新しい部品を設計および製造する場合、プロジェクトを成功させるために留意すべき多くの要素があります。 同社は、生産コストを最適に保つために、新しい部品を可能な限り効率的に設計および製造できることを望んでいます。 これを実現するために、設計者は新しいマシニングセンターのデジタルモデルを最適化し、部品を旋盤加工する必要があります。
各パーツには、その操作に不可欠な機能がありますが、設計の他の側面を簡略化または省略する必要がある場合があります。 場合によっては、設計者は、習慣から、またはこれが生産の複雑さにどのように影響するかを理解していないために、不要な機能や幾何学的図形を含めます。 この記事では、このような問題と、部品設計者がCNCフライス盤と旋盤の設計を最適化することで製造を簡素化する方法について詳しく説明します。
潜在的な設計上の問題
CNCマシンは、プラスチックのおもちゃから航空機の着陸装置のコンポーネントまで、幅広い部品を製造しています。 企業は、複雑な形状や形状を正確に作成できるため、製造にCNC機械加工を使用しています。 ただし、さまざまなマシンやツールにはいくつかの制限があり、準備ができていないと設計者を驚かせる可能性があります。
CNCフライス盤はドリルのような円筒形のデザインをしており、その形状によって作成される幾何学的形状が制限されます。 大きなツールを使用して鋭い角を作成する設計者は、関数が設計どおりに製造できないという製造可能性（DFM）フィードバックの設計を取得する場合があります。
部品を加工する場合、フライス盤にも深さと方向の制限があります。 過度に複雑な内部形状を作成する設計者は、部品をDFMエラーとしてマークする場合があります。
CNC旋盤の工具は、特定の可動範囲内でのみ実行できます。 より複雑な形状の部品の場合、機械加工工場では電動工具付きの旋盤または複数の機械加工操作を使用します。
このような問題を回避するには、設計を最適化して製造効率を向上させてください。
CNCフライス盤と旋盤の設計を最適化するための7つの鍵
設計者は、製造に提出する前に、設計がCNCフライス盤および旋盤と最高の互換性を持っていることを確認するために、次の7つのポイントを考慮する必要があります。
ツールとアーティファクトの設定を統合する
CNCマシンが新しいツールを必要とするか、機械工がワークピースをワークピースフィクスチャまたはフライス盤に再配置する必要があるたびに、生産が遅くなります。 限られた試作品を製作する場合、この余分な時間は問題にならないかもしれませんが、大量生産プロセスに多くの時間とお金を費やすことになるかもしれません。
キャビティの深さを制限する
設計者は、キャビティの深さを切削工具の直径の4倍に制限する必要があります。 深さが深いほど、特別なツールやより高価なプロセスに必要な時間とコストが高くなります。 鋭い内側の角を避けてください
フライス盤は、工具の直径に等しいフィレットをキャビティに残します。 工具を小さくするとこれらの直径を小さくすることができますが、これにより加工に必要な時間が長くなります。 製造効率を上げるには、工具交換の回数を最小限に抑えるために、半径を大きくして丸みを帯びた内側の角を設計するのが最適です。
可能な限り標準公差を使用してください
設計の厳しい公差の数を制限し、主要な機能に必要な公差のみを指定するのが最善です。 設計で指定されたそれぞれの固有の公差は、製造時間とコストを増加させます。
標準サイズの穴を組み合わせる
直径2.5mm未満の穴などの非標準機能により、部品の製造に必要な時間が長くなります。 可能であれば、標準サイズの穴を使用して、設計の時間とコストを削減することをお勧めします（非標準機能が必要な場合を除く）。
薄い壁はできるだけ避けてください
部品の処理中の振動と完全性の問題を回避するために、薄い壁で区切られたキャビティは避けてください。 金属製の壁は0.8mmより薄く、プラスチックは1.5 mmより薄く、処理速度が遅いため、精度が低下し、製造時間が長くなります。
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ネジ穴を浅く保つ
機械工場はネジ穴が難しいと感じたので、設計者はそれらの使用を最小限に抑える必要があります。 ねじ穴が必要な場合は、ねじの長さを最小限に抑えてください。 ボルトをしっかりと固定するには、ボルトを3回転させるだけで済みます。ネジを深くすると、加工中にタップ面が破損するリスクが高くなります。
材料を賢く選択することで、CNCフライス盤と旋盤の設計を最適化することもできます。 硬度や重量などの材料特性は、その加工性とバランスを取る必要があります。 たとえば、機械工場は、より硬い金属よりも速くアルミニウムを切断できるため、より効果的な選択になります。 ただし、部品の用途によっては、アルミニウムが最適な選択ではない場合があります。
認定された機械加工工場は、設計上の決定についてアドバイスし、CNC機械加工用に部品を最適化することができます。
設計の最適化に役立つ機械ワークショップに何を期待できますか
CNC機械加工工場は、設計が顧客と同じくらい成功することを望んでいます。 自動化ツールと製造の専門知識を使用して、設計の最適化を支援します。
DFMフィードバック：評判の良い機械加工工場が製造可能性設計フィードバックを提供し、製造が困難な部品の問題領域を強調します。 サプライヤとの協議は、設計の優先順位と製造コストのバランスをとるためのより良い決定を下すのに役立ちます。
オンライン部品注文システム：多くの機械加工店は現在、顧客のためにオンライン部品要求システムを使用しています。 顧客はCADモデルを評価システムにアップロードします。これにより、部品の製造可能性に関するフィードバックが即座に提供されます。 店舗がデザインに問題を見つけた場合、または部品が許容できる場合、顧客は変更を加えて注文を完了することができます。 この方法は、古くて従来の紙の部品要求プロセスから多くの時間を節約します。 さらに、自動評価システムは、設計者が部品を製造に提出する前に修正できる問題を指摘します。
エンジニアリング担当者：一部の機械ワークショップでは、エンジニアリングの知識を持つ営業担当者を使用して、顧客が最良の設計を選択できるように支援します。 材料の選択からドキュメントの要件まで、製造用の部品を提出する前に重要な質問に答えることで、設計を最適化できます。
