بسیاری از مهندسان به راحتی از این اجزا در مدل های CAD خود برای بهبود اجزای موجود و ارتقای طرح ها استفاده می کنند. اما تاثیر فیلت و پخ بر روی هزینه های ماشینکاری CNC چیست؟
این فیلت ها و پخ ها از نظر ظاهری زیبا بوده و ارزش طراحی را افزایش می دهند. اما زمان و هزینه ی پروژه های ماشینکاری CNC را نیز به میزان قابل توجهی بالا می برند.
سوالات اولیه ای که باید قبل از افزودن فیلت یا پخ به طرح در نظر گرفته شوند عبارتند از:
· وظیفه ی اصلی فیلت یا پخ چیست؟
· آیا این فیلت یا پخ واقعا برای عملکرد قطعه ضروری است؟
· افزودن این جزء برای میزان تولید من چقدر مقرون به صرفه است؟
· چگونه می توان تلرانس را بررسی کرد؟
برای درک بهتر این که چرا این طراحی و ملاحظات هزینه مهم هستند، اجازه دهید چند نمونه را مرور نماییم.
چرا فیلت ها و پخ ها هزینه های ماشینکاری را افزایش می دهند
نصب و راه اندازی ابزارها زمانبر و پرهزینه است
در ابتدا، بیایید نحوه ی ایجاد فیلت ها و پخ ها را با فرآیند ماشینکاری CNC مقایسه کنیم. پخها معمولا با ابزاری ساخته میشوند که با زاویه ی مناسب سنگ زده شده است؛ مانند یک مته خزینه، ابزار پخ یا مته مرغک.
از ابزار پخ برای ایجاد انواع بیرونی آن استفاده می شود؛ در حالی که مته مرغک یا مته خزینه برای ساخت انواع داخلی آن کاربرد دارد.
به دلیل زاویه ی مستقیم، پخ ها را می توان با استفاده از ابزارهایی مانند این مته خزینه ها به راحتی با یک پاس ماشین ایجاد نمود
فیلت ها با تیغه فرز انگشتی که پروفیل قطعه را ماشینکاری می کند، ایجاد می شوند. اگر فیلت در امتداد یک لبه باشد، احتمالا از تیغه فرز انگشتی لبه گرد استفاده می شود.
با این حال، راه اندازی این ابزارها می تواند بسیار زمانبر و گران باشد. ابزار برنده باید شعاع را در سطح بالایی و کناری قطعه ترکیب نماید تا هیچ خطا و پله ای باقی نماند.
برای دستیابی به این هدف، فیلت ها در امتداد لبه های قطعه (مانند فیلت سبز رنگ در شکل 1) معمولا با تیغه فرز انگشتی لبه گرد ساخته می شوند. برای دستیابی به یک فیلت با کیفیت بالا، ابزار برنده طوری برنامه ریزی شده که لبه ی قطعه را به دقت دنبال نموده و پله های بسیار کوچکی ایجاد کند.
اما این امر قیمت فرآیند را بالا میبرد. گنجاندن فیلت ها و پخ های بیشتر با دقت و کیفیت بالا، زمان ماشینکاری را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در محیط ماشینکاری، زمان مساوی پول است. بنابراین، قبل از افزودن یک فیلت یا پخ اضافی، در نظر بگیرید که آیا برای عملکرد قطعه مورد نیاز است و ارزش هزینه های اضافی را دارد یا خیر.
تیغه فرزهای انگشتی لبه گرد برای برش تدریجی سطح فیلت ها و گوشه های طرح استفاده می شوند و زمان قابل توجهی را به فرآیند ماشینکاری اضافه می کنند
فیلت ها و پخ ها برای تولید در حجم پایین مناسب نیستند
حجم تولید یکی دیگر از عوامل مهم افزایش هزینه است. هزینه ی ماشینکاری با قطعات تولید شده نسبت معکوس داشته و از این رو تولید کم قطعات به معنای قیمت بیشتر است و بالعکس.
علاوه بر این، افزودن فیلت ها و پخ ها به همان تولید در حجم پایین، قیمت کلی را افزایش می دهد. یک فرآیند تولید بزرگ ممکن است از عملیات ریخته گری یا آهنگری استفاده کند. در این صورت، فیلت نه تنها از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است، بلکه ضروری می باشد.
نحوهی کاهش هزینه های ماشینکاری با فیلت و پخ
در ارزیابی این عوامل و تصمیمگیری برای افزودن فیلت یا پخ، گام بعدی این است که نحوه ی ماشینکاری قطعه را با هزینه ی کم در نظر بگیرید.
پخ ها را با تلرانس های مناسب طراحی نمایید
در شکل 2 زیر، سوراخ آبی در بالای این قطعه، یک سوراخ قلاویز شده ی M18 X 2 با پخ 0.635 میلیمتری میباشد. این پخ ضروری است؛ زیرا بست را قادر میسازد راحتتر وارد سوراخ شود.
شکل 2
هنگام طراحی یک پخ مانند شکل بالا، تلرانس ها را نباید نادیده گرفت. هرچه تلرانس دقیقتر باشد، قطعه گرانتر خواهد بود.
در مثال نشان داده شده در شکل 2، قطر پخ با سه رقم اعشار مشخص شده است؛ به این معنی که قطر پخ تنها می تواند 0.127 ± میلیمتر از اندازه ی اسمی منحرف شود.
تلرانس دقیق تر به نوبه ی خود هزینه ها را افزایش می دهد؛ زیرا نیاز به بررسی بیشتر داشته و از نظر فنی نیز برای دقت سه رقم اعشار به یک گیج پخ نیاز خواهد بود. به طور طبیعی، با بررسی و اندازه گیری دقیق تر ، قطعات گران تر می شوند.
در عوض، اگر دقت پخ به دو رقم اعشار تغییر یابد، انحراف مجاز دو برابر شده و به 0.254 ± میلیمتر اندازه ی اسمی میرسد. این امر لزوم بازرسی را کاهش داده و می توانید از کولیس ورنیه به جای گیج پخ استفاده نمایید. اگر این تنظیم کوچک از نظر طراحی قابل قبول باشد، میتوان هزینه ها را نیز کاهش داد.
در صورت امکان پخ ها را حذف کنید
حذف پخها از سوراخ نیز میتواند باعث کاهش هزینه و سادهتر شدن امور گردد
به عنوان مثال، در شکل 3، عملکرد اصلی پخ ها در سوراخ های خاکستری جانبی، تسهیل مونتاژ پین در هر سوراخ می باشد. اگر اندازه ی دقیق مهم نیست، میتوانید پخ را از مدل جامد حذف نموده و یادداشتی به طرح اضافه کنید با این مضمون که «تمام لبههای تیز را حذف کنید». از طرف دیگر، می توان آن را با توجه به حداقل و حداکثر اندازه ی جزء مذکور و با در نظر گرفتن تلرانس زیاد، همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، اعمال نمود.
شکل 3
در صورت امکان به جای فیلت از پخ استفاده نمایید
اگر طراحی امکان تعویض فیلت ها را با پخ فراهم میسازد، این امر برای ارزانتر کردن قطعه ایدهآل خواهد بود. به عنوان مثال، پخ در امتداد لبه های قطعه، مانند پخ قرمز، بسیار راحت تر و مقرون به صرفه تر از فیلت می باشد.
راه اندازی ابزار شعاع فیلت نسبت به ابزار پخ زمان بیشتری نیاز دارد؛ زیرا طراح ابزار باید مراقب باشد که با سطوحی که توسط فیلت به هم متصل شده اند، ترکیب شود. برای دستیابی به دقت مورد نظر، تیغه فرز انگشتی لبه گرد باید چندین بار در امتداد ناحیه ی فیلت عبور نماید.
از آنجایی که یک ابزار پخ برای نصب و راه اندازی به زمان کمتری نیاز دارد، همین امر هزینه ی آن را در مقایسه با فیلت کاهش می دهد.
اگر فیلت لازم بوده و پخ گزینه ی مناسبی نیست، در صورت امکان، با استفاده از تیغه فرز شعاعی، سعی کنید یک اندازه ی استاندارد بسازید. ابزارهای برش شعاعی استاندارد از 1.6 میلیمتر شروع شده و به صورت 0.8 میلیمتری افزایش می یابند. ماشین کاری فیلت با این ابزار همیشه سریع تر از استفاده از تیغه فرز انگشتی لبه گرد است.
اگر باز هم در مورد هزینه های ماشینکاری CNC سوال دارید می توانید با همکاران ما تماس بگیرید.