効率を考慮した設計:CNC 機械加工プロセスを合理化する方法

CNC 機械加工は、金属やプラスチックなどのさまざまな材料から精密部品を製造できる、一般的で効率的な除去製造方法です。材料の選択や生産量に関係なく、パーツの設計時に重要な評価と調整を行うことで、CNC 機械加工プロセスを合理化してコストを削減し、パーツの品質を最適化することができます。

設計による CNC 加工の合理化

CNC 機械加工プロセスを可能な限り合理化するには、最初の部品設計を最大限に活用する必要があります。設計プロセス中に以下を組み込みます:

特定の CNC 機械加工プロセスを念頭に置いた設計

CNC 機械加工用の部品を設計するときは、特定の CNC 機械加工プロセスを念頭に置いて、コンポーネントに関する決定を下してください。さまざまなマシンがさまざまなアプリケーションに適しています。

CNC旋盤またはCNCフライス盤のどちらを使用するかを検討してください。 CNC 旋削では固定工具で回転するワークピースを使用しますが、CNC フライス加工では回転工具と固定ブロックを使用します。通常、CNC 旋削ではセットアップ時間が短いため、フライス加工よりも高速に部品を製造できます。その結果、旋削は通常、フライス加工よりも手頃な価格になります。

CNC 旋削またはフライス加工のどちらを使用する場合でも、切削工具の可動範囲と作業範囲を考慮する必要があります。 5 軸 CNC マシンを使用すると、複雑な設計をより簡単に加工でき、加工中の調整が少なくなります。一方、軸数の少ない加工ツールでは、より多くの再配置が必要になる場合があり、同じ複雑な部品の加工に時間がかかる場合があります。パーツに内部形状がある場合は、特殊なツールが必要になることにも注意してください。

機械の公差とサイズの制限を考慮する

また、公差、つまりパーツごとの許容可能な変動量も考慮する必要があります。公差が厳しくなると、準備時間が長くなり、処理時間が長くなり、より複雑な CNC 機械加工プロセスが必要になります。

一部の材料は他の材料よりも機械加工しやすいため、公差は材料によって異なることに注意してください。たとえば、CNC マシンの一般的な公差は、金属に対して +/- 0.005 インチ、プラスチックに対して +/- 0.010 インチです。部品が意図したとおりに仕上がり、生産が可能な限り費用対効果が高いことを確認するには、許容範囲を超えないようにして、標準の寸法と許容範囲を使用するようにしてください。

パーツのサイズを考えるときは、ツールの機能も考慮する必要があります。結局のところ、パーツの切り込みがツールの切断長に対して深すぎる場合は、製品のサイズを変更するか、後で組み立てるために小さなピースに分割する必要があり、生産プロセスが長くなる可能性があります.一方、小さすぎるパーツフィーチャを設計する場合、詳細を機械加工することは、不可能ではないにしても困難になる可能性があります。

プロジェクトの範囲に適した資料を選択してください

材料は、モーター出力、送り速度、およびスピンドル速度に影響を与え、全体的なサイクル時間に影響を与える可能性があります。さらに、材料は最終部品の耐久性、性能、および全体的なコストに影響を与えるため、コンポーネントの機能と最終使用環境、およびさまざまな材料の使いやすさ、コスト、剛性、および密度を考慮してから作成する必要があります。最終的な材料の選択。

真鍮、青銅、アルミニウムなどの軟質金属は、スチールなどの硬質金属よりも安価で軽量で、通常は機械加工が容易です。その結果、一般に軟質金属の加工コストが低くなります。欠点は、硬質金属ほどのストレスに耐えられないことです。

プラスチックは通常、金属よりも安価で費用対効果が高くなります。ただし、それらは反りの影響を受けやすく、金属と同じ重量、剛性、または構造的完全性を備えていません。その結果、プラスチックは、極度の応力、摩耗、または裂傷を受ける部品には理想的ではありません。さらに、プラスチックを CNC 加工する場合、厳しい公差を達成することは困難です。