CNC Machining CAD Design: 10 Профессиональные советы для точности & Доступность

Обработка ЧПУ превращает ваши цифровые идеи в физические детали, но качество конечного продукта начинается с вашегоCNC Machining CAD Design. Даже лучшие машины с ЧПУ не могут исправить плохо разработанную модель САПР: Тонкие стены могут вибрировать и ломаться во время обработки, Нестандартные функции могут вызвать дорогостоящие переосмысления, и плотные допуски могут добавить ненужное время к производству. Это руководство ломается 10 Действующие советы по оптимизации конструкций САПР для обработки ЧПУ, с реальными примерами, данные, и решения общих проблем. Разработаете ли вы часть беспилотника или медицинский кронштейн, Эти правила помогут вам сэкономить деньги, Избегайте ошибок, и получить детали, которые отлично работают.

Почему дизайн CAD делает или ломает обработку с ЧПУ

Думайте о своем дизайне CAD как о плане для машины с ЧПУ. Если в плане есть недостатки, часть тоже будет. Хорошо оптимизированный дизайн САПР делает три критических вещах:

1. Сокращает время обработки: Простой, ОБОБАЛЬНЫЕ Особенности позволяют машине ЧПУ работать быстрее - с преодолением времени выполнения на 20–30%.
2. Снижает затраты: Избегание сложных функций или расточительных конструкций сокращает использование материала и устраняет перепечатки (Экономия 50–500 долларов за партию).
3. Улучшает качество частично: Правильные допуски, толщина стен, и радиусы края гарантируют, что часть сильная, точный, и соответствует своей цели.

Пример: Стартап разработал пластиковую раму дронов с тонкими стенами 0,5 мм (Слишком тонкая для обработки с ЧПУ). Первый 10 Кадры вибрировали во время резки, ведущий к 8 дефектные части (впустую $200 в материале и 2 Дни производства). После регулировки конструкции САПР до 1,5 мм стен (Минимум для пластика), все 10 Следующие кадры были идеальными.

Кончик 1: Обработайте тонкостенные конструкции с осторожностью (Не жертвуйте силой)

Тонкие стены распространены в легких деталях (как компоненты беспилотников или свистки) но рискованная для обработки с ЧПУ. Исследования показывают, что толщина стенки напрямую влияет на жесткость - более высокие стены вибрируют больше во время резки, приводя к неточным частям или поломке.

Ключевые правила для тонких стен:

• Минимальная толщина по материалу: Придерживайтесь этих стандартов, чтобы избежать проблем:Материал толщины стенки тип мистера?Металл (Алюминий, Сталь)0.794 ммметалы более жесткие, чем пластиковые, но все еще вибрируют, если слишком тонкие. (АБС, Нейлон)1.5 Mmplastics сгибается легко - более высокие стены разрываются во время обработки или использования.
• Альтернатива для ультратонких частей: Если вам нужны стены тоньше, чем эти ограничения, использовать Изготовление листового металла instead of CNC machining. Листовой металл предназначен для тонких конструкций и часто дешевле (Экономия 15–20% на часть).

Тематическое исследование: Аудио -бренд хотел тонкую пластиковую решетку 0,8 мм. Обработка с ЧПУ продолжала ломать гриль, Таким образом, они перешли на листовый металл. Стоимость решетки листового металла $3 каждый (против. $5 Для неудачных деталей ЧПУ) и были готовы 1 день быстрее.

Кончик 2: Избегайте невыполнимых функций (Знайте, что CNC не может сделать)

Не все функции CAD можно разрезать машиной с ЧПУ. Проектирование чего -то, что машина не может сделать (как изогнутая дыра) Заставит вас использовать дорогие альтернативные процессы или переделать дизайн - провести свой проект.

Обычные некинируемые особенности & Исправляет:

Пример: Дизайнер медицинского устройства добавил изогнутое отверстие в хирургический инструмент из нержавеющей стали. Магазин ЧПУ не мог сделать это, Итак, они использовали EDM. Процесс EDM добавил $15 за инструмент, но стоил того - инструмент отлично работал в операциях.

Кончик 3: Контрольные допуски с умом (Плотные допуски = более высокие затраты)

Допуски (Насколько близко эта часть к вашим размерам CAD) имеют решающее значение - но слишком жесткие допуски тратят время и деньги. Машины с ЧПУ имеют стандарты устойчивости по умолчанию, и превышать их (НАПРИМЕР., Требование ± 0,01 мм, когда ± 0,1 мм работает) добавляет часы к обработке.

Как оптимизировать допуски:

• Используйте только жесткие допуски, когда это необходимо: Например, часть, которая подходит для другого компонента (как снаряжение) нуждаются в жестких допусках (± 0,05 мм). Декоративная часть (как логотип телефона) может использовать более слабые допуски (± 0,1 мм).
• Сохраняйте допуски последовательными: Смешивание плотных и свободных допусков в одной конструкции сбивает с толку машину ЧПУ, Добавление 10–15% к времени обработки. Выберите один диапазон толерантности для аналогичных функций.

Влияние стоимости: Партия 50 Алюминиевые кронштейны с затратами на допуски ± 0,01 мм $12 каждый (против. $8 каждый для допусков ± 0,1 мм)- $200 разница в ненужной точности.

Кончик 4: Вырежьте нефункциональные эстетические особенности (Сосредоточиться на том, что важно)

Эстетические особенности (Как причудливые гравюры или ненужные грабиты) которые не помогают части работать, добавить время и стоимость. Перед добавлением эстетической функции, просить:

• «Сделает ли эта функция более сильнее или функциональной?”
• «Можно ли добавить это позже с помощью пост-обработки (Как живопись или гравировка)?”

Альтернативы после обработки:

• Электрополирование: Сглаживает поверхности металлических деталей (стоит 2–5 долларов за часть) вместо добавления сложных канавок в САПР.
• Распылитель: Добавляет логотипы или цвета (стоит 1–3 доллара за часть) вместо обработки текста в часть.

Пример: Мебельный бренд хотел деревянную ногу стула с обработанным текстом. Обработка добавлена ​​текста 10 минуты на ногу (стоимость $2 дополнительное за ногу). Они переключились на распыление текста - $100 для партии 50 ноги.

Кончик 5: Оптимизировать отношение глубины полости к ширине (Избегайте поломки инструмента)

Полости (пусты, как интерьер телефона) сложны для обработки с ЧПУ. Слишком глубокая полость вызывает «висящий инструмент» (Инструмент изгибается), Настройка чипа (трудно удалить), или даже поломка инструмента (Стоимость 20–100 долларов за сломанный инструмент).

Золотое правило для полостей:

• The cavity depth should be не более чем 4 раз его ширина (Для обеспечения стабильности инструмента). Например:
  • Если полость шириной 15 мм, его глубина не должна превышать 60 мм (15мм × 4).
• Для более глубоких полостей (до 6 раз ширина), Используйте более длинный инструмент, но ожидайте более высоких затрат (Длинные инструменты стоят 5–15 долларов дороже) и более медленная обработка.

Точка данных: Полости с 4:1 Соотношение имеет 5% скорость дефекта. Полости с 7:1 Соотношение имеет 30% скорость дефекта (Из -за поломки инструментов).

Кончик 6: Добавить разумные радиусы к внутренним краям (Работать с формой инструмента)

Режущие инструменты с ЧПУ являются цилиндрическими - они не могут резать идеальные острые внутренние края. Попытка принудиться резким краем повредит инструмент, замедлить обработку, или оставьте грубую финиш.

Как разрабатывать внутренние края:

• Радиус края = 130% радиуса инструмента: Это гарантирует, что инструмент подходит плавно. Например:
  • При использовании 5 -миллиметрового инструмента радиуса радиуса, Установите радиус внутреннего края на 6,5 мм (5мм × 1.3).
• Для краев 90 ° (Если требуется): Add an подрез (Небольшой выемка) Вместо того, чтобы пытаться сделать острый край. Подрезки позволяют инструменту добраться до угла без повреждений.

Пример: Проект автомобильной части использовал инструмент радиуса 4 мм, но разработал 0 мм острые внутренние края. Инструмент поцарапал часть 3 раз (впустую $60 в материале). После регулировки радиуса края до 5,2 мм (4мм × 1.3), Следующий 20 Части были безупречными.

Кончик 7: Длина резьбы управления (Дольше не всегда лучше)

Резьбовые отверстия распространены в деталях, которые необходимо объединить, но более длительные резьбы ненужны. Инженерный здравый смысл говорит, что первые 3-4 нити выполняют большую часть работы; Более длинные потоки просто добавляют материал и время обработки.

Правила длины потока:

• Максимальная длина резьбы: 3 раз диаметр отверстия. Для отверстия диаметра 10 мм, Держите потоки до 30 мм или меньше.
• Слепые отверстия (нет выхода): Добавить непотребованную секцию внизу (2-3 мм). Это позволяет инструменту резьбы с ЧПУ заполнить поток, не застряв (сокращение сломанных инструментов 40%).

Экономия стоимости: Сокращение резьбов на отверстии 50 мм от 50 мм до 30 мм (3× 10 мм диаметр) сохранил $1.50 за часть для партии 100 (общий $150 сохранил).

Кончик 8: Избегайте слишком полных функций (Они - узкое место для обработки)

Особенности меньше, чем минимальный размер инструмента машины с ЧПУ, вызывают большие проблемы. Большинство машин с ЧПУ используют инструменты не меньше, чем 2,5 мм, - это меньше, чем это требует специальных (дорогой) Инструменты и замедление обработки.

Что делать вместо:

• Увеличить небольшие функции: Если возможно, Дизайн функций составляет 2,5 мм или больше. Например, 1 мм отверстие может быть увеличено до 2,5 мм (по -прежнему функционально для большинства применений).
• Специальные инструменты только при необходимости: Если вам нужна меньшая функция (как отверстие 1 мм для крошечного винта), Ожидайте заплатить 5–10 долларов США за часть (Для специальных инструментов) и подождать 1–2 дополнительных дней.

Пример: Часовой производитель хотел 1,5 мм отверстия в металлическом шкате часов. Магазин ЧПУ использовал специальный 1,5 -мм инструмент, который добавил $8 в случае (против. $3 Для 2,5 мм отверстий). Для 50 случаи, это $250 дополнительные - деньги, которые они могли бы спасти, слегка увеличив отверстия.

Кончик 9: Проектируйте отверстия в стандартных размерах (Сэкономить время & Деньги)

Использование стандартных размеров битов для отверстий для отверстий является одним из самых простых способов оптимизировать дизайн вашего САПР.. Стандартные размеры быстрее по отношению к машине (У магазинов с ЧПУ есть эти биты под рукой) и дешевле (Нет необходимости в пользовательских инструментах).

Ключевые правила отверстий:

• Используйте стандартные размеры: Общие стандартные размеры включают 2 мм, 3мм, 4мм, 5мм, 6мм (для метрики) и 1/8 », 1/4”, 3/8” (для Империала).
• Нестандартные отверстия: Если вы не можете избежать нестандартного размера (НАПРИМЕР., 2.7мм), Следуйте правилу глубины полости: Глубина ≤ 4 × диаметр. 2,7 -мм отверстие должно быть не глубже, чем 10,8 мм.

Экономия времени: Стандартное 4 -миллиметровое отверстие берет 2 минуты до машины. Нестандартное отверстие 4,2 мм 5 минуты (Потому что магазин должен найти или заказать пользовательский бит)–Вос 3 минуты на отверстие для партии 100 (5 Часы всего).

Кончик 10: Упростить текст & Дизайн письма (Добавьте их позже)

Текст или логотипы в вашем дизайне CAD могут выглядеть хорошо, Но они добавляют ненужное время обработки. Машины с ЧПУ должны разрезать каждую букву индивидуально, который может занять 5–15 минут на часть (в зависимости от размера текста).

Лучшая альтернатива:

• Добавьте текст пост-обработки: Распылительная краска, Лазерная гравировка, или наклейки дешевле и быстрее. Например:
  • Логотип, добавленный через распылительную картину $1 за часть (против. $3 Для обработки логотипа в дизайн САПР).
  • Лазерная гравировка более точная, чем обработка (Отлично подходит для маленького текста) и стоит 2–4 доллара за часть.

Пример: Рекламный бренд разыскивается «название компании», обработанное в 100 алюминиевые ключ -маски. Обработка добавлена ​​текста $3 за ключ ($300 общий). Переход на лазерную гравировку сократила стоимость $2 за ключ ($200 общий) и был готов 1 день быстрее.

Перспектива технологии YIGU на CNC Machining CAD Design

В Yigu Technology, Мы знаем, что отличные детали с ЧПУ начинаются с отличных дизайнов САПР. Мы работаем с клиентами, чтобы оптимизировать их конструкции - числа тонкие стены, Регулировка допусков, и упрощающие функции - до начала обработки. Этот проактивный подход экономит нашим клиентам на 15–30% на затраты и сокращает время выполнения за 2–5 дней. Мы также делимся контрольным списком дизайна CAD (на основе 10 Советы выше) Чтобы помочь клиентам избежать общих ошибок. Для нас, Дизайн CAD - это не только рисунок, а в том, чтобы убедиться, что часть является обработкой, доступный, и соответствует своей цели. Разработаете ли вы прототип или производственный запуск, Мы здесь, чтобы превратить вашу модель CAD в идеальную часть.

FAQ о CNC Machining CAD Design

1. Какая самая большая ошибка, которые делают новые дизайнеры в CNC Machining CAD Design?

Самая распространенная ошибка - это слишком тонкие стены (ниже 0,794 мм для металла или 1,5 мм для пластика). Это приводит к вибрирующим частям, поломка, и потраченный впустую материал. Всегда проверяйте минимальную толщину стенки для вашего материала, прежде чем завершить дизайн.

2. Могу ли я использовать тот же дизайн САПР для обработки ЧПУ и 3D -печати?

Нет - обработка CNC и 3D -печать имеют разные требования. Конструкция САПР для 3D -печати может иметь тонкие стены или сложные внутренние полости, которые не могут справиться с ЧПУ. Например, 3D -печатная часть со стенами 0,8 мм работает, Но тот же дизайн потерпит неудачу в обработке ЧПУ. Вам нужно будет настроить конструкцию CAD для каждого процесса.

3. Сколько времени оптимизирует дизайн САПР.?

Оптимизация дизайна вашего САПР (Упрощающие функции, используя стандартные размеры, исправление допусков) экономит 20–30% на время обработки. Например, партия 50 части, которые принимают 10 Часы до нептимизированной машины требуют оптимизированных 7–8 часов - погашение машины ЧПУ для других проектов.