
當您想要創建原型或大規模製造最終用途(tú)產品時,CNC 加工是一個很好的實現方式。但加工成本往往(wǎng)是(shì)人們停下來的(de)主要原因。有幾件事會影響 CNC 加工(gōng)零件(jiàn)的成本,包括(kuò)材料(liào)、設計、表麵處理(lǐ)、數量和周轉時間。幸運的是,擁有豐富CNC加工經驗的專家可以極大地幫助(zhù)您降低切割成本和產品最終定價。
本(běn)文將(jiāng)總結我們(men)工(gōng)程師的 10 大技(jì)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(rán)符(fú)合您(nín)的設計要求的零件。
什(shí)麽會影(yǐng)響您的 CNC 加工零件成本?
在探討(tǎo)如何降(jiàng)低成本之前,讓得可簡要概述以下影(yǐng)響CNC零件價格的(de)6個因素
加工時間
加工零件所需的時間越(yuè)長,它的成本就越高。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(liào)價格往(wǎng)往(wǎng)是不同的。即使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(de)公差要求會導致(zhì)更難加工,並增加廢品率,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,則將平均(jun1)分攤總成本,從而降低單個產品的(de)成本。
表麵處理
如果要求塗層、平滑、陽極氧化、黑色氧化等表麵處理,會增加幾個加工步驟和大量(liàng)成本(běn)。
交貨時間(jiān)
交貨(huò)期短意味著供應商需要協(xié)調更(gèng)多的工人先安排您的訂單,而不得不延(yán)遲其他訂單的處理。這也是額外成本中的一個小因素,業內稱之為加急處理(lǐ)費。
這 10 個經過驗證的設計技巧將幫助您節省成本
現在(zài)您清楚CNC加工成本從何而來,讓我們看看如何將其最小化。
1. 選擇最合適的材料
當您設計加工零件時,選擇合適的材料是節省成本的最重要方法。最適合您的並不是最昂貴的材料(liào)。您必須根據零件的用途和功能找到最合適的材料。
性能(néng)幾乎相同的材料有很多,但價格卻相(xiàng)差巨大,您可以(yǐ)查看這些(xiē)替代材料是否(fǒu)能夠(gòu)滿(mǎn)足功能性使用。比(bǐ)如常用的模具頂針,用SKD61材料代替SKH51可以節省50%-70%的成本。
為了(le)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(zhǎo)到 6"x 6" x 1" 板。雖然像(xiàng) ABS 這(zhè)樣的普通塑料的價格約為 15 美元,但以(yǐ)堅固性和尺寸穩定性著稱的相(xiàng)同尺寸的 peek 售價高達 225 美元。同樣,對於金屬,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,而一塊經過精密研磨的 316 不鏽鋼板的成本高(gāo)達 285 美(měi)元!
另一方麵,6061 鋁等較軟的材料更容易切割,這意(yì)味著加工(gōng)時間更(gèng)短。較硬的材料需要更昂貴的加工工具,並且更容易損(sǔn)壞(huài)和磨損工具。綜上所述,較硬的材料需要較長的加工時間(jiān)和刀具磨損率,從而增加加工零件的(de)成本。
2. 盡可能不要使用 90° 內角
尖銳(ruì)或90度(dù)的內角(jiǎo)會占用更多的加工工序和時間,並會增加額外的成本(běn)。但是內角的大部分部分(fèn)不(bú)需(xū)要90度,圓角不影響功能的使用。
如果(guǒ)您調整設計以包含圓角,則機器可(kě)以連續運行以創建您的零件。銑刀(dāo)和立銑刀等(děng) CNC 加工工具會自動留下圓形內角(jiǎo)。小或窄的內圓角半徑需要更多的走刀和特殊的小刀具(jù),這會增(zēng)加加工時間並需要更換刀具。相比之下,拐角處較大(dà)的半徑(jìng)意味著較(jiào)大的工具可(kě)以有效地切(qiē)割它們。
為獲得最佳設計,請確保內角半徑的 L:D 比(長度與直徑)為 3:1 或更小(xiǎo)。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(dài))
具有深內腔(深腔)設計的金屬或塑料零件通常(cháng)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,並且難以去(qù)除(chú)切屑,或者可能需要特殊工藝(例如線切割 EDM 或 Sink EDM)才能達到深度。這些會花費你更多的(de)錢。
盡量將設計中口袋(dài)的(de)深度限製為長度的 4 倍(bèi),理想的設計深度是其直徑的 2 到 3 倍。
4. 避免(miǎn)薄壁設計
壁過薄的加工(gōng)零件將需要更多的時間來加工,因為它們非常脆(cuì)弱。並且由於它們經常振動或(huò)變形,因此很難保持準確的公差。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(shǔ)零件壁厚應大於0.8mm,塑料(liào)零件壁厚應大於1.5mm。
5. 使用標準出水(shuǐ)口尺寸
當加工零件設(shè)計帶有螺紋(wén)孔時,孔深和螺紋尺寸會影響總價。通常(cháng),增加夾具(jù)中(zhōng)的螺紋長度不會使零件變得更堅固,因此您不需要穿過大於孔直徑 3 倍的孔,並盡可能縮(suō)短它。如果螺(luó)紋的長度(dù)是直(zhí)徑的 3 倍,則會增加斷裂的(de)風險並需要更多的(de)加工時間。非(fēi)常小的螺(luó)紋需要手工攻(gōng)絲,也會使(shǐ)價(jià)格更高(gāo)。
因此(cǐ),使用標準絲錐尺寸可以降低風險並(bìng)降低成本。例如,使用4-40尺(chǐ)寸的水龍頭比3-38尺寸更常見,也更劃(huá)算。此外,如果可(kě)能,設計大於 2-56" 的(de)螺紋孔。那會節省你的錢。
6. 避免設計複雜的零件(jiàn)
加(jiā)工超大尺寸(cùn)、微尺寸或複雜設計的零件需要特殊工具(jù)、多軸數控機床或需要一些定(dìng)製的夾具,所有(yǒu)這些都(dōu)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的(de)複雜零件,您可以嚐試將零件拆(chāi)分為 2 個或(huò)多個單(dān)獨的零件,然後在加工後焊接(jiē)或螺栓(shuān)連(lián)接在一起,您可能會發現成本降低。
7. 避免(miǎn)表麵精加工,如 TiN 塗層、DLC 塗層等。
CNC 加工零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麵特性(xìng)或性能的附加加工。但這些熱處(chù)理、噴(pēn)砂、特(tè)殊塗層(céng)、陽(yáng)極氧化等飾麵(miàn)會增加總成本(běn)。所以應(yīng)該根據目的仔細評估它們。
如果您(nín)想降低總成本,選擇(zé)標準的機加工表麵是一個不錯(cuò)的選擇,機加工表麵(miàn)是一(yī)種快速且經濟實惠的選擇,通(tōng)常用於安裝支架等非展(zhǎn)示應用。表麵光潔度(dù)相當於 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免過度使(shǐ)用嚴格的公差
得可擁有超精(jīng)密加工設(shè)備和生產經驗,可滿足精密至±0.001mm的公差。但是,我(wǒ)們仍(réng)然建議對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(duō),這意味著價格會高很多。
不是每個零件(jiàn)都需要嚴(yán)格的公差,除(chú)了一些精密模具零(líng)件(jiàn)、醫療零件(jiàn)和航空航天配件(jiàn)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(chē)床和銑床可以比以前更高效地運行,但它們仍然需要工程師進行(háng)編程和設置。眾所周知,您訂購(gòu)的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,價格相差很大。因為(wéi)批量生產相同的零件可以最大限度地提高(gāo)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,請在測試樣品後。一次訂購 50K 比10 次(cì)訂購(gòu) 5000 個零件便宜得多。
10. 推進工作(zuò),提前準備生產計劃
製定產品藍圖,推進設計工作,在(zài)開始生產前完成最(zuì)終的產品設計。這將使CNC加工供應商有足(zú)夠的時(shí)間采購原材(cái)料,製定生產計劃並在約定的時間內交(jiāo)付產品。根據(jù)東莞高略多年的生產經驗,更長的交貨期可以降低整體成本4%-6%。
概括
以上是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。讓這些設(shè)計技巧深入(rù)您的腦海(hǎi),並將它(tā)們應用到您(nín)的實際產品中(zhōng),這肯定會幫助您減少許多不必要的成(chéng)本。
