设计机加工零件时应避免的6个错误

1.避免需要不必要加工的特征

一个常见的错误是设计一个零件的区域不需要机器切割。这种不必要的加工增加了零件的运行时间，这是最终生产成本的关键驱动因素。考虑这个例子，其中设计指定了零件应用所需的关键圆形几何形状(参见右图中的左侧插图)。它要求加工中间的方孔/特征，然后切割掉周围的材料，以显示成品部分。然而，这种方法增加了大量的运行时间来加工掉剩余的材料。在一个更简单的设计中(见右图)，机器简单地从块上切割零件，完全消除了额外的、浪费的多余材料加工的需要。本例中的设计变更将机器时间缩短了近一半。保持您的设计简单，以避免额外的运行时间，无意义的加工和增加的成本。

2.避免小字体或凸起的文字

您的组件可能需要铣削零件编号，说明，或公司标志。或者你可能认为一些文字只是在部分上看起来很酷。不过，添加文本也会增加成本。文字越小，成本越高。这是因为切割文本的非常小的立铣刀以相对较慢的速度运行，增加了您的运行时间，从而增加了您的最终成本。然而，你确实有选择。如果你的部分可以容纳它，那么剪切较大的文本的速度会快得多，从而降低成本。在可能的情况下，选择凹陷的而不是凸起的文字，这需要铣削材料来在零件上创建字母或数字。

3.避免又高又薄的墙

零件设计上的墙壁特征通常很棘手。数控机床中使用的刀具是由硬质材料制成的，如碳化钨和高速钢。尽管如此，这些工具在加工力的作用下会发生轻微的偏转或弯曲，它们所切割的材料也是如此。这可能导致诸如不希望的波纹表面和难以满足零件公差等问题。这堵墙也可能碎裂、弯曲或断裂。你的墙越高——我们的最大值是51mm——就需要越厚来增加材料的刚性。0.508毫米或以下的薄壁在加工过程中容易断裂，之后可能弯曲或翘曲。尽量不要设计太厚的壁，因为切割工具通常以10,000到15,000 rpm的速度旋转。一个好的经验法则是墙的宽高比为3:1。在墙壁上增加一些吃水——1度、2度或3度的角度，使其逐渐变细，而不是垂直的——可以使加工更容易，留下的剩余材料也更少。

4.避免你可能不需要的小口袋功能

有些部件包含方形角或小的内部角袋，以减少整体重量或接受其他组件。然而，内部的90度角和小口袋对于我们的大型切割工具来说太小了。创造这些意味着用越来越小的工具在角落里挑选材料。这可能导致使用6到8种不同的切割工具。所有这些工具的更改都会增加运行时间——您猜对了——您的项目成本。为了避免这种情况，首先要确定口袋到底有多重要。如果他们只是为了减轻重量，重新审视你的设计，以避免支付机器材料，不需要切割。您设计的拐角半径越大，我们可以使用的刀具就越大，运行时间就越短。

5.避免创建无法螺纹的孔

我们可以很容易地在你的机加工零件上加螺纹孔。但是，设计出能够让我们的报价软件看到它们的线程，并将它们加工到你的零件上，这是一项挑战。我们的快速旋转过程有一组静态线程可用。当我们的软件分析你的零件，它寻找一个孔的直径，将对应于这些螺纹之一。例如，如果您想要UNC或unf# 5-40螺纹，软件会查找直径在该螺纹范围内的孔。如果直径不在这个范围内，您将无法将该螺纹分配到您的零件上。这通常是当客户打电话给我们时，当我们把他们推荐给我们的快速参考时螺纹孔指南页面。在那里，您将找到我们可用的线程类型。点击一个特定的螺纹，进入一个带有该螺纹可选择的孔直径范围的图表。选择钻孔尺寸的75%的直径(每个图表都包含每个螺纹的尺寸)总是有效的。在设计零件时，请继续使用CAD软件的螺纹向导—大多数客户都这样做。但请确认我们的图表，向导正在输出与我们的软件工作的孔直径。了解线程设计的更多注意事项在这里．

6.重新考虑最终要成型的零件

在购买模具之前，我们经常看到注塑件的设计上传到我们的机加工服务中进行原型制作。但每种工艺都有不同的设计要求，结果也可能不同。厚的机加工特征在成型时可能会出现下沉、翘曲、气孔或其他问题。设计良好的带有肋、口袋和其他特征的模具零件将需要长时间的运行时间来加工。这里的要点是:零件设计通常针对其制造过程进行优化。首先，请咨询我们的团队，了解如何修改成型零件的设计以进行机械加工，或者简单地在最终生产过程中对零件进行原型设计-注塑成型。在Protolabs，原型工具的初始投资成本非常低。

如需更多帮助，请致电+44(0)1952 683047或联系我们的应用工程师(电子邮件保护)．今天开始你的下一个机械加工项目，只要上传3D CAD模型在数小时内获得互动报价。