殆どの製造時間と製品のコストは最初の初製品設計に関わっているので、製品の設計はチャレンジがある仕事になる。製品が製造とコストにより設計されていることではないなら、製品の製造に必ず低効率と高コストが発生する。加工効率とコストを影響する要素が多い。例えば、設計、製造時間、材料コストなどを含む。
1インサイドの垂直角の為にフィレットをデザイン
全部のCNC工具は円筒型であり、グルーブを加工する時、グルーブの垂直面の接点に刃物の形状と一致しているフィレットが出てくる。もし、グルーブの垂直表面のフィレットが小さすぎに設計されたら、小さい工具が必要になる。しかし、小さい工具の加工効率は大きい工具の加工効率より良くないので、製造時間とコストが増えるようになる。コストを下げり、生産効率を上がる:
•フィレットの寸法は少なともグルーブの深さの1/3で、大きければ大きいほど;
•全部のフィレットを同じ寸法にして、これで製造に一種類の工具を使うことが可能になる;
•グルーブのルートに小さいフィレット(0.5mm又は1mm)を設計する;
•理想なフィレットの寸法は刃物の半径より少し大きいであるはず。これで、加工過程に刃物に掛けてるロードを減らすことができ、更に製造コストと時間を減らすこともできる。例えば、グルーブの深さは12㎜で、フィレットの寸法が5㎜で、又はもっと大きくし、直径8㎜の刃物が直接に製造に使われ、製造効率も向上できる。
フィレットの寸法は少なともグル
ーブの深さの1/3である。
製品の要求のせいで、ラウンドにできない場合、例えば、他の正方形の部品とマッチする必要がある場合、下記の設計では小さいフィレットを避けることができる:
フィレットデザインを正方形
パーツとマッチさせる
2.ネジ模様の深さを減らす
必要がないネジ模様の深さはCNC加工のコストになる。加工効率の低減にもなる。原因は刃物を使うことである。覚えてください、深すぎのネジ模様(穴直径の0.5倍を超える)は繋がりの強さを増やすことはできない。コストを下がり、生産効率を上がる:
•ネジ模様の深さはネジ穴直径の3倍にもなれる;
•ブラインド穴のタッピングにとって、穴のルートに少なくとも1/2穴直径の長さまで増やした方がベストである。
ネジ模様の深さはネジ穴直径の3倍にもなれる
3.大きな寸法比例を避ける
大きいな比例
を避ける
高さと広さの比例が多きいである部品をCNC加工する時、精度よく加工することが難しくなる。その状況の発生を避ける為に、この特徴を厚い壁又はリブサポーターに繋がるべき。コストを下がり、生産効率を上がる:
•長さと広さの比例を4より大きくすることを避ける;
•この特徴を厚い壁又はリブサポーターと繋がる
4.材料の加工性を考えに入れる
材料の加工性が良ければよいほど、部品のCNC加工が簡単になれる。製造コストも低くなる。材料の加工性は材料の物理性能で決まってる。普通は材料が柔らければ柔らかい程、伸び性能がよい、加工もしやすい。
例えば、黄銅C360は優秀な加工性能があり、快速に加工できる;アルミ合金(アルミ6061と7075)も加工に向いてる。鋼の加工性が良くない。アルミ合金と比べたら、鋼の加工は2倍以上の加工時間が必要。もちろん、違う鋼の加工性が違う。例えば、ステンレス304の加工性指数は45%で、ステンレス303の加工性指数は78%である。後ろの方が加工しやすい。
プラスチック材料の加工性は硬度と熱性能に関わっている。CNC加工に、プラスチック材料が高温で熔けたり、変形したりになる。
POMはCNC加工に一番向いてる材料であり、次に向いてるのはABAである;PEEKとナイロンは加工しにくいプラスチック材料である。
コストを下がり、生産効率をあがる:
•できる限り、加工性のいい材料を選ぶ。
5.原材料の価格を考える
原材料の価格はCNC加工製品コストの重要な要素である。下記は常用の金属とプラスチック原材料の価格のランキングである。安いから高くまで並べてる。ご参考にだけ。
原材料価格ランキング
▲ アルミ6061は良い加工性能と安い価格で、理想な原材料である。サンプル生産に向いてる。
▲ ステンレス303と黄銅C360は加工性能が良く、生産効率が良い。しかし、原材料の価格が高い。だから、量産しか向いてない。これで、生産時間の収縮で高価格をバランスさせる。
▲ プラスチック材料のほう、ABS、ナイロン、POMの価格はアルミ6061と近い。しかし、プラスチックのほうはCNC加工に向いてないので、コストにはメリットがない。コストを下がり、生産効率を上がる:
•価格の安い材料を選び、特に小ロットの時。
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