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如何降低数控CNC精密加工成本

CNC加工每年都在改进和发展,因此每年都会变得更加复杂。因此,要跟上零件设计的要点和挑战可能会很困难。但是,仍然可以通过对零件设计或材料选择进行一些相对简单的调整来降低加工零件的成本,同时改善功能。

发表于2021-01-16 09:15:02,通过 cyanbat发布 | 点击数:0


在青蝠科技,我们使用自动化软件来报价零件,并根据围绕零件快速生产而开发的流程突出需要设计考虑的功能。该软件将捕获无法预先制造(或可制造但需要额外的工具和设备)的功能,但是它还将突出显示不一定需要更改的区域,但可以改善设计的整体可加工性-角口袋,雕刻文字,薄壁,深的口袋和孔洞以及复杂的几何形状。

以下提示可帮助您设计更具成本效益的机加工零件。




这是在尖角处添加浮雕的示例(在这种情况下,该不锈钢盒子容纳了一系列棒球纸牌),有助于实现安装纸牌所需的完美正方形角。
1.为角口袋提供救济

考虑一下机加工后的口袋的拐角-也许是电子设备外壳的内部,还是用来捕获矩形组件主体的支架。一种常见的设计疏忽是使那些部分上的垂直墙的交点完全清晰。为了说明这一点,考虑对一个不锈钢盒子进行加工以容纳一系列棒球交易卡。获得适合那些Babe Ruths和Hank Aarons所需的完美正方形垂直角的唯一方法是采用放电加工(EDM),或将多个平板螺栓连接在一起。两者都可能是缓慢且昂贵的过程。

相反,我们将为我们的其中一个加工中心配备最小的立铣刀,以清理角落。在304不锈钢中,这意味着0.8毫米的立铣刀,其转角半径为0.4毫米。这非常清晰,但是深度是有限的。在这种尺寸范围内,大多数钢切削立铣刀的长度最大为铣刀直径的五倍,其深度几乎不足以适合您最喜欢的中心定位器。诸如此类的小型立铣刀的加工也很缓慢且精细,由于增加了铣削时间,因此增加了项目成本。


倒角用于平滑外部零件以去除毛刺并打破尖角插图
为了消除毛刺并打破尖角,设计人员通常会使用倒角或圆角半径来平滑外部零件的相交处,如此处的插图所示。

一种更节省预算的方法是在口袋的每个角上加工一个凸纹。这将删除该讨厌的半径,而是保留U形或C形间隙。它还允许更深的口袋-通过在每个拐角处切割6.35毫米宽的凹槽,可以在功能上锐利的拐角处深度达到32毫米。而且,通过改用铝甚至是塑料,可达到钢的两倍的袋深。最好的是,以这种方式设计型腔可降低零件成本,因为可以使用更大的立铣刀,并且相应地提高了材料去除率。

2.去毛刺自己

避免拐弯是另一种与半径相关的削减成本的措施。为了消除毛刺并打破尖角,设计人员通常会使用倒角或拐角半径来平滑外部零件的交点。这是可以理解的,有时是很有必要的,但是它也可能很昂贵。对于金属零件,青蝠科技提供了自动去毛刺选项,并且塑料以机械加工方式交付或按照插图带有锋利的边缘。如果零件设计要求边缘折断,我们必须调用其他工具(球头铣刀)并使用3D轮廓运动对这些角进行加工。我们通常以高rpm的速度运行这些工具,并去除了少量的材料,但是来回移动直到每个角都变得光滑仍然是一个漫长的过程。

3.避免文字直到成型

同样,文字雕刻是一种美观而又费时的操作,如果可能的话,最好避免。同样,这里使用球头立铣刀来追踪CAD模型上需要的任何字母,数字和符号。它看起来很酷,并且可能是对加工零件的有效要求,但可能更适合于注塑零件,因为在注塑零件上,额外的加工时间将按较高的零件量摊销。由于我们使用的是金属与塑料的工具集,因此金属的最小特征尺寸为0.90毫米,塑料的最小特征尺寸为0.51毫米。

4.小心薄壁和特征

我们的标准零件公差为+/-0.13毫米。如果您具有的特征为0.51毫米或更小,我们的自动报价系统会将其突出显示为薄壁几何体,但是请记住,我们仍然允许对其进行机加工-因此,机加工零件可能与您的原始设计略有不同。0.020mm或更小的任何薄壁不仅会在机加工过程中破裂,而且之后可能会弯曲或翘曲。在零件设计允许的范围内将它们压实。

 

小心薄壁零件,因为它们在机加工过程中会破裂,或者之后可能会弯曲或翘曲。 在零件设计允许的范围内将它们压实。
小心薄壁零件,因为它们在机加工过程中会破裂,或者之后可能会弯曲或翘曲。在零件设计允许的范围内将它们压实。
5.保持简单

即使角落松了,口袋也很深,这是一个禁忌。去除所有材料不仅要花费大量的加工时间,而且随着袋的加深和壁的高高,原料中的任何残余应力都趋向于显示出丑陋的面孔。角撑板或支撑结构可用于支撑这些工件并防止由于应力而引起的运动,但是这些往往会增加加工成本。对于任何加工零件的制造商或产品设计师来说,保持简单都是最佳建议。


保持简单。如果设计过于复杂,请考虑将其分解为多个可以用螺栓或螺钉固定在一起的组件。

同样的原理也适用于整体零件的几何形状。不要试图使零件做得超出其应有的功能。最大程度地使用材料可能会造成工作或加工问题,进而增加成本。如果设计过于复杂,请考虑将其分解为多个组件,然后使用紧固件进行组装。没有人喜欢组装成本或多件零件的复杂性,但是如果速度是您的要求之一,它可能是难于加工零件的最佳方法。雕刻的表面,海绵状的槽(例如散热片),超深孔(液压歧管)和螺纹-这些是一些常见的加工成本驱动因素,可以使您的项目预算减少。

6.探索替代材料

保持预算在满足您要求的前提下,最简单的方法之一就是改用对机器更友好或更便宜的材料。我们的材料选择包括各种金属和塑料,每种金属都有其自身的工程属性,美学,机械加工注意事项和材料成本。以下是一些关键的材料注意事项:


作者:青蝠科技   信息来源:@青蝠科技