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曾以勤奋的工作和细致的自然而闻名,亚伯拉罕·林肯曾经说过,“给我六个小时砍下一棵树,我将花费前四个锐化斧头。”
虽然您可能没有阅读这篇文章的树木砍伐建议,但Abe所获得的是,仔细规划对于任何任务都很重要。在一个项目中的大型前线投资可以长期挽救了你的时间和金钱。
与数控加工在美国,计划尤其重要。刚接触这一过程的人可能会认为,高水平的自动化将导致快速、廉价和容易生产的部件。在现实中,拥有并运行一台数控机床的成本意味着转嫁给你的成本可能会迅速飙升。把你的第一个报价拿回来,并了解到一个零件可能要花费数百美元,这可能会让你感到震惊。
尽管部分设计中的某些因素比其他因素更能驱动CNC成本,但仍有降低成本的方法。通过在开发周期的早期就意识到这些因素,你就可以最小化它们的存在,并开始削减最高的价格标签。
降低材料成本
如果你要做任何类型的部分,你当然需要决定它将是什么。许多优良的材料可以用机器加工,每个都有自己独特的属性,应用程序和成本。不同的储备材料的价格可以广泛变化,但通常基于一般可用性,以及在特定库存类型(例如管材或特别厚的床单中)生产该材料的难度。
为了让你知道在选择材料时你可能期望的成本范围,我做了一个快速的麦克马斯特搜索6 " x 6 " x 1 "床单。而普通的塑料就像腹肌将为您提供大约17美元的价格,相同尺寸的PEEK(以其坚固性和尺寸稳定)的价格超过300美元。类似地用于金属,一张6061铝25美元左右,304不锈钢将运行140美元,精密磨料316不锈钢床单每件成本为308美元!
一般来说,你应该简单地选择最便宜的材料,但仍然满足你的设计要求。只是做功能原型?尽量选择更便宜的,比如ABS和数控加工铝.另一方面,如果你在设计一个可植入的医疗设备,你可能会被迫使用更昂贵的材料,比如不锈钢,因为生物兼容性。
看看我们的数控资料页面阅读关于CNC的FICTIV的材料产品,包括比较价格范围和每种材料的共同应用。回顾我们beplay客户端下载功能指南有关虚构可以提供您的团队的详细信息。
减少设置时间
除了考虑你的部件将由什么制作,思考它将如何制作也很重要。这就是事情开始变得有点棘手的地方,因为通常有不止一种方法来给猫剥皮,机器制造一个部件。我们将从设计如何决定加工前的设置时间开始。
设置时间,包括CAM(计算机辅助制造)编程,以及机器设置和零件夹具,通常被称为非循环工程(NRE)成本。在原型制作阶段,它通常占加工账单的很大一部分,应该尽可能地减少。
在Fictiv,所有的铣削零件都是使用2.5轴,3轴或5轴数控机床生产的。假设你的零件将在2.5/3轴的机器上制造,这是明智的,因为它们通常可用。使用这种机器类型,除了零件轮廓,功能只能在一个侧面一次加工。
大多数零件可以在六个设置或更少,因为他们是由一个六面,棱柱状的材料块,如一张纸,条,或条,这是固定在虎钳或真空桌(或有时只是双面胶带!)您应该尽量减少这个数量—1或2是最理想的—因为每个设置都需要它自己的CAM程序和夹具步骤。
特殊装置的一个词
偶尔,您的部分可能具有需要非标准夹具的功能,另一个增加的成本来源。这些类型的夹具足以提供一个单独的讨论,但以下是两个常见的讨论,以及如果您不愿意勾勒出额外的面团,可以避免两个常见的讨论。
软颚-复杂或有机几何形状的零件不能总是在标准虎钳中可靠地保持,所以一组几何形状镜像零件表面的颚被加工为更好的抓地力。
正弦杆件的特点不平行或正常的库存表面,如一个30度角的孔,将需要使用该设备设置,这允许工件在自定义的角度持有。
增加数量以降低单位成本
NRE成本的好消息,正如它的名字所暗示的,是它是非经常性的。这意味着,如果你制作多个相同的零件,相同的凸轮编程和夹具可以反复使用,或多个零件可以从同一件股票一次切割。
我建议每个部件都要制造不止一个,这样你的单位成本就会低一些,但又不要制造太多不需要的部件。
减少加工时间
要考虑的成本节约的最后一个方面是机器所需的时间。在大多数情况下,这由您已经考虑的两件事决定:材料和部件设计。
1.材料类型的影响
如果您的功能要求允许您的材料灵活性,选择最可加工的人应该节省资金。通常,由于突破工具的风险,更难以延长到机器的材料,但此规则也存在例外。要记住的一些提示:
切割塑料太快会导致刀具摩擦材料,而不是切割,留下不良的表面光洁度。铝虽然比ABS等塑料更硬,但实际上更容易加工,尽管材料成本可能是一种权衡。
就钢而言,合金的碳含量越高,就越难加工。如果可能的话,尽量选择低碳合金(例如,316L高于普通316)。303不锈钢对机器最快。
含镁或锌的金属,如黄铜,可加工性很强。
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在我们的CNC功beplay客户端下载能页面,您可以看到每种材料的可加工性概述。
2.零件设计的影响
同样,你的功能需求可能会驱动部件设计,但这里有一个列表需要记住:
容忍- 可公差=更高的成本。FICTIV将其所有数控供应商持有ISO 2768媒体,用于原型特征的合理标准。
井眼尺寸和深度-深、小的孔加工速度慢,容易损坏刀具。尽可能避免。
内部半径-半径越小,越小的立铣刀需要创建它。立铣刀越小,它必须加工得越慢。尽可能的大。
削减深度像洞,额外深的口袋需要很长时间来机器和可能需要特殊的工具。试着不深度超过你最小的内部半径的10倍(5X工具直径)。
壁厚-薄壁需要格外小心。Fictiv推荐的绝对最小值为塑料1.0mm,金属0.5mm。
削弱了-某些特性,如o形环槽或键槽,可以(而且通常必须)用专门为下切而制造的工具加工。除此之外,用悬挑材料设计零件通常不是一个好主意。
主要收获
有许多考虑可以帮助最小化数控加工成本。记住其中的每一条可能是一项挑战,尤其是如果你是产品设计和开发新手的话。为了加速你的计划,当你到达这个阶段时,只要记住你应该最小化的三个主要成本动因:
材料成本,包括库存大小和材料价值
定位设置无论是在数量上还是复杂性上
加工时间通过尽可能地消除棘手的零件特征和几何形状
在您的设计过程中,请注意这些提示,以最大限度地提高这些成本节省成本方法的价值,并且很快就足够的技术将成为您的工作流程的第二种。