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优化数控加工成本的设计建议
介绍

在零件量产之前,无论你是想定制一个简单的原型还是小批量生产,合理的控制制造成本是数控加工的重要组成部分。幸运的是,你作为设计师所做的决定将直接影响到产品的最终定价。通过对加工工艺的设计,可以帮助您优化想要生产的零件,以最低的成本和最合适的生产工艺满足您。设计和市场需求使您的产品更具竞争力和优势。这里有一些来自我们的建议。如果你仍然不确定哪种方法最适合你的过程,sales@zxmade.com

你知道影响数控加工成本的因素是什么吗?

数控加工零件的价格取决于以下几点:
T处理时间:零件加工时间越长,成本就越高。加工时间往往是数控加工的主要成本驱动因素。
T成本:这些都与CAD文件准备和工艺规划有关,对小批量生产很重要。这种成本是固定的,利用“规模经济”有机会降低单价。
T其他制造成本:当你设计有特殊要求的零件(例如,当你定义严格的公差或设计薄壁),特殊的工具,更精确的质量控制,和更多的加工步骤可能需要-在较低的加工速度。这当然会影响总制造时间(和价格)。
现在已经很清楚数控加工成本的来源了,让我们来看看如何优化设计来降低这个过程的成本。

技巧1:在内部垂直边缘添加一个半径,以减少尖锐边缘的成本。
在内部垂直边缘添加一个半径,以减少尖锐边缘的成本

由于数控加工工具是圆柱形的,不能直接加工成垂直的,所以我们建议在腔角处增加圆弧半径。数控机床上最小的铣刀直径是1.0mm,所以可以加工的最小圆角是R0.5。在加工深度为5.0 mm时,可以使用较小直径的刀具来减小圆角半径。这意味着,尽管进行多次铣削需要很长时间,但它增加了加工时间和成本。尽量减少成本:
1.在空腔的角落添加弧半径(中等)。
2.尽量在所有的内缘使用相同的半径。

专业技巧:理想情况下,r角半径应该略大于用于加工空腔的刀具半径。这减少了工具的负载,并将进一步降低制造成本。例如,如果你的设计有一个12.0毫米深的空腔,在角落增加1.5毫米(或更大)的半径。这将使ø3.0mm的刀具加工效率更高

技巧二:限制蛀牙的深度
限制腔的深度

切割深度的深度影响数控零件的成本,因为它需要大量的材料去去除,这是耗时的。
记住数控刀具切削长度的限制是非常重要的。在铣刀的韧性范围内,切削销的深度通常是最好的。当然,它可以被磨得更深。每个刀具预留到25.0mm用于装夹,或使用加长杆将铣刀的长度加长,使产品零件能切割更深。缺点是刀具太长,加工过程中力不够,加工不够光滑,效率降低。

技巧3:增加壁厚
增加壁厚

除非重量是一个主要因素,厚实的固体部件更稳定(更低的机器成本),应该优先考虑。在加工薄壁时,为了避免变形或断裂,有必要在较低的切割深度上进行多次切割。薄的特征也很容易产生振动,因此精确加工它们具有挑战性,并大大增加了加工时间。

尽量减少成本:
1.对于金属件,设计壁厚大于0.8 mm(越厚越好)。
2.对于塑料件,应保证壁厚不小于1.5 mm。
注:金属可达到的最小壁厚为0.5 mm,塑料为1.0 mm。
当小孔(和螺纹)非常靠近零件边缘时,保持小孔(和螺纹)是很重要的。当在你的设计中放置洞时,一定要遵循上面的指导方针。

技巧4:限制螺纹孔的长度
限制螺纹孔的长度

指定超过必要螺纹的长度会增加数控零件的成本,因为可能需要特殊的工具。
请记住,比孔直径长1.5倍的螺纹实际上并不会增加接头的强度。
尽量减少成本:
1设计一个最大长度为孔直径3倍的螺纹。
2对于盲孔中的螺纹,最好在孔的底部增加至少1/2的无螺纹长度直径。对于盲孔螺纹,最好在孔的底部增加至少1/2的无螺纹长度。

提示5:用标准尺寸设计孔
标准尺寸的设计孔

使用标准钻具,钻孔允许快速数控加工和高精度。对于非标准尺寸的孔,必须使用定制的铣刀进行加工,这可能会增加成本。
此外,所有孔的深度被限制为其直径的4倍。可以挖更深的洞(直径的10倍),但会增加成本。
尽量减少成本:
1.设计孔的直径增量为0.1mm,直径可从1-10mm, 10.0的直径为每增量0.5mm。
2.当设计英寸时,请使用常规的英寸钻尺寸表。

提示6:只标记所需的和最重要的公差
只标记所需的和最重要的公差

定义严格的公差将增加数控加工过程的成本,因为它增加了加工时间和需要人工检查。应仔细定义公差,只有在必要时才确定公差。
如果技术图纸上没有定义特定的公差,部件将使用标准公差(DIN ISO 2768或更好)进行加工,这对于大多数非关键特性来说已经足够了。
尽量减少成本:
1只在必要时指定更严格的公差。
定义一个单一的基准(例如,两边的横截面)作为所有尺寸公差的基准。

附加提示:最经济、最划算的加工方法是小批量生产

在数控加工中,数量对单价有很大的影响。这是因为安装成本相对较高,对于单个原型或少量零件,它们占成本的很大比例。随着数量的增加,安装成本几乎被消除了,因为它们分布在许多工件上。这意味着,即使数量稍有增加,单价也会大幅下降。请注意,非常高的订单量(> 1000份)可以降低单价5到10倍!
即使是小批量,数量的影响也很显著。事实上:
将数量从1个增加到5个可以使单价降低25%以上!
为了降低成本,最划算的做法是多订购。

结论:保持简单……

数控加工的复杂性是影响成本最重要的因素:需要特殊的刀具或夹具,需要多种加工或形状复杂的特殊材料要求更高的成本。