近年、CNC機械加工はワークショップの慣行を完全に変えました。 部品のCNC機械加工に依存するほとんどすべての業界は、高精度のCNC工作機械自体を使用するか、原材料をカスタマイズされた機械加工部品に加工して個々の部品に加工する専門の機械加工サービスに依存しています。 これは、中小規模の大量生産された機械部品を設計する設計者に、まったく新しい可能性の世界を開きます。
この早期の検討は、何千もの部品を注文するときに重要な製造プロセスの時間と費用を削減するのに役立ちます。
部品がプロトタイプの場合、急いで設計すると、大量生産に移行する前に、高額な製造コストと複数の再設計が発生する可能性があります。 これらの問題を回避するために、製造のために小ロットのCNC機械加工見積もりを提出する前に、いくつかの設計ガイドラインを検討してください。
価格に関する考慮事項
機械工場は、製造オーダーを準備するための設定価格を決定します。 データを分析して、マシンにプログラムする必要があります。 次に、オペレーターは作業の準備をし、適切な備品とツールを使用してプロジェクトを設定します。 これらのコストは、順番にユニット間で分配されます。 注文が少なければ少ないほど、ユニットあたりの設置コストは高くなります。 さらに、少量の材料を注文する場合は、材料をまとめて注文するよりも、ユニットあたりの投資が多くなります。
少量の注文に対するもう1つの費用の考慮事項は、機械工場が注文を処理する方法に関係しています。 注文が多ければ多いほど、ワークショップは生産効率を改善する方法を探すでしょう。 しかしながら、これらの方法は、小ロット生産が一度に生産され、それによって単位コストが増加するため、小バッチ生産では費用効果が高くない。
設計基準
部品の製造を容易にするために留意すべきいくつかの設計戦略があります。
内角：
パーツの内側の角が鋭いほど、ツールは小さくなります。 ツールが小さいほど、材料を除去するためにより多くのミリングパスが必要になり、時間とコストが増加します。 機械工は、より大きな工具を使用して設計部品をフライス加工し、機械加工プロセスをスピードアップできます。 これは、鋭い内側の角ではなく、より大きな丸い角を指定することで実現できます。
穴
機械オペレーターは、ドリルとエンドミルを使用してCNC部品を機械加工します。 デザインの穴の直径を決定するときは、メートル法またはインペリアル単位で測定された標準サイズの標準ドリルビットをガイドとして使用してください。 技術的には、どの直径も1ミリメートルを超える可能性があります。 非常に寛容な穴が必要な場合、エンジニアは仕上げリーマとボーリングカッターを使用できます。 標準直径が約20mm未満の穴に推奨されます。
スレッド
CNC加工部品の設計では、推奨ねじサイズはM6以上ですが、最小値はM2のみです。 機械のオペレーターは、CNCねじ山ツールを使用してねじ山をM6に切断し、それによってタップの中断のリスクを低減します。 M2タップと金型にカットできます。
推奨ねじ長さと最小呼び径は1.5倍です。 M6未満のすべてのねじ山について、穴の底に公称直径の1.5倍に等しいねじ山のない長さを追加する必要があります。 M6より大きいねじの場合、穴は全長にわたってねじ込むことができます。
インナーエッジ
内縁の推奨垂直コーナー半径は、キャビティ深さの3分の1以上です。 推奨されるコーナー半径を使用する場合、推奨されるキャビティ深さのガイドラインを満たす直径ツールが使用されます。 コーナー半径は推奨数よりわずかに大きく、90度の角度ではなく円形のパスに沿ってカットできるため、CNC加工部品に優れた仕上がりを提供します。
キャビティの深さ
CNC切削工具は、特定の深さを超えて内面に到達することはできません。 機械加工できない設計を作成しないようにするには、キャビティの深さを工具の幅の4倍に制限します。
機能の調整
部品の形状と輪郭により、加工方法と必要な設定量が決まります。 部品が複雑になるほど、製造コストが高くなります。 設計を簡素化すると、処理中に必要な再配置の量が減ります。 部品の位置を変えると、製造時間とコストが増えるだけでなく、位置エラーも発生します。
設計公差を超えないでください：
特定の公差を持つ部品は、デフォルトの公差に依存する部品よりも製造コストが高くなります。 場合によっては、これらの追加の公差は、設計自体がそれらを必要とするためではなく、繰り返しから選択されます。 デザインに特別な公差が必要ない場合は、使用しないでください。
より厳しい公差が必要な場合は、より高いコストも期待する必要があります。 要件が高いほど、部品のCNC加工時間が長くなり、より高度なCNC工作機械と検査装置を使用する必要があります。
材料と表面仕上げ：
現在、材料のコストはかつてないほど変動しています。 選択した材料は、全体的な製造コストを削減するだけでなく、製造時間を短縮することもできます（入手可能性によって異なります）。 表面仕上げもコストが高くなるので、部品に独自の仕上げが必要ない場合は、依頼しないでください。
薄壁
理想的には、CNC機械加工部品の壁は、金属の場合は少なくとも0.8 mm、プラスチックの場合は1.5 mmである必要がありますが、技術的には0.5mmの厚さを使用することも可能です。
壁が薄いと、加工中の振動が増加し、精度が低下します。 薄いプラスチックの壁も、残留応力によって反ったり、温度上昇によって調整されたりする場合があります。
図面：
CADモデルに製造エンジニアリング図面を含めると、ねじ山、特定の公差、表面仕上げ、またはその他の注意事項や指示を指定することにより、セットアップ時間を短縮できます。
最後の部分の要件が設計を決定することを忘れないでください。 これらのガイドラインは、部品の設計が許す場合に時間とお金を節約する方法を示しているだけです。 最良のオプションは、CNC機械加工工場と協力して、少量のバッチ注文に対して最も費用効果の高い部品を設計することです。
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