
當您想要創建原型或大規模製造(zào)最終用途產品時,CNC 加工是一個很好的實現方式。但(dàn)加工成本往往是人們停下來的(de)主要原因。有(yǒu)幾件(jiàn)事會影響 CNC 加工(gōng)零件的成本,包括材料、設計、表麵處理、數量和周轉時間。幸運的是,擁有豐富(fù)CNC加工經(jīng)驗的專家可以極(jí)大地幫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本並仍然符合您的設計要求的零(líng)件。
什麽(me)會影響您的 CNC 加工零件成本?
在探討如何降低成本之(zhī)前,讓得可簡要概述以(yǐ)下影響CNC零件價格的6個因素(sù)
加工時間
加工零件所需(xū)的時間越長,它的成(chéng)本就(jiù)越高。加工時間通常是 CNC 加工零件的主要成本驅動因素。
材料
不同的原材料價格往往(wǎng)是不同的。即使一些性能相似但不常用的材(cái)料,價格也(yě)會貴很多。
公差
更嚴格的公差(chà)要求會導致更難加工,並增加廢品率,這也會(huì)導致更(gèng)高的價格。
數(shù)量
生產1件和1000件所需的(de)CNC編(biān)程時間相同,因此如果需要(yào)更(gèng)多數量,則將平(píng)均分攤總成本,從而降低單(dān)個產品的成(chéng)本。
表麵(miàn)處理
如果要求塗(tú)層、平滑、陽極(jí)氧化(huà)、黑色氧化等表麵處理,會增(zēng)加幾個加工步驟(zhòu)和大量成本。
交貨時間
交貨期短意味著供應(yīng)商需要(yào)協調更多的工人先安排您的訂單(dān),而不得不延遲其他訂單的處理。這也是額外成本中的一個(gè)小因素,業內稱之為加急處理費(fèi)。
這 10 個經過驗證的設計技巧將幫助您節省成本(běn)
現在您清楚CNC加工成本從何而來(lái),讓我們看(kàn)看如何將其最小化(huà)。
1. 選擇最合適的材料
當您設計加工零件(jiàn)時,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(áng)貴(guì)的材料。您必須根據零件的用途和功能找到最合(hé)適的材料。
性能(néng)幾乎相同的材料有很多,但價格卻相差巨大,您可以查(chá)看這(zhè)些替代材料是否能夠滿(mǎn)足(zú)功能性使用。比如(rú)常用的(de)模具頂針,用SKD61材料代替SKH51可以節省50%-70%的成本。
為了讓您(nín)大致(zhì)了(le)解選擇材料可能需(xū)要的成本範圍,我對不同材料的價格進行了快速搜(sōu)索,以找到 6"x 6" x 1" 板。雖然像 ABS 這樣的普通塑料的(de)價格約為 15 美元,但以堅(jiān)固(gù)性和尺(chǐ)寸穩定性著稱的相同尺寸的 peek 售價高達 225 美元。同樣,對(duì)於(yú)金屬,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(jīng)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(róng)易切割,這意味著加工時間更短。較(jiào)硬的材料需要更昂貴的加工工具,並且更容易損壞和磨(mó)損工具。綜(zōng)上所述,較硬(yìng)的材料需要(yào)較長的加工時間和刀具磨損率,從而增加加工零件的成(chéng)本(běn)。
2. 盡可能不要使(shǐ)用 90° 內角
尖銳(ruì)或90度的(de)內(nèi)角會占用更多的加工工序和時間,並會增加額外的成本。但(dàn)是內角的大部分部分不需要90度,圓角不影響(xiǎng)功能的使用。
如果您調整設計以包含圓角,則機器可以連續運行以創建(jiàn)您(nín)的零件。銑刀和立銑刀等 CNC 加工工具會自動留下圓形內(nèi)角。小或窄的內圓角半徑需要更多的走刀(dāo)和特殊的小刀具,這會增加加工時間(jiān)並需(xū)要更換刀(dāo)具。相比之下,拐角處較大的半徑意味著較大的工具可以有效地切割(gē)它們。
為獲得最佳設計,請確保內角半徑(jìng)的 L:D 比(長度與直徑)為 3:1 或更小。此外,保持所有內角具有相同的半徑可以減少加工時間。
3. 盡量減少內部空腔(深口袋)
具有深內腔(qiāng)(深腔)設計的金屬或塑料零(líng)件通常既費時又難於加工。創建型腔需要去(qù)除(chú)大量材料,這會(huì)導致材料浪費,並且難以去除切屑(xiè),或者可能(néng)需要特殊工藝(例(lì)如線切割 EDM 或 Sink EDM)才能達到深度。這些會花費你更多的(de)錢。
盡量將設(shè)計中口袋的(de)深度限製為長(zhǎng)度的 4 倍,理想的設計深度(dù)是其直徑的 2 到 3 倍(bèi)。
4. 避免薄壁設計
壁過薄的加工零件將需要更多的時間來加工,因為它們非常脆弱。並(bìng)且由於它們經常振動或變形,因(yīn)此很難保持準(zhǔn)確的公差。緩慢的加工、特殊的加工技術和高廢品率使這些(xiē)薄壁零件更加昂貴。
厚壁零件加工更穩定,加工成本更低,為了保持加工價(jià)格低,請避免薄壁設(shè)計,金(jīn)屬零件壁厚(hòu)應大於0.8mm,塑料(liào)零(líng)件壁(bì)厚應大於1.5mm。
5. 使用標準出水口尺寸
當加工零件設計帶有螺紋孔時,孔(kǒng)深和螺紋尺(chǐ)寸會影響(xiǎng)總價。通常,增加夾(jiá)具中的螺紋長度不會使(shǐ)零件變得更堅固(gù),因此您不需要穿過大於孔(kǒng)直徑(jìng) 3 倍的孔,並盡可能縮短它。如果螺紋的長度是直徑的 3 倍,則(zé)會增加斷(duàn)裂的(de)風險並(bìng)需要更多的加工時間。非常小的螺紋需要手工攻絲,也(yě)會使價(jià)格更高(gāo)。
因此(cǐ),使用(yòng)標準絲錐尺寸可以降低風險並降低成本。例如,使用4-40尺(chǐ)寸的水(shuǐ)龍頭比3-38尺寸更常見,也更劃算。此外,如果可能,設計大於(yú) 2-56" 的螺紋孔。那會節省你的錢。
6. 避免設計複(fù)雜的零件
加工(gōng)超大尺寸、微尺寸或複雜設計的零(líng)件需要特殊工具、多軸(zhóu)數控機床或需(xū)要一些定製的夾(jiá)具,所有這些都會增加總成(chéng)本(běn)。
在某些情況下,例(lì)如需要(yào)在多個麵上進行操作的複雜(zá)零件,您可以嚐試將(jiāng)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(nín)可能會發現成本降低。
7. 避免表麵精加工,如 TiN 塗層、DLC 塗層等。
CNC 加工零(líng)件的(de)表麵精加工是為了美(měi)觀、耐腐蝕、耐磨或其他目(mù)的而獲得(dé)所需表麵特性或性能的(de)附加加工。但這些熱處理、噴砂、特殊塗層(céng)、陽極氧化等飾(shì)麵會(huì)增加總成本。所(suǒ)以應該根據目的仔細評估它們。
如果您想降低總成(chéng)本,選擇標準的機加工表麵是一個不錯的選擇,機加工表麵是一種快速且經濟(jì)實惠的選擇,通常用於安裝(zhuāng)支(zhī)架等非展示應用。表麵(miàn)光潔度相當於 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免過度(dù)使用嚴格的公差
得(dé)可擁有超(chāo)精密加工設備和生產經驗,可滿足精密至±0.001mm的公差。但是,我們仍然建議對於非特殊用途零(líng)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(jià)格會高很多。
不是每個零件都需要(yào)嚴(yán)格的公差,除了一些精密模具零件、醫療零件(jiàn)和航空航天(tiān)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(zhè)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(kě)以(yǐ)比(bǐ)以前(qián)更高效地運行,但它們仍然需要工程(chéng)師進行編程和(hé)設置。眾所周知,您訂購的零件數量對單價影(yǐng)響很大,訂購10,000個零件或僅訂購10個零件,價格相差很大。因為批量生產相同的零件可(kě)以最大限度地提高CNC加工的生產效率和成(chéng)本效益。
如果您需要50K件相同的零件,請在測試樣品後。一次訂購 50K 比10 次訂購 5000 個零件便宜得多。
10. 推進工作,提(tí)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設計。這將使CNC加工供應(yīng)商有足夠的時間采購原材料,製定生產計劃並在約定的時間內交(jiāo)付產品。根據東莞高略多年的生產經驗,更長的交貨期可以降低(dī)整體成本4%-6%。
概括
以上是幫助您降低加工零件成本(běn)的 10 大設計技巧,總而言之,保持簡單並遵(zūn)循標準。讓這些設計技巧深入(rù)您(nín)的腦海,並將它們應用到您的實際(jì)產品中,這肯定會幫助您減少許多不(bú)必要的成本。
