加工零件的完整指南

加工零件的完整指南

机加工零件随处可见,原因很简单:数控加工适用于各种金属和塑料,加工零件可以快速和经济地制造,不需要工具。

通过3ER万博娱乐网P,您可以以公平的价格和较短的交货期获得机加工零件和原型,我们有与各部门客户合作的经验。但为什么要选择机械零件而不是模压或3D打印零件呢?有时选择是显而易见的,但有时却很难做出决定。你是如何为机械加工设计零件的,无论是内部的还是外包给制造商的?

本指南将介绍机加工零件的基本知识:它们是什么,为什么公司需要它们,最好的机加工材料,机加工零件的典型公差,如何设计机加工零件,等等。

什么是机加工零件?

机械零件随处可见。从微小的金属紧固件到飞机发动机部件,各种各样的部件都是用机械加工制造的。但究竟什么是加工,什么是加工零件?

当我们谈论机械零件时,我们指的是比用机械制造的物体更具体的东西。我们指的是使用切割机器等米尔斯车床,路由器.这些机器的工作方式各不相同,但它们的基本目的都是一样的:使用利器刀具,他们从被称为工件的材料块上切割部分。

即使在这个定义内,加工零件也可以以不同的方式成形。加工的过程可以手册,机械师(机械加工设备的熟练专业操作人员)操纵机器就像轧机一样,手动将工件切割成所需的形状。也可以是数字,在这种情况下,电动数控机床根据计算机指令自动切割已加工零件。

如今,大多数复杂的或定制加工的零件都是用数控机床制造的,但机械师仍然做某些工作的手工加工,因为它可以比创建一个数字设计和编程的数字机械更快。

机加工零件可以是金属或塑料(有时也可以是其他材料),但它们必须由一种可以切割而不会急剧变形的材料制成。

有时零件是用另一种制造工艺制造后再加工的。例如,铸造或模压的物品可能有特定的细节或特征,在后期加工。这些部件可描述为部分机加工部件或后机加工部件。

为什么使用机加工零件?

公司、产品设计师、研发部门和其他专业人员可能使用机加工零件的原因有很多,下面将介绍机加工零件的许多具体优点。

简而言之,机加工零件具有优异的强度,因为它们是由固体块材料制成的,它们可以被制成各种形状和厚度的零件。它们可以有非常详细的特征,它们可以由非常广泛的材料制成。小批量加工零件可以快速制造,因为它们不需要工具,如果加工速度降低,公差可能会非常紧。

公司也可能使用机加工零件,因为机加工是一种经过试验和测试的制造技术,几十年来一直是行业标准。因此,机加工部件很可能符合行业特定的标准和认证。

机加工零件的优点

机加工零件提供了某些用注塑零件或3D打印零件无法获得的好处。这里列出了机加工零件的一些关键优点。

1.没有MOQ

机加工零件的主要优点之一是可以在没有最低订购量的情况下购买它们。

对于模压零件,需要制造金属工具——这一过程需要很长时间,通常需要数万美元。然而,加工零件直接从空白工件上切割,这使得订购非常小的数量甚至一次性零件具有成本效益。

当然,需要大量的(塑料)零件可能意味着成型是一个更好的建议。但机加工实际上是独一无二的,因为它可以提供没有最小起订量的高质量零件,这使得它适合较小的公司、小型生产运行和原型设计。

2.良好的原型

有些公司选择订购注塑成型的原型,但通常只有大公司才能负担得起。工具的成本使原型制作的成本高得令人望而却步。

机械零件是合适的和负担得起的原型,因为他们可以制造一次性。机加工也比成型快得多,这意味着研发部门可以快速迭代一个零件的几个版本,然后在进入生产之前进行任何必要的测试或评估。

加工材料的多功能性也意味着公司可以,例如,订购几种不同的金属合金或复合塑料的加工零件,看看哪一种在测试条件下表现最好。

3.设计自由

机加工零件可以有各种各样的形状和尺寸。这是因为数控加工不受极端造型设计约束像薄壁和逐渐变细;经过加工的零件可以很厚很结实,但它们的特征也可以很精细。

虽然加工零件在内部截面和深沟道等方面有一定的局限性,但加工仍然是最具几何柔性的制造工艺之一。

另一方面,模压零件必须有薄壁,并符合更严格的设计标准。

就设计自由而言,3D打印通常被视为最好的制造技术之一,但它也有局限性,比如避免悬垂。(对于更复杂、更庞大的设计,可能需要广泛的支撑结构,但必须通过昂贵的后处理步骤将其移除。)

4.质量

机加工零件可以达到很高的标准。也许更重要的是,客户可以指定需要由机械师满足的公差。这意味着机械师或机器操作员需要额外的时间紧密度容限部件和个人特征。

虽然注塑模具也可以做得很紧的公差,但每一个单独的模具不能保持如此高的标准。在模具寿命末期生产的模具可能缺乏早期单位的定义。

5.交货期

机加工零件的制造速度比通过其他生产过程如模具制造的零件要快。

这部分是由于缺乏劳动密集型的工具,但制造过程本身也是高效:一些更快的加工中心配备线性导轨有快速的每分钟约4000厘米(尽管部分不应该是那些速度加工)。

加工的一步性和CNC加工中心的速度相结合,使已加工零件的制造速度最快(小批量),缩短了交付时间,缩短了上市时间和实际快速成型。

6.改变

因为数控加工零件是由数字CAD文件制成的,所以直到制造的那一刻,都有可能对数字设计进行更改。

这在研发和原型制作过程中非常有用,因为工程师可能需要对加工零件进行部分调整或创建多个版本。它还减少了浪费的可能性,因为有缺陷的部件不太可能被制造出来。

这是机加工零件相对于模压零件的一个显著优势:模具不容易更换,如果在最后一刻需要更改,创建一个新模具将是巨大的金钱浪费。

7.强度

机加工零件是从被称为坯料的固体材料中切割出来的,通常是铸造或挤压的。这使得它们与3D打印零件相比非常坚固,而3D打印零件在一个轴上是一层接一层的,它的强度要弱得多。

许多机加工零件也比它们的模制零件更坚固,因为模制零件必须有薄壁,因此在机械性能方面受到限制。

8.表面光洁度

机加工零件避免了与成型相关的表面质量问题,如在分型线上的流线、喷射和闪光。通过适量的后处理,机加工零件可以达到非常高的表面光洁度标准。

机械加工也提供了远优于3D打印的表面光洁度,甚至在任何后处理已经进行之前。3D打印,特别是FDM打印,会在零件表面留下可见的层纹,必须通过砂光或化学处理来消除。机加工零件没有这些层线。

如何设计机加工零件

在制造过程中采用设计总是最好的(DfM)原则:根据将要使用的制造过程来设计零件。用于加工的零件需要不同于用于3D打印的零件。

幸运的是,只要遵循一定的规则,机械零件的设计并不特别困难。这些规则概述如下。

削弱了

下切是用标准切削工具无法执行的工件上的切割(因为零件的一部分阻碍了它)。它们需要特殊的切削工具——比如t形刀具——以及特殊的设计考虑。

由于切削工具是按标准尺寸制造的,因此切边尺寸应以整毫米为单位来匹配刀具。(对于标准切割来说,这并不重要,因为工具可以以微小的增量来回移动。)

切边宽度可从3-40毫米不等,取决于刀具,切边深度可达宽度的两倍。

如果能完全避免下切,加工零件就能更快、更省力。

壁厚

与模压零件相反,如果壁太厚就会变形,而机加工零件不能处理特别薄的壁。设计师应该避免薄壁,或者如果薄壁是设计的一部分,则使用注射成型等工艺。

加工时,壁厚应至少为0.8 mm(金属)或1.5 mm(塑料)。

突起

与薄壁一样,高耸的型材也很难加工,因为刀具的振动会损坏型材或导致精度降低。

突出物的高度不应大于其宽度的四倍。

空洞、洞和螺纹

在设计加工零件时,重要的是要记住孔和腔取决于刀具。

空腔和口袋可以被加工成一个深度是空腔宽度四倍的零件。由于所需的刀具直径,较深的空腔最终必然会形成圆角——圆角而不是锋利的边缘。

用钻头钻出的孔,其深度也应不超过钻头宽度的四倍。在可能的情况下,钻孔直径应与标准钻头尺寸相对应。

用于固定螺丝等紧固件的螺纹不需要比直径的三倍深。

规模

数控加工零件的尺寸是有限的,因为它们是在机器的结构范围内制造的。铣削零件的尺寸不应超过400 × 250 × 150毫米;翻转件尺寸不应大于Ø 500mm × 1000mm。

更大的尺寸可能与更大的机器,但这应该在制造前与机械师讨论。

加工件的材料

机加工零件可以由许多不同的材料制成,包括金属和塑料。

然而,有些材料比其他材料更容易加工。非常硬的材料很难用刀具穿透,可能会导致刀具振动更大(从而降低质量)。非常软的材料和熔点很低的材料在与刀具接触时可能会变形。

下面列出了最常见的机加工零件材料。其他材料也可以根据制造商的要求进行加工。

金属铝,钢,不锈钢(17-4,铬镍铁合金625 & 718),镁,钛,锌,黄铜,青铜,铜。

塑料: ABS、PC、ABS+PC、PP、PS、POM、PMMA(丙烯酸)、PAGF30、PCGF30、特氟龙、DHPE、HDPE、PPS、PEEK。(不常见的:PA GF50、PPS GF50)

加工零件表面抛光

已加工零件可在加工后进行处理,以改变其表面纹理和外观。表面处理可以是功能性的,也可以是装饰性的。

As-machined:未添加表面处理。这适用于许多内部,非美容功能组件。

珠炸:喷砂工艺是将被加工零件上的磨料介质烧成粉末,使其表面光洁。这个过程可以调整到一个特定的粗糙度水平。它可能不适合精细的特征,因为喷丸去除材料,因此影响加工零件的几何形状。

阳极氧化膜:阳极氧化的电解钝化工艺适用于铝机加工零件,形成耐刮的彩色涂层。II型阳极氧化产生耐腐蚀的表面处理;III型较厚,除耐腐蚀外,还具有耐磨性能。

粉末涂层:在粉末喷涂过程中,将粉末涂料(设计师选择的颜色)喷在被加工零件上,然后在烤箱中烘烤。这创造了一个坚固的,耐磨的,耐腐蚀的层,比标准的油漆涂层更耐用。

加工件公差

机加工零件可以达到严格的公差,这对于与其他部件相互作用的关键机械零件可能是必要的。可以为原型和非机械部件选择较松的公差。

公差标准
宽容杆 总尺寸范围
规范 < < 3 > 0.5 < < 6 > 3 > < < 30日6 < < 120年> 30 < < 400 > 120 < < 1000 > 400 < < 2000年

> 1000

F ±0.05 ±0.05 ±0.1 ±0.15 ±0.2 ±0.3 ±0.5
±0.1 ±0.1 ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ±1.2
C ±0.2 ±0.3 ±0.5 ±0.8 ±1.2 ±2 ±3
V - - - - - - ±0.5 ±1 ±1.5 ±2.5 ±4 ±6

机加工零件的应用

从航空航天到医药,几乎所有行业都使用机械零件。下面列出了一些流行的日常和部门无关的部分,然后是在特定行业的应用。

常见的加工部分:

  • 紧固件
  • 阀体
  • 球关节
  • 齿轮
  • 外壳
  • 括号

航空航天

可加工的航空航天部件包括原型发动机组件、燃料面板、起落架组件和发动机支架。

汽车

汽车加工部件包括功能测试部件,如照明、发动机、传动和转向系统,以及一次性定制部件。

医疗

加工的钛和不锈钢部件包括植入物、医疗设备和手术工具,如手术刀。

消费产品

机械零件见于家用商品和电器中。运动器材也可能是数控加工的,而许多加工过的金属和塑料部件在消费电子产品中也能找到。笔记本电脑外壳、连接器和插座等都可以加工。

如何外包机加工零件

大大小小的硬件公司经常将他们的数控加工需求外包给专家。即使是原型机,由于工厂空间和操作加工设备所需的人力技能,使用第三方数控加工公司而不是内部解决方案通常是有意义的。

选择制造机械零件的制造商似乎令人望而生畏,但关注以下因素和做法可能会让事情变得更简单。

  • 认证: ISO认证是鉴别合格机加工公司的一个很好的指导方针,尽管它们不会告诉你一个公司的范围年代的能力。
  • 口碑营销:与该地区其他与制造商签订合同的硬件公司交谈,了解他们外包加工零件的经验。
  • 需求信息一旦你与一家公司建立了联系,要不断地问问题,直到你对他们知道如何执行你的项目感到满意。如果他们不能给你一个明确的答案,他们可能就不会他不是外包的合适合作伙伴。
  • 参观工厂如果可能的话,拜访你潜在的外包合作伙伴,看看他们是如何加工零件的。在某些情况下,可以聘请一个制造代理来安排对给定区域的多个地点的访问。
  • 询价表:向几家入围的机械加工公司发送询价,以了解谁能提供最好的价格。

在安排外包机加工零件的制造时,注意以下几点可能会有所帮助。

  • 遵循DfM的准则:确保你的数字零件设计符合加工指南:没有薄壁,孔的深度有限,等等。
  • 使用通用标准:提交一份完整的技术图纸和你的数字文件,以消除歧义,并使用通用标准,以避免误解。
  • NDA:外购机加工零件时应签订保密协议。这在法律上阻止制造商披露或重复使用你的设计。
  • 运输时间因素当前位置外包零件比内部零件需要更长的时间才能到达,所以如果工作期限很紧,要考虑运输时间。
  • 准备付款对于第一次的订单,制造商可能会要求你先付款,尽管你可以对以后的订单赊购。

万博娱乐网3ERP是一家在数控加工和手工加工方面有专长的原型和小批量生产公司。订单你们的机械零件现在和我们在一起了。