16 советов по обработке на станках с ЧПУ для снижения затрат

 

 

 

 

Ознакомьтесь с типичными ситуациями обработки на станках с ЧПУ: утомительная настройка, накопление отходов, большие трудозатраты на обработку на станках с ЧПУ.

 

Как инженер, что вы думаете? Я так долго увлекался проектированием, направленным на снижение затрат, что когда я увидел эту ситуацию, мне в голову пришла картинка: сколько это стоит!

 

Этот кусок лома выкупается за деньги, а вращающиеся на высокой скорости ножи вращаются по кругу — это трата денег. хорошо! Среди множества процессов обработки деталей с ЧПУ, CNC-обработка должен быть одним из самых дорогих. В этой статье будут представлены 16 советов по проектированию, снижающих затраты на обработку на станках с ЧПУ.

 

 

 

 

Факторы, влияющие на стоимость обработки на заводе по обработке на станках с ЧПУ:

 

 

1) Время обработки на станке с ЧПУ

 

Чем больше время обработки на станке с ЧПУ, тем выше стоимость обработки на станке с ЧПУ. Время обработки на станке с ЧПУ является основным фактором, влияющим на стоимость обработки на станках с ЧПУ.

 

 

 

2) Стоимость материала

 

 

Стоимость материала заготовки является важной частью стоимости обработки с ЧПУ. Стоимость материала может быть снижена за счет оптимизированной конструкции для максимального использования стандартизированных заготовок и сокращения отходов.

 

 

 

3) Время установки

 

 

Когда летучая мышьРазмер ch небольшой, подготовка геометрической модели и планирование процесса обработки с ЧПУ серьезно влияют на стоимость обработки с ЧПУ. Эта часть стоимости является фиксированной стоимостью, и завод по обработке с ЧПУ может разделить ее через крупномасштабное производство обработки с ЧПУ.

 

 

 

4) Другие факторы проектирования

 

 

Когда к конструкции детали с ЧПУ предъявляются особые требования (например, жесткие допуски и тонкостенная конструкция), требуются специальные инструменты, более точный контроль качества, более низкая скорость обработки на станке с ЧПУ и более сложные этапы обработки на станке с ЧПУ, что может серьезно повлиять на стоимость обработки на станке с ЧПУ.

 

Когда мы понимаем факторы, влияющие на стоимость обработки на станках с ЧПУ, мы можем принять соответствующие меры по снижению затрат на проектирование, чтобы уменьшить Затраты на обработку с ЧПУ.

 

 

 

 

 

1. Закругление по внутреннему вертикальному прямому углу

 

 

Все инструменты для обработки с ЧПУ имеют цилиндрическую форму. При обработке корпуса канавки с ЧПУ на соединении между вертикальной поверхностью и поверхностью корпуса канавки будет сформирован скругленный угол, соответствующий форме.

 

Если галтель в месте соединения вертикальной поверхности корпуса паза в конструкции изделия слишком мала, необходимо использовать малый инструмент, а это значит, что время обработки на станке с ЧПУ увеличится, поскольку эффективность обработки малым инструментом не так хороша, как у большого инструмента - это приведет к обработке на станке с ЧПУ. Увеличится время и стоимость обработки.

 

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Размер галтели должен составлять не менее 1/3 глубины канавки, чем больше, тем лучше;

 

2. Все галтели имеют одинаковый размер, что позволяет использовать один и тот же инструмент для всей обработки на станке с ЧПУ;

 

3. В основании корпуса канавки спроектируйте небольшой закругленный угол (0.5 мм или 1 мм) или не делайте его закругленным;

 

4. Идеальный размер галтели должен быть немного больше радиуса инструмента, что снизит нагрузку на инструмент во время обработки с ЧПУ, тем самым снизив стоимость обработки. Например, если глубина тела канавки составляет 12 мм, а скругленные углы спроектированы на 5 мм или более, то при обработке с ЧПУ можно использовать инструмент диаметром 8 мм (радиус 4 мм), что может обеспечить эффективность обработки с ЧПУ;

 

5. Если, например, из-за требований дизайна его невозможно скруглить, его необходимо соединить с другой квадратной деталью, чтобы избежать небольших скругленных углов.

 

 

 

 

 

2. Уменьшить глубину канавки

 

 

Обработка паза на станке с ЧПУ существенно влияет на стоимость детали, поскольку для удаления требуется обработать большой объем материала, что может значительно увеличить время обработки на станке с ЧПУ.

 

Глубина обработки инструментов с ЧПУ ограничена. Когда глубина канавки в 2-3 раза больше диаметра инструмента, производительность обработки наилучшая. Например, фреза диаметром 12 мм может обрабатывать канавку с безопасной глубиной до 25 мм.

 

Конечно, в цехе с ЧПУ также можно обрабатывать более глубокие канавки, до 4 раз превышающие диаметр инструмента, но это увеличивает стоимость, особенно при использовании многокоординатного станка с ЧПУ.

 

Чтобы снизить затраты: глубина корпуса резервуара не превышает 4-кратной длины.

 

 

 

 

 

 

 

3. Избегайте тонких стен

 

 

Если не указано иное, следует избегать тонкостенных конструкций из-за их недостаточной прочности и высоких затрат на обработку на станках с ЧПУ.

 

Тонкостенная обработка с ЧПУ легко деформируется или даже ломается. Чтобы избежать этой ситуации, заводам по обработке с ЧПУ необходимо добавлять более сложные пути обработки с ЧПУ, что потребует больше человеко-часов обработки с ЧПУ. Тонкие стенки более подвержены вибрации, а обработка тонких стенок с высокой точностью является большой проблемой.

 

 

 

Завод по обработке на станках с ЧПУ для снижения затрат:

 

 

1. Для металлических деталей с ЧПУ толщина стенки должна быть не менее 0.8 мм, чем толще, тем лучше;

 

2. Для пластиковые детали с ЧПУтолщина стенки должна быть не менее 1.5 мм, чем толще, тем лучше;

 

3. Минимальный размер металлических деталей может быть 0.5 мм, а минимальный размер пластиковых деталей может быть 1 мм. Конечно, это не рекомендуется;

 

При проектировании отверстий (как сквозных, так и винтовых) или пазов на краях деталей с ЧПУ часто встречаются тонкие стенки, поэтому необходимо обеспечить соблюдение приведенных выше рекомендаций по проектированию.

 

 

Избегайте тонких стенок, чтобы сократить время обработки на станке с ЧПУ

 

 

 

 

4. Уменьшить глубину резьбы

 

Ненужная глубина резьбы увеличивает затраты на обработку на станках с ЧПУ, поскольку требуются специальные инструменты.

 

Помните: слишком большая глубина резьбы (более 3 диаметров отверстия) не увеличит прочность соединения.

 

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Глубина резьбы может превышать диаметр отверстия под винт до 3 раз.

 

2. При нарезании резьбы в глухом отверстии на заводе по обработке деталей на станках с ЧПУ лучше всего добавить не менее 1/2 дополнительной длины диаметра резьбы отверстия у основания отверстия.

 

 

 

 

 

5. Проектирование отверстий стандартного размера

 

 

Используя стандартные сверла, можно быстро и точно обработать отверстия; для нестандартных отверстий использование концевых фрез увеличит стоимость.

 

Кроме того, глубина отверстия не должна превышать 4 диаметра. Глубокие отверстия (Z более 10 диаметров) можно обрабатывать на станках с ЧПУ, но это резко увеличит стоимость, поскольку обработка сложная.

 

 

 

 

6. Избегайте требований точности допусков

 

 

Требования к жестким допускам увеличивают затраты, поскольку требуют сложных операций обработки на станках с ЧПУ, увеличивают время обработки на станках с ЧПУ и требуют большего количества проверок.

 

К определению допусков размеров деталей следует относиться серьезно, избегая маркировки допусков по любому размеру, маркируя допуски только при необходимости и маркируя прецизионные допуски только в крайнем случае.

 

Если в документе не определены допуски Чертеж детали с ЧПУ, затем деталь обрабатывается с соблюдением стандартных допусков (± 0.2 мм и более), что достаточно для большинства некритических размеров, что позволяет значительно снизить затраты на обработку на станках с ЧПУ.

 

Для этих внутренних особенностей более сложно гарантировать узкие допуски. Например, при обработке внутренних пересекающихся отверстий или канавок небольшие дефекты, такие как заусенцы, легко появляются на краях из-за деформации под действием силы.

 

Эти функции требуют процессов обнаружения и удаления заусенцев, которые можно выполнить только вручную, что требует больших затрат времени и средств, что приводит к высоким издержкам.

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Устанавливайте жесткие допуски только в крайнем случае.

 

2. Все размеры обозначены одной и той же системой отсчета.

 

3. Помните: десятичная точка в допуске важна, она определяет, насколько она точна и какой измерительный инструмент необходимо использовать. Например, два знака после запятой можно измерить с помощью штангенциркуля, а три знака после запятой можно измерить с помощью микрометра или КИМ. Чтобы сократить расходы, старайтесь избегать добавления ненужных знаков после запятой.

 

4. Требований к точности допусков можно избежать за счет оптимизации конструкции изделия, например, путем сокращения размерной цепи, использования функций позиционирования и т. д.

 

 

 

 

 

7. Уменьшить количество зажим

 

 

По возможности минимизируйте количество зажимов деталей, желательно только один раз.

 

Например, деталь с глухими отверстиями с обеих сторон необходимо закрепить дважды: одну сторону обработать, а затем повернуть и снова закрепить, прежде чем можно будет обработать другую сторону.

 

Вращение или изменение положения деталей может увеличить затраты на обработку на станках с ЧПУ, поскольку зажимное действие обычно выполняется вручную. Кроме того, для сложных структур деталей необходимо настраивать зажимное приспособление, что еще больше увеличивает стоимость. Для особенно сложных структур деталей может потребоваться многоосевой станок с ЧПУ, что еще больше увеличивает стоимость из-за высоких почасовых ставок многоосевых станков с ЧПУ.

 

Можно рассмотреть возможность разделения сложной конструкции детали на несколько частей для обработки на станке с ЧПУ, а затем объединения их в единое целое с помощью резьбы или сварки.

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

1. Детали конструкции необходимо закрепить только один раз.

 

2. Если это невозможно, разделите сложные детали на несколько частей и скрепите их в одно целое посредством последующего процесса.

 

 

 

 

 

8. Избегайте мелких деталей с большими пропорциями.

 

При обработке деталей на станках с ЧПУ на заводе по производству деталей с ЧПУ некоторые мелкие элементы с большим соотношением сторон подвержены вибрации, что затрудняет точную обработку.

 

Чтобы избежать этого, эти небольшие элементы следует соединить более толстыми стенками или поддержать ребрами жесткости.

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

1. Избегайте проектирования элементов с соотношением сторон более 4.

 

2. Небольшие элементы крепятся к более толстым стенам или для поддержки добавляются ребра жесткости.

 

 

 

 

 

9. Удалить текст и символы с поверхности деталей с ЧПУ

 

Текст и символы на поверхности деталей с ЧПУ могут значительно увеличить стоимость обработки на станках с ЧПУ, поскольку требуются дополнительные операции обработки на станках с ЧПУ и потребляется больше времени на обработку на станках с ЧПУ.

 

Текст и символы можно добавлять на детали с ЧПУ, используя некоторые методы обработки поверхности, такие как шелкография или распыление краски, что является более экономичным методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Удалить текст и символы с поверхности всех деталей;

 

2. Если необходимо разместить текст и символы, выбирайте вогнутую, а не выпуклую форму, так как в последнем случае требуется удалить больше материала.

 

 

 

 

 

10. Рассмотрим процесс обработки на станке с ЧПУ материала

 

 

Технологичность обработки материала на станках с ЧПУ определяется сложностью обработки материала.

 

Чем лучше технология обработки деталей на станках с ЧПУ, тем проще обрабатывать детали на станках с ЧПУ и тем ниже стоимость.

 

Обрабатываемость материала на станках с ЧПУ зависит от физических свойств материала. В общем, чем мягче и пластичнее материал, тем легче его обрабатывать на станках с ЧПУ.

 

Например, латунь C360 имеет самую высокую обрабатываемость на станках с ЧПУ и может обрабатываться на высокой скорости; алюминиевые сплавы (алюминий 6061 и 7075) также легко поддается механической обработке.

 

Обрабатываемость стали очень низкая. По сравнению с алюминиевым сплавом, сталь требует более чем в два раза больше времени обработки. Конечно, обрабатываемость разных сталей различна. Индекс обрабатываемости нержавеющая сталь 304 составляет 45%, тогда как у нержавеющей стали марки 303 этот показатель составляет 78%, ее легче обрабатывать.

 

Свойства обработки пластиковые материалы зависят от их жесткости и термических свойств. Во время обработки на станках с ЧПУ пластиковые материалы легко плавятся и деформируются при высоких температурах.

 

Полиоксиметилен (POM) — самый простой в обработке на станках с ЧПУ материал, за ним следует АБС; ПЭЭК и нейлон — распространенные конструкционные пластики, которые трудно обрабатывать.

 

Чтобы сократить расходы: по возможности старайтесь выбирать материалы, поддающиеся качественной обработке на станках с ЧПУ.

 

 

 

 

 

11. Учитывайте цену на сырьевые заготовки

 

Цена на сырьевые заготовки является еще одним ключевым фактором в стоимости станков с ЧПУ.

 

В таблице ниже приведены цены на заготовки из обычного металлического и пластикового сырья размерами 150 х 150 х 25 мм.

 

 

 

 

 

 

Алюминий 6061, очевидно, является очень экономически эффективным материалом, не только цена заготовки низкая, но и процесс обработки на станках с ЧПУ хорош, что очень подходит для изготовления прототипы ЧПУ.

 

 

 

 

 

 

Процесс обработки на станках с ЧПУ нержавеющей стали 303 и латуни C360 также очень хорош, эффективность обработки на станках с ЧПУ высокая, а время короткое, но цена заготовки очень высокая, поэтому она подходит только для крупномасштабного производства с ЧПУ. Благодаря эффектам партии высокие цены на заготовки уравновешиваются коротким временем обработки.

 

Цена пластиковых материалов, таких как ABS, нейлон и POM, близка к цене алюминия 6061. Однако их сложнее обрабатывать, и поэтому CNC стоит дороже. PEEK — очень дорогой материал и используется только при необходимости.

 

 

Чтобы снизить затраты: по возможности выбирайте материалы с низкой стоимостью заготовки, особенно при расстойке.

 

 

 

 

12. Учитывайте размер заготовки

 

 

Размер заготовки влияет на стоимость обработки на станках с ЧПУ: для обеспечения точности размеров на станках с ЧПУ необходимо снимать материал со всех сторон детали, что может значительно увеличить стоимость материала, особенно при изготовлении крупных партий.

 

Как правило, размер заготовки больше детали как минимум на 3 мм. Например, если внешний размер детали составляет 30X30X30 мм, то можно выбрать заготовку размером 35X35X35 мм; а внешний размер составляет 27X27X27 мм, то можно выбрать заготовку размером 30X30X30 мм, что может сэкономить часть стоимости материала.

 

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Размер заготовки обычно как минимум на 3 мм больше размера детали.

 

2. Вы можете проконсультироваться поставщик станков с ЧПУ для стандартных спецификаций размеров заготовок и старайтесь проектировать детали с ЧПУ, близкие к спецификациям размеров заготовок, чтобы сократить отходы материала.

 

 

 

 

 

13. Избегайте многократной обработки поверхности.

 

 

Обработка поверхности может улучшить внешний вид и устойчивость деталей с ЧПУ к суровым условиям, но она также увеличивает стоимость.

 

Если деталь с ЧПУ требует нескольких различных обработок поверхности, это еще больше увеличит стоимость, поскольку потребуется больше этапов, например, некоторые поверхности необходимо будет маскировать.

 

 

 

Чтобы сократить расходы:

 

 

1. Отменить обработку поверхности.

 

2. Избегайте многократной обработки поверхности.

 

 

 

 

 

14. Масштабный Механическое производство с ЧПУ

 

 

В обработке с ЧПУ партия деталей с ЧПУ влияет на стоимость обработки, поскольку при небольшом спросе на партию начальная стоимость установки обработки с ЧПУ, распределяемая на каждую деталь, относительно высока. При большом размере партии стоимость установки распределяется на каждую деталь меньше.

 

Чем больше партия деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, тем ниже себестоимость обработки деталей на станках с ЧПУ. Это становится еще более очевидным, когда партия деталей очень мала: даже небольшое увеличение количества может значительно снизить себестоимость.

 

Партия деталей с ЧПУ увеличена с 1 до 5, а стоимость деталей снижена более чем на 50%.

 

 

 

Чтобы снизить затраты: Крупносерийное производство снижает затраты и позволяет разместить более крупный заказ вместо нескольких разрозненных заказов.

 

 

 

 

 

15. Проектирование осесимметричных деталей

 

Осесимметричные детали можно обрабатывать на станках с ЧПУ или фрезеровать на станках с ЧПУ с производительностью станко-часа, которая значительно ниже, чем на 3- или 5-осевых обрабатывающих центрах с ЧПУ.

 

 

Чтобы снизить затраты: попробуйте спроектировать осесимметричные детали.

 

 

 

 

 

16. Используйте другие методы обработки вместо обработки с ЧПУ

 

 

Как было сказано в начале статьи, обработка на станках с ЧПУ является дорогостоящим процессом обработки.

 

Поэтому, как бы мы ни снижали стоимость, она всегда выше.

 

В сегодняшних быстро меняющихся современных технологиях обработки, мы должны думать об использовании других процессов для замены ЧПУ вместо того, чтобы затвердевать мышление. Предыдущее поколение продуктов использовало обработку ЧПУ, и новое поколение продуктов должно использовать обработку ЧПУ.

 

Когда партия небольшая, стоимость 3D печать ниже, чем при обработке на станках с ЧПУ; при большой партии стоимость процессов формования, таких как литье по выплавляемым моделям и литье под давлением ниже, чем при обработке на станках с ЧПУ.

 

 

 

В таблице ниже показаны варианты обработки для различного количества деталей с ЧПУ:

 

 

 

 

Как говорится в древней поэме:

 

Там, где на краю света нет трав, следующее изделие будет лучше.

 

 

 

Есть много случаев, когда 3D-печать лучше обработки на станках с ЧПУ:

 

 

3D-печать позволяет обрабатывать детали с более сложной геометрией.

 

3D-печать позволяет изготовить образцы в течение 24 часов.

 

3D-печать обычно дешевле при небольших объемах.

 

3D-печать позволяет обрабатывать материалы, которые трудно поддаются обработке на станках с ЧПУ, например, суперсплавы.

 

Однако обработка с ЧПУ также лучше, чем 3D-печать. При обработке с ЧПУ различных деталей и потребностях в обработке различных клиентов выбранная технология обработки будет отличаться. Каждая технология обработки имеет свои преимущества и недостатки. В соответствии с различными ситуациями и потребностями в обработке с ЧПУ выберите подходящую технологию обработки.

 

 

 

 

 

 

 

Чтобы снизить затраты: использовать другие процессы вместо обработки с ЧПУ.

 

 

Примечание: То же самое относится к любому другому процессу производства и крепления, включая литье под давлением, штамповку, сварку и клепку и т. д. При выборе процесса на ранней стадии проектирования изделия выберите подходящий экономичный процесс.

 

 

 

последние слова

 

 

Проектирование снижения затрат — очень сложная работа, и отечественные инженеры, как правило, не обладают этими знаниями. В моем реальном опыте разработки продукта в первые несколько лет я в основном не учитывал стоимость при проектировании и однобоко верил, что «клиент прежде всего» и «клиент прежде всего», обязанность инженера-проектировщика — удовлетворять потребности клиентов, а стоимость передается в отдел обработки на станках с ЧПУ и производства. 

 

 

 

Это ошибочное представление о стоимости продукта:

 

1) Стоимость продукта имеет очень большое значение при его разработке.

 

Как утверждает разработка продукта, разработка продукта — это инвестиционное поведение. Если стоимость продукта не может принести прибыль или даже убытки предприятию, даже если клиент удовлетворен продуктом, такая разработка продукта — пустая трата корпоративных капитальных ресурсов и рабочей силы. ресурсов, которые не производят никакой ценности. Таким образом, предприятие в конечном итоге будет ликвидировано.

 

 

 

2) Более 85% стоимости продукта определяется его дизайном, а оставшиеся 15% — его производством.

 

 

Если ориентированный на стоимость дизайн продукта не реализован в дизайне продукта, он обязательно будет обречен на слишком высокую стоимость в конечном производстве продукта. При переходе от "Обработка и производство на станках с ЧПУ в Китае«В соответствии с «Китайской программой обработки и производства с ЧПУ 2025» необходимо осуществлять проектирование продукции, ориентированное на затраты.

 

 

 

Чтобы осуществить проектирование продукта, ориентированное на затраты, компании и инженеры должны сначала изменить способ мышления и повысить осведомленность о затратах, и тогда однажды инженеры будут думать о каждой детали проектирования продукта, например:

 

 

1. Должна ли толщина стенки детали быть 4 мм или 5 мм?

 

2. Должны ли закругленные углы быть размером 0.3 мм или 0.5 мм?

 

3. Должен ли важный размерный допуск составлять 0.05 мм или 0.1 мм?

 

Можно сказать, что у инженеров есть предварительное представление о затратах.

 

Без такого понимания затрат инженер — не инженер, а всего лишь чертежник, умеющий пользоваться Creo, UG или Solidworks.

 

 

 

 

 

 

 

Вышеизложенное является лишь кратким изложением VMT Завод механической обработки с ЧПУЕсли вы хотите узнать больше о ЧПУ-обработке, вы можете связаться с нами: inquiry@vimetal.com.cn, чтобы договориться с нами.