
當您想要創建原型(xíng)或大規模製造最終用途(tú)產品時(shí),CNC 加工是一個很好的實現方(fāng)式。但加(jiā)工成本往往是人們(men)停(tíng)下來的主要原因。有幾件事會(huì)影響 CNC 加(jiā)工(gōng)零件的成本,包括材料、設計(jì)、表麵處(chù)理、數量和(hé)周(zhōu)轉時間。幸運的是,擁有豐富CNC加工經驗的專(zhuān)家可以極大地幫助您降低切割成(chéng)本和產品最終定價。
本文將總結我(wǒ)們工程師的 10 大技巧,通過遵循這些經過驗證的技巧,您可以獲得經過優化以最大限度降低成(chéng)本並仍然符合您的(de)設計(jì)要求的零件。
什(shí)麽會影響您的 CNC 加工零(líng)件成本?
在探討如何降低成本之前,讓(ràng)得可簡要概述以下影響CNC零件價格的(de)6個因素
加工時間
加工零件所需(xū)的(de)時間越長(zhǎng),它的(de)成本就越高。加工(gōng)時間通常是 CNC 加工零件的主要成本驅動因素。
材料
不(bú)同(tóng)的原材料價(jià)格往往是不同的。即(jí)使(shǐ)一些性能相似但不常用的材料,價格也會貴很多。
公差
更嚴格的公差要求會導致更難加工,並增加廢品率(lǜ),這也會導致更高的價格。
數量
生產1件和1000件所需的CNC編程時間相同,因此如果需要更多數量,則(zé)將平均(jun1)分(fèn)攤總(zǒng)成(chéng)本,從而降低單個產品的成本。
表麵處理
如果要(yào)求塗層、平滑、陽極氧化(huà)、黑色氧化等表麵處理,會增加幾個加工步驟和大量成本(běn)。
交貨時間
交貨期短意味著供應商需要協調更多的(de)工(gōng)人先安排您的訂單,而不得(dé)不延遲其他訂單的處理(lǐ)。這也是額外成(chéng)本中的一個小因素,業內稱之為加急處理費。
這 10 個(gè)經過驗證的設計技巧將幫(bāng)助您節省成本
現在您清(qīng)楚CNC加工成(chéng)本從何而來,讓我們(men)看看如何將其最小(xiǎo)化。
1. 選擇最合適的材料
當您(nín)設計加(jiā)工零件時(shí),選擇合適的材料是節省成本的最重要方法。最適合您(nín)的並不是最昂貴的材料。您必須根據零件的用途(tú)和功能找到(dào)最合適(shì)的材(cái)料。
性能幾乎相同的材料有很多,但價(jià)格(gé)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(dǐng)針,用SKD61材料(liào)代替SKH51可以節省50%-70%的成本。
為了讓您大致了解選擇材料可能需要的成本範圍,我對不同材料的價格進行了快速搜索,以找到 6"x 6" x 1" 板。雖然像(xiàng) ABS 這樣的普通塑料(liào)的(de)價格約為 15 美元,但以堅固性和尺寸穩(wěn)定性著稱的相(xiàng)同(tóng)尺寸的 peek 售價高達 225 美元。同樣,對於(yú)金屬,一塊 6061 鋁板的(de)成本約(yuē)為(wéi) 24 美(měi)元,一塊(kuài) 304 不鏽鋼(gāng)板(bǎn)的成本(běn)為 139 美元,而(ér)一(yī)塊經過精密研磨的 316 不鏽鋼板的成本高達 285 美元(yuán)!
另(lìng)一方麵,6061 鋁等較軟(ruǎn)的材(cái)料更容易切割,這意味著加工時間更短。較硬的材料需要更昂貴的(de)加工工具(jù),並且更容易損壞和磨損(sǔn)工具。綜(zōng)上所述,較硬的材(cái)料需要較長(zhǎng)的加工時間和刀具磨損率,從而增加加工零件的成本。
2. 盡可能不(bú)要使用(yòng) 90° 內角
尖(jiān)銳或90度的內角會占用更多的加工工序和時間,並(bìng)會增加額外的(de)成本(běn)。但是內角的大部分部分不需要90度,圓角不影(yǐng)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(yǐ)創建您的零件。銑刀和立銑刀等 CNC 加工工具(jù)會自(zì)動留下圓形內角。小或窄的內(nèi)圓角半徑需要更多的走刀和特殊的小刀(dāo)具,這(zhè)會增加(jiā)加工時間(jiān)並需要更換刀具。相比之下(xià),拐(guǎi)角處較大的半徑意味著較大的工具可以有效地切割它們。
為獲得最佳設計,請確保內角半徑的 L:D 比(bǐ)(長度與(yǔ)直徑)為 3:1 或更小。此外,保持所有內角(jiǎo)具有相同的半徑可以減少加工時間。
3. 盡量減少內(nèi)部空腔(深口袋)
具有深內腔(深腔)設計的金屬或塑料零件通常既費時又難於加工。創建型腔需要去除大量材料,這會導致材料浪費(fèi),並且難以去除切屑,或者可能需要特殊工藝(例如線切割(gē) EDM 或(huò) Sink EDM)才(cái)能(néng)達(dá)到深度。這些會花費你更多的錢。
盡量將設計(jì)中口袋的深(shēn)度限製為長度的(de) 4 倍(bèi),理想(xiǎng)的設計深度是其直徑的 2 到 3 倍。
4. 避免薄壁設計
壁過薄的加工零件將需要更多的時(shí)間來加工,因為(wéi)它們非常脆弱。並且由於它們經常振(zhèn)動或變形(xíng),因此(cǐ)很難保(bǎo)持準確的公差。緩慢的加工、特殊的加工技術和高廢品率使這些薄壁零件更加(jiā)昂貴。
厚壁零件加(jiā)工更穩定,加工(gōng)成本更低,為了保(bǎo)持加工價格低,請避免薄壁設計,金屬零件壁厚應大於0.8mm,塑料零件壁厚應(yīng)大於(yú)1.5mm。
5. 使用(yòng)標準出水口尺寸
當加工零件設(shè)計帶有螺紋孔時,孔(kǒng)深(shēn)和螺紋尺寸會影響總價。通常,增加夾具中的(de)螺紋長度不會(huì)使零件變得更(gèng)堅固(gù),因此您(nín)不需要穿過大於(yú)孔直徑 3 倍的孔,並(bìng)盡可能縮短它。如果螺紋的長度是直徑的 3 倍,則會增加斷裂的風險並需要更多的加(jiā)工時間。非常小的螺紋需要手工攻絲,也會使價格更高。
因此,使用(yòng)標準絲錐尺寸可以(yǐ)降低風險並降低(dī)成本。例如,使用4-40尺寸的水龍頭比3-38尺寸更常(cháng)見,也更劃算。此外,如果可能,設計大於 2-56" 的螺紋孔。那(nà)會節省你的(de)錢。
6. 避免設計複雜的零件
加工超大尺寸、微尺寸或複雜設計的零件需要特殊工具、多軸數控機床或需要一些定製(zhì)的(de)夾具,所有這些(xiē)都(dōu)會增加總成本。
在某些情況下(xià),例如(rú)需要在多(duō)個麵上進行操作的複雜零(líng)件,您可以嚐試將零件拆分為 2 個或多個單獨的零件,然後在加工後焊接或螺栓連接在一起,您可能會發現成本降低。
7. 避免表麵(miàn)精加工,如 TiN 塗(tú)層、DLC 塗層等(děng)。
CNC 加工零件的表(biǎo)麵精加工是為了美觀、耐腐蝕、耐磨或其他(tā)目(mù)的而(ér)獲得(dé)所需表麵特性或性能的附加加工(gōng)。但這些熱處理、噴砂、特殊(shū)塗層、陽極(jí)氧化等飾麵(miàn)會增加總成本。所以應該根據目的仔細評估它們(men)。
如果您想(xiǎng)降低總成本,選擇標準的(de)機加工表麵是一個不錯的選擇(zé),機加工表麵是一種快速且經濟(jì)實惠(huì)的選擇,通(tōng)常用於安裝支架等非展示應用。表麵光潔度相當於 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免(miǎn)過度使用嚴格的公差
得可擁有超精密加工設備和生產經驗,可滿足(zú)精密至±0.001mm的公差。但是,我們仍然建(jiàn)議(yì)對(duì)於非特殊用途零件不應過度使用緊公差。因為公差越小,工廠需要的工序和時間越多,這意味著價格會高很多。
不是(shì)每個零件都(dōu)需要嚴(yán)格的公差,除了一些精密(mì)模具零件、醫(yī)療零件和航(háng)空航天配件外,我們建(jiàn)議其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(hé)銑床(chuáng)可以比以前更高效地運行,但它們仍然需要(yào)工程師進行編程和設置。眾(zhòng)所周知,您(nín)訂購(gòu)的(de)零件數量對單價影響很大,訂購10,000個零件或僅訂購10個零件,價格相差很(hěn)大。因為批量(liàng)生產相同的(de)零件可以最大限度地提高CNC加工的生產效率和(hé)成本效益。
如果您需要50K件相同的零件,請在測試樣品後。一次(cì)訂購 50K 比(bǐ)10 次訂購 5000 個零件便宜得多。
10. 推進工作(zuò),提前準備生產計劃
製定產品(pǐn)藍圖(tú),推進設計工作,在開始生產前完成(chéng)最終的產品設計。這將(jiāng)使CNC加工(gōng)供(gòng)應商有(yǒu)足(zú)夠的時間采購原材料,製定生產計劃並在約定的時間內交付產品。根據東莞高略多年的生產經驗,更長的交貨(huò)期(qī)可以降低整體成本4%-6%。
概括
以上是幫(bāng)助您降低加工零件成本的 10 大設計技巧,總而言(yán)之,保持簡單並(bìng)遵循標準。讓這些設計技巧深入您的腦海,並將它(tā)們應用到您的實際產品中,這肯定(dìng)會幫助您減少許(xǔ)多不必要的成本。
