Εισαγωγή: Η επανάσταση DFM επαναπροσδιορίζει το όριο της κατασκευής
Η παγκόσμια μεταποιητική βιομηχανία υφίσταται ένα κρίσιμο σημείο καμπής - σύμφωνα με την έκθεση McKinsey 2024, οι εταιρείες που υιοθετούν το CNC Machining Design for Manufacturability (DFM) έχουν μειώσει τον κύκλο εκτόξευσης του προϊόντος κατά μέσο όρο 28% και μείωσαν το ποσοστό επεξεργασίας τους κατά 19%. Αυτή η αλλαγή δεν οφείλεται μόνο σε αναβαθμίσεις υλικού όπως κέντρα κατεργασίας πέντε αξόνων, αλλά βασίζεται επίσης σε ένα επιστημονικό σύστημα στρατηγικής σχεδιασμού επεξεργασίας CNC. Αυτό το άρθρο ενσωματώνει τις τελευταίες πρακτικές της βιομηχανίας για να παρέχει στους μηχανικούς έναν οδηγό πλήρους διαδικασίας από τις αρχές σε πρακτικές επιχειρήσεις.
Αρχές σχεδιασμού επεξεργασίας CNC: Αποφύγετε πέντε δαπανηρές παγίδες
1.1 Έλεγχος γεωμετρικής πολυπλοκότητας (Σχεδιασμός σχεδιασμού CNC)
Trap Trap: Στην κατεργασία των περιβλήματος κράματος τιτανίου για κινητήρες αεροσκαφών, απαιτείται στρατηγική καταστολής κραδασμών υψηλής συχνότητας (εύρος που ελέγχεται σε ± 3μm) όταν το πάχος του τοιχώματος είναι μικρότερο από 2mm
Deep Cavity Minefield: Η κατεργασία βαθιάς κοιλότητας των καλουπιών των ιατρικών συσκευών πρέπει να συμμορφώνεται με τον κανόνα σιδήρου της "διάμετρος εργαλείων μεγαλύτερη ή ίση με το 1/3 του πλάτους της κοιλότητας"
Ειδικό σχήμα δίλημμα: Η ασύμμετρη δομή του ηλεκτρικού περιβλήματος αυτοκινήτου απαιτεί προκαταρκτική επαλήθευση της προσβασιμότητας του εργαλείου των πέντε αξόνων
1.2 Κριτήρια αντιστοίχισης υλικού-επεξεργασίας (πρότυπα σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC)
Aluminum Alloy: {{0}} T6 Προτιμάται η χρήση 8000-12000 RPM υψηλής ταχύτητας άλεση (βάθος κοπής μικρότερο ή ίσο με 0,5D)
Titanium Alloy: Ti -6 al -4 v Πρέπει να ελέγχει τη θερμοκρασία κοπής σε<650℃ (ceramic tools + micro-lubrication are recommended)
Composite Materials: Τα ελασματοποιημένα CFRP απαιτούν εργαλεία επικαλυμμένα με διαμάντια (γωνιά πίσω> 15 μοίρες για την πρόληψη της αποκόλλησης)
Στρατηγική σχεδιασμού μηχανικής κατεργασίας CNC: Τρεις σημαντικοί τεχνικοί μοχλοί για την αξιοποίηση της αποτελεσματικότητας
2.1 Βελτιστοποίηση οικονομίας ανοχής (Βέλτιστες πρακτικές σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC)
κρίσιμη επιφάνεια ζευγαρώματος: Οι θέσεις εγκατάστασης ρουλεμάν προσκολλώνται στην ανοχή IT7 (επιφανειακή τραχύτητα RA 0. 8)
Non-λειτουργική περιοχή : Οι δομές όπως η ενίσχυση των νευρώσεων είναι χαλαρές στο IT10 (μείωση του κόστους κατά 42%)
Case: Ένα κοινό βραχίονα βιομηχανικού ρομπότ εξοικονομεί 15% των ωρών κατεργασίας μέσω μιας στρατηγικής ανοχής βαθμολογίας
2.2 Έξυπνος σχεδιασμός των διαδρομών εργαλείων (Δεξιότητες σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC)
Rough machining: υιοθετημένη στρατηγική για την κυκλοφορία του κυκλικού άλεσης (ο ρυθμός απομάκρυνσης του υλικού αυξήθηκε κατά 35%)
Fine Machining: Η σπειροειδής παρεμβολή αντικαθιστά τη γραμμική άλεση (η ποιότητα της επιφάνειας αυξήθηκε κατά 2 επίπεδα RA)
Δεξιότητες ρύθμισης fine ρύθμισης: Προσθήκη 0 ακτίνα μετάβασης 2mm στις γωνίες για να επεκτείνετε τη διάρκεια ζωής του εργαλείου κατά 40%
2.3 Αρχή της ομοιομορφίας αναφοράς (πυρήνας της βελτιστοποίησης σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC)
Full process benchmark: Διατηρήστε το ίδιο σύνολο οπών αναφοράς από το κενό έως το τελικό προϊόν
Error control: Η επιπεδότητα της επιφάνειας αναφοράς πρέπει να είναι 1 επίπεδο υψηλότερο από την απαίτηση τμήματος
Actual Case : Η δορυφορική αγροτική κατεργασία χρησιμοποιεί τη στρατηγική μη μεταφοράς αναφοράς για την αύξηση του ρυθμού γεωμετρικής ανοχής από 72% σε 98%
2025 Πλαίσιο σχεδιασμού μελλοντικής εκπλήρωσης: Τρεις σημαντικές προετοιμασίες για την επανάληψη της τεχνολογίας
3.1 Ψηφιακό DFM-Driven DFM (Νέο πρότυπο για σχεδιασμό μηχανικής επεξεργασίας CNC)
Το περιβάλλον Siemens NX Cam επαληθεύει τη σκοπιμότητα της διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο (το ποσοστό επιτυχίας πρώτου τεμαχίου αυξήθηκε στο 95%)
Η ακρίβεια του αλγόριθμου πρόβλεψης παραμόρφωσης κατεργασίας φτάνει ± 5 μm επίπεδο
3.2 Κανόνες σχεδιασμού υβριδικών κατασκευής (CNC Machining Design Οδηγός επέκτασης)
3D εκτύπωση ειδικού σχήματος κενό + συνδυασμός φινιρίσματος CNC (κύκλος μηχανής ψύξης ακροφυσίων πυραύλων μειωμένο κατά 60%)
Σχεδιασμός ενσωμάτωσης διαδικασίας των σύνθετων εργαλείων μηχανής μηχανής (μια διαδικασία μηχανικής υδραυλικής βαλβίδας μειώνεται από 9 σε 3)
3.3 Μοντελοποίηση περιορισμού βιώσιμης παραγωγής
Δείκτης αξιοποίησης υλικού που περιλαμβάνεται στην ανασκόπηση σχεδιασμού (τιμή στόχου> 82%)
Συστήματα απεικόνισης κατανάλωσης ενέργειας Οδηγός βελτιστοποίησης της διαδρομής εργαλείων (μια συγκεκριμένη επεξεργασία καλούπι αυτοκινήτου εξοικονομεί 23% ηλεκτρικής ενέργειας)
Προτάσεις σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC: Έξι πρακτικές δεξιότητες που τίθενται σε ισχύ αμέσως
Οικονομία λοξοτόπων: C 0.
Λύση αντικατάστασης νήματος: M20 και πάνω από τα σπειρώματα προτιμώνται για τη χρήση φρεζάρισμα νήματος (η απόδοση αυξάνεται κατά 3 φορές)
Τυπική βιβλιοθήκη εργαλείων: Δημιουργία κοινής βάσης δεδομένων εργαλείων σε επίπεδο επιχείρησης (το κόστος προμηθειών μειώθηκε κατά 18%)
Απλοποίηση χαρακτηριστικών: Αντικαταστήστε τις κωνικές βαθιές τρύπες με τυφλές οπές με επίπεδη πυθμένα (ο χρόνος μηχανικής κατεργασίας μειώνεται κατά 55%)
Κράτηση: Η ημι-φινίρισμα αφήνει ένα ομοιόμορφο αποθεματικό 0.
Ενσωμάτωση ενσωμάτωσης: σημάδια ανίχνευσης σχεδιασμού στην επιφάνεια αναφοράς της διαδικασίας (ο χρόνος μέτρησης εκτός σύνδεσης μειώνεται κατά 40%)
Προειδοποίηση κινδύνου: Τρεις "ποτέ" S στο σχεδιασμό κατεργασίας CNC
Ποτέ μην τοποθετείτε δομές με λεπτό τοίχωμα στο όριο ταξιδιού εργαλείων (ο κίνδυνος κραδασμών αυξάνεται κατά 300%)
Ποτέ μην επεξεργάζεστε σύνθετες επιφάνειες χωρίς να κόβετε προσομοίωση (πιθανότητα σύγκρουσης> 65%)
Ποτέ μην επιτρέπετε να διαχωριστεί η αναφορά σχεδιασμού και η αναφορά διεργασίας (αθροιστική επίδραση ενίσχυσης σφαλμάτων)
Συμπέρασμα: Ο σχεδιασμός είναι η παραγωγή λήψης αποφάσεων κλειστού βρόχου
Όταν η σιδηροτροχιά Boeing 777x Flap πέτυχε μια μείωση του κόστους μονάδας από 158, 000 έως 93, 000 μέσω της βελτιστοποίησης σχεδιασμού μηχανικής επεξεργασίας CNC, είδαμε σαφώς ότι ο σχεδιασμός κατασκευής έχει εξελιχθεί από ένα βοηθητικό εργαλείο για μια βασική ανταγωνιστικότητα. Οι μηχανικοί πρέπει να δημιουργήσουν τρισδιάστατες δυνατότητες - κατανόηση των δυναμικών χαρακτηριστικών των μηχανικών εργαλείων, μηχανισμών απομάκρυνσης υλικών και κατασκευής ψηφιακών δυνατοτήτων επαλήθευσης - αυτό είναι το εισιτήριο για την κατασκευή υψηλής τεχνολογίας το 2025.
