
當您想要創建原型或大規模製造最終用途產品時,CNC 加工是一個很好的實現方式。但加工成本往往是人們停下來的主要原因。有幾件事會影響 CNC 加工零件的成本,包括材料(liào)、設計、表麵處理、數量和周轉時間。幸運的是(shì),擁有豐富CNC加工經驗的專家可以極大(dà)地幫(bāng)助您降低切割成本和產品最終定價。
本文將總結我們工程師的 10 大技巧,通過遵循(xún)這些經過驗證的技巧(qiǎo),您可以(yǐ)獲得經過優化以最大限度降(jiàng)低成本(běn)並仍然符合您的(de)設計要求的零件。
什麽會影響您的 CNC 加工零(líng)件成本?
在探討如何(hé)降低成本之前,讓得可簡要(yào)概述以下影響CNC零件價格的6個因素
加工時間
加工零(líng)件所需的時間越長,它的成本就越高。加工時間(jiān)通常是(shì) CNC 加工零件的主要成本驅動因素。
材料(liào)
不同的原材料價格往往是不同的。即使一些性能(néng)相似但不常用的材料(liào),價格(gé)也會貴很多。
公差
更嚴格的公差要求會(huì)導致更難加工(gōng),並增加廢品率,這也會導致更高的(de)價格。
數(shù)量
生產1件和1000件(jiàn)所需的CNC編程時間相同,因(yīn)此如果需要更多數量,則將平均分攤總成本,從(cóng)而降低單個產品(pǐn)的(de)成本。
表麵處(chù)理
如果要求塗層(céng)、平滑、陽極氧化、黑色氧(yǎng)化等表麵處理,會增加幾個加工步驟和大量成本。
交貨時間
交貨期短意味著供應商需要協(xié)調更多的工人(rén)先安排您的訂單,而不得不延遲其他訂單的處理。這也是額外成(chéng)本中的(de)一(yī)個小因素,業(yè)內稱之為加急處理費。
這 10 個經過驗證的設計技巧將幫助您節省成本
現(xiàn)在您清楚CNC加工成(chéng)本從何而來,讓我們看看如何(hé)將其最小化。
1. 選(xuǎn)擇最(zuì)合適的(de)材料
當您設計加工零(líng)件時,選擇合適的材料(liào)是節省成本(běn)的最重要方法。最適合您的並不是最昂貴的材料。您必須根據零件的用途和功(gōng)能找到最合適的材料。
性(xìng)能幾乎相同的材料有很多,但價格卻相差巨大,您可以查看這些替代材料是否能夠滿足功能性使用。比如常用的模具頂針(zhēn),用SKD61材料代替SKH51可(kě)以節省(shěng)50%-70%的成本。
為了讓您大致了解選擇材料可能需(xū)要的成本(běn)範圍,我對(duì)不同材料的價格(gé)進行了快速搜索,以找到 6"x 6" x 1" 板。雖然像 ABS 這樣的普通塑料的價格約為 15 美(měi)元,但以堅固性和尺寸穩定性(xìng)著稱的相同尺寸的 peek 售價高達 225 美元。同樣,對於金屬(shǔ),一塊 6061 鋁板的成本約為 24 美元,一塊 304 不鏽鋼板的成本為 139 美元,而(ér)一塊經過精密研磨的 316 不鏽鋼板的成本高達 285 美元!
另一方麵,6061 鋁等較軟的材料更容易切割,這意味著(zhe)加工時間更短。較硬的材料需要更昂(áng)貴的加工工具,並且更容易(yì)損壞和磨(mó)損工具(jù)。綜上所述,較硬(yìng)的材料需要較長的加工時間和刀具磨損(sǔn)率,從(cóng)而增加加工零件的成本。
2. 盡可(kě)能(néng)不(bú)要使用 90° 內角(jiǎo)
尖(jiān)銳或90度的內角會占用更多的加工工序和時間,並會增加(jiā)額(é)外的成本。但是內角的大部(bù)分部分不需(xū)要90度(dù),圓角不影響功能的使用。
如果您調整設計以包含圓角,則機器(qì)可以連續運行以創建您的(de)零件。銑刀和立銑(xǐ)刀等 CNC 加工工具會自動留下圓形(xíng)內角。小或窄的內圓角半徑需要更(gèng)多(duō)的走刀和特殊的小(xiǎo)刀具(jù),這會增加加工時(shí)間(jiān)並需(xū)要更換刀具。相比之下,拐角處較大的半徑意(yì)味著較大的工具可以有效地切割它們。
為(wéi)獲得(dé)最佳設計,請確保內角半(bàn)徑的 L:D 比(長度與直徑)為 3:1 或更小。此外,保持所有內角(jiǎo)具有相同的半徑(jìng)可以減少加(jiā)工時間。
3. 盡量減少內部空腔(深口袋)
具有深內(nèi)腔(深腔)設計的金屬或塑(sù)料零件通常既費時又難於加工。創建(jiàn)型腔需要去除大量材料(liào),這會導致材料浪費,並(bìng)且難以去除切屑,或者可能需要特殊工藝(例如線(xiàn)切割 EDM 或 Sink EDM)才能達到深(shēn)度。這些會花費你(nǐ)更多的錢。
盡量將設計中口袋的深度限製(zhì)為長度的 4 倍,理想的設計(jì)深度是其直徑的 2 到(dào) 3 倍。
4. 避免薄壁(bì)設(shè)計
壁過薄的加(jiā)工零件將需要(yào)更多的時間來加工,因為它們非常脆弱。並且由(yóu)於它們經常振動或變形,因此很難(nán)保持準確的公差。緩慢的加(jiā)工、特殊的加工技術和高廢(fèi)品(pǐn)率使(shǐ)這些薄壁(bì)零件(jiàn)更加昂貴。
厚壁零件加工更穩定,加工成本更低,為了保持加工價格低,請避免薄壁設計,金屬零件壁厚(hòu)應(yīng)大於0.8mm,塑(sù)料零件壁厚應(yīng)大於1.5mm。
5. 使用標準出水口(kǒu)尺寸
當加工零件設計帶有螺紋孔時,孔深和螺紋尺寸會影(yǐng)響總價。通常,增加夾具中的螺紋長度不會(huì)使零件變得更堅固,因(yīn)此您不(bú)需要穿過大於孔直徑 3 倍的孔,並盡可能縮短它。如果螺紋的(de)長度是直徑的 3 倍,則會增加斷裂的風險並需要更多的加工(gōng)時間。非常小的螺紋需要手工攻絲,也會使價格更高。
因此,使用標準絲錐尺寸可以降低風險並降低成本。例如,使(shǐ)用4-40尺寸的水龍頭比3-38尺寸更常見(jiàn),也更(gèng)劃(huá)算(suàn)。此(cǐ)外,如果(guǒ)可(kě)能,設計大(dà)於 2-56" 的螺紋孔。那會節省你的錢。
6. 避免設計複(fù)雜的零件(jiàn)
加工超大(dà)尺寸、微尺寸或複雜設計的零件(jiàn)需要特殊工具、多軸數控機床或需要一些定製(zhì)的夾具,所有這(zhè)些都會增加總成本。
在某些情況下,例如需要在多個麵上進行操作(zuò)的複雜零件,您可以嚐(cháng)試將零(líng)件拆分為 2 個或多個單獨的零件,然後在(zài)加工後焊接或螺栓連接在一起,您可能會發現(xiàn)成本降低。
7. 避免表麵精加工,如(rú) TiN 塗層、DLC 塗(tú)層等。
CNC 加工零(líng)件的表麵精加工是為(wéi)了美觀、耐腐蝕、耐磨或其他目的而獲得所需表(biǎo)麵特性或性能的附加加工。但(dàn)這些熱(rè)處理、噴砂、特殊塗層、陽極氧化等飾麵會增加總成本。所以應該根據目的仔細評估它們。
如果您想降低(dī)總成本(běn),選擇標準的機(jī)加工(gōng)表麵(miàn)是一(yī)個(gè)不錯(cuò)的選擇(zé),機加工表麵是一種快速且經濟實惠(huì)的選擇,通常用於安裝支架等非展示應用。表麵光潔度相(xiàng)當於 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免過(guò)度使用(yòng)嚴格的公差
得可擁有超精密加工設備和生產經驗,可滿足精密至±0.001mm的公差。但是,我們仍(réng)然(rán)建議對於非特殊(shū)用途零件不應過(guò)度(dù)使用緊(jǐn)公差。因為公(gōng)差(chà)越小,工廠需要的工(gōng)序和時間越(yuè)多,這意(yì)味著價格會高很多。
不是每個零件都需要嚴格的公差,除了一些精密模具(jù)零件、醫療零件和航空航天配件(jiàn)外,我們建議其(qí)他零件遵循通用標準,例如 ISO 2768 標準,這對於 CNC 加工零件設計是合理的。
9. 批量訂購
雖然現代數控車床和銑床可以比以(yǐ)前更高效地運行,但它們(men)仍然需要工程師(shī)進行編程和設置。眾(zhòng)所周知,您訂購的零件(jiàn)數量對單價影響(xiǎng)很大,訂購10,000個零件或僅訂(dìng)購10個(gè)零件,價格相差(chà)很大。因為批量生產相同的零件可以最大限度地提高CNC加工的生產效率和成本效益。
如果您需要50K件相同的零件(jiàn),請在測試樣品後。一次訂購 50K 比10 次訂(dìng)購 5000 個零件便宜得多。
10. 推進工作,提前準備生產計劃
製定產品藍圖,推進設計工作,在開始生產前完成最終的產品(pǐn)設計。這將使CNC加工供應商有足夠的時間(jiān)采購原材料,製定生產計劃並在約定的時間內交付(fù)產品。根據東莞高略多年的生(shēng)產經驗,更(gèng)長的交貨期可以降低整體成本4%-6%。
概括
以上(shàng)是(shì)幫助您降低加工零件成本的 10 大設計技巧,總而言之,保持簡單並遵循標準(zhǔn)。讓這些設計技巧深入您的腦(nǎo)海,並將(jiāng)它(tā)們應用(yòng)到您的實際產品中,這肯定會幫助您減少許多不必要的成本。
