Comment réduire les coûts des pièces usinées CNC grâce à la conception structurelle intelligente

Les pièces usinées CNC, également appelées composants traités à l'aide d'équipements CNC, représentent une méthode d'usinage de précision contrôlée numériquement par un ordinateur. Cette méthode est devenue de plus en plus répandue dans la fabrication moderne.

L'équipement d'usinage CNC, souvent appelé machines-outils CNC, porte des noms différents dans diverses régions. Par exemple, dans la région du delta du fleuve Yangtze, il est communément appelé centres d'usinage, tandis que dans la région du delta de la rivière des Perles, il est connu sous le nom de gong informatique.

Les machines-outils CNC typiques comprennent:

Tour CNC-Cet outil fait tourner le matériau dans un mandrin de tour et déplace l'outil de coupe le long de deux axes pour créer des pièces cylindriques.

Fraiseuses CNC-Ces machines sont utilisées pour fabriquer des pièces plates, et des versions plus avancées avec des degrés de liberté supplémentaires peuvent produire des formes complexes. Le matériau reste stationnaire pendant que la broche tourne avec l'outil, se déplaçant ou tournant selon trois axes (parfois quatre ou cinq). Dans certains cas, la broche reste stationnaire pendant que le matériau y est introduit.

Machines de forage CNC-Semblables aux fraiseuses CNC mais conçues pour couper le long d'un seul axe, ces machines déplacent la perceuse vers le bas le long de l'axe Z, sans affecter les axes X et Y.

Meuleuses CNC-Ces machines utilisent une meule pour obtenir une finition de surface de haute qualité. Ils sont conçus pour éliminer de petites quantités de matériaux des métaux durcis, ce qui les rend idéaux pour les opérations de finition.

L'usinage CNC est largement utilisé dans diverses industries en raison de sa précision exceptionnelle. Cependant, les services d'usinage CNC peuvent être relativement coûteux par rapport à d'autres techniques de fabrication telles que le moulage par injection, le moulage sous pression et l'estampage. Le coût des pièces usinées CNC est influencé par plusieurs facteurs clés:

Coûts d'équipement: Ces coûts englobent le prix d'achat initial, les dépenses opérationnelles, la maintenance et d'autres dépenses potentielles telles que l'outillage et l'utilisation du système CNC. Des machines plus coûteuses, à la fois en termes d'acquisition et d'entretien, se traduiront par des pièces plus coûteuses. Les fraiseuses sont généralement plus chères que les tours en raison de leur complexité et de leurs exigences d'installation. Par conséquent, il est conseillé de concevoir des pièces pour s'adapter à l'usinage du tour lorsque cela est possible.

Coûts de conception: Les dépenses liées à la conception comprennent la CAO (conception structurelle et technique), CAE (optimisation et analyse) et CAM (programmation de fabrication). Ces coûts peuvent varier en fonction de la collaboration entre les parties et du volume du projet. Des volumes plus importants ont tendance à réduire les coûts de conception par pièce.

Coûts matériels: Les dépenses matérielles sont une composante importante des coûts des pièces, déterminée par le coût des matières premières, la quantité des matériaux et le temps de traitement. Les facteurs affectant les coûts des matériaux comprennent le choix de matériaux appropriés en fonction de l'utilisation et de la fonction des pièces, la minimisation de l'utilisation des matériaux et l'usinabilité du matériau.

Volume de production: à mesure que le nombre de pièces augmente, le coût unitaire de chaque pièce identique diminue. Cette réduction est principalement due à l'élimination des dépenses de conception en double et de configuration de la machine. Les coûts de conception et d'installation sont répartis sur l'ensemble du lot de pièces, ce qui rend plus rentable la production de plus grandes quantités.

Exigences spéciales: Les exigences spécifiques, telles que la tolérance, la rugosité de surface et les besoins de post-traitement, peuvent avoir un impact significatif sur les coûts. Des exigences de tolérance plus strictes et des finitions de surface exigeantes peuvent compliquer l'usinage et augmenter les dépenses. Les opérations de post-traitement, comme le traitement thermique et les traitements de surface, contribuent également aux coûts globaux.

Conception structurelle: La complexité de la structure d'une pièce affecte directement les coûts de fabrication. Pour minimiser les coûts et améliorer l'efficacité, tenez compte des principes de conception suivants:

Évitez les conceptions à parois minces et privilégiez les murs plus épais pour la stabilité et la rentabilité.

Assurez-vous que les caractéristiques de conception sont compatibles avec l'usinage CNC et évitez les angles internes à 90 °.

Utilisez des rayons de coin internes plus grands pour réduire le temps d'usinage et l'usure des outils.

Limitez la profondeur des cavités pour éviter les problèmes excessifs d'enlèvement de matière et d'usinage.

Réduisez l'utilisation des caractéristiques structurelles incurvées pour gagner du temps et des coûts.

Gardez les longueurs de filetage au minimum pour éviter un usinage inutile.

Concevez des trous de taille standard pour un usinage plus rapide et plus précis.

Minimiser le nombre de ma CNCConfigurations de Chine pour réduire la manipulation manuelle et la fixation personnalisée.

Évitez les textes et les lettres inutiles, mais si nécessaire, suivez des techniques rentables telles que la sérigraphie et la gravure au laser.

En mettant en œuvre ces pratiques de conception, vous pouvez réduire le coût des pièces usinées CNC tout en maintenant la qualité, rendant l'industrie manufacturière plus compétitive et plus sensible aux demandes du marché.