مهر زنی دقیق قالب: تحمل هایی که اکثر سازندگان نمی توانند مطابقت دهند

مهر زنی با قالب دقیق چیست و چرا اهمیت دارد

هنگامی که اجزایی را طراحی می‌کنید که چند هزارم اینچ تعیین می‌کند که آیا قطعه‌ای متناسب است یا از کار می‌افتد، مهر زنی استاندارد فلز آن را برش نمی‌دهد.مهر زنی با قالب دقیقبه طور خاص برای این سناریوها وجود دارد، جایی که تحمل‌ها باید سخت‌تر باشند، ابزارسازی باید دقیق‌تر باشد، و هر متغیری در این فرآیند تا حدی کنترل می‌شود که فروشگاه‌های تولید عمومی به سادگی ارائه نمی‌دهند.

مهر زنی دقیق قالب یک فرآیند شکل دهی فلز است که از قالب های مهندسی شده ویژه و عملیات پرس کنترل شده برای تولید قطعات با تحمل ابعادی ± 0.001 اینچ (0.025± میلی متر) یا بهتر استفاده می کند، که از طریق سوراخ های محکم تر-تا{3}}ترخیص قالب، مواد ابزار پیشرفته{4} و نظارت دقیق تر به دست می آید.

واقعاً مهر زنی با قالب دقیق به چه معناست

کلمه "دقت" در اینجا زبان بازاریابی نیست. به یک آستانه قابل اندازه گیری اشاره دارد. یک قالب دقیق با فاصله‌های پانچ-برای-به‌طور قابل‌توجهی کوچک‌تر از ضخامت‌های معمولی طراحی شده است، که اغلب به‌جای 10-20 درصد معمولی، به 5-10% ضخامت مواد کاهش می‌یابد. این فاصله تنگ تر، همراه با ابزار ساخته شده با استفاده از سیم EDM و سنگ زنی دقیق، لبه های تمیزتر، موقعیت سوراخ های دقیق تر و ابعاد قابل تکرار در میلیون ها چرخه ایجاد می کند.

برای مهندسانی که کانکتورهای کوچک، محفظه حسگرها یا اجزای دستگاه پزشکی را طراحی می کنند، این سطح کنترل تفاوت بین قطعاتی است که به طور قابل اعتماد جمع می شوند و قطعاتی که مشکلات کیفیت پایین دستی ایجاد می کنند.

تفاوت آن با مهر زنی استاندارد

عملیات استاندارد قالب و مهر زنی برای قطعاتی که تلورانس های 0.004 ± تا 0.008 ± اینچ قابل قبول است- مناسب هستند. ابزارها هزینه کمتری دارند، کنترل های پرس ساده تر هستند و فواصل بازرسی گسترده تر هستند. کار دقیق، نوار را در هر بعد افزایش می دهد:

• دقت ابزار:اجزای قالب مهر زنی آسیاب شده و با مشخصات میکرونی-، با پوشش‌های مقاوم در برابر سایش که عمر قابل استفاده را افزایش می‌دهند، تکمیل می‌شوند.
• کنترل های مطبوعاتی:پرس‌های سروو{0}}سرعت و نیرو در هر ضربه را تنظیم می‌کنند و تغییرات ناشی از ناهماهنگی مکانیکی را کاهش می‌دهند.
• جابجایی مواد:استوک نوار با دقت موقعیت یابی که بر حسب میکرون اندازه گیری می شود تغذیه می شود، نه دهم میلی متر.
• دقت بازرسی:کنترل فرآیند آماری و بازخورد حسگر{0}زمان واقعی جایگزین بررسی‌های نقطه‌ای دوره‌ای می‌شوند.

شکاف بین قالب استاندارد و دقیق و قابلیت مهر زنی به وضوح در نرخ رد و مقادیر Cpk نشان داده می شود. فروشگاه‌هایی که عملیات دقیق را انجام می‌دهند معمولاً Cpk را در ابعاد بحرانی بالاتر از 1.33 نگه می‌دارند، به این معنی که فرآیند از نظر آماری به خوبی در محدوده‌های تحمل متمرکز است.

این تفاوت ها فقط نظری نیستند. آنها دیکته می کنند که در هر ضربه چه اتفاقی در داخل پرس بیفتد، از لحظه ای که نوار وارد قالب می شود تا جایی که یک قطعه تمام شده خارج می شود.

چگونه فرآیند مهر زنی دقیق قالب گام به گام کار می کند

یک قطعه مهر شده با دقت تمام شده-ممکن است کسری از گرم وزن داشته باشد، اما فرآیند پشت آن شامل یک توالی کاملاً هماهنگ از مهندسی، ماشین‌آلات، و-کنترل زمان واقعی است. درک اینکه چگونه یک پرس مهر زنی در یک محیط دقیق کار می کند به معنای نگاه کردن فراتر از چرخه اصلی پرس است. هر فاز، از طراحی قالب اولیه تا گیت بازرسی نهایی، به برقراری این تلرانس‌های ±0.001-اینچی در طول تولید میلیون قطعه کمک می‌کند.

در اینجا نحوهفرآیند مهر زنی پیشرونده قالباز ابتدا تا انتها آشکار می شود:

1. طراحی قطعه و ابزار- مهندسان هندسه قالب را با استفاده از نرم افزار CAD/CAM مدل می کنند، طرح بندی ایستگاه ها، فاصله ها و جریان مواد را تعریف می کنند.
2. ساخت قالب- آسیاب دقیق، سیم EDM و ماشینکاری CNC اجزای قالب را با دقت میکرونی- تولید می‌کنند.
3. تنظیم و تراز را فشار دهید- قالب نصب می‌شود، فشار پرس و تناژ کالیبره می‌شوند، و سیستم‌های تغذیه همگام‌سازی می‌شوند.
4. تغذیه مواد- استوک نواری از طریق قالب با افزایش‌های کنترل‌شده، با دقت در سطح میکرونی- پیش می‌رود.
5. عملیات مهر زنی- ایستگاه‌های متوالی خالی، سوراخ می‌شوند، خم می‌شوند و با هر فشار فشار، قسمت را به تدریج تشکیل می‌دهند.
6. در-بازرسی فرآیند- سنسورها و سیستم‌های SPC ابعاد را در زمان واقعی تأیید می‌کنند و پیش از تولید ضایعات، انحراف را می‌گیرند.
7. جداسازی و جمع آوری قطعات- اجزای تمام شده از نوار حامل بریده می شوند و برای بسته بندی یا عملیات ثانویه مرتب می شوند.

طراحی ابزار و ساخت قالب

دقت بسیار قبل از برخورد فلز با فلز شروع می شود. مرحله طراحی ابزارسازی جایی است که مهندسان هندسه قطعه را به یک قالب کاربردی تبدیل می کنند که می تواند تحمل های محدود را در سرعت تولید حفظ کند. با استفاده از نرم‌افزار CAD، طراحان ایستگاه‌های قالب پیشرونده را طراحی می‌کنند، فاصله پانچ-به-قالب، طرح نوار، و موقعیت‌های سوراخ خلبان را محاسبه می‌کنند.نرم افزار CAMسپس این طرح ها را به دستورالعمل های ماشین کاری برای ساخت هر جزء قالب تبدیل می کند.

بخشی را با دوازده ویژگی تصور کنید: سوراخ ها، زبانه ها، خم ها و یک برش نهایی. هر ویژگی ایستگاه مخصوص به خود را در قالب دارد و فاصله بین ایستگاه ها باید کشش مواد، برگشت فنری و انبساط حرارتی را در حین کار در نظر بگیرد. حتی یک اشتباه محاسباتی کوچک در یک ایستگاه، در پایین دست منتشر می‌شود و خطای ترکیبی را در قسمت تمام‌شده ایجاد می‌کند.

اجزای قالب با استفاده از سیم EDM برای پروفیل های پیچیده، سنگ زنی سطح دقیق برای صافی و موازی بودن، و فرز CNC برای کار حفره ای ساخته می شوند. Wire EDM در اینجا بسیار حیاتی است زیرا فولاد ابزار سخت شده را بدون ایجاد اعوجاج حرارتی برش می دهد و به پوشش های سطحی و تحمل هایی دست می یابد که ماشینکاری معمولی نمی تواند تکرار کند. درج‌های پانچ و قالب معمولاً از کاربید یا فولاد ابزار با سرعت بالا ساخته می‌شوند، سپس تا زبری سطح زیر 0.2 میکرومتر Ra می‌شوند.

مطبوعات عملیات و خوراک مواد

پرس دای استمپ موتور این عملیات است، اما در کارهای دقیق، بیشتر شبیه یک ساز دقیق کوک شده است. پرس های سروو{1}}در این فضا غالب هستند زیرا سرعت، موقعیت و زمان ماندگاری قابل برنامه ریزی را در هر نقطه از سکته مغزی ارائه می دهند. بر خلاف پرس های مکانیکی که در یک منحنی حرکت ثابت قفل شده اند، پرس های سروو می توانند در حین شکل گیری سرعت خود را کاهش دهند و در هنگام برگشت سرعت خود را افزایش دهند و تنش مواد را کاهش دهند و ثبات ابعادی را بهبود بخشند.

دقت تغذیه به همان اندازه حیاتی است. استوک نواری که معمولاً به شکل سیم پیچ عرضه می شود، قبل از ورود به قالب از یک صاف کننده یا تراز عبور می کند. همانطور که مجله MetalForming اشاره می کند، پرس های سروو سیستم های تغذیه پویا با نرخ های شتاب و کاهش سرعت بالا را برای مطابقت با سرعت پرس در پنجره های زمان بندی بسیار کوچک می طلبد. اگر تغذیه حتی 0.05 میلی متر بیش از حد یا خیلی کوتاه پیش رود، پین های خلبان در قالب نمی توانند نوار را به درستی ثبت کنند و هر ویژگی روی آن ضربه از حد تحمل خارج می شود.

مهر زنی پیشرونده به این چرخه فید دقیق-و-تکرار صدها یا هزاران بار در دقیقه متکی است. این نوار در هر ضربه دقیقاً یک قدم پیش می‌رود، خلبان‌ها آن را در قالب قرار می‌دهند و چندین ایستگاه عملیات خود را به طور همزمان انجام می‌دهند. متوجه خواهید شد که سیستم قالب، پرس و تغذیه به عنوان یک مکانیسم یکپارچه عمل می کند، نه سه ماشین مجزا.

در -بازرسی و کنترل فرآیند

حفظ تلورانس های محکم در طول یک دوره تولید طولانی به چیزی بیش از ابزار خوب نیاز دارد. سایش قالب، تغییر دما، تغییرات مواد و ناهماهنگی تغذیه، همگی تغییرات تدریجی را ایجاد می کنند که می تواند قطعات را از مشخصات فنی خارج کند. اینجاست که نظارت{2}}زمان واقعی ارزش خود را به دست می‌آورد.

خطوط مهر زنی مترقی پیشرونده مدرن چندین لایه از کنترل فرآیند را ادغام می کنند:

• سنسورهای نظارت بر نیرو- افزایش تناژ غیرطبیعی را که نشان‌دهنده تغذیه نادرست، تجمع راز یا آسیب‌دیدگی است، شناسایی کنید.
• در{0}}حسگرهای قالب- حضور قطعه، موقعیت نوار و شکل‌گیری ویژگی را در ایستگاه‌های جداگانه اندازه‌گیری کنید.
• کنترل فرآیند آماری (SPC)- اندازه‌گیری‌های ابعادی را در طول زمان ردیابی می‌کند و روندها را قبل از رسیدن به محدودیت‌های تحمل علامت‌گذاری می‌کند.
• سیستم های بینایی- دوربین‌های نوری قطعات تمام‌شده را با سرعت خط بررسی می‌کنند، سوراخ‌ها، ترک‌ها یا ویژگی‌های از دست رفته را شناسایی می‌کنند.
• تأیید{0}طول فید- تأیید می کند که هر پیشروی با زمین برنامه ریزی شده در انحراف قابل قبول مطابقت دارد.

این سیستم ها فقط قطعات بد را نمی گیرند. آنها حلقه بازخوردی را فراهم می کنند که فرآیند را در مرکز نگه می دارد. هنگامی که داده‌های SPC نشان می‌دهد که یک بعد به سمت حد کنترل بالایی خود می‌رود، اپراتورها می‌توانند زمان‌بندی خوراک را تنظیم کنند، پانچ فرسوده را جایگزین کنند، یا تغییرات ویژگی مواد را قبل از تولید یک رد، جبران کنند.

ترکیبی از ابزار دقیق، سروو{0}}عملکرد پرس کنترل‌شده و نظارت حلقه بسته{1} چیزی است که یک عملیات مهر زنی دقیق را از مغازه‌ای که به سادگی دارای قالب‌های تحملی است، جدا می‌کند. قالب هندسه را فراهم می کند. مطبوعات نیرو را فراهم می کند. کنترل ها ثبات را فراهم می کنند. هر سه باید در هماهنگی، سکته به سکته مغزی کار کنند تا فرآیند به وعده خود عمل کند.

البته، نوع قالب مورد استفاده در پرس تعیین می‌کند که چه قطعاتی قابل اجرا هستند، چه حجم‌هایی منطقی هستند و چه هندسه‌هایی قابل دستیابی هستند، که ما را به تصمیم بین پیکربندی قالب‌های پیشرونده، مرکب و انتقال می‌رساند.

انواع قالب های مهر زنی مورد استفاده در کارهای دقیق

همه قسمت ها به پیکربندی قالب یکسانی نیاز ندارند. یک کنتاکت کوچک الکتریکی که با سرعت 800 ضربه در دقیقه کار می‌کند، نیاز به رویکرد ابزارسازی اساساً متفاوتی نسبت به محفظه‌ای{2}}عمیق سنسور دارد که در حجم‌های متوسط ​​تولید می‌شود. سه نوع اصلی قالب های مهر زنی که در کاربردهای دقیق مورد استفاده قرار می گیرند، پیش رونده، مرکب، و انتقال، هر کدام به ترکیبات متمایز از هندسه قطعه، حجم تولید و الزامات تحمل می پردازند.

Progressive Dies for High-تولید

قالب‌های پیشرونده کار - مهر زنی دقیق با حجم بالا هستند. مفهوم ساده است: یک نوار پیوسته از فلز از طریق یک سری ایستگاه در داخل یک قالب منفرد تغذیه می کند، که هر ایستگاه یک عملیات خاص، خالی کردن، سوراخ کردن، خم شدن یا شکل گیری را انجام می دهد. توسط ایستگاه نهایی، یک قسمت تکمیل شده از نوار حامل جدا می شود.

چیزی که باعث می‌شود قالب‌های مترقی برای کار دقیق مناسب باشند، توانایی آن‌ها در حفظ روابط موقعیتی محکم بین ویژگی‌ها است. پین های پایلوت نوار را در هر ایستگاه ثبت می کنند، بنابراین هر عملیات به همان داده ارجاع می دهد. برای قطعات کوچک با ویژگی های متعدد، مانند اتصال دهنده ها، قاب های سربی، یا فنرهای تماسی، این رویکرد متوالی هندسه های پیچیده ای را با سرعت هایی ایجاد می کند که سایر انواع قالب نمی توانند مطابقت داشته باشند.

مبادله؟ هزینه ابزارآلات اولیه بالاتر و انعطاف پذیری محدود برای تغییر طراحی پس از ساخت قالب. اما برای اجراهای بیش از 100000 قطعه، مقرون به صرفه بودن هر قطعه سخت است.

قالب های ترکیبی برای قطعات دقیق تخت

مهر زنی قالب ترکیبی رویکرد متفاوتی دارد. به جای چندین ایستگاه متوالی، یک قالب مرکب به طور همزمان در یک فشار فشار، خالی کردن و سوراخ کردن را انجام می دهد. نتیجه یک قطعه مسطح تولید شده در یک ضربه، با دقت ابعادی و صافی عالی است.

این زمانی اهمیت دارد که قطعه شما واشر، شیم، لمینیت یا هر جزء باشد که صافی و تمرکز بین ویژگی های داخلی و خارجی بسیار مهم است. از آنجا که تمام عملیات برش در یک حرکت انجام می شود، هیچ خطای تجمعی موقعیت بین ایستگاه ها وجود ندارد. روابط محکم‌تری بین سوراخ‌ها و پروفیل‌های بیرونی نسبت به قالب‌های پیشرونده که معمولاً در قسمت‌های مسطح می‌تواند ایجاد شود، دریافت می‌کنید.

ساخت و نگهداری قالب‌های مرکب معمولاً هزینه کمتری دارند، اما محدود به قطعاتی هستند که به شکل‌دهی، خمش یا ویژگی‌های چند محوره- نیازی ندارند.

قالب های انتقال برای هندسه های بزرگتر یا پیچیده

مهر زنی قالب انتقالی، قطعاتی را که برای ابزارسازی پیشرونده بیش از حد بزرگ یا از نظر هندسی پیچیده هستند، می گیرد. به جای یک نوار متصل که قطعات را بین ایستگاه ها حمل می کند، قطعات خالی به طور مکانیکی با استفاده از گیره ها یا بازوهای رباتیک از یک ایستگاه به ایستگاه بعدی منتقل می شوند.

این استقلال بین ایستگاه‌ها، کشیدن‌های عمیق، شکل‌گیری چند محوری و عملیات‌هایی را امکان‌پذیر می‌کند که در حالی که قطعه به نوار حامل متصل است، غیرممکن است. محفظه‌های حسگر خودرو، براکت‌های ساختاری و محفظه‌های محافظ اغلب به پیکربندی قالب انتقال متکی هستند. حذف شبکه حامل همچنین ضایعات مواد را کاهش می دهد، که برخی از هزینه های بالاتر ابزارآلات و راه اندازی را جبران می کند.

سیستم‌های انتقال کندتر از راه‌اندازی‌های پیشرونده اجرا می‌شوند، و آنها را برای تولید با حجم متوسط{0} مناسب‌تر می‌سازد، جایی که پیچیدگی قطعه زمان چرخه را توجیه می‌کند.

انتخاب بین این تنظیمات صرفاً یک تصمیم فنی نیست. اقتصادی هم هست نوع قالب مناسب، تقاضاهای هندسی قطعه شما را در برابر حجم تولید، هزینه مواد و پنجره تحملی که برنامه شما واقعاً نیاز دارد، متعادل می کند. و هنگامی که این تصمیم گرفته می شود، موادی که شما مهر می زنید مجموعه ای از محدودیت های خود را در مورد دقت واقع بینانه معرفی می کند.

مواد و تلورانس ها در مهر زنی دقیق قالب

یک قالب را می‌توان با دقت میکرونی- آسیاب کرد و در یک دستگاه پرس سروو با تراز کامل نصب کرد، با این حال قسمت تمام شده هنوز از تحمل خارج می‌شود. چرا؟ زیرا خود ماده به عقب رانده می شود. هر آلیاژی شخصیتی دارد: فنر می‌زند، کشیده می‌شود، کار می‌کند-سخت می‌شود و به‌طور متفاوتی در زیر پانچ جریان می‌یابد. درک اینکه چگونه مواد مهر زنی پیشرونده تحت شرایط دقیق رفتار می کنند، چیزی است که یک مشخصات تحمل واقعی را از مواردی که هزینه را افزایش می دهد یا دعوت به رد شدن می کند، جدا می کند.

مواد متداول و خصوصیات مهر زنی آنها

فلزاتی که اغلب در مهر زنی دقیق پردازش می شوند یک ویژگی دارند: آنها به شکل نواری ثابت و کاملاً کنترل شده-در دسترس هستند. فراتر از آن، هر کدام مزایا و چالش‌های متمایزی را به همراه دارند.

فولاد کربن (فولاد ملایم)بخشنده ترین ماده در ترکیب است. شکل پذیری بالا، برگشت فنری قابل پیش بینی و نیروهای پرس نسبتاً کم را ارائه می دهد. برای براکت‌ها، گیره‌های ساختاری و اجزای عمومی، مهر زنی پیشرونده فولادی نتایج قابل اعتمادی را در 0.002 ± اینچ در ویژگی‌های سوراخ‌شده بدون اقدامات خارق‌العاده ارائه می‌دهد. سرعت کار متوسط-به این معنی است که قالب‌ها به‌طور یکنواخت سایش می‌کنند و قطعات به‌طور ثابت در طول دوره‌های طولانی رفتار می‌کنند.

فولاد ضد زنگ (عمدتا سری 300)از ابزارسازی بیشتر می خواهد. استحکام تسلیم بالاتر به نیروهای شکل‌دهی بیشتر و برگشت فنری تهاجمی‌تر، به‌ویژه در حالت‌های نیمه‌-سخت و کامل-می‌آید. کار دقیق در ضد زنگ نیاز به جبران خمش بیش از حد در هندسه قالب و توجه بیشتر به روانکاری دارد. تلورانس های 0.0025 ± اینچ در سوراخ های سوراخ شده قابل دستیابی است، اما ویژگی های شکل گرفته معمولاً به موارد اضافی نیاز دارند مگر اینکه عملیات اندازه گیری ثانویه اضافه شود.

آلیاژهای مساز جمله C110، C194، و برنز فسفر در کاربردهای الکتریکی و الکترونیکی اصلی هستند. مهر زنی مترقی مس از شکل‌پذیری عالی و فنر کم این ماده بهره می‌برد و آن را برای فنرهای تماسی پیچیده و قاب‌های سربی که کنترل ابعادی دقیق روی ویژگی‌های کوچک اهمیت دارد، مناسب-می‌کند. مزیت آن نرمی است: مس به راحتی در برابر سطوح ابزارآلات ضربه می زند و برای جلوگیری از تجمع نیاز به اجزای قالب یا پوشش های صیقلی دارد.

آلومینیوم (5052, 6061, 1100)شکل پذیری بسیار بالا و چگالی کم را ارائه می دهد اما عوارض خاص خود را معرفی می کند. این نسبت به فولاد مستعد ترش است، تمایل به ایجاد فرزهای بزرگتر در درصد فاصله یکسان دارد و رفتار برگشت فنری متناقض را در حالت های مختلف نشان می دهد. مهر زنی های آلومینیومی دقیق اغلب به تلورانس های کمی شل تر در ابعاد شکل گرفته نیاز دارند، در حدود ± 0.003 اینچ تا 0.004 ±، اگرچه ویژگی های سوراخ شده صاف 0.002 ± اینچ را بدون مشکل نگه می دارند.

برنج (C260, C270)برای مهر زنی های فلزی با دقت پیشرو در یک نقطه شیرین می نشیند. به راحتی شکل می گیرد، به حداقل می رسد، و تمیز برش می دهد، و کیفیت لبه عالی را تولید می کند. پایانه های الکتریکی، سخت افزارهای تزئینی و اجزای ابزار اغلب به این دلایل به برنج متکی هستند. قوام این ماده آن را به یکی از قابل پیش بینی ترین آلیاژها برای مهر و موم کردن تا تلرانس های محکم تبدیل می کند.

تحمل های قابل دستیابی و آنچه بر آنها تأثیر می گذارد

ساده به نظر می رسد: ابزار محکم تر به معنای قطعات سفت تر است. در واقع، تحمل قابل دستیابی به تعامل بین خواص مواد، هندسه قطعه و شرایط فرآیند بستگی دارد. در اینجا چیزی است که در واقع تعیین می کند که آیا می توانید ± 0.001 اینچ را در یک ویژگی مشخص نگه دارید:

ضخامت موادبه طور مستقیم بر رفتار ترخیص کالا تأثیر می گذارد. مواد نازک‌تر (زیر 0.010 اینچ) فاصله‌های مطلق کوچک‌تری را امکان‌پذیر می‌کنند، برش‌های تمیزتر و سوراخ‌های محکم‌تر-به{3}موقعیت‌یابی سوراخ‌ها ایجاد می‌کنند. راهنمای طراحی صنعت تأیید می‌کند که همان- سوراخ کردن صفحه بین سوراخ‌ها معمولاً 0.002 ±، و با ابزار دقیق 0.0±0. تغییرات را تقویت کنید زیرا ناحیه برشی بزرگتر است و رفتار گسست کمتر قابل پیش بینی می شود.

بازگشت بهاربزرگترین متغیر در ویژگی های شکل گرفته است. آلیاژهای ضد زنگ یا با استحکام بالا-می توانند 2-5 درجه پس از خمیدگی 90- درجه به عقب برگردند و نیاز به جبران قالب دارند. مهندسانی که با مهر زنی دقیق کار می کنند، ایستگاه های شکل دهی را طوری طراحی می کنند که با مقدار محاسبه شده بیش از-خم می شوند، اما تغییرات لات به لات در استحکام تسلیم ناسازگاری باقی مانده را ایجاد می کند. به همین دلیل است که تلورانس‌های زاویه‌ای شکل‌گرفته (معمولاً 1 درجه) همیشه گسترده‌تر از ابعاد سوراخ‌شده تخت هستند.

جهت دانهبر شکل پذیری و ثبات ابعادی تاثیر می گذارد. خم های عمود بر دانه قوی تر و کمتر مستعد ترک خوردن هستند، اما رفتار برگشت فنری کمی متفاوت از خم های موازی با دانه از خود نشان می دهند. طرح‌بندی نوار دقیق، خم‌های بحرانی را نسبت به جهت غلتش جهت می‌دهد تا این اثرات را به حداقل برساند.

بپوشیددر طول یک دوره تولید، به تدریج فاصله‌ها-به-مرگ‌ها باز می‌شود، و ابعاد را به روش‌های قابل پیش‌بینی تغییر می‌دهد.مهندسین ابزار با تجربهتوجه داشته باشید که حفظ مقادیر Cpk بالاتر از 1.33 در تلورانس‌های ± 0.001 اینچ به قاب‌های قالب قوی، سیستم‌های راهنمای بزرگ و فواصل نگهداری برنامه‌ریزی‌شده بر اساس تعداد ضربه‌ها به جای زمان تقویم نیاز دارد.

اندازه ویژگی نسبت به ضخامت موادمحدودیت های عملی ایجاد می کند. قطر سوراخ نباید کمتر از ضخامت مواد باشد تا از شکستن پانچ جلوگیری شود. ویژگی هایی که فاصله آنها نزدیکتر از 1.5 برابر ضخامت مواد است، خطر اعوجاج ناشی از تنش های برشی مجاور را دارد. این محدودیت‌ها دقت را از بین نمی‌برند، اما شرایط مرزی را تعریف می‌کنند که مهندسان باید هنگام تعیین تلورانس در نقشه‌های خود رعایت کنند.

برای تیم‌های تدارکات و مهندسان طراحی، کار اولیه عملی است: فقط در جایی که عملکرد به آنها نیاز دارد، تلورانس‌های محدود را مشخص کنید. یک خط کشی ± 0.001 اینچ در سراسر یک قطعه، هزینه ابزارآلات را افزایش می دهد و تولید را کاهش می دهد. در عوض، دو یا سه مبنا و ویژگی مهم را که در واقع نیاز به دقت دارند، شناسایی کنید و اجازه دهید ابعاد باقیمانده در محدوده تحمل مهر زنی استاندارد ± 0.005 شناور شوند. این رویکرد پیچیدگی ابزار را قابل مدیریت نگه می دارد و در عین حال دقت را در جایی که مهم است ارائه می دهد.

رفتار مادی و قابلیت تحمل در خلاء وجود ندارد. آن‌ها شکل می‌دهند که کدام صنایع می‌توانند بر مهر زنی دقیق تکیه کنند، و این صنایع برای تولید چه اجزای خاصی به این فرآیند اعتماد دارند.

کاربردهای صنعتی که نیاز به مهر زنی دقیق دارند

برخی از صنایع چند هزارم تغییرات را بدون عواقب تحمل می کنند. دیگران آن تجمل را ندارند. هنگامی که یک کانکتور در داخل سیستم ترمز خودرو از کار بیفتد یا محفظه ایمپلنت پزشکی نشت کند زیرا سطح مهر و موم آن 0.002 اینچ است، عواقب آن از فراخوان های گران قیمت گرفته تا آسیب به بیمار متغیر است. صنایعی که بیشتر به مهر زنی دقیق روی قالب ها متکی هستند، یک موضوع مشترک دارند: قطعات آنها کوچک هستند، در حجم های بالا تولید می شوند و دارای فضایی با ابعاد صفر هستند.

قطعات خودرو و هوافضا

وسایل نقلیه مدرن حاوی هزاران قطعه فلزی مهر و موم شده هستند، اما همه آنها به ابزار دقیق-نیاز ندارند. مواردی که تمایل دارند در اطراف سیستم‌های الکتریکی، مجموعه‌های حسگر، و مکانیسم‌های{2}}ایمنی حیاتی جمع شوند، جایی که اتصالات محکم و تماس قابل اطمینان غیرقابل مذاکره-است.

قطعات خودرو که مهر زنی مترقی در مقیاس تولید می شود عبارتند از:

• کانکتورها و پایانه های برق- سوکت‌ها، پایانه‌های تیغه، و سرصفحه‌های چند{1}پینی برای مهار سیم‌ها که سیگنال‌ها را به ماژول‌های کیسه هوا، سنسورهای ABS و سیستم‌های مدیریت موتور منتقل می‌کنند.
• محفظه های سنسور- محفظه‌های مهر شده برای حسگرهای مجاورت، سنسورهای سرعت چرخ و مبدل‌های فشار که در آن دقت ابعاد، آب‌بندی مناسب و فاصله‌های فاصله سنسور را تضمین می‌کند.
• براکت های مهر شده با قالب پیشرونده- نصب قطعات برای واحدهای کنترل الکترونیکی، دوربین‌ها و ماژول‌های رادار که باید دقت موقعیت را در طول چرخه‌های حرارتی و ارتعاش حفظ کنند.
• فنرهای تماس و گیره های باتری- کنتاکت‌های فنری کوچک داخل کلیدهای کلید، دکمه‌های استارت، و کانکتورهای مدیریت باتری EV که نیاز به نیروی تماس ثابت در میلیون‌ها چرخه دارند.

تغییر بخش خودرو به سمت خودروهای الکتریکی تقاضا را تشدید کرده است. یک بسته باتری EV ممکن است حاوی صدها کانکتور میله اتوبوس مهر شده دقیق، فاصله‌دهنده سلولی، و براکت‌های رابط حرارتی باشد، که همگی به تلورانس‌هایی نیاز دارند که مهر زنی عمومی نمی‌تواند به طور قابل اعتمادی در حجم 500،000+ سالانه نگه دارد.

هوافضا از این هم فراتر می رود. کاربردهای مهر زنی هوافضا شامل براکت های ساختاری برای پشتیبانی از قفسه های اویونیک، محفظه رله برای سیستم های ناوبری و ارتباطی، قاب های دقیق برای خوشه های ابزار، و محفظه های محافظ است که از الکترونیک حساس در برابر تداخل الکترومغناطیسی محافظت می کند. این قطعات باید در محدوده دمایی شدید، تحت بارهای ارتعاشی و با قابلیت ردیابی کامل مواد از انبار خام تا قطعه نصب شده کار کنند. حجم ها کمتر از خودرو است، اما مدارک مورد نیاز و مدارک از سخت ترین شرایط در هر محیط تولیدی است.

کاربردهای تجهیزات پزشکی و الکترونیک

یک کیس ضربان ساز با مهر تیتانیوم را تصور کنید. باید زیست سازگار، هرمتیکی مهر و موم شده، ابعاد کامل و با قابلیت ردیابی کامل تولید شود. این واقعیت مهر زنی مترقی دستگاه های پزشکی است، که در آن ریسک ها به جای ادعای ضمانت، در نتایج بیماران سنجیده می شود.

مهر زنی پیشرونده پزشکی اجزایی را در چندین دسته دستگاه تولید می کند:

• محفظه های دستگاه قابل کاشت- کیس‌های فولاد ضد زنگ تیتانیوم و 316L برای ضربان‌سازها، محرک‌های عصبی، کاشت حلزون حلزون، و پمپ‌های تزریق دارو، معمولاً با مشخصات سطح عمقی-کشش و تکمیل شده در سطح میکرون{3}}.
• اجزای ابزار جراحی- دستگیره‌ها، فک‌ها و محفظه‌های محوری که برای سازگاری با استریل‌سازی و ابعاد دقیق برای عملکرد مکانیکی نیاز به پرداخت صاف دارند.
• عناصر دستگاه تشخیصی- مخاطبین مهر شده، محافظ، و قاب‌های ساختاری داخل آنالایزرهای خون، تجهیزات تصویربرداری و دستگاه‌های تست مراقبتی-.
• کیس باتری و محفظه خازن - محفظه باتری قابل کاشتکه باید در مقابل فرآیندهای استریلیزاسیون مقاومت کند و در عین حال یکپارچگی ابعادی را در طول چندین دهه در بدن انسان حفظ کند.

الزامات زیست سازگاری، انتخاب مواد را به سمت درجات تخصصی سوق می دهد که بدن آنها را رد نمی کند، و مشخصات پرداخت سطح اغلب بیشتر از هر چیزی است که در صنایع دیگر یافت می شود. سوراخ یا لبه زبر فقط یک مشکل کیفی نیست. این یک تحریک بالقوه بافت یا بندر باکتریایی است. به همین دلیل است که مهر زنی دقیق، با لبه های برشی تمیز و شرایط سطحی قابل تکرار، بر ماشینکاری برای بسیاری از اجزای مقیاس ایمپلنت ترجیح داده می شود.

برنامه های الکترونیکی نشان دهنده بالاترین-حجم پایان مهر زنی دقیق هستند.صنعت الکترونیکبرای هدایت، اتصال، و یکپارچگی ساختار تقریباً در هر دسته دستگاه به قطعات مهر شده بستگی دارد. اجزای خاص عبارتند از:

• سپرهای RF و EMI- محفظه‌های دیوار نازک- که مدارهای حساس را از تداخل الکترومغناطیسی ایزوله می‌کند و برای تماس مناسب با زمین، نیاز به صافی محکم و ضخامت دیواره ثابت دارد.
• قاب های سربی- حامل‌های آلیاژ مس که قالب‌های نیمه‌رسانا را به مدار خارجی متصل می‌کنند، با عرض مشخصه‌هایی که در دهم میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شوند، مهر شده‌اند.
• فنرهای تماسی- فنرهای برنزی برلیومی یا مسی فسفر در داخل رابط‌ها، سوئیچ‌ها و رله‌ها که باید نیروی تماس ثابتی را در میلیاردها چرخه جفت‌گیری ارائه کنند.
• پایانه های رابط- آرایه‌های پین با چگالی بالا برای USB، HDMI، و برد-به-رابط‌هایی که دقت موقعیتی تعیین می‌کند که مونتاژ خودکار موفق باشد یا گیر کند.
• سینک های حرارتی و پخش کننده های حرارتی- قطعات آلومینیومی یا مسی مهر و موم شده که بارهای حرارتی را در روشنایی LED، الکترونیک قدرت و دستگاه‌های تلفن همراه مدیریت می‌کنند.

آنچه این برنامه های الکترونیکی به اشتراک می گذارند، گرایش به کوچک سازی است. همانطور که دستگاه ها کوچک می شوند، اجزای مهر شده در داخل آنها کوچکتر و متراکم تر می شوند. ترمینال اتصالی که پنج سال پیش 2 میلی‌متر عرض داشت، اکنون ممکن است 0.8 میلی‌متر باشد، با تلورانس‌های نسبتاً تنگ‌تر در هر بعد. مهر زنی پیشرونده قالب به طور موثر کاهش می یابد زیرا اصول فرآیند، فاصله های کنترل شده، تغذیه دقیق، و هندسه قالب قابل تکرار، به همان اندازه که در قطعات بزرگتر انجام می دهند، در مقیاس خرد کار می کنند.

هر یک از این صنایع به دلایل اصلی یکسان، مهر زنی دقیق را به جای جایگزین ها انتخاب می کند: دقت ثابتی را در حجم هایی که هزینه هر{0}قطعه مهم است، ارائه می دهد، و این کار را با تکرارپذیری-بسیار حیاتی و عملکرد- برنامه های کاربردی حیاتی انجام می دهد. اما دانستن اینکه مهر زنی متناسب با برنامه شما است، تنها نیمی از معادله است. نیمی دیگر درک این موضوع است که چگونه در برابر ماشینکاری CNC، برش لیزری و سایر روش‌های ساخت، زمانی که هندسه، حجم و تلورانس مورد نیاز شما روی میز باشد، سازگاری دارد.

مهر زنی دقیق قالب در مقابل روش های ساخت جایگزین

دانستن اینکه قطعه شما نیاز به تلرانس های شدید دارد، به طور خودکار به این معنی نیست که مهر و موم کردن راه حل است. مهندسان و تیم‌های تدارکات با یک ماتریس تصمیم واقعی روبرو هستند: ماشین‌کاری CNC، برش لیزری، خالی کردن ریز، حکاکی شیمیایی، و سیم EDM همه قطعات فلزی دقیقی را تولید می‌کنند. انتخاب صحیح به محل قرارگیری پروژه شما در پنج متغیر بستگی دارد: حجم تولید، تحمل های مورد نیاز، پیچیدگی هندسی، بودجه ضایعات مواد، و هدف هزینه هر-واحد.

مهر زنی پیشرونده فلز بر مناطق خاصی از آن ماتریس تسلط دارد. اما در سطح جهانی برتری ندارد، و تظاهر به موارد دیگر منجر به تصمیمات ابزاری پرهزینه ای می شود که هرگز بازپرداخت نمی کنند. اینجاست که مهر زدن برنده است و کجا نه.

هنگامی که مهر زنی دقیق از CNC و لیزر بهتر است

اقتصاد مهر زنی فلز قالب به حجم بستگی دارد. بسته به پیچیدگی یک قالب پیشرونده ممکن است 15000 تا 50000 دلار هزینه داشته باشد، اما پس از اجرا، هزینه هر-قطع به پنی کاهش می یابد. ماشین‌کاری CNC حداقل هزینه راه‌اندازی را به همراه دارد، اما هر قسمت به زمان دستگاه جداگانه نیاز دارد. نقطه متقاطع، که در آن مهر زنی در هر واحد ارزان تر می شود، بسته به پیچیدگی قطعه، معمولاً بین 1000 تا 5000 واحد کاهش می یابد. فراتر از 10000 قطعه، مزیت هزینه مهر زنی بسیار زیاد است.

Speed ​​داستان مشابهی را بیان می کند. یک دای پیشرونده و خط مهر زنی که 400 ضربه در دقیقه تولید می کند، قطعات را سریعتر از یک سلول CNC در یک شیفت کامل تولید می کند. برای برنامه هایی که به 100000 واحد سالانه یا بیشتر نیاز دارند، هیچ فرآیند تفریقی در توان عملیاتی رقابت نمی کند.

برش لیزری انعطاف پذیر به نظر می رسد، اما محدودیت هایی را ایجاد می کند که در مقیاس دقیق مهم هستند. لبه‌های برش لیزری دارای یک ناحیه تحت تأثیر حرارت{2}} هستند که خواص مواد را در نزدیکی خط برش تغییر می‌دهد. کیفیت لبه در مواد ضخیم‌تر کاهش می‌یابد، و سرعت برش به‌طور چشمگیری به زیر ضخامت 0.020 اینچ می‌رسد، جایی که معمولاً اجزای مهر و موم شده دقیق هستند. لیزر همچنین نمی‌تواند شکل بگیرد، خم شود یا کشیده شود، به این معنی که برای تولید یک قطعه سه‌بعدی همیشه عملیات اضافی لازم است.

زباله های مادی جداکننده دیگری است. عملیات مهر زنی و ساخت پیشرونده فقط مواد موجود در طرح نوار را مصرف می کند، با ضایعات محدود به شبکه حامل و راب های خلبان. در مقابل، ماشینکاری CNC می تواند 60 تا 80 درصد از بلوک شروع را به عنوان یک ضایعات هدر دهد. برای آلیاژهای گران قیمت مانند مس بریلیوم یا فسفر برنز، این ضریب ضایعات، ماشینکاری را در حجم بسیار پرهزینه می کند.

جایی که روش‌های جایگزین ممکن است بهتر باشند

انتخاب صادقانه فرآیند به معنای تصدیق این است که در کجا مهر زدن مناسب نیست.

ماشینکاری CNCزمانی که به هندسه سه بعدی پیچیده از استوک جامد، مقادیر کمتر از 1000 یا تحمل‌های کمتر از 0.0005 ± اینچ بر روی سطوح جفت‌گیری نیاز دارید، برنده می‌شود. همچنین تغییرات طراحی را بدون دوباره کاری ابزار انجام می‌دهد، و آن را به انتخاب پیش‌فرض در طول نمونه‌سازی اولیه و توسعه اولیه تبدیل می‌کند.

حکاکی شیمیاییدر مواد بسیار نازک (زیر 0.005 اینچ) که در آن نیروهای مکانیکی مهر زنی قطعه را منحرف می کند برتری دارد.لبه‌های آزاد-آزاد، بدون استرس-بدون سرمایه‌گذاری ابزار، آن را برای دیسک‌های رمزگذار، صفحه‌های توری ظریف و سفت‌کننده‌های مدار فلکس ایده‌آل می‌کند. اصلاحات طراحی تقریباً هیچ هزینه ای ندارد زیرا هندسه به جای فولاد سخت شده با آثار هنری عکس تعریف می شود.

خالی کردن خوبفاصله بین مهر زنی استاندارد و ماشینکاری را اشغال می کند. لبه‌های کاملاً برش‌خورده با-منطقه جداشدگی نزدیک به صفر را ارائه می‌کند، و سنگ‌زنی ثانویه را برای قطعاتی مانند چرخ دنده‌ها، چرخ‌دنده‌ها و صفحات بادامکی که به سطوح لبه کاربردی نیاز دارند حذف می‌کند. مبادله زمان چرخه کندتر و هزینه هر{3} قطعه بیشتر از مهر زنی پیش رونده معمولی است.

سیم EDMسخت‌ترین تلرانس‌ها را در بین هر روش برشی ایجاد می‌کند، اغلب 0.0001±"، اما با سرعت‌هایی که بر حسب اینچ مربع در ساعت اندازه‌گیری می‌شوند. این یک فرآیند نمونه‌سازی و ابزارسازی است، نه یک روش تولید. اگر به ده قطعه با دقت فوق‌العاده نیاز دارید، EDM سیم کار می‌کند. اگر به ده هزار قطعه نیاز دارید، این کار را نمی‌کند.

چارچوب تصمیم گیری ساده است. اگر قطعه شما نازک-سنج است، نیاز به شکل‌دهی یا خم شدن دارد، تلورانس‌هایی در 0.001± یا کمتر از آن دارد، و سالانه بالای 5000 واحد اجرا می‌شود، تقریباً مطمئناً مقرون‌به‌صرفه‌ترین مسیر برای شما به‌حساب می‌آید. زیر آن آستانه حجم، یا زمانی که هندسه نیاز به تنش‌های کامل{7} دارد. سهام بسیار نازک-، جایگزین ها جایگاه خود را به دست می آورند.

هر فرآیندی را که انتخاب کنید، همچنان باید قطعه برای آن طراحی شود. و به طور خاص در مهر زنی دقیق، فاصله بین یک طرح تولیدی و یک سردرد گران قیمت اغلب به تعداد انگشت شماری از قوانین ابعادی مربوط می شود که بسیاری از مهندسان تا زمانی که اولین نقل قول ابزارآلاتشان با سؤالات مطرح نشود، با آنها مواجه نمی شوند.

طراحی برای قابلیت ساخت در مهر زنی با قالب دقیق

بخشی که در CAD تمیز به نظر می رسد می تواند در ابزارسازی به یک کابوس تبدیل شود. فاصله ویژگی‌هایی که روی صفحه کار می‌کنند ممکن است تحت فشار پانچ ترک بخورند. یک شعاع خمشی که محافظه کارانه به نظر می رسد ممکن است در سرعت تولید، استحکام{2}}زنگ بالا را از بین ببرد. اینها مشکلات فرضی نیستند. آنها به این دلیل هستند که طراحی قالب مهر زنی مترقی مجموعه خاصی از قوانین هندسی را می طلبد که بسیاری از مهندسان هرگز با آن مواجه نمی شوند تا زمانی که یک نقل قول ابزاری با رنگ قرمز مشخص شود.

طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) در مهر زنی دقیق به معنای محدود کردن خلاقیت نیست. این در مورد درک آنچه که قالب، مواد و مطبوعات می توانند به صورت فیزیکی ارائه دهند، و سپس طراحی در آن مرزها از همان ابتدا است. نتیجه این کار، تکرارهای ابزار کمتر، نرخ رد کمتر، و مهر زدن قطعات قالبی است که همان بار اول از روی پرس خارج می شوند.

قوانین ابعاد بحرانی و فاصله ویژگی ها

هر ویژگی روی قسمت مهر شده، سوراخ‌ها، شکاف‌ها، زبانه‌ها، لبه‌ها، از طریق مواد با همسایگان خود در تعامل است. قرار دادن آنها خیلی نزدیک به هم استرس را متمرکز می کند، شبکه مواد را ضعیف می کند و باعث اعوجاج می شود که به ویژگی های مجاور تبدیل می شود. اینجا جایی است که محدودیت های سخت زندگی می کنند:

حداقل قطر سوراخبستگی مستقیم به نوع و ضخامت مواد دارد. برای مواد انعطاف پذیر مانند آلومینیوم یا مس، حداقل قطر سوراخ باید حداقل باشد1.2 برابر ضخامت مواد(1.2T). برای آلیاژهای سخت تر مانند فولاد ضد زنگ، این حداقل به 1.5-2.0T می رسد زیرا پانچ نیروهای جانبی بیشتری را در طول برش جذب می کند. کوچکتر شوید و به شکستگی مکرر پانچ و سایش سریع قالب نگاه می کنید.

سوراخ-تا-فاصله لبهیک منطقه اشتباه رایج است. سوراخی را خیلی نزدیک به لبه قطعه قرار دهید و تار باقیمانده مواد در حین سوراخ کردن به بیرون برآمده شود. دستورالعمل روشن است: حداقل 2T بین هر سوراخ یا شکاف و نزدیکترین لبه حفظ شود. این ماده را از نظر ساختاری در طول مهر زنی دست نخورده نگه می دارد و از تغییر شکلی که هیچ مقدار کار ثانویه نمی تواند به طور کامل اصلاح شود، جلوگیری می کند.

فاصله سوراخ-به-حفرهاز همین منطق پیروی می کند. حداقل فاصله بین سوراخ های مجاور باید حداقل 2T باشد تا از پارگی یا اعوجاج شبکه بین آنها تحت نیروهای برشی جلوگیری شود. برای ابزارهای قالب پیشرونده، این محدودیت همچنین از سوراخ‌های خلبان در برابر تأثیر عملیات سوراخ‌کاری مجاور محافظت می‌کند.

حداقل عرض فلنجبرای زبانه ها و بریدگی ها 1.5T است. هر چیزی که باریک‌تر باشد، فشار شدیدی به پانچ وارد می‌کند و ویژگی‌هایی را ایجاد می‌کند که در حین جابجایی مستعد خم شدن یا شکستن هستند. زمانی که طول زبانه از پنج برابر عرض آن بیشتر شود، پایداری سازه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و در هنگام مهر زنی و مونتاژ پایین دست خطر آسیب می بینید.

محدودیت های طراحی خم، ترسیم و فرم

عملیات شکل دهی باعث ایجاد تنش کششی در قسمت خارجی خم و فشار در داخل می شود. اگر هندسه این نیروها را برآورده نکند، ماده ترک می‌خورد، چروک می‌شود یا از حد مجاز بازمی‌گردد.

حداقل شعاع خمیدگیبیشترین قانون نقض شده است. شعاع خمیدگی داخلی باید حداقل 1.0 برابر ضخامت ماده (1T) برای اکثر مواد باشد. برای فولادهای با استحکام بالا یا آلیاژهای مقاوم، 1.5T ایمن تر است. شعاع‌های محکم‌تر از 1T تنش را در راس خمش متمرکز می‌کنند و احتمال ترک خوردن را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهند، به‌ویژه زمانی که خم موازی با جهت دانه‌بندی باشد. همانطور کهمراجع DFM را ایجاد کردتأیید کنید، خم‌هایی که عمود بر دانه ایجاد می‌شوند، نسبت به خم‌های هم‌تراز با آن، به مراتب کمتر مستعد شکست هستند.

حداقل ارتفاع فلنج خمباید حداقل 2.5T به اضافه شعاع خمش باشد. فلنج‌های کوتاه‌تر را نمی‌توان به‌درستی توسط پانچ شکل‌دهنده گرفت و در نتیجه زاویه‌های ناهماهنگ و تکرارپذیری ضعیف ایجاد می‌شود. وقتی سعی می کنید فلنجی خیلی کوتاه بسازید، مواد به جای تغییر شکل تمیز، تمایل به لغزش دارند.

قرارگیری ویژگی در نزدیکی خم هایکی دیگر از محدودیت های حیاتی است. سوراخ‌ها یا شکاف‌ها با قطر کمتر از 0.100 اینچ باید حداقل 2T به اضافه شعاع خمش از هر خط خمشی فاصله داشته باشند. ویژگی‌های بزرگتر به 2.5T به اضافه شعاع نیاز دارند. ویژگی‌هایی که نزدیک‌تر از این حداقل‌ها قرار می‌گیرند در طول عملیات شکل‌دهی منحرف، کشیده یا جابه‌جا می‌شوند، زیرا مواد در ناحیه خمش به طور فعال جریان می‌یابند.

نسبت های عمق را رسم کنیدمحدود کردن عمق یک فنجان یا پوسته در یک عملیات واحد. یک قانون کلی این است که اولین قرعه کشی نباید از عمقی برابر با قطر خالی ضرب در 0.4-0.5 تجاوز کند. كشش‌هاي عميق‌تر به چندين ايستگاه پيشرونده با عمليات بازپخت مياني يا ترسيم مجدد نياز دارند كه به ابزار پيشرونده و طراحي قالب پيچيدگي مي‌افزايند.

مشخصات جهت دانهباید روی هر نقاشی با ویژگی های شکل گرفته ظاهر شود. خمش عمود بر جهت غلتش خمش های قوی تر و برگشت فنری قابل پیش بینی تر را به همراه دارد. حذف این فراخوان تصمیم را به سازنده واگذار می کند، که ممکن است به جای عملکرد بخشی، چیدمان نوار را برای کارایی مواد تعیین کند.

تامین کنندگان دوست دارندYICHENدر اوایل مرحله طراحی با تیم های مهندسی کار کنید تا هندسه قطعه را برای مهر زنی دقیق قالب، کاهش تکرارها و هزینه های ابزارسازی قبل از برش تک بلوک فولاد ابزار بهینه کنید. این نوع بررسی مشترک DFM در حالی که تغییرات هنوز رایگان است، بر روی صفحه نمایش به جای ابزارهای سخت شده، نقض می‌کند.

قبل از درخواست قیمت، طرح خود را از طریق این چک لیست اجرا کنید:

• قطر سوراخ حداقل 1.2T (چشم انداز) یا 1.5-2.0T (آلیاژهای سخت) است.
• فاصله سوراخ-به-لبه و حفره{2}}به-فاصله سوراخ به 2T می‌رسد یا بیشتر از آن
• شعاع خمش داخلی حداقل 1.0T (1.5T برای مواد با استحکام بالا)-
• ارتفاع فلنج خم حداقل 2.5T به اضافه شعاع خم است
• ویژگی ها حداقل 2T + شعاع خم از هر خط خم قرار می گیرند
• عرض زبانه و بریدگی حداقل 1.5T و طول آن بیش از 5 برابر عرض نباشد
• تمام گوشه های داخلی حداقل شعاع 0.5T دارند
• جهت دانه در نقشه برای خم های بحرانی مشخص شده است
• جهت سوراخ در جایی که جهت گیری برای مونتاژ اهمیت دارد، نامیده می شود
• عمق کشش از 40 تا 50 درصد قطر خالی در هر ایستگاه تجاوز نمی کند
• تلورانس ها به صورت انتخابی اعمال می شوند: فقط در جایی که عملکرد آن را بخواهد محدود می شود

هر قانون در این فهرست وجود دارد زیرا نادیده گرفتن آن منجر به یک حالت خرابی خاص و قابل پیش‌بینی می‌شود: خم‌های ترک خورده، سوراخ‌های اعوجاج، پانچ‌های شکسته یا قطعاتی که در نمونه 1 در مقایسه با نمونه 100000 تفاوت دارند. پیروی از آنها تضمین کننده یک قالب کامل در ساخت اول نیست، اما رایج ترین دلایل برای دوباره کاری ابزار و ضایعات تولید را از بین می برد.

قوانین طراحی مشخص می کنند که چه چیزی امکان پذیر است. اما حتی یک قطعه کاملاً طراحی شده نیز می‌تواند از مشخصات فنی خارج شود اگر زیرساخت کیفی پشت پرس به همان اندازه دقیق نباشد، به همین دلیل است که روش‌های بازرسی و گواهی‌های پشتیبان عملیات مهر زنی دقیق به اندازه خود هندسه ابزار اهمیت دارند.

کنترل کیفیت و بازرسی در مهر زنی دقیق

اگر سیستم کیفی پشت آن نتواند ثابت کند که قطعات واقعاً دارای مشخصات فنی هستند، یک قالب خوب-طراحی شده که بر روی یک دستگاه پرس مهر زنی پیشرفته کار می‌کند، معنایی ندارد. با سرعت تولید چند صد ضربه در دقیقه، حتی یک حرکت کوتاه فرآیند می تواند هزاران قطعه ناسازگار را قبل از اینکه کسی متوجه شود تولید کند. به همین دلیل است که زیرساخت های بازرسی، ابزارهای اندازه گیری، نظارت بر فرآیند، و گواهینامه های زیربنای یک عملیات دقیق، به اندازه خود ابزار اهمیت دارند.

روش های بازرسی و ابزار اندازه گیری

عملیات مهر زنی دقیق به رویکرد اندازه گیری لایه ای متکی است. هیچ ابزار واحدی همه ویژگی ها را پوشش نمی دهد، بنابراین تامین کنندگان توانمند ترکیبی از روش های منطبق با اهمیت و هندسه هر بعد را به کار می گیرند.

اولین-بازرسی مقاله (FAI)قبل از شروع تولید، یک تنظیم جدید را تأیید می کند. یک قطعه نمونه در برابر هر بعد طراحی با استفاده از ابزارهای{1} دقت بالا اندازه‌گیری می‌شود و تأیید می‌کند که سیستم تغذیه قالب، پرس و مهر زنی قبل از اجرای کامل، قطعات منطبق را تولید می‌کنند. این مرحله خطاهای راه‌اندازی را زمانی شناسایی می‌کند که رفع آنها ارزان‌ترین باشد.

دستگاه های اندازه گیری مختصات (CMM)هندسه‌های پیچیده را که در آن ویژگی‌های متعدد باید به داده‌های مشترک مرتبط باشند، رسیدگی کند. یک پروب CMM سطوح بخشی را لمس یا اسکن می‌کند تا یک مدل اندازه‌گیری سه‌بعدی بسازد، موقعیت سوراخ‌ها، تلورانس‌های نمایه، و صافی تا سطح تفکیک میکرون-را تأیید کند. برای قطعاتی که روی خط مهر زنی پیشرونده با سرعت بالا کار می کنند، داده های CMM از نمونه های دوره ای تأیید می کند که روابط ابعادی در طول دوره های طولانی پایدار می مانند.

مقایسه کننده های نوری و سیستم های بینایییک قسمت بزرگنمایی شده را روی یک صفحه نمایش یا سنسور دوربین پخش کنید و به اپراتورها اجازه می دهد تا پروفایل ها، شعاع ها و شرایط لبه را به سرعت بررسی کنند. بازرسی خودکار بینایی ادغام شده در خط پرس دای مترقی می‌تواند هر قطعه را در سرعت تولید، برش‌ها، ترک‌ها یا ویژگی‌های از دست رفته بدون کاهش سرعت ارزیابی کند.

برو/نه-سنجتأیید سریع و باینری ویژگی های حیاتی را ارائه می دهد. پین گیج یا به سوراخی می خورد یا نه. یک شیار سنج یا از آن عبور می کند یا متوقف می شود. این ابزارها در بررسی‌های{3}}تولید فرکانس بالا در جایی که سرعت مهم‌تر از ثبت مقادیر دقیق است، عالی هستند.

کنترل فرآیند آماری (SPC)تمام این اندازه گیری ها را در طول زمان به هم گره می زند. همانطور کهفابریکاتورجزئیات، نمایشگرهای بارگذاری روی پرس های مهر زنی می توانند داده های نیرو را برای هر ضربه ردیابی کنند و آن را در نمودارهای X{0}}نوار و سیگما بیان کنند، روندها را قبل از اینکه قطعات از حالت تحمل خارج شوند تشخیص دهند. SPC فقط نقص ها را تشخیص نمی دهد. آن‌ها را پیش‌بینی می‌کند و به اپراتورها زمان می‌دهد تا فرآیند را تنظیم کنند، پانچ فرسوده را جایگزین کنند یا انحراف تغذیه را اصلاح کنند، در حالی که قطعات هنوز مطابق هستند.

گواهینامه ها و استانداردهای کنترل فرآیند

گواهینامه ها به شما می گویند که یک تامین کننده چه سیستم کیفیتی ساخته است، حسابرسان خارجی چه مواردی را تایید کرده اند و آن تامین کننده واجد شرایط خدمت رسانی به کدام صنایع است. برای مهندسانی که شرکای مهر زنی را ارزیابی می کنند، معنای واقعی هر گواهی در اینجا آمده است:

• ISO 9001- استاندارد سیستم مدیریت کیفیت پایه. فرآیندهای مستند، رویه‌های اقدام اصلاحی و چارچوب‌های بهبود مستمر را ایجاد می‌کند. برای برنامه‌های کاربردی با{3}}ضروری، اما کافی نیست.
• IATF 16949- استاندارد خاص خودرو- که بر اساس ISO 9001 ساخته شده است. این استاندارد الزاماتی را برای تأیید قطعه تولید (PPAP)، برنامه ریزی کیفیت پیشرفته محصول (APQP) و تجزیه و تحلیل حالت خرابی (FMEA) اضافه می کند. مورد نیاز اکثر OEM های اصلی خودرو و تامین کنندگان ردیف 1 است.
• ISO 13485- استاندارد مدیریت کیفیت تجهیزات پزشکی.یادداشت های NSFکه ISO 13485 بر انطباق مقررات و مدیریت ریسک بر بهبود مستمر، با الزامات مستندسازی تجویزی، افزایش قابلیت ردیابی برای دستگاه‌های قابل کاشت، و فرآیندهای رسیدگی رسمی به شکایات تاکید دارد. این توسط آژانس های نظارتی در سراسر جهان، از جمله FDA، بهداشت کانادا، و سازمان های MDR اتحادیه اروپا به رسمیت شناخته شده است.
• AS9100- استاندارد کیفیت هوافضا. این الزامات را برای مدیریت پیکربندی، مدیریت ریسک در هر مرحله فرآیند و قابلیت ردیابی دقیق از مواد خام تا تحویل نهایی اضافه می کند. ابتدا منتظر پروتکل‌های{3}}بازرسی مقاله و برنامه‌های جلوگیری از تقلبی‌تر باشید.

یک تامین کننده دارای IATF 16949 یا AS9100 قبلاً توانایی های فراتر از مدیریت کیفیت پایه، از جمله کنترل فرآیند، تجزیه و تحلیل سیستم اندازه گیری، و تأیید شایستگی نیروی کار را نشان داده است. افزودن ISO 13485 به سرمایه‌گذاری بیشتر در کنترل‌های خاص دستگاه مانند پیشگیری از آلودگی، روش‌های بهداشت پرسنل، و سیستم‌های نظارت پس از فروش-دستگاه نیاز دارد.

هنگام ارزیابی یک تامین کننده مهر دقیق، فقط نپرسید که آیا آنها گواهینامه دارند یا خیر. بپرسید که اهداف Cpk آنها در ابعاد بحرانی چیست، در طول تولید چقدر نمونه برداری می کنند، و وقتی SPC سیگنال یک روند را نشان می دهد چه اتفاقی می افتد. گواهی روی دیوار وجود سیستم را تأیید می کند. پاسخ به این سؤالات به شما می گوید که آیا آن سیستم واقعاً در نقطه ای که فلز به هم می میرند، ضربه ای پس از ضربه، در میلیون ها قطعه کار می کند یا خیر.

زیرساخت با کیفیت، قطعات را در مدارا نگه می دارد. اما تحمل تنها نیمی از معادله ارزش است. نیمی دیگر، هزینه، تعیین می کند که آیا مهر و موم دقیق برای برنامه شما منطقی است یا خیر، و این محاسبه به متغیرهایی بستگی دارد که اکثر مهندسان تا زمانی که شروع به درخواست مظنه نکنند نمی بینند.

عوامل هزینه و اقتصاد مهر زنی با قالب دقیق

نقل قول ابزار برای مهر زنی دقیق قالب می تواند باعث شوک برچسب شود. یک قالب پیشرونده که برای کارهای سخت{1}}تحمل طراحی شده است ممکن است بسته به تعداد ایستگاه، مواد و پیچیدگی، قیمتی بین 30000 تا 250000 دلار داشته باشد. اما این عدد به تنهایی گمراه کننده است. آنچه مهم است این است که چگونه این سرمایه‌گذاری به هزینه هر-قسمت در حجم تولید شما تبدیل می‌شود و اینکه آیا کل اقتصاد جایگزین‌ها را در طول عمر برنامه شکست می‌دهد.

ابزار سرمایه گذاری و اقتصاد حجم

هزینه قالب را به عنوان مالیات ثابتی در نظر بگیرید که در هر قسمتی که ابزار تولید می کند، پخش می شود. یک قالب پیشرونده 50000 دلاری که دارای 500000 قطعه است فقط 0.10 دلار به ازای هر قطعه به استهلاک ابزار اضافه می کند. همان قالبی که تنها 5000 قطعه تولید می‌کند، 10 دلار به ازای هر قطعه اضافه می‌کند، تفاوتی 100 برابری که باعث ایجاد یا شکسته شدن شرایط کاری برای مهر زنی با قالب مترقی می‌شود.

عمر مورد انتظار قالب بستگی به موادی که مهر و موم شده اند، شرایط تحمل و انتخاب فولاد ابزار دارد. یک-کاربید مهر زنی قالب دقیق ساخته شده-درج ابزار آلیاژهای مس در حال اجرا می تواند 10 میلیون ضربه یا بیشتر را قبل از بازسازی اساسی انجام دهد. مواد سخت‌تر مانند فولاد ضد زنگ بسته به پیچیدگی ویژگی و نظم و انضباط تعمیر و نگهداری، این پنجره را تا 1-5 میلیون ضربه کوتاه می‌کند. ابزارسازی{12}}سطح پایین‌تر ممکن است فقط 100000 تا 500000 ضربه قبل از نیاز به کار مجدد را تضمین کند، به همین دلیل است که انتخاب یک سازنده قالب مترقی واجد شرایط برای اقتصاد بلندمدت اهمیت دارد.

آستانه حجمی که در آن مهر زنی بهتر از جایگزین ها عمل می کند، معمولاً بین 10000 تا 50000 واحد سالانه برای قطعات با پیچیدگی متوسط ​​است. در زیر این محدوده، ماشینکاری CNC یا برش لیزری به طور کامل از سرمایه گذاری ابزار جلوگیری می کند. بالاتر از آن، مهر زنی مترقی بلندمدت برای هر قطعه هزینه‌هایی را ارائه می‌کند که هیچ فرآیند تفریقی نمی‌تواند به آن نزدیک شود، که اغلب برای هندسه‌های ساده در حجم‌های بالا به زیر 0.05 دلار می‌رسد.

عواملی که باعث افزایش یا کاهش هزینه هر{0}قطعه می شوند

فراتر از استهلاک ابزار، چندین متغیر هزینه فرود شما را به ازای هر قطعه تغییر می دهد. درک این درایورها به شما کمک می کند تا طرح ها را بهینه کنید و به طور موثرتری در مورد قیمت ها مذاکره کنید.

محرک های هزینه بر اساس تأثیر معمول بر قیمت هر قطعه رتبه بندی شده اند:

• نوع و ضخامت مواد- مواد خام 45-55% از هزینه هر واحد را تشکیل می‌دهد. فولاد ضد زنگ و آلیاژهای مس از نظر وزنی 3 تا 5 برابر بیشتر از فولاد ملایم قیمت دارند و مواد سخت تر سایش قالب را تسریع می کنند و فرکانس نگهداری را افزایش می دهند.
• پیچیدگی قطعات و تعداد ایستگاه- هر ایستگاه شکل‌دهی هزینه ابزارآلات را اضافه می‌کند، نیازهای نگهداری قالب را افزایش می‌دهد و سرعت تولید را اندکی کاهش می‌دهد. یک قالب پیشرونده 12 ایستگاهی تقریباً دو برابر قیمت یک ابزار 6 ایستگاهی است.
• الزامات تحمل- تلرانس‌های سخت‌تر مستلزم تیزکردن مکرر قالب، سرعت فشار کمتر و بازرسی اضافی است. حرکت از +/-0.005" به +/-0.001" در ویژگی های حیاتی می تواند هزینه هر قطعه را 20-40٪ افزایش دهد.
• عملیات ثانویه- آبکاری، عملیات حرارتی، ضربه زدن یا مونتاژ پس از مهر زنی، بسته به عملیات، به ازای هر قطعه 0.10$-$1.00+ اضافه می‌کند. در{5}عملیات قالب (ضربه زدن، درج سخت‌افزار) هزینه بیشتری برای ابزارسازی دارد، اما دست‌کاری و کار هر قطعه را کاهش می‌دهد.
• حجم تولید و فرکانس سفارش- هزینه‌های راه‌اندازی (۲۰۰ تا ۱۰۰۰ دلار در هر اجرا) در بخش‌های کمتری در دسته‌های کوچک پخش می‌شود. سفارش‌های عمومی با انتشار برنامه‌ریزی‌شده، فرکانس نصب را کاهش داده و اهرم خرید مواد را بهبود می‌بخشد.
• ضایعات مواد (استفاده از نوار)- طراحی طرح بندی نوار کارآمد می تواند 70-85٪ استفاده از مواد را به دست آورد. لانه سازی نامناسب باعث سوختن مواد می شود و برای آلیاژهای گران قیمت، این ضایعات به شدت به خط نهایی ضربه می زند.
• الزامات کیفیت و مستندات- گواهینامه‌هایی مانند IATF 16949 یا ISO 13485 سربار ممیزی، اسناد و بازرسی را اضافه می‌کنند. تأمین‌کنندگانی که این گواهی‌ها را دارند معمولاً 20-40% بیشتر از فروشگاه‌های غیرمجاز دریافت می‌کنند، اما کنترل فرآیندی را که برنامه‌های کاربردی حیاتی می‌خواهند ارائه می‌کنند.

هزینه کل مالکیت فراتر از قیمت اولیه است. فاکتور در فواصل نگهداری قالب، هزینه های مورد انتظار بازسازی (معمولاً 10{3}}20٪ قیمت ابزار اولیه در هر چرخه)، موجودی قطعات یدکی، و زمان توقف تولید مرتبط با تعمیر و نگهداری برنامه ریزی شده. یک شرکت مهرسازی مترقی که برنامه‌های تعمیر و نگهداری شفاف و پیش‌بینی‌های عمر قالب را ارائه می‌کند، به شما کمک می‌کند تا به جای جذب هزینه‌های غافلگیرکننده در اواسط برنامه، بودجه دقیقی داشته باشید.

برای تیم هایی که شرکای ابزارسازی را ارزیابی می کنند،YICHENمتخصص در قالب‌های مهر زنی دقیق مهندسی شده برای تولید انبوه تکرارپذیر است و به تیم‌ها کمک می‌کند تا تلورانس‌ها را با خروجی‌های اقتصادی- با حجم بالا متعادل کنند. تمرکز آنها بر روی مهر زنی های پیشرونده کوچک و با دقت بالا-به این معنی است که ابزار از همان ابتدا برای تعداد ضربه ها و فواصل نگهداری که برنامه های تولید طولانی نیاز دارند طراحی شده است.

موثرترین بهینه سازی هزینه در مرحله نقل قول اتفاق نمی افتد. در حین طراحی اتفاق می افتد. آرام کردن تحمل‌های غیر بحرانی، یکپارچه‌سازی ویژگی‌ها برای کاهش تعداد ایستگاه‌ها، انتخاب موادی که عملکرد را در برابر سایش قالب متعادل می‌کند، و تعهد به حجم‌هایی که سرمایه‌گذاری ابزار را توجیه می‌کنند، همگی تصمیماتی هستند که باعث صرفه‌جویی قابل‌توجه در طول عمر برنامه می‌شوند. زودتر با تولیدکنندگان قالب پیشرو خود کار کنید، پیش‌بینی‌های حجم خود را صادقانه به اشتراک بگذارید و برای فرآیند طراحی کنید نه اینکه فرآیند را مجبور کنید طرحی را که هرگز با توجه به صرفه‌جویی اقتصادی ساخته نشده است، طراحی کنید.

سوالات متداول در مورد مهر زنی با قالب دقیق

1. مهر زنی با قالب دقیق چه تلورانس هایی می تواند به دست آورد؟

مهر زنی با قالب دقیق معمولاً تحمل ابعادی 0.001 ± اینچ (0.025 ± میلی متر) را روی ویژگی های سوراخ شده و ابعاد{2} مسطح دارد. دقت قابل دستیابی به نوع ماده، ضخامت و هندسه ویژگی بستگی دارد. مواد نازک‌تر زیر 0.010 اینچ امکان قرارگیری سوراخ‌های محکم‌تر را فراهم می‌کنند، در حالی که ویژگی‌های شکل‌گرفته مانند خم‌ها معمولاً 1± درجه را به دلیل متغیرهای برگشت فنری نگه می‌دارند. مهندسان باید تلورانس‌های محدود را به‌طور انتخابی بر روی داده‌های بحرانی مشخص کنند، به‌جای اعمال خط‌های پوششی در تمام ابعاد، که هزینه ابزارآلات را بدون سود عملکردی افزایش می‌دهد.

2. تفاوت بین مهر زنی پیشرونده با قالب زنی مرکب چیست؟

قالب‌های پیشرونده یک نوار فلزی پیوسته را از طریق ایستگاه‌های متعدد تغذیه می‌کنند، که هر کدام عملیات متفاوتی مانند خالی کردن، سوراخ کردن یا خم شدن را انجام می‌دهند و یک قطعه کامل را در ایستگاه نهایی تولید می‌کنند. آن‌ها در تولید قطعات کوچک- با ویژگی‌های متعدد، در حجم بالا برتری دارند. قالب های ترکیبی به طور همزمان در یک فشار پرس، خالی کردن و سوراخ کردن را انجام می دهند و قطعات مسطح با تمرکز برتر بین ویژگی های داخلی و خارجی تولید می کنند. ساخت قالب های ترکیبی هزینه کمتری دارد اما نمی تواند ویژگی های سه بعدی- را تشکیل دهد. انتخاب بستگی به این دارد که آیا قطعه شما به عملیات شکل‌دهی نیاز دارد و چه سطوح حجمی سرمایه‌گذاری پیشرونده ابزارسازی را توجیه می‌کند.

3. ابزار دقیق مهر زنی قالب چقدر هزینه دارد؟

ابزارهای قالب پیشرونده برای کارهای دقیق معمولاً بسته به تعداد ایستگاه، سختی مواد و الزامات تحمل از 30000 تا 250000 دلار متغیر است. با این حال، این هزینه اولیه در کل حجم تولید مستهلک می شود. یک قالب 50000 دلاری که 500000 قطعه تولید می کند تنها 0.10 دلار به ازای هر قطعه به هزینه ابزار اضافه می کند. عمر دای از 1 تا 10+ میلیون ضربه بر اساس مواد در حال مهر و انضباط نگهداری متغیر است. آلیاژهای نرمی مانند مس{15}}درج کاربید بیشترین دوام را دارند، در حالی که کاربردهای فولاد ضد زنگ عمر ابزار را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند. کار با تامین کنندگان تخصصی مانند YICHEN، که مهر زنی دقیق را برای تولید انبوه تکرارپذیر مهندسی می کنند، به بهینه سازی طراحی ابزار برای حداکثر عمر مفید و کارایی هزینه کمک می کند.

4. چه موادی برای مهر زنی دقیق قالب بهتر عمل می کنند؟

متداول ترین مواد مهر زنی در کاربردهای دقیق عبارتند از آلیاژهای مس (C110، C194، برنز فسفر)، برنج (C260)، فولاد کربنی ملایم، فولاد ضد زنگ (304/316) و آلومینیوم (5052، 1100). مس و برنج بهترین ترکیب شکل پذیری و قابلیت پیش بینی ابعادی را ارائه می دهند که آنها را برای اتصالات الکتریکی و فنرهای تماسی ایده آل می کند. فولاد کربنی شکل پذیری بالایی را با هزینه کمتر برای اجزای ساختاری فراهم می کند. فولاد ضد زنگ برای برگشت فنری به جبران قالب بیشتری نیاز دارد، اما کاربردهای پزشکی و مقاوم در برابر خوردگی{10}}را دارد. انتخاب مواد مستقیماً بر میزان تحمل قابل دستیابی، نرخ سایش قالب و هزینه هر قطعه تأثیر می‌گذارد.

5. چه زمانی باید مهر زنی دقیق قالب را به ماشینکاری CNC انتخاب کنم؟

زمانی که حجم‌های سالانه برای قطعات با پیچیدگی متوسط ​​از 5000 تا 10000 واحد فراتر رفت، مهر زنی دقیق قالب نسبت به ماشین‌کاری CNC اقتصادی‌تر می‌شود. بالاتر از این آستانه، سرمایه‌گذاری ابزارآلات به پنی در هر قطعه مستهلک می‌شود، در حالی که CNC هزینه ثابتی برای هر-قطع زمان دستگاه دارد. مهر زنی همچنین بر سرعت پیروز می شود و صدها قطعه در دقیقه در مقایسه با چرخه های ماشینکاری فردی تولید می کند. با این حال، CNC برای مقادیر کمتر از 1000 واحد، هندسه‌های پیچیده سه‌بعدی که از استوک جامد ماشین‌کاری شده‌اند، یا تحمل‌های زیر 0.0005 ± اینچ، انتخاب بهتری است. CNC همچنین تغییرات طراحی را بدون دوباره کاری ابزار انجام می دهد و در مراحل نمونه سازی ترجیح داده می شود.