Obróbka CNC jest metodą produkcji substrakcyjnej, która wykorzystuje narzędzia tnące do usuwania materiału z kawałka surowca lub wcześniej istniejącej części. Centra obróbcze CNC zazwyczaj wykorzystują najbardziej zaawansowane 5-osiowe obrabiarki, co znacznie skraca czas realizacji zamówienia poprzez wyeliminowanie ustawień pośrednich i umożliwienie podcięcia i funkcji pozaosiowych.
Od prostych płaskich części do wymagających i bardzo złożonych geometrii powierzchni, wybór odpowiedniej obrabiarki CNC jest kluczowy. Różne typy obrabiarek CNC mogą obrabiać różne części. Rodzaj używanej maszyny (tokarka CNC, 3-osiowa frezarka CNC lub 5-osiowe centrum obróbcze) zależy zazwyczaj od złożoności części, geometrii, rozmiaru, tolerancji, zastosowania końcowego i materiału, z którego wykonany jest dany produkt.
Materiał jest często drugim najważniejszym czynnikiem wpływającym na koszt obróbki CNC. Kiedy można znaleźć równowagę pomiędzy kosztem materiału i jego obrabialnością, najbardziej opłacalna obróbka zostanie osiągnięta. Jeśli chodzi o obrabialność lub łatwość materiału w procesie, im większa obrabialność materiału, tym szybsza produkcja części i niższy koszt usługi. Materiały plastikowe i bardziej miękkie stopy metali są generalnie łatwiejsze w obróbce. Aby określić nieodłączną obrabialność materiału, można odnieść się do różnych właściwości materiału w tabeli obróbki CNC.
Technicy programujący obrabiarki CNC Podczas produkcji z wykorzystaniem obróbki CNC, zazwyczaj największym czynnikiem kosztowym jest czas wymagany do wytworzenia części. Skomplikowane, duże części wymagają dłuższego czasu obróbki, zwiększając tym samym całkowity koszt.
Złożone geometrie, które wymagają obróbki wieloosiowej wymagają dłuższego czasu, a złożone konstrukcje zazwyczaj wymagają ręcznej produkcji i post-processingu. Jeśli każda strona projektu części zawiera inne cechy, zwykle trzeba ją ręcznie repozycjonować. Czasami do obróbki tych cech używa się części, które wymagają zmiany położenia wraz z nowym zamocowaniem. Im więcej procesów związanych z realizacją projektu, tym droższa część.
Koszt obróbki CNC znacząco spada wraz ze wzrostem liczby części. We wczesnych fazach projektu, może być korzystne rozważenie niższej ceny jednostkowej z powodu dużej liczby obrabianych części.
Przetworzone części aluminiowe mogą być produkowane szybko dzięki zoptymalizowanemu projektowi, prawie nie jest wymagana ręczna zmiana położenia, co może znacznie obniżyć koszty przetworzonych części. W szczególności, można rozważyć następujące główne cechy projektu:
Cechy konstrukcyjne o współczynniku kształtu mniejszym niż 4 są idealne. Mniejsze elementy wymagają przejścia przez większą liczbę maszyn i są podatne na wibracje, co poprawia dokładność i czas obróbki.
Głębokość wgłębienia jest często najlepsza przy wycinaniu wgłębienia o głębokości do 2-3 razy większej od jego średnicy. Jeśli to możliwe, należy sprawić, aby głębokość była mniejsza niż 4-krotność średnicy narzędzia.
Grubość ścianki powinna mieścić się w przedziale 0,8-1,5 mm. Cieńsze ścianki wymagają wielokrotnych przejść narzędzia przy małych głębokościach skrawania. Cienkościenne elementy są podatne na wibracje, które mogą być wyzwaniem w precyzyjnej obróbce i wydłużają czas obróbki.
Otwory o standardowym rozmiarze wiertła mogą być wykonane szybko, a otwory o niestandardowym rozmiarze muszą być obrabiane frezem końcowym, co zwiększa całkowity koszt i czas obróbki. Gwint powinien być zaprojektowany tak, aby minimalna długość była 1,5 razy większa od średnicy otworu, a maksymalna długość była 3 razy większa od średnicy otworu.
Stosunek długości do średnicy 3:1 lub mniejszy promień naroża wewnętrznego może zapewnić skrócenie czasu frezowania, brak konieczności zmiany narzędzi i skrócenie całkowitego czasu obróbki.
Przy próbie obniżenia kosztów zleceń obróbki CNC, najlepiej jest znaleźć równowagę pomiędzy tanimi materiałami i łatwą obróbką a zoptymalizowanym, znormalizowanym projektem. Upewnienie się, że wszystkie funkcje w projekcie są krytyczne dla kluczowych projektów może uprościć ogólny zakres. Im bardziej złożone wymagania dla mechanika, tym mniejsza wydajność rozwiązania.
Ogólnie rzecz biorąc, ze względu na swoją konstrukcję, specyficzne wymiary i wymagania, złożone części wymagają więcej uwagi podczas procesu obróbki. Kiedy części są w procesie projektowania, inżynierowie projektanci powinni zawsze dążyć do konstruowania prostych, łatwych do produkcji części, kiedy tylko jest to możliwe. Im prostszy projekt, tym łatwiej go wyprodukować i tym tańsze są koszty pośrednie.
Projektanci mechanicy zastanawiają się, jak tworzyć projekty, które wymagają mniejszej liczby komponentów przy jednoczesnym zapewnieniu maksymalnej wydajności, co może obniżyć koszty przy jednoczesnym zapewnieniu wydajności i wyższej produktywności. Obróbka CNC jest efektywną metodą produkcji części i prototypów. Jeśli kluczowe szczegóły projektu i możliwości obróbki nie są dobrze wyważone, opłacalność może zostać utracona.
