चाहे आप एक एकल प्रोटोटाइप बनाना चाहते हों या बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तैयार हो, सीएनसी मशीनिंग की बात आने पर विनिर्माण लागत को कम करना अक्सर एक सर्वोच्च प्राथमिकता होती है।
सौभाग्य से, एक डिजाइनर के रूप में, आपके निर्णय अंतिम मूल्य निर्धारण को बहुत प्रभावित कर सकते हैं। इस लेख में मशीनबिलिटी युक्तियों के लिए डिज़ाइन का पालन करके, आप लागत को कम करने के लिए अनुकूलित भागों का निर्माण कर सकते हैं और अभी भी अपनी डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
CNC भागों की लागत को क्या प्रभावित करता है?
CNC मशीनीकृत भागों की कीमत निम्नलिखित कारकों पर निर्भर करती है:
● प्रसंस्करण समय: एक भाग को संसाधित करने में जितना अधिक समय लगता है, उतना ही महंगा होगा। सीएनसी में, मशीनिंग समय अक्सर मुख्य लागत चालक होता है।
● स्टार्ट-अप लागत: ये सीएडी फ़ाइल तैयारी और प्रक्रिया योजना से संबंधित हैं, और छोटे बैच उत्पादन के लिए बहुत महत्व हैं। यह लागत तय हो गई है और "पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं" का शोषण करके इकाई मूल्य को कम करने का अवसर है।
● सामग्री लागत: सामग्री की लागत और सामग्री प्रसंस्करण की कठिनाई का समग्र लागत पर बहुत प्रभाव पड़ता है। कुछ सामग्री कारकों पर विचार करते समय डिजाइन का अनुकूलन करना कीमत को काफी कम कर सकता है।
● अन्य विनिर्माण लागत: जब आप विशेष आवश्यकताओं के साथ एक हिस्सा डिजाइन करते हैं (उदाहरण के लिए, जब आप तंग सहिष्णुता या डिजाइन पतली दीवारों को परिभाषित करते हैं), तो विशेष टूलींग, तंग गुणवत्ता नियंत्रण, और अधिक मशीनिंग चरणों की आवश्यकता हो सकती है (कम प्रसंस्करण गति के लिए)। बेशक, यह कुल विनिर्माण समय (और मूल्य) पर प्रभाव डालता है।
अब जब कि CNC लागत का स्रोत स्पष्ट है, तो देखते हैं कि इसे कम करने के लिए डिज़ाइन को कैसे अनुकूलित किया जाए ...
टिप 1: आंतरिक ऊर्ध्वाधर किनारों में एक त्रिज्या जोड़ें
सभी सीएनसी मिलिंग टूल में एक बेलनाकार आकार होता है और जेब के किनारे को काटते समय एक त्रिज्या बनाता है।
कोने की त्रिज्या को कम करने के लिए एक छोटे व्यास उपकरण का उपयोग करें। इसका मतलब है कि कम गति से कई पास - स्माल करने वाले उपकरण एक ही पास में जल्दी से अधिक के रूप में सामग्री को नहीं हटा सकते हैं, जो कि मशीनिंग समय और लागत में शामिल हैं।
कम से कम लागत:
● कम से कम 1/3 गुहा की गहराई (बड़ा बेहतर है) का त्रिज्या जोड़ें।
● सभी आंतरिक किनारों पर एक ही त्रिज्या का उपयोग करना सबसे अच्छा है।
● गुहा के तल पर, एक छोटा त्रिज्या (0.5 या 1 मिमी) या कोई त्रिज्या नहीं निर्दिष्ट करें।
आदर्श रूप से, कॉर्नर त्रिज्या जेब को मशीन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण के त्रिज्या से थोड़ा बड़ा होना चाहिए। यह टूल पर लोड को कम करेगा और विनिर्माण लागत को और कम करेगा। उदाहरण के लिए, यदि आपके डिज़ाइन में 12 मिमी गहरी गुहा है, तो कोनों में 5 मिमी (या अधिक) त्रिज्या जोड़ें। यह एक mmm8 मिमी कटर (4 मिमी त्रिज्या) को उन्हें तेजी से काटने की अनुमति देगा।
टिप 2: गुहा की गहराई को सीमित करें
यदि आपको तेज कोनों के साथ एक आंतरिक किनारे की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए, जब एक आयताकार भाग को एक गुहा में फिट करने की आवश्यकता होती है), तो इस तरह से आंतरिक किनारे की त्रिज्या को कम करने के बजाय एक अंडरकट के साथ एक आकार का उपयोग करें:
मशीनिंग गहरी गुहाएं सीएनसी भागों की लागत को बहुत प्रभावित कर सकती हैं, क्योंकि बड़ी मात्रा में सामग्री को हटाने की आवश्यकता होती है, जो समय लेने वाली है।
यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि सीएनसी टूल में सीमित कटिंग की लंबाई होती है: आम तौर पर, वे सबसे अच्छा काम करते हैं जब वे अपने व्यास के रूप में 2-3 गुना गहरे होते हैं। उदाहरण के लिए, एक ø12 कटर 25 मिमी गहरी तक सुरक्षित रूप से जेब काट सकता है।
गहरी गुहाओं (टूल व्यास या अधिक से अधिक 4 गुना तक) को काट दिया जा सकता है, लेकिन यह विशेष उपकरणों या एक बहु-अक्ष सीएनसी प्रणाली की आवश्यकता के कारण लागत जोड़ता है।
इसके अतिरिक्त, गुहा को काटते समय, उपकरण को कट की सही गहराई पर झुका दिया जाना चाहिए। एक चिकनी प्रवेश के लिए पर्याप्त स्थान की आवश्यकता होती है।
कम से कम लागत:
● सभी गुहाओं की गहराई को 4 गुना उनकी लंबाई (यानी, XY विमान में सबसे बड़ा आयाम) तक सीमित करें।
टिप 3: पतली दीवारों की मोटाई बढ़ाएं
मोटी ठोस खंड अधिक स्थिर (मशीन के लिए कम खर्चीली) हैं और इसे तब तक पसंद किया जाना चाहिए जब तक कि वजन मुख्य कारक न हो।
मशीनिंग पतली दीवारों के दौरान विरूपण या टूटने से बचने के लिए, कट की कम गहराई पर कई पास की आवश्यकता होती है। पतली विशेषताएं भी कंपन से ग्रस्त हैं, जिससे वे ठीक मशीन के लिए चुनौतीपूर्ण हैं और मशीनिंग समय को काफी बढ़ा सकते हैं।
कम से कम लागत:
● धातु भागों के लिए, डिजाइन की दीवार की मोटाई 0.8 मिमी से अधिक है (बेहतर मोटी)।
● प्लास्टिक के हिस्सों के लिए, न्यूनतम दीवार की मोटाई 1.5 मिमी से ऊपर रखें।
न्यूनतम प्राप्त करने योग्य दीवार की मोटाई धातु के लिए 0.5 मिमी और प्लास्टिक के लिए 1.0 मिमी है। हालांकि, इन सुविधाओं की मशीन का आकलन केस-बाय-केस के आधार पर किया जाना चाहिए।
टिप 4: थ्रेड्स की लंबाई को सीमित करें
आवश्यक से अधिक समय तक एक धागे को निर्दिष्ट करने से विशेष टूलिंग की संभावित आवश्यकता के कारण सीएनसी भाग की लागत में वृद्धि हो सकती है।
ध्यान रखें कि होल व्यास से 0.5 गुना से अधिक समय तक थ्रेड वास्तव में कनेक्शन की ताकत को नहीं बढ़ाएगा।
कम से कम लागत:
● छेद व्यास के 3 गुना अधिकतम लंबाई के साथ एक धागा डिजाइन करें।
● अंधे छेदों में धागे के लिए, छेद के तल में अनियंत्रित लंबाई के कम से कम 1/2 व्यास को जोड़ना सबसे अच्छा है।
टिप 5: डिजाइन मानक आकार के छेद
छेद को सीएनसी को जल्दी से और मानक ड्रिल का उपयोग करके उच्च परिशुद्धता के साथ मशीनीकृत किया जा सकता है। गैर-मानक आकारों के लिए, छेद को एक अंत मिल के साथ बनाया जाना चाहिए, जो लागत में जोड़ सकता है।
इसके अलावा, सभी छेदों की गहराई को उनके व्यास को 4 गुना तक सीमित करें। गहरे छेद (व्यास से 10 गुना तक) बनाया जा सकता है, लेकिन वे लागत जोड़ सकते हैं क्योंकि वे मशीन के लिए मुश्किल हैं।
कम से कम लागत:
● 10 मिमी से कम या उसके बराबर व्यास वाले छेदों के लिए और 0.5 मिमी से अधिक, डिजाइन छेद का व्यास वृद्धि 0.1 मिमी है।
● इंच में डिजाइन करते समय, पारंपरिक आंशिक इंच का उपयोग करें या इस भिन्नात्मक इंच ड्रिल आकार चार्ट को देखें।
● अपने व्यास के 4 गुना तक लंबाई के साथ एक छेद डिजाइन करें।
टिप 6: आवश्यक होने पर केवल तंग सहिष्णुता को परिभाषित करें
तंग सहिष्णुता को परिभाषित करने से सीएनसी की लागत बढ़ जाती है क्योंकि यह दोनों मशीनिंग समय को बढ़ाता है और मैनुअल निरीक्षण की आवश्यकता होती है। आवश्यक होने पर सहिष्णुता को सावधानीपूर्वक परिभाषित किया जाना चाहिए।
यदि तकनीकी ड्राइंग पर कोई विशिष्ट सहिष्णुता परिभाषित नहीं की जाती है, तो भाग को मानक सहिष्णुता (± 0.125 मिमी या उच्चतर) का उपयोग करके मशीनीकृत किया जाएगा, जो कि अधिकांश गैर-महत्वपूर्ण विशेषताओं के लिए पर्याप्त है।
आंतरिक सुविधाओं पर तंग सहिष्णुता विशेष रूप से प्राप्त करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, जब मशीनिंग छेद या गुहाओं को काटती है, तो छोटे दोष (जिसे बूर कहा जाता है) भौतिक विरूपण के कारण किनारों पर विकसित हो सकता है। इस तरह की सुविधाओं वाले भागों का निरीक्षण और बहस करने की आवश्यकता है, जो दोनों मैनुअल (और समय-अयोग्य) प्रक्रियाएं हैं जो लागत जोड़ते हैं।
कम से कम लागत:
● आवश्यक होने पर केवल तंग सहिष्णुता निर्दिष्ट करें।
● सभी सहनशील आयामों के लिए एक संदर्भ के रूप में एक एकल डेटम (जैसे दो किनारों का क्रॉस-सेक्शन) को परिभाषित करें।
तकनीकी चित्रों में ज्यामितीय आयाम और सहिष्णुता (जीडी एंड टी) का उपयोग जैसे कि फ्लैटनेस, स्ट्रेटनेस, गोलाई और सही स्थिति में सीएनसी मशीनिंग की लागत को कम किया जा सकता है क्योंकि वे आमतौर पर शिथिल सहिष्णुता को परिभाषित करते हैं, लेकिन प्रभावी रूप से लागू होने के लिए उन्नत डिजाइन ज्ञान की आवश्यकता होती है।
टिप 7: मशीन सेटिंग्स की संख्या को न्यूनतम रखें
भागों को घुमाने या पुन: पेश करने से विनिर्माण लागत बढ़ जाती है क्योंकि इसे आमतौर पर मैन्युअल रूप से किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, जटिल ज्यामितीयों के लिए, कस्टम जुड़नार की आवश्यकता हो सकती है, जिससे लागत में वृद्धि हो सकती है। विशेष रूप से जटिल ज्यामितीयों को एक बहु-अक्ष सीएनसी प्रणाली की आवश्यकता हो सकती है, जिससे कीमत बढ़ जाती है।
ज्यामिति में विभाजित भागों पर विचार करें जो कि एक सेटअप में CNC मशीनीकृत हो सकते हैं, फिर एक साथ बोल्ट या वेल्डेड किया जा सकता है। यह बहुत गहरी गुहाओं के साथ भागों पर भी लागू होता है।
कम से कम लागत:
● डिजाइन भागों को केवल एक सेटअप में मशीनीकृत किया जा सकता है।
● यदि यह संभव नहीं है, तो बाद में विधानसभा के लिए ज्यामिति को भागों में विभाजित करें।
टिप 8: उच्च पहलू अनुपात के साथ छोटी सुविधाओं से बचें
उच्च पहलू अनुपात के साथ छोटी विशेषताएं कंपन के लिए प्रवण हैं और विशेष रूप से मशीन के लिए सटीक रूप से मुश्किल हैं।
उनकी कठोरता को बढ़ाने के लिए, उन्हें मोटी दीवारों से जुड़ा होना चाहिए या ब्रेसिंग सपोर्ट रिब्स (अधिमानतः चार: प्रत्येक तरफ एक) के साथ प्रबलित होना चाहिए।
कम से कम लागत:
● 4 से कम के पहलू अनुपात के साथ डिजाइन सुविधाएँ।
● अपनी कठोरता को बढ़ाने के लिए दीवारों पर छोटी सुविधाओं को जोड़ें या संलग्न करें।
टिप 9: सभी पाठ और पत्र निकालें
CNC मशीनीकृत भागों की सतह पर पाठ जोड़ने से अतिरिक्त और समय लेने वाली मशीनिंग चरणों की आवश्यकता के कारण महत्वपूर्ण लागत जोड़ सकती है।
सरफेस फिनिशिंग के तरीके, जैसे कि रेशम स्क्रीन प्रिंटिंग या पेंटिंग, सीएनसी मशीनीकृत भागों की सतह पर पाठ जोड़ने का एक अधिक लागत प्रभावी तरीका है।
कम से कम लागत:
● CNC मशीनीकृत भागों पर सभी वर्णों और पत्रों को हटा दें।
● यदि पाठ की आवश्यकता है, तो एम्बॉसिंग के बजाय उत्कीर्णन पसंद करें, क्योंकि बाद वाले को अधिक सामग्री को हटाने की आवश्यकता होती है।
टिप 10: सामग्री मशीनबिलिटी पर विचार करें
Machinability का अर्थ है कि कितनी आसानी से एक सामग्री काटा जा सकता है। अधिक मशीनीकरण, सीएनसी उतनी ही तेजी से सामग्री को संसाधित कर सकती है, लागत को कम कर सकती है।
प्रत्येक सामग्री की मशीनबिलिटी इसके भौतिक गुणों पर निर्भर करती है। आम तौर पर, नरम (और अधिक नमनीय) धातु मिश्र धातु, यह मशीन के लिए आसान है।
कम से कम लागत:
यदि आप सामग्री के बीच चयन कर सकते हैं, तो बेहतर मशीनबिलिटी (विशेष रूप से उच्च मात्रा के आदेशों के लिए) के साथ एक का चयन करें।
टिप 11: थोक सामग्री की लागत पर विचार करें
सामग्री की लागत एक और कारक है जो सीएनसी मशीनीकृत भागों की कीमत को बहुत प्रभावित कर सकती है।
एल्यूमीनियम 6061 स्पष्ट रूप से धातु प्रोटोटाइप बनाने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी सामग्री है क्योंकि यह बहुत अच्छी मशीन के साथ कम लागत को जोड़ती है।
कम से कम लागत:
● कम बल्क लागत (विशेष रूप से छोटे बैच ऑर्डर के लिए) के साथ सामग्री चुनें।
टिप 12: (कई) सतह उपचार से बचें
भूतल उपचार कठोर वातावरण में सीएनसी मशीनीकृत भागों की उपस्थिति और प्रतिरोध में सुधार करते हैं, लेकिन उनकी लागत में भी वृद्धि करते हैं।
एक ही हिस्से पर कई अलग -अलग फिनिश की आवश्यकता के कारण अतिरिक्त चरणों की आवश्यकता के कारण कीमत बढ़ जाती है।
कम से कम लागत:
● प्रसंस्करण के बाद सतह खत्म का चयन करें।
● केवल आवश्यक होने पर केवल कई फिनिश का अनुरोध करें।
टिप 13: व्हाट्सएप आकार पर विचार करें
रिक्त का आकार समग्र लागत को प्रभावित कर सकता है, और अच्छी सटीकता सुनिश्चित करने के लिए, कुछ सामग्री को भाग के सभी किनारों से हटा दिया जाना चाहिए। यह सामग्री लागत (विशेष रूप से उच्च मात्रा के आदेशों के लिए) पर महत्वपूर्ण प्रभाव डाल सकता है। अंगूठे के एक नियम के रूप में, खाली अंत से कम से कम 3 मिमी बड़ा होना चाहिए।
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