Làm thế nào để giảm chi phí các bộ phận gia công CNC thông qua thiết kế kết cấu thông minh

Các bộ phận gia công CNC, còn được gọi là các bộ phận được xử lý bằng thiết bị CNC, đại diện cho một phương pháp gia công chính xác được điều khiển bằng kỹ thuật số bởi máy tính. Phương pháp này ngày càng trở nên phổ biến trong sản xuất hiện đại.

Thiết bị gia công CNC, thường được gọi là máy công cụ CNC, có tên khác nhau ở các khu vực khác nhau. Ví dụ, ở khu vực đồng bằng sông dương tử, nó thường được gọi là trung tâm gia công, trong khi ở khu vực đồng bằng sông Châu Giang, nó được gọi là chiêng máy tính.

Máy công cụ CNC điển hình bao gồm:

Máy tiện CNC-Công cụ này xoay vật liệu trong mâm cặp máy tiện và di chuyển dụng cụ cắt dọc theo hai trục để tạo ra các bộ phận hình trụ.

Máy phay CNC-Những máy này được sử dụng để chế tạo các bộ phận phẳng, và các phiên bản tiên tiến hơn với mức độ tự do bổ sung có thể tạo ra các hình dạng phức tạp. Vật liệu vẫn đứng yên trong khi trục chính quay với dụng cụ, di chuyển hoặc xoay dọc theo ba trục (đôi khi bốn hoặc năm). Trong một số trường hợp, trục chính vẫn đứng yên trong khi vật liệu được đưa vào nó.

Máy khoan CNC-tương tự như máy phay CNC nhưng được thiết kế để cắt dọc theo một trục, Các máy này di chuyển mũi khoan xuống dọc theo trục z, mà không ảnh hưởng đến trục x và trục Y.

Máy mài CNC-Những máy này sử dụng một bánh mài để đạt được bề mặt hoàn thiện chất lượng cao. Chúng được thiết kế để loại bỏ một lượng nhỏ vật liệu khỏi kim loại cứng, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho các thao tác hoàn thiện.

Gia công CNC được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau do độ chính xác đặc biệt của nó. Tuy nhiên, dịch vụ gia công CNC có thể tương đối đắt tiền so với các kỹ thuật sản xuất khác như ép phun, đúc khuôn và dập. Chi phí của các bộ phận gia công CNC bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố chính:

Chi phí thiết bị: Các Chi phí này bao gồm giá mua ban đầu, chi phí vận hành, bảo trì và các chi phí tiềm năng khác như dụng cụ và sử dụng hệ thống CNC. Các máy tốn kém hơn, cả về mua lại và bảo trì, sẽ dẫn đến các bộ phận đắt hơn. Máy phay thường đắt hơn máy tiện do sự phức tạp và yêu cầu thiết lập của chúng. Do đó, nên thiết kế các bộ phận để phù hợp với gia công máy tiện khi có thể.

Chi phí thiết kế: Chi phí liên quan đến thiết kế bao gồm CAD (Thiết kế kết cấu và kỹ thuật), CAE (tối ưu hóa và phân tích) và cam (Lập trình sản xuất). Các chi phí này có thể khác nhau tùy thuộc vào sự hợp tác giữa các bên và khối lượng của Dự án. Khối lượng lớn hơn có xu hướng giảm chi phí thiết kế cho mỗi bộ phận.

Chi phí vật liệu: chi phí vật liệu là một thành phần đáng kể của chi phí một phần, được xác định bởi chi phí nguyên liệu, số lượng vật liệu và thời gian xử lý. Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí vật liệu bao gồm việc lựa chọn vật liệu phù hợp dựa trên việc sử dụng một phần và chức năng, giảm thiểu việc sử dụng vật liệu và khả năng gia công của vật liệu.

Khối lượng sản xuất: khi số lượng bộ phận tăng lên, chi phí đơn vị của từng bộ phận giống hệt nhau sẽ giảm. Mức giảm này chủ yếu là do loại bỏ chi phí thiết kế trùng lặp và thiết lập máy. Chi phí thiết kế và thiết lập được trải rộng trên toàn bộ lô linh kiện, giúp tiết kiệm chi phí hơn để sản xuất số lượng lớn hơn.

Yêu cầu đặc biệt: các yêu cầu cụ thể, chẳng hạn như dung sai, độ nhám bề mặt và nhu cầu xử lý sau, có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí. Yêu cầu dung sai chặt chẽ hơn và yêu cầu hoàn thiện bề mặt có thể làm phức tạp việc gia công và tăng chi phí. Các hoạt động sau xử lý, như xử lý nhiệt và xử lý bề mặt, cũng góp phần vào chi phí chung.

Thiết kế kết cấu: sự phức tạp của cấu trúc một bộ phận ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí sản xuất. Để giảm thiểu chi phí và nâng cao hiệu quả, Hãy xem xét các nguyên tắc thiết kế sau:

Tránh các thiết kế tường mỏng và ưu tiên các bức tường dày hơn để ổn định và tiết kiệm chi phí.

Đảm bảo rằng các tính năng thiết kế tương thích với gia công CNC và tránh góc trong 90 °.

Sử dụng bán kính góc trong lớn hơn để giảm thời gian gia công và hao mòn dụng cụ.

Hạn chế độ sâu của khoang để tránh loại bỏ vật liệu quá mức và các thách thức gia công.

Giảm việc sử dụng các tính năng cấu trúc cong để tiết kiệm thời gian và chi phí.

Giữ độ dài chỉ ở mức tối thiểu để tránh gia công không cần thiết.

Thiết kế các lỗ kích thước tiêu chuẩn để gia công nhanh hơn và chính xác hơn.

Giảm thiểu số lượng ma CNCChine thiết lập để giảm xử lý thủ công và sửa lỗi tùy chỉnh.

Tránh chữ và chữ không cần thiết, nhưng nếu cần, hãy làm theo các kỹ thuật hiệu quả về chi phí như sàng lọc lụa và khắc laser.

Bằng cách thực hiện các thực tiễn thiết kế này, bạn có thể giảm chi phí cho các bộ phận gia công CNC trong khi vẫn duy trì chất lượng, giúp ngành sản xuất cạnh tranh hơn và đáp ứng nhu cầu của thị trường.