Effizientes Designen:So rationalisieren Sie CNC-Bearbeitungsprozesse

Die CNC-Bearbeitung ist eine beliebte und effiziente subtraktive Fertigungsmethode, mit der Präzisionsteile aus einer Vielzahl von Materialien, typischerweise Metallen oder Kunststoffen, hergestellt werden können. Unabhängig von der Materialauswahl oder dem Produktionsvolumen können Sie durch einige wichtige Auswertungen und Anpassungen beim Entwerfen eines Teils Ihren CNC-Bearbeitungsprozess rationalisieren, um Kosten zu senken und die Teilequalität zu optimieren.

Allgemeine Hinweise zum Entwerfen für moderne CNC-Maschinen

CNC-Maschinen sind vielseitig und in der Lage, hochpräzise Teile herzustellen. Es gibt jedoch ein paar Dinge, die Sie beim Entwerfen für moderne CNC-Maschinen beachten müssen, um sicherzustellen, dass der Fertigungsprozess so effizient wie möglich ist.

Sie möchten:

• Berücksichtigen Sie den Durchmesser Ihres Bohrers oder Standardbohrergrößen, wenn Sie die inneren Ecken, Kanten, Löcher und Hohlräume Ihres Teils entwerfen.
• Vermeiden Sie tiefe Taschen, da die Vorschubgeschwindigkeit des Werkzeugs langsamer sein muss, wenn Taschen geschnitten werden, die größer als das Dreifache des Werkzeugdurchmessers sind, was die Zykluszeit und die Bearbeitungskosten erhöht.
• Vermeiden Sie extrem kleine Löcher und verwenden Sie Standardbohrergrößen.
• Haben eine Mindestwandstärke von ca. 1,5 mm.
• Denken Sie daran, dass dickere Wände kürzere Bearbeitungszeiten bedeuten.
• Vermeiden Sie Tieflochgewindebohren oder -gewindeschneiden, wenn die Gewindeschneidtiefe mehr als das 1,5-fache des Durchmessers des Gewindebohrers beträgt.
• Verwenden Sie Standardgewindeformen und -größen.
• Vermeiden Sie Löcher mit flachem Boden.
• Gestalten Sie abgerundete Innenecken mit einem Verhältnis von Tiefe zu Werkzeugdurchmesser von 3:1 oder weniger.
• Vermeiden Sie mehrfache Oberflächenbehandlungen und entscheiden Sie sich nach Möglichkeit für einheitliche Oberflächenbehandlungen.
• Teilen Sie bei Bedarf komplexe Teile auf.
• Denken Sie daran, dass Materialzertifizierungen, nicht standardmäßige Inspektionsberichte, Exportbeschränkungen und nicht standardmäßige Oberflächen auch die Vorlaufzeit und die Gesamtkosten erhöhen können.

Optimieren Sie die CNC-Bearbeitung über das Design

Um den CNC-Bearbeitungsprozess so weit wie möglich zu rationalisieren, sollten Sie das Beste aus Ihrem anfänglichen Teiledesign machen. Integrieren Sie Folgendes während des Designprozesses:

Design unter Berücksichtigung eines bestimmten CNC-Bearbeitungsprozesses

Treffen Sie beim Entwerfen eines Teils für die CNC-Bearbeitung Entscheidungen über Ihr Bauteil unter Berücksichtigung eines bestimmten CNC-Bearbeitungsprozesses. Unterschiedliche Maschinen sind für unterschiedliche Anwendungen besser geeignet.

Überlegen Sie, ob Sie eine CNC-Drehmaschine oder eine CNC-Fräsmaschine verwenden. Beim CNC-Drehen wird ein rotierendes Werkstück mit einem stationären Werkzeug verwendet, während beim CNC-Fräsen ein rotierendes Werkzeug und ein feststehender Block verwendet werden. Mit CNC-Drehen können Sie Teile im Allgemeinen schneller produzieren als mit Fräsen, da es normalerweise kürzere Rüstzeiten hat. Infolgedessen ist das Drehen in der Regel günstiger als das Fräsen.

Unabhängig davon, ob Sie CNC-Drehen oder -Fräsen verwenden, müssen Sie den Bewegungs- und Arbeitsbereich Ihres Schneidwerkzeugs berücksichtigen. Mit einer 5-Achsen-CNC-Maschine können Sie komplexe Konstruktionen mit weniger Anpassungen während der Bearbeitung einfacher bearbeiten. Andererseits erfordert ein Bearbeitungswerkzeug mit weniger Achsen möglicherweise mehr Neupositionierung und es kann länger dauern, dasselbe komplexe Teil zu bearbeiten. Beachten Sie auch, dass Sie spezielle Werkzeuge benötigen, wenn Ihr Teil interne Geometrien aufweist.

Berücksichtigen Sie Maschinentoleranzen und Größenbeschränkungen

Sie müssen auch Toleranzen berücksichtigen, die Menge an akzeptabler Abweichung von Teil zu Teil. Engere Toleranzen bedeuten mehr Vorbereitungszeit, längere Bearbeitungszeiten und einen aufwändigeren CNC-Bearbeitungsprozess.

Denken Sie daran, dass die Toleranz von Material zu Material unterschiedlich ist, da einige Materialien besser bearbeitbar sind als andere. Beispielsweise haben CNC-Maschinen im Allgemeinen eine allgemeine Toleranz von +/- 0,005 Zoll für Metalle und eine allgemeine Toleranz von +/- 0,010 Zoll für Kunststoffe. Um sicherzustellen, dass Ihre Teile wie beabsichtigt herauskommen und die Produktion so kostengünstig wie möglich ist, übertreiben Sie es nicht und versuchen Sie, Standardabmessungen und -toleranzen zu verwenden.

Sie müssen auch die Fähigkeiten Ihres Werkzeugs berücksichtigen, wenn Sie über die Größe Ihres Teils nachdenken. Wenn Ihr Teil einen Schnitt hat, der zu tief für die Schnittlänge Ihres Werkzeugs ist, müssen Sie die Größe des Produkts ändern oder es für die spätere Montage in kleinere Teile zerlegen, was den Produktionsprozess verlängern kann. Wenn Sie andererseits zu kleine Teilemerkmale entwerfen, kann die Bearbeitung der Details schwierig, wenn nicht sogar unmöglich sein.

Wählen Sie geeignete Materialien für den Umfang Ihres Projekts aus

Das Material kann die Motorleistung, die Vorschubgeschwindigkeit und die Spindeldrehzahl beeinflussen und die Gesamtzykluszeiten beeinflussen. Außerdem wirkt sich das Material auf die Haltbarkeit, Leistung und Gesamtkosten des endgültigen Teils aus, sodass Sie vor der Herstellung die Funktion Ihrer Komponente und ihre Endnutzungsumgebung sowie die Benutzerfreundlichkeit, Kosten, Steifigkeit und Dichte verschiedener Materialien berücksichtigen müssen eine endgültige Materialauswahl.

Weiche Metalle wie Messing, Bronze und Aluminium sind kostengünstiger, leichter und normalerweise einfacher zu bearbeiten als harte Metalle wie Stahl. Daher kostet es im Allgemeinen weniger, weiche Metalle zu bearbeiten. Der Nachteil ist, dass sie nicht so stark belastbar sind wie Hartmetalle.

Kunststoffe sind in der Regel billiger und kostengünstiger als Metalle. Sie sind jedoch anfälliger für Verformungen und haben nicht das gleiche Gewicht, die gleiche Steifigkeit oder strukturelle Integrität wie Metalle. Infolgedessen sind Kunststoffe nicht ideal für Teile, die extremer Belastung, Abnutzung oder Verschleiß ausgesetzt sind. Außerdem ist es schwierig, enge Toleranzen bei der CNC-Bearbeitung von Kunststoffen zu erreichen.

Optimieren Sie CNC-Konstruktionsdateien mit diesen Tipps

Durch das Optimieren Ihrer CNC-Designdateien vor dem Senden an einen Fertigungspartner wird der Fertigungsprozess viel reibungsloser und Ihre Teile werden so aussehen, wie Sie es sich vorgestellt haben. Der beste Weg, CNC-Konstruktionsdateien für die Produktion zu optimieren, ist:

• Stellen Sie sicher, dass Ihre CNC-Vektordatei einzeilige Pfade hat und dass jede Linie mit dem Endpunkt der nächsten Linie verbunden ist.
• Minimieren Sie Knoten und Kreuzungen, wenn möglich.
• Priorisieren Sie Polylinien gegenüber Bögen und Béziers, da CNC-Maschinen Polylinien bevorzugen.

CNC-Bearbeitung mit Fast Radius

Die CNC-Bearbeitung ist eine effiziente und präzise Form der Fertigung. Es gibt jedoch immer Dinge, die Sie tun können, um den Prozess zu rationalisieren, von der Auswahl eines geeigneten Materials über die Befolgung von Best Practices für das CNC-Design bis hin zur Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Fertigungspartner wie Fast Radius.

Wenn Sie mit uns zusammenarbeiten, können unsere Ingenieure Ihnen helfen, den gesamten CNC-Bearbeitungsprozess zu rationalisieren, und durch das Hochladen einer Teiledatei können Sie Ihr Design sofort analysieren, um potenzielle Probleme zu identifizieren, die während der Produktion auftreten könnten. Erstellen Sie ein Konto oder kontaktieren Sie uns noch heute, um zu sehen, wie wir Ihnen helfen können, Ihr Design zum Leben zu erwecken.

Möchten Sie mehr darüber erfahren, wie Sie das richtige Material für Ihr CNC-Bearbeitungsprojekt auswählen, häufige Schmerzpunkte bei der CNC-Bearbeitung und mehr? Sehen Sie sich unser Ressourcenzentrum an.