Giảm chi phí gia công CNC là rất quan trọng đối với các doanh nghiệp nhằm duy trì tính cạnh tranh trong bối cảnh sản xuất ngày nay. Gia công CNC, với độ chính xác và tính linh hoạt của nó, đóng một vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp. Nhưng đạt được hiệu quả chi phí trong gia công CNC có thể là một thách thức.
Trong bài viết này, bạn sẽ học các mẹo thực tế để giảm thời gian gia công, giảm thiểu chất thải vật liệu và tối ưu hóa thiết kế. Chúng tôi sẽ khám phá các chiến lược để lựa chọn vật liệu thông minh hơn, dụng cụ hiệu quả và thiết kế bộ phận đơn giản hóa. Hãy đi sâu vào các thực tiễn tốt nhất để giữ chi phí gia công CNC thấp mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
Hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí gia công CNC
Khi nói đến gia công CNC, một số yếu tố chính có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí chung. Bằng cách hiểu các yếu tố này, các nhà sản xuất có thể đưa ra quyết định sáng suốt để tối ưu hóa quy trình của họ và giảm thiểu chi phí. Hãy khám phá các yếu tố chính ảnh hưởng đến chi phí gia công CNC.
Lựa chọn vật chất và tác động của nó đối với chi phí
Sự lựa chọn vật liệu đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định chi phí gia công CNC. Các vật liệu khác nhau có tính chất khác nhau, khả năng gia công và điểm giá. Một số cân nhắc chính bao gồm:
Các vật liệu cứng hơn, chẳng hạn như thép không gỉ, thường yêu cầu các công cụ đắt tiền hơn và thời gian gia công dài hơn, dẫn đến chi phí cao hơn.
Kim loại mềm hơn, như nhôm và đồng thau, thường hiệu quả hơn về chi phí do khả năng gia công tuyệt vời của chúng và giá nguyên liệu thấp hơn.
Nhựa cung cấp một loạt các lựa chọn, với một số người kinh tế hơn những lựa chọn khác. Ví dụ, ABS và POM tương đối rẻ tiền, trong khi Peek tốn kém hơn.
Chọn vật liệu phù hợp nhất cho ứng dụng trong khi xem xét tác động của nó đối với chi phí gia công là điều cần thiết để tối ưu hóa chi phí.
Chi phí liên quan đến máy (thiết lập, khả năng, hoạt động)
Các chi phí liên quan đến bản thân các máy CNC cũng đóng một vai trò quan trọng trong chi phí tổng thể. Chúng bao gồm:
Chi phí thiết lập: Thời gian và nỗ lực cần thiết để chuẩn bị máy cho một công việc cụ thể, bao gồm lập trình, công cụ và thiết lập cố định.
Khả năng của máy: Các tính năng và chức năng của máy CNC, chẳng hạn như số lượng trục, độ chính xác và tốc độ, có thể ảnh hưởng đến chi phí gia công.
Chi phí hoạt động: Tiêu thụ năng lượng, bảo trì và khấu hao máy CNC đóng góp vào các chi phí liên tục.
Đầu tư vào các máy hiệu quả, chất lượng cao và tối ưu hóa các quy trình thiết lập có thể giúp giảm chi phí liên quan đến máy.
Sự phức tạp và hình học một phần
Sự phức tạp và hình học của phần được gia công có thể ảnh hưởng lớn đến chi phí gia công CNC. Các thiết kế phức tạp với các tính năng phức tạp, dung sai chặt chẽ và hình học đầy thách thức đòi hỏi nhiều thời gian gia công hơn, các công cụ chuyên dụng và lao động lành nghề. Điều này dẫn đến tăng chi phí so với các bộ phận đơn giản hơn, đơn giản hơn.
Để giảm thiểu chi phí, các nhà thiết kế nên:
Đơn giản hóa một phần hình học bất cứ khi nào có thể
Tránh các tính năng không cần thiết và sự phức tạp
Sử dụng công cụ tiêu chuẩn và các quy trình khi khả thi
Bằng cách hợp lý hóa các thiết kế một phần, các nhà sản xuất có thể giảm thời gian và chi phí gia công.
Dung sai và yêu cầu hoàn thiện bề mặt
Dung sai cụ thể và yêu cầu hoàn thiện bề mặt cho phần gia công CNC cũng có thể ảnh hưởng đến chi phí. Dung sai chặt chẽ hơn và hoàn thiện bề mặt mịn hơn đòi hỏi gia công chính xác hơn, các bước xử lý bổ sung và tăng thời gian gia công. Điều này dẫn đến chi phí cao hơn so với các bộ phận có dung sai lỏng hơn và kết thúc khó khăn hơn.
Để tối ưu hóa chi phí, các nhà sản xuất nên:
Chỉ định dung sai và hoàn thiện bề mặt phù hợp với ứng dụng
Tránh dung sai quá chặt chẽ hoặc yêu cầu hoàn thiện bề mặt quá mức trừ khi cần thiết
Xem xét các quy trình thay thế, chẳng hạn như mài hoặc đánh bóng, để đạt được hoàn thiện bề mặt cụ thể
Bằng cách đánh giá cẩn thận dung sai và nhu cầu hoàn thiện bề mặt, các nhà sản xuất có thể cân bằng chức năng một phần với hiệu quả chi phí.
Khối lượng sản xuất
Số lượng các bộ phận được sản xuất có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí trên mỗi đơn vị trong gia công CNC. Khối lượng sản xuất cao hơn thường dẫn đến chi phí thấp hơn do quy mô kinh tế. Khi sản xuất số lượng lớn hơn, các nhà sản xuất có thể:
Chi phí thiết lập lan rộng trên nhiều bộ phận hơn
Tối ưu hóa việc sử dụng máy và giảm thời gian nhàn rỗi
Đàm phán giá tốt hơn cho nguyên liệu và dụng cụ
Tuy nhiên, điều cần thiết là xem xét sự đánh đổi giữa khối lượng sản xuất và các yếu tố khác, chẳng hạn như chi phí hàng tồn kho và thời gian dẫn đầu.
Yêu cầu lao động và kỹ năng
Chi phí lao động và mức độ kỹ năng cần thiết cho Gia công CNC cũng đóng góp vào chi phí tổng thể. Các nhà máy móc và lập trình viên lành nghề chỉ huy mức lương cao hơn, có thể tăng chi phí. Tuy nhiên, chuyên môn của họ cũng có thể dẫn đến các quy trình hiệu quả hơn, giảm lỗi và cải thiện chất lượng bộ phận.
Để tối ưu hóa chi phí lao động, các nhà sản xuất nên:
Đầu tư vào đào tạo và phát triển để tăng cường các kỹ năng của lực lượng lao động của họ
Thực hiện các quy trình chuẩn hóa và thực tiễn tốt nhất để nâng cao hiệu quả
Cân nhắc tự động hóa một số nhiệm vụ để giảm yêu cầu lao động
Thực tiễn tốt nhất để giảm chi phí gia công CNC
Thực hiện các thực tiễn tốt nhất trong gia công CNC là rất quan trọng để giảm thiểu chi phí và tối đa hóa hiệu quả. Bằng cách áp dụng các chiến lược này, các nhà sản xuất có thể hợp lý hóa các quy trình của họ, giảm chất thải và cải thiện lợi nhuận tổng thể.
Đơn giản hóa thiết kế một phần
Một trong những cách hiệu quả nhất để giảm chi phí gia công CNC là đơn giản hóa các thiết kế bộ phận. Điều này liên quan đến:
Giảm thiểu các tính năng phức tạp: Đơn giản hóa hình học, tránh các chi tiết không cần thiết và sử dụng công cụ tiêu chuẩn bất cứ khi nào có thể.
Sử dụng các thành phần tiêu chuẩn: Kết hợp các thành phần ngoài kệ vào các thiết kế để giảm các yêu cầu gia công tùy chỉnh.
Thiết kế cho khả năng sản xuất (DFM): Hợp tác với các nhóm sản xuất để tối ưu hóa các thiết kế để sản xuất hiệu quả.
Tối ưu hóa vật liệu
Chọn đúng vật liệu và tối ưu hóa việc sử dụng của chúng có thể ảnh hưởng đáng kể đến chi phí gia công CNC. Các chiến lược chính bao gồm:
Chọn vật liệu hiệu quả về chi phí: lựa chọn các vật liệu cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với khả năng chi trả, chẳng hạn như nhôm hoặc nhựa.
Xem xét khả năng gia công: Chọn vật liệu dễ dàng hơn để máy, giảm thời gian hao mòn công cụ và thời gian gia công.
Giảm chất thải vật liệu: Tối ưu hóa hình học một phần và làm tổ để giảm thiểu phế liệu và tối đa hóa việc sử dụng vật liệu.
Tối ưu hóa quá trình gia công
Tối ưu hóa quá trình gia công là rất cần thiết để giảm chi phí. Điều này liên quan đến một số khía cạnh chính:
Chọn đúng máy CNC cho công việc: Chọn các máy phù hợp với các yêu cầu cụ thể của dự án, xem xét các yếu tố như độ chính xác, tốc độ và khả năng.
Thực hiện các chiến lược công cụ hiệu quả: Sử dụng các công cụ chất lượng cao, lâu dài và tối ưu hóa các đường dẫn công cụ để giảm thời gian gia công và giảm thiểu thay đổi công cụ.
Giảm thiểu thiết lập máy: Giảm số lượng thiết lập theo yêu cầu bằng cách nhóm các bộ phận tương tự hoặc sử dụng các máy đa trục.
Tận dụng các công nghệ sản xuất nâng cao: Áp dụng các công nghệ sáng tạo, chẳng hạn như gia công tốc độ cao hoặc CNC 5 trục, để cải thiện hiệu quả và giảm chi phí.
Khả năng chịu đựng và quản lý hoàn thiện bề mặt
Quản lý dung sai và hoàn thiện bề mặt là rất quan trọng để cân bằng chức năng một phần với hiệu quả chi phí. Thực tiễn tốt nhất bao gồm:
Áp dụng dung sai hiệu quả về chi phí: Chỉ định dung sai phù hợp với ứng dụng, tránh các yêu cầu quá chặt chẽ làm tăng chi phí.
Giới hạn nhiều hoàn thiện bề mặt: giảm thiểu việc sử dụng các hoàn thiện bề mặt khác nhau trên một phần, vì điều này có thể thêm độ phức tạp và tăng thời gian xử lý.
Lập kế hoạch sản xuất và khả năng mở rộng
Lập kế hoạch sản xuất hiệu quả và tận dụng các nền kinh tế theo quy mô có thể giúp giảm chi phí gia công CNC. Các chiến lược chính bao gồm:
Sử dụng sản xuất hàng loạt: Nhóm các bộ phận tương tự với nhau theo lô để giảm thiểu thời gian thiết lập và tăng hiệu quả.
Tận dụng lợi thế kinh tế theo quy mô: sản xuất số lượng lớn các bộ phận để phân bổ chi phí cố định trên nhiều đơn vị hơn, giảm chi phí cho mỗi phần.
Phương pháp hợp tác
Việc thúc đẩy sự hợp tác giữa các nhóm khác nhau và các bên liên quan có thể dẫn đến việc giảm chi phí trong gia công CNC. Các thực tiễn quan trọng bao gồm:
Tham gia vào sự tham gia của nhà cung cấp sớm (ESI): liên quan đến các nhà cung cấp sớm trong quá trình thiết kế để tận dụng chuyên môn của họ và xác định các cơ hội tiết kiệm chi phí.
Thúc đẩy giao tiếp giữa các nhóm thiết kế và sản xuất: Khuyến khích giao tiếp mở và hợp tác giữa các nhóm thiết kế và sản xuất để tối ưu hóa các thiết kế cho hiệu quả sản xuất.
Sử dụng phần mềm CAD/CAM để tối ưu hóa thiết kế và lập trình
Đầu tư vào phần mềm CAD/CAM tiên tiến có thể hợp lý hóa quy trình thiết kế và lập trình, dẫn đến giảm chi phí. Các chiến lược chính bao gồm:
Đầu tư vào phần mềm CAD/CAM chất lượng cao để cải thiện hiệu quả thiết kế: Sử dụng các công cụ phần mềm mạnh mẽ để tối ưu hóa thiết kế, tự động hóa các tác vụ và giảm thời gian thiết kế.
Sử dụng phần mềm để gia công tối ưu hóa đường dẫn để giảm thời gian gia công và hao mòn công cụ: Tận dụng phần mềm CAM để tạo đường dẫn công cụ hiệu quả, giảm thiểu thời gian gia công và kéo dài tuổi thọ của công cụ.
Thực hiện bảo trì dự đoán để giảm thời gian chết bất ngờ
Việc áp dụng các chiến lược bảo trì dự đoán có thể giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của máy và chi phí liên quan. Thực tiễn chính bao gồm:
Tiến hành bảo trì thường xuyên dựa trên các phân tích dự đoán để tăng việc sử dụng thiết bị: Sử dụng những hiểu biết dựa trên dữ liệu để lên lịch các tác vụ bảo trì một cách chủ động, đảm bảo máy vận hành ở mức hiệu suất tối ưu.
Áp dụng phương pháp bảo trì chủ động để giảm chi phí sửa chữa bất ngờ: Xác định và giải quyết các vấn đề tiềm ẩn trước khi chúng dẫn đến sự cố tốn kém, giảm chi phí sửa chữa và giảm thiểu sự gián đoạn.
Xem xét các phương pháp gia công phi truyền thống
Khám phá các phương pháp gia công thay thế có thể cung cấp các cơ hội tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng cụ thể. Thực tiễn tốt nhất bao gồm:
Đánh giá hiệu quả chi phí của các phương pháp gia công thay thế cho các hoạt động cụ thể: xem xét các kỹ thuật như EDM, cắt nước hoặc cắt laser cho một số bộ phận hoặc tính năng nhất định.
Khám phá các tùy chọn như cắt nước hoặc cắt laser có thể mang lại lợi thế cho các ứng dụng nhất định: đánh giá sự phù hợp của các phương pháp phi truyền thống dựa trên các yếu tố như vật liệu, hình học và khối lượng sản xuất.
Thực hiện thực hành sản xuất bền vững
Việc áp dụng các hoạt động sản xuất bền vững có thể dẫn đến giảm chi phí trong khi giảm thiểu tác động môi trường. Các chiến lược chính bao gồm:
Giảm chi phí trong khi giảm thiểu tác động môi trường thông qua hiệu quả năng lượng, giảm chất thải và tối ưu hóa vật liệu: thực hiện các biện pháp tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu việc tạo chất thải và tối ưu hóa việc sử dụng vật liệu để giảm cả chi phí và dấu chân sinh thái.
Liên tục giám sát và cải thiện các thực tiễn bền vững để xác định các cơ hội mới để tiết kiệm chi phí: thường xuyên đánh giá và tinh chỉnh các hoạt động sản xuất bền vững để khám phá các khu vực bổ sung để giảm chi phí và quản lý môi trường.
Mẹo thiết kế để giảm chi phí gia công CNC
Thiết kế hiệu quả đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu chi phí gia công CNC. Bằng cách kết hợp các nguyên tắc thiết kế tiết kiệm chi phí, các kỹ sư và nhà thiết kế có thể tối ưu hóa các bộ phận để sản xuất hiệu quả, giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến chức năng.
1. Thêm cứu trợ vào túi góc
Khi thiết kế các bộ phận với các góc bên trong, điều quan trọng là thêm cứu trợ cho các khu vực đó. Điều này liên quan đến việc tạo ra một bán kính nhỏ hoặc vát ở góc, cho phép gia công hiệu quả hơn. Lợi ích của việc thêm cứu trợ bao gồm:
Giảm rủi ro hao mòn công cụ
Cho phép sử dụng các công cụ cắt lớn hơn, mạnh mẽ hơn
Giảm thiểu nhu cầu về nhiều đường chuyền hoặc công cụ chuyên dụng
2. Deburring cạnh theo cách thủ công
Mặc dù có thể hấp dẫn khi chỉ định các cạnh vát hoặc tròn trên các bộ phận để loại bỏ các khối, điều này có thể thêm thời gian và chi phí gia công không cần thiết. Thay vào đó, hãy xem xét thiết kế các bộ phận với các cạnh sắc nét và gỡ lỗi chúng bằng tay sau khi gia công. Cách tiếp cận này cung cấp một số lợi thế:
Loại bỏ sự cần thiết cho các hoạt động gia công bổ sung
Giảm thời gian thiết lập và thay đổi công cụ
Cho phép loại bỏ vật liệu hiệu quả hơn
3. Tránh văn bản và bản khắc không cần thiết
Bao gồm văn bản, logo hoặc bản khắc trang trí trên các bộ phận gia công CNC có thể thêm chi phí và độ phức tạp đáng kể. Các tính năng này thường yêu cầu dụng cụ chuyên dụng, nhiều thiết lập và tăng thời gian gia công. Để giảm thiểu chi phí, hãy xem xét những điều sau đây:
Giới hạn văn bản và bản khắc đối với thông tin cần thiết chỉ
Sử dụng các phông chữ và thiết kế đơn giản, dễ máy tính
Khám phá các phương pháp thay thế để áp dụng văn bản, chẳng hạn như in hoặc ghi nhãn
4.
Các bức tường mỏng và các tính năng tinh tế có thể đặt ra những thách thức trong gia công CNC, thường yêu cầu dụng cụ chuyên dụng, tốc độ thức ăn chậm hơn và tăng thời gian gia công. Chúng cũng có thể dễ bị biến dạng hoặc thiệt hại trong quá trình gia công. Để giảm thiểu những vấn đề này và giảm chi phí, các nhà thiết kế nên:
Duy trì độ dày thành trên các giá trị được đề xuất tối thiểu cho vật liệu đã chọn
Củng cố các tính năng mỏng với gussets hoặc xương sườn để cải thiện sự ổn định
Tránh thiết kế các tính năng quá mỏng hoặc mỏng manh bất cứ khi nào có thể
5. Giữ thiết kế đơn giản và mô -đun
Các thiết kế phức tạp, nguyên khối có thể là thách thức và tốn kém để sản xuất bằng cách sử dụng gia công CNC. Thay vào đó, các nhà thiết kế nên phấn đấu cho sự đơn giản và mô -đun trong thiết kế của họ. Cách tiếp cận này mang lại một số lợi ích:
Giảm thời gian gia công và độ phức tạp
Cho phép sử dụng các quy trình và công cụ tiêu chuẩn
Tạo điều kiện cho việc lắp ráp và bảo trì dễ dàng hơn
Cho phép linh hoạt và khả năng thích ứng cao hơn
6. Khám phá các tài liệu thay thế
Lựa chọn vật liệu đóng một vai trò quan trọng trong chi phí gia công CNC. Một số vật liệu đắt tiền hoặc khó khăn hơn so với những vật liệu khác, dẫn đến chi phí sản xuất cao hơn. Để tối ưu hóa chi phí, các nhà thiết kế nên:
Xem xét các vật liệu thay thế với các thuộc tính tương tự nhưng chi phí thấp hơn
Chọn vật liệu có khả năng gia công tốt, chẳng hạn như nhôm hoặc đồng thau
Đánh giá sự đánh đổi giữa chi phí vật liệu và thời gian gia công
Sử dụng vật liệu một cách hiệu quả, giảm thiểu chất thải và tối ưu hóa làm tổ
7. Giữ tỷ lệ bán kính góc bên trong nhỏ hơn 3: 1
Khi thiết kế các góc bên trong, điều quan trọng là duy trì tỷ lệ thích hợp giữa bán kính góc và độ sâu của túi. Một nguyên tắc chung là giữ tỷ lệ của bán kính góc với độ sâu bỏ túi dưới 3: 1. Điều này cung cấp một số lợi thế:
Cho phép sử dụng công cụ tiêu chuẩn
Giảm nhu cầu về nhiều đường chuyền hoặc công cụ chuyên dụng
Giảm thiểu rủi ro hao mòn công cụ
Cho phép loại bỏ vật liệu hiệu quả hơn
8. Tránh các thiết kế khoang sâu với độ dài vượt quá 4 lần độ sâu
Khoang sâu với tỷ lệ khung hình cao có thể là thách thức và tốn kém đối với máy. Theo nguyên tắc chung, các nhà thiết kế nên đặt mục tiêu giữ độ dài khoang dưới 4 lần độ sâu. Điều này giúp:
Giảm nhu cầu về dụng cụ chuyên dụng, chẳng hạn như các nhà máy kết thúc lâu dài
Giảm thiểu độ lệch và rung của công cụ
Cho phép loại bỏ vật liệu hiệu quả hơn
Tránh nhu cầu thiết lập nhiều thiết lập hoặc đồ đạc chuyên dụng
9. Giới hạn độ sâu lỗ ren đến không quá 3 lần đường kính
Khi thiết kế các lỗ ren, điều quan trọng là phải xem xét độ sâu của lỗ liên quan đến đường kính của nó. Là một thực tiễn tốt nhất, các nhà thiết kế nên hạn chế độ sâu lỗ ren ở mức không quá 3 lần đường kính. Điều này mang lại một số lợi ích:
Giảm nguy cơ phá vỡ công cụ hoặc thiệt hại
Cho phép sử dụng vòi tiêu chuẩn và công cụ luồng
Giảm thiểu nhu cầu về nhiều đường chuyền hoặc công cụ chuyên dụng
Cho phép các hoạt động luồng hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn
10. Hỗ trợ các tính năng nhỏ với tỷ lệ khung hình lớn hơn 4
Các tính năng nhỏ với tỷ lệ khung hình cao, chẳng hạn như tường mỏng hoặc ông chủ cao, có thể dễ bị biến dạng hoặc thiệt hại trong quá trình gia công. Để giảm thiểu những vấn đề này và giảm chi phí, các nhà thiết kế nên:
Cung cấp hỗ trợ đầy đủ cho các tính năng nhỏ, chẳng hạn như gussets hoặc xương sườn
Duy trì tỷ lệ khung hình dưới 4: 1 bất cứ khi nào có thể
Xem xét các phương pháp sản xuất thay thế, chẳng hạn như EDM hoặc sản xuất phụ gia, cho các tính năng cực kỳ nhỏ hoặc tinh tế
11. Tránh những bức tường mỏng nhỏ hơn 0,5mm
Những bức tường mỏng, đặc biệt là những bức tường dày dưới 0,5mm, có thể cực kỳ khó khăn đối với máy móc và dễ bị biến dạng hoặc vỡ. Để giảm thiểu những rủi ro này và giảm chi phí, các nhà thiết kế nên:
Duy trì độ dày thành trên các giá trị được đề xuất tối thiểu cho vật liệu đã chọn
Sử dụng sườn, gussets hoặc các tính năng gia cố khác để hỗ trợ các bức tường mỏng
Xem xét các phương pháp sản xuất thay thế, chẳng hạn như chế tạo kim loại tấm hoặc ép phun, cho các bộ phận có tường rất mỏng
Những sai lầm phổ biến cần tránh khi cố gắng giảm chi phí CNC
Khi tìm cách giảm chi phí gia công CNC, điều quan trọng là phải tiếp cận quá trình một cách chiến lược và tránh những cạm bẫy thông thường. Nhiều công ty vô tình mắc lỗi có thể dẫn đến tăng chi phí, sự chậm trễ và kết quả dưới mức tối ưu.
Dung sai quá mức
Một trong những sai lầm thường xuyên nhất được thực hiện khi thiết kế các bộ phận cho gia công CNC là dung sai quá mức. Mặc dù dung sai chặt chẽ có thể là cần thiết cho một số tính năng quan trọng nhất định, việc áp dụng chúng cho mọi chiều có thể làm tăng đáng kể chi phí gia công. Để tránh sai lầm này, các nhà thiết kế nên:
Đánh giá cẩn thận các yêu cầu chức năng của từng tính năng và chỉ định dung sai cho phù hợp
Sử dụng dung sai tiêu chuẩn bất cứ khi nào có thể, vì chúng có hiệu quả hơn để đạt được
Giao tiếp với nhóm sản xuất để hiểu các khả năng và hạn chế của các thiết bị có sẵn
Bỏ qua các thuộc tính vật liệu và khả năng máy móc
Một sai lầm phổ biến khác là không xem xét các thuộc tính và khả năng máy móc của vật liệu đã chọn khi thiết kế các bộ phận cho gia công CNC. Các vật liệu khác nhau có các đặc điểm khác nhau có thể ảnh hưởng lớn đến quá trình gia công và chi phí liên quan. Để tránh cạm bẫy này, các nhà thiết kế nên:
Nghiên cứu kỹ lưỡng các thuộc tính và xếp hạng khả năng gia công của các vật liệu tiềm năng
Chọn các vật liệu cân bằng yêu cầu hiệu suất với gia công dễ dàng
Xem xét các yếu tố như độ cứng, độ bền kéo, ổn định nhiệt và hình thành chip khi đánh giá vật liệu
Thiết kế các bộ phận phức tạp mà không xem xét khả năng sản xuất
Tạo ra các bộ phận rất phức tạp mà không xem xét khả năng sản xuất có thể dẫn đến những thách thức đáng kể và tăng chi phí trong gia công CNC. Hình học phức tạp, không gian chặt chẽ và các tính năng thách thức có thể yêu cầu dụng cụ chuyên dụng, thời gian gia công dài hơn và tốc độ phế liệu cao hơn. Để tránh sai lầm này, các nhà thiết kế nên:
Sử dụng thiết kế cho các nguyên tắc sản xuất (DFM) để tạo ra các bộ phận được tối ưu hóa cho gia công CNC
Phá vỡ các thiết kế phức tạp thành các thành phần đơn giản hơn, dễ dàng hơn
Phối hợp với các kỹ sư sản xuất để xác định và giải quyết các vấn đề sản xuất tiềm năng sớm trong quá trình thiết kế
Bỏ qua việc tạo mẫu và thử nghiệm
Bỏ qua các giai đoạn tạo mẫu và thử nghiệm phát triển sản phẩm có thể dẫn đến những sai lầm tốn kém và làm lại trong gia công CNC. Nếu không có thử nghiệm và xác nhận đầy đủ, các nhà thiết kế có nguy cơ tạo ra các bộ phận không đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất, có các lỗ hổng thiết kế ngoài ý muốn hoặc rất khó sản xuất hiệu quả. Để tránh cạm bẫy này, các công ty nên:
Phân bổ đủ thời gian và tài nguyên để tạo mẫu và thử nghiệm
Sử dụng các phương pháp tạo mẫu nhanh, chẳng hạn như in 3D hoặc gia công CNC, để tạo ra các mô hình vật lý để đánh giá
Tiến hành kiểm tra chức năng kỹ lưỡng để xác nhận các lựa chọn thiết kế và xác định các vấn đề tiềm ẩn
Kết hợp phản hồi từ tạo mẫu và thử nghiệm vào các lần lặp thiết kế để tối ưu hóa các bộ phận cho khả năng sản xuất và hiệu quả chi phí
Đánh giá thấp tác động của thời gian thiết lập và hoạt động thứ cấp
Một sai lầm phổ biến khác là đánh giá thấp tác động của thời gian thiết lập và hoạt động thứ cấp đối với chi phí gia công CNC tổng thể. Mỗi khi một máy cần được thiết lập cho một công việc mới hoặc một bộ phận yêu cầu xử lý bổ sung, chẳng hạn như phương pháp điều trị bề mặt hoặc lắp ráp, nó thêm vào tổng chi phí sản xuất. Để tránh cạm bẫy này, các công ty nên:
Yếu tố trong thời gian thiết lập và hoạt động thứ cấp khi ước tính chi phí gia công
Thiết kế các bộ phận để giảm thiểu nhu cầu thiết lập nhiều thiết lập hoặc đồ đạc chuyên dụng
Khám phá các cơ hội để củng cố các hoạt động thứ cấp hoặc thực hiện chúng song song với gia công
Liên tục giám sát và tối ưu hóa các quy trình thiết lập và hoạt động thứ cấp để xác định các cải tiến hiệu quả tiềm năng
Bản tóm tắt
Tóm lại, việc giảm chi phí gia công CNC đòi hỏi một cách tiếp cận cân bằng. Các chiến lược chính bao gồm tối ưu hóa thiết kế, chọn vật liệu hiệu quả chi phí và giảm thiểu thời gian thiết lập. Một cái nhìn toàn diện về tiết kiệm chi phí, việc bảo vệ mọi thứ, từ các lựa chọn dụng cụ đến sản xuất hàng loạt có thể dẫn đến tiết kiệm đáng kể. Bằng cách áp dụng các kỹ thuật này, các nhà sản xuất có thể kiểm soát chi phí trong khi duy trì chất lượng. Bắt đầu thực hiện các mẹo này ngay hôm nay để tăng cường hiệu quả trong quy trình gia công CNC của bạn và đạt được lợi thế cạnh tranh trong sản xuất.
Câu hỏi thường gặp (Câu hỏi thường gặp)
Q: Vật liệu hiệu quả nhất cho gia công CNC là gì?
Trả lời: Nhôm thường là vật liệu hiệu quả nhất cho gia công CNC do khả năng gia công tuyệt vời và chi phí nguyên liệu thô tương đối thấp. Nhựa như ABS và POM cũng là những lựa chọn hiệu quả về chi phí.
Q: Làm thế nào tôi có thể cân bằng chức năng một phần với việc giảm chi phí?
Trả lời: Để cân bằng chức năng và chi phí, đánh giá cẩn thận các yêu cầu của từng tính năng và đơn giản hóa các thiết kế nếu có thể. Phối hợp với các nhóm sản xuất để xác định các cơ hội tiết kiệm chi phí mà không ảnh hưởng đến các chức năng quan trọng.
H: Những cân nhắc chính khi chọn máy CNC để sản xuất hiệu quả về chi phí là gì?
Trả lời: Khi chọn máy CNC cho hiệu quả chi phí, hãy xem xét các yếu tố như khả năng, độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt của máy. Lựa chọn cho các máy phù hợp với nhu cầu sản xuất của bạn trong khi giảm thiểu các tính năng không cần thiết.
H: Làm cách nào để xác định dung sai tối ưu cho các bộ phận gia công CNC của tôi?
Trả lời: Để xác định dung sai tối ưu, hãy đánh giá các yêu cầu chức năng của từng tính năng và chỉ định dung sai phù hợp. Sử dụng dung sai tiêu chuẩn bất cứ khi nào có thể và giao tiếp với nhóm sản xuất để hiểu khả năng của họ.
Hỏi: Tự động hóa đóng vai trò gì trong việc giảm chi phí gia công CNC?
Trả lời: Tự động hóa có thể giảm đáng kể chi phí gia công CNC bằng cách giảm thiểu lỗi của con người, tăng năng suất và cho phép sản xuất đèn ra ngoài. Các hệ thống tự động cũng có thể tối ưu hóa các đường dẫn công cụ và cài đặt máy để cải thiện hiệu quả.
Q: Làm thế nào tôi có thể cân bằng chức năng và chi phí khi thiết kế các bộ phận?
Trả lời: Để cân bằng chức năng và chi phí trong thiết kế một phần, sử dụng thiết kế cho các nguyên tắc sản xuất (DFM). Phối hợp với các kỹ sư sản xuất để xác định các sửa đổi thiết kế tiết kiệm chi phí để duy trì các chức năng quan trọng.
Q: Sự khác biệt về chi phí giữa hoạt động thô và hoàn thiện là gì?
Trả lời: Các hoạt động thô thường loại bỏ nhiều vật liệu hơn một cách nhanh chóng, trong khi các hoạt động hoàn thiện đòi hỏi tốc độ chậm hơn và các công cụ tốt hơn để cải thiện chất lượng bề mặt. Hoạt động hoàn thiện thường mất nhiều thời gian hơn và chi phí cao hơn các hoạt động thô.
Q: Làm thế nào tôi có thể giảm chi phí gia công của các bề mặt phức tạp?
Trả lời: Để giảm chi phí cho các bề mặt phức tạp, tối ưu hóa các đường dẫn công cụ bằng phần mềm Cam nâng cao và xem xét sử dụng công cụ chuyên dụng. Chia nhỏ hình học phức tạp thành các phân đoạn đơn giản hơn, có thể thực hiện hơn khi có thể.
Phụ lục (tùy chọn)
chi phí vật liệu phổ biến Giá
| vật liệu | (mỗi 6 'x 6 ' x 1 ' | Bảng |
| Nhôm 6061 | $ 25 | Cao |
| Nhôm 7075 | $ 80 | Cao |
| Thép không gỉ 304 | $ 90 | Thấp (45%) |
| Thép không gỉ 303 | $ 150 | Trung bình (78%) |
| C360 đồng thau | $ 148 | Rất cao |
| Nhựa abs | $ 17 | Cao |
| Nylon 6 nhựa | $ 30 | Trung bình |
| Nhựa (delrin) nhựa | $ 27 | Rất cao |
| Nhựa nhìn ra | $ 300 | Thấp |
LƯU Ý: Chỉ số khả năng máy móc liên quan đến việc dễ gia đình, với các giá trị cao hơn cho thấy khả năng gia công tốt hơn. Tỷ lệ phần trăm được hiển thị cho các lớp thép không gỉ để minh họa sự khác biệt về khả năng gia công trong cùng một họ vật liệu.
Thiết kế danh sách kiểm tra sản xuất (DFM)
Thêm bán kính vào các cạnh dọc bên trong
Bán kính phải ít nhất một phần ba độ sâu khoang
Sử dụng cùng một bán kính cho tất cả các cạnh bên trong để giảm thiểu các thay đổi công cụ
Sử dụng bán kính nhỏ hơn (0,5 hoặc 1mm) hoặc không bán kính trên sàn khoang
Giới hạn độ sâu của sâu răng
Tăng độ dày của các bức tường mỏng
Đối với các bộ phận kim loại, tường thiết kế dày hơn 0,8mm
Đối với các bộ phận nhựa, hãy giữ độ dày tường tối thiểu trên 1,5mm
Giới hạn độ dài của các luồng
Thiết kế các chủ đề với chiều dài tối đa lên đến ba lần đường kính lỗ
Đối với các chủ đề trong các lỗ mù, thêm ít nhất một nửa đường kính của chiều dài chưa được đọc ở dưới cùng của lỗ
Sử dụng máy khoan tiêu chuẩn và kích thước khai thác cho các lỗ và luồng
Đối với đường kính lên đến 10 mm, sử dụng kích thước lỗ có mức tăng 0,1mm
Đối với đường kính trên 10 mm, hãy sử dụng mức tăng 0,5mm
Sử dụng kích thước luồng tiêu chuẩn để tránh công cụ tùy chỉnh
Chỉ xác định dung sai khi cần thiết
Giảm thiểu số lượng thiết lập máy
Các bộ phận thiết kế với hình học 2.5D đơn giản có thể được sản xuất trong một thiết lập máy CNC duy nhất
Nếu không thể, hãy tách phần thành nhiều hình học có thể được lắp ráp sau
Tránh các tính năng nhỏ với tỷ lệ khung hình cao
Xóa tất cả văn bản và chữ
Nếu văn bản là cần thiết, hãy chọn khắc trên chữ nổi
Sử dụng tối thiểu các phông chữ Sans serif 20 sans sans
Xem xét khả năng gia công của vật liệu
Xem xét giá của vật liệu số lượng lớn
Tránh nhiều bề mặt hoàn thiện
Tài khoản cho kích thước trống
Tận dụng các nền kinh tế theo quy mô
Các bộ phận thiết kế với đối xứng dọc trục
