새 부품을 설계하고 제조할 때 프로젝트를 성공시키기 위해 염두에 두어야 할 많은 요소가 있습니다. 회사는 새 부품을 최대한 효율적으로 설계하고 제조하여 생산 비용을 최적으로 유지할 수 있기를 희망합니다. 이를 달성하기 위해 설계자는 새로운 머시닝 센터와 선반의 디지털 모델을 기계 부품에 최적화해야 합니다.
각 부품에는 작동에 필수적인 기능이 있지만 설계의 다른 측면은 단순화하거나 생략해야 할 수도 있습니다. 어떤 경우에는 디자이너가 습관적으로 불필요한 기능과 기하학적 수치를 포함하거나 이것이 생산 복잡성에 어떤 영향을 미칠지 알지 못하기 때문에 포함합니다. 이 기사에서는 이러한 문제와 부품 설계자가 CNC 밀링 및 터닝 설계를 최적화하여 제조를 단순화할 수 있는 방법을 탐구합니다.
잠재적인 설계 문제
CNC 기계는 플라스틱 장난감에서 항공기 랜딩 기어 구성 요소에 이르기까지 다양한 부품을 만듭니다. 회사는 복잡한 형상과 모양을 정확한 방식으로 생성할 수 있기 때문에 제조에 CNC 머시닝을 사용합니다. 그러나 다른 기계와 도구에는 몇 가지 제한 사항이 있으므로 준비가 되어 있지 않으면 설계자가 놀랄 수 있습니다.
CNC 밀링 도구는 드릴과 같은 원통형 디자인을 가지고 있으며 그 모양은 생성하는 기하학적 모양을 제한합니다. 날카로운 모서리를 만들기 위해 큰 도구를 사용하는 설계자는 기능이 설계된 대로 제조할 수 없다는 DFM(제조 가능성을 위한 설계) 피드백을 받을 수 있습니다.
부품을 가공할 때 밀링 도구에도 깊이와 방향 제한이 있습니다. 지나치게 복잡한 내부 형상을 생성하는 설계자는 부품을 DFM 오류로 표시할 수 있습니다.
CNC 선반의 도구는 특정 동작 범위 내에서만 실행할 수 있습니다. 더 복잡한 형상을 가진 부품의 경우 가공 공장은 전동 공구 또는 여러 가공 작업이 있는 선반을 사용합니다.
이러한 문제가 발생하지 않도록 설계를 최적화하여 제조 효율을 높이십시오.
CNC 밀링 및 터닝 설계를 최적화하기 위한 7가지 핵심
설계자는 제조를 위해 제출하기 전에 설계가 CNC 밀링 및 선반과 최상의 호환성을 갖도록 다음 7가지 사항을 고려해야 합니다.
도구 및 아티팩트 설정 통합
CNC 기계에 새 도구가 필요하거나 기계 기술자가 공작물 고정 장치 또는 밀링 기계에서 공작물을 재배치해야 할 때마다 생산 속도가 느려집니다. 이 추가 시간은 제한된 프로토타입 부품을 생산할 때 문제가 되지 않을 수 있지만 대량 생산 과정에서 많은 시간과 비용을 소비하게 될 수 있습니다.
캐비티 깊이 제한
설계자는 캐비티 깊이를 절삭 공구 직경의 4배로 제한해야 합니다. 깊이가 클수록 특수 도구 또는 더 비싼 공정에 더 많은 시간과 비용이 필요합니다. 날카로운 내부 모서리를 피하십시오
밀링 도구는 도구의 직경과 동일한 필렛을 캐비티에 남깁니다. 더 작은 도구는 이러한 직경을 줄일 수 있지만 이는 가공에 필요한 시간을 증가시킵니다. 제조 효율성을 위해서는 공구 교환 횟수를 최소화하기 위해 더 큰 반경으로 둥근 내부 모서리를 설계하는 것이 가장 좋습니다.
가능하면 표준 공차를 사용하십시오.
설계에서 엄격한 공차의 수를 제한하고 주요 기능에 필요한 것만 지정하는 것이 가장 좋습니다. 설계에 지정된 각각의 고유한 공차는 제조 시간과 비용을 증가시킵니다.
표준 크기 구멍 결합
직경이 2.5mm 미만인 구멍과 같은 비표준 기능은 부품 제조에 필요한 시간을 증가시킵니다. 가능하면 표준 크기의 구멍을 사용하여 설계 시간과 비용을 줄이는 것이 가장 좋습니다(비표준 기능이 필요한 경우 제외).
가능한 얇은 벽을 피하십시오
부품 가공 중 진동 및 무결성 문제를 방지하기 위해 얇은 벽으로 분리된 공동을 피하십시오. 금속 벽은 0.8mm보다 얇고 플라스틱은 1.5mm보다 얇으며 처리 속도가 느려 정확도가 떨어지고 생산 시간이 늘어납니다.
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나사 구멍을 얕게 유지
기계 공장에서는 나사 구멍이 까다롭다는 것을 알았으므로 설계자는 사용을 최소화해야 합니다. 나사 구멍이 필요한 경우 나사 길이를 최소로 유지하십시오. 볼트를 단단히 고정하려면 세 번만 돌리면 되며, 나사가 더 깊어질수록 탭 면이 가공 중 파손될 위험이 더 커집니다.
또한 재료를 현명하게 선택하여 CNC 밀링 및 터닝 설계를 최적화할 수 있습니다. 경도, 무게 등의 물성은 가공성과 균형을 이루어야 합니다. 예를 들어, 기계 공장은 더 단단한 금속보다 알루미늄을 더 빨리 절단할 수 있어 더 효과적인 선택입니다. 그러나 부품의 용도에 따라 알루미늄이 최선의 선택이 아닐 수도 있습니다.
인증된 가공 공장은 설계 결정에 대해 조언하고 CNC 가공을 위한 부품을 최적화할 수 있습니다.
설계 최적화를 돕기 위해 기계 작업장에서 기대할 수 있는 것은 무엇입니까?
CNC 가공 공장은 고객만큼 성공적인 설계를 원합니다. 그들은 자동화 도구와 제조 전문 지식을 사용하여 설계 최적화를 돕습니다.
DFM 피드백: 평판이 좋은 가공 공장에서 제조하기 어려운 부품의 문제 영역을 강조하여 제조 가능성 설계 피드백을 제공합니다. 공급업체와 상의하면 설계 우선순위와 제조 비용의 균형을 맞추기 위해 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 됩니다.
온라인 부품 주문 시스템: 많은 가공 공장에서 이제 고객을 위해 온라인 부품 요청 시스템을 사용합니다. 고객은 CAD 모델을 평가 시스템에 업로드하여 부품 제조 가능성에 대한 즉각적인 피드백을 제공합니다. 상점에서 디자인에 문제가 있거나 부품이 허용 가능한 경우 고객은 변경을 수행하고 주문을 완료할 수 있습니다. 이 방법은 오래되고 전통적인 종이 부품 요청 프로세스에서 많은 시간을 절약합니다. 또한 자동 평가 시스템은 설계자가 부품을 생산에 제출하기 전에 수정할 수 있는 문제를 지적합니다.
엔지니어링 담당자: 일부 기계 작업장에서는 엔지니어링 지식이 있는 영업 담당자를 사용하여 고객이 최상의 설계 선택을 할 수 있도록 지원합니다. 재료 선택에서 문서 요구 사항에 이르기까지 생산을 위해 부품을 제출하기 전에 주요 질문에 답하여 설계를 최적화할 수 있습니다.
