Quando si progettano e si producono nuove parti, ci sono molti fattori da tenere a mente per rendere il progetto un successo. L'azienda spera che le nuove parti possano essere progettate e prodotte nel modo più efficiente possibile per mantenere i costi di produzione ottimali. Per raggiungere questo obiettivo, i progettisti devono ottimizzare il modello digitale del nuovo centro di lavoro e il tornio per lavorare le parti.
Ogni parte ha caratteristiche essenziali per il suo funzionamento, ma potrebbe essere necessario semplificare o omettere altri aspetti del progetto. In alcuni casi, i progettisti includono caratteristiche e figure geometriche non necessarie per abitudine o perché non si rendono conto di come ciò influirà sulla complessità della produzione. Questo articolo approfondirà tali problemi e il modo in cui i progettisti di parti possono semplificare la produzione ottimizzando i progetti di fresatura e tornitura CNC.
Potenziali problemi di progettazione
Le macchine CNC producono una vasta gamma di parti, dai giocattoli di plastica ai componenti del carrello di atterraggio degli aerei. Le aziende utilizzano la lavorazione CNC per la produzione perché consente loro di creare geometrie e forme complesse in modo preciso. Tuttavia, macchine e strumenti diversi presentano alcune limitazioni, che potrebbero sorprendere i progettisti se non sono preparati.
Gli strumenti di fresatura CNC hanno un design cilindrico come i trapani e la loro forma limita le forme geometriche che creano. I progettisti che utilizzano strumenti di grandi dimensioni per creare spigoli vivi possono ricevere feedback di progettazione per la producibilità (DFM) che la funzione non è realizzabile come progettata.
Quando si lavorano i pezzi, anche gli utensili di fresatura hanno limitazioni di profondità e direzione. I progettisti che creano geometrie interne eccessivamente complesse possono contrassegnare le loro parti come errori DFM.
Gli utensili dei torni CNC possono funzionare solo entro un intervallo di movimento specifico. Per le parti con geometrie più complesse, l'officina utilizzerà torni con utensili motorizzati o lavorazioni multiple.
Per evitare tali problemi, ottimizzare il design per migliorare l'efficienza di produzione.
Sette chiavi per ottimizzare la progettazione di fresatura e tornitura CNC
I progettisti dovrebbero considerare i seguenti sette punti per garantire che il progetto abbia la migliore compatibilità con la fresatura e i torni CNC prima di inviarlo per la produzione:
Integra il tuo strumento e le impostazioni degli artefatti
Ogni volta che una macchina CNC richiede un nuovo utensile o un macchinista deve riposizionare il pezzo nell'attrezzatura del pezzo o nella fresatrice, la produzione rallenta. Sebbene questo tempo extra possa non essere un problema quando si producono parti di prototipi limitate, potrebbe finire per spendere molto tempo e denaro nel processo di produzione di massa.
Limite profondità cavità
Il progettista dovrebbe limitare la profondità della cavità a quattro volte il diametro dell'utensile da taglio. Maggiore è la profondità, maggiore è il tempo e il costo necessari per utensili speciali o processi più costosi. Evita gli angoli interni taglienti
L'utensile di fresatura lascerà un raccordo nella cavità pari al diametro dell'utensile. Strumenti più piccoli possono ridurre questi diametri, ma questo aumenta il tempo necessario per la lavorazione. Per l'efficienza di produzione, è meglio progettare angoli interni arrotondati con un raggio maggiore per ridurre al minimo il numero di cambi utensile.
Utilizzare tolleranze standard quando possibile
È meglio limitare il numero di tolleranze ristrette nel progetto e specificare solo quelle necessarie per le caratteristiche chiave. Ogni tolleranza univoca specificata nel progetto aumenta i tempi e i costi di produzione.
Combina fori di dimensioni standard
Le caratteristiche non standard, come i fori di diametro inferiore a 2,5 mm, aumenteranno il tempo necessario per la produzione delle parti. Se possibile, è meglio utilizzare fori di dimensioni standard per ridurre tempi e costi di progettazione (a meno che non siano richieste caratteristiche non standard).
Evita il più possibile le pareti sottili
Per evitare problemi di vibrazione e integrità durante la lavorazione delle parti, evitare cavità separate da pareti sottili. Le pareti metalliche sono più sottili di 0,8 mm, la plastica è più sottile di 1,5 mm e la velocità di elaborazione è più lenta, il che riduce la precisione e aumenta i tempi di produzione.
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Mantenere i fori filettati poco profondi
L'officina ha riscontrato che i fori filettati sono difficili, quindi i progettisti dovrebbero ridurre al minimo il loro utilizzo. Quando sono necessari fori filettati, mantenere la lunghezza della filettatura al minimo. Il bullone deve solo girare tre giri per tenerlo saldamente, e una vite più profonda farà affrontare al rubinetto un rischio maggiore di rottura durante la lavorazione.
Puoi anche aiutare a ottimizzare i progetti di fresatura e tornitura CNC scegliendo saggiamente i materiali. Le proprietà del materiale, come durezza e peso, devono essere bilanciate con la sua lavorabilità. Ad esempio, l'officina meccanica può tagliare l'alluminio più velocemente dei metalli più duri, rendendolo una scelta più efficace. Tuttavia, a seconda dell'applicazione della parte, l'alluminio potrebbe non essere la scelta migliore.
Un'officina di lavorazione certificata può consigliare sulle decisioni di progettazione e ottimizzare le parti per la lavorazione CNC.
Cosa puoi aspettarti dalla tua officina meccanica per aiutarti a ottimizzare la progettazione
L'officina di lavorazione CNC vuole che il design abbia lo stesso successo dei suoi clienti. Usano strumenti di automazione e competenze di produzione per aiutare a ottimizzare la progettazione:
Feedback DFM: un'officina di lavorazione affidabile ti fornirà feedback sulla progettazione della producibilità, evidenziando eventuali aree problematiche nella parte che sono difficili da produrre. La consultazione con i tuoi fornitori ti aiuterà a prendere decisioni migliori per bilanciare le tue priorità di progettazione e i costi di produzione.
Sistema di ordinazione delle parti online: molte officine meccaniche ora utilizzano sistemi di richiesta delle parti online per i propri clienti. Il cliente carica il modello CAD nel sistema di valutazione, che fornirà un feedback immediato sulla producibilità della parte. Se il negozio riscontra un problema con il design, o se le parti sono accettabili, il cliente può apportare modifiche e completare l'ordine. Questo metodo consente di risparmiare molto tempo dal vecchio e più tradizionale processo di richiesta di parti di carta. Inoltre, il sistema di valutazione automatica indicherà i problemi che il progettista può correggere prima di inviare la parte per la produzione.
Rappresentanti di ingegneria: alcune officine meccaniche utilizzano rappresentanti di vendita con conoscenze ingegneristiche per aiutare i propri clienti a fare le migliori scelte di progettazione. Puoi ottimizzare il tuo progetto rispondendo alle domande chiave prima di inviare le parti per la produzione, dalla selezione del materiale ai requisiti di documentazione.
