 

 

 

4. Заменить внешние кромки деталей на С-образные фаски вместо R-образных скруглений.

 

 

Если детали имеют закругленные внешние края, то могут потребоваться дополнительные операции с использованием инструментов для снятия фасок (что увеличивает трудозатраты) и более длительное время обработки по сравнению с фасками.

 

 

 

 

5. Обеспечьте закругление излишков на внутренних углах деталей.

 

 

Для деталей с утопленными конструкциями рекомендуется предусмотреть скругленные припуски на внутренних углах, радиус которых должен соответствовать фрезерному инструменту.

 

В первоначальной конструкции (до оптимизации) отсутствие припусков на скругление требовало дорогостоящей электроэрозионной обработки вместо однопроходной фрезерной операции.

 

 

 

 

6. Соотношение глубины и ширины должно быть ниже 3:1.

 

 

Избегайте слишком глубоких фрезерованных областей. При проектировании деталей поддерживайте соотношение глубины к ширине менее 3:1, чтобы предотвратить потенциальную поломку инструмента из-за увеличенной длины резания, что может привести к скрытым расходам.

 

Эти стратегии оптимизации проектирования, основанные на принципах проектирования с учетом технологичности (DFM), позволяют значительно сократить затраты на обработку на станках с ЧПУ, сохраняя при этом качество продукции и эффективность производства.

 

 

 

В целом, оптимизация конструкции деталей, обработанных на станках с ЧПУ, имеет решающее значение для достижения экономической эффективности без ущерба качеству. Принимая во внимание такие факторы, как требования к точности допусков, толщина стенки, обработанная область, особенности кромок, угловые скругления и соотношения сторон. производители станков с ЧПУ может снизить затраты на обработку, при этом соблюдая требуемые спецификации. Принципы проектирования для технологичности (DFM) играют ключевую роль в достижении этих преимуществ экономии затрат в проектах обработки с ЧПУ.