數控加工因其高精度、精度、速度和效率而廣泛應用于各個行業。然而,與其他制造方法(如3D 打印)相比, CNC 加工服務也可能更貴一些。成本是一次性或大規模生產應用 CNC 加工的關鍵考慮因素。本文重點介紹10 個技巧,通過這些技巧可以顯著降低 CNC 加工零件的成本。
什么影響數控加工的成本
在努力降低加工成本之前,必須首先了解影響這些成本的因素。CNC制造成本取決于以下四個因素。
設置成本:這些成本涵蓋從 CAD 和 CAM 文件準備到流程規劃的所有內容。設置成本是固定的,對于小批量生產來說更為重要。
材料成本:制造零件的材料成本顯著影響制造過程的總成本和成品零件的成本。稀有材料極大地推高了成本。可加工性也是另一個材料成本因素,因為它會影響資源消耗和加工時間和工作量。
加工時間:在 CNC 加工領域,時間就是金錢。加工時間是一個重要的成本驅動因素。加工一個零件所花費的時間越多,它就越昂貴。隨著加工時間的增加,運行和維護 CNC 機床的成本、能源消耗和操作員工資都會增加。
雜項成本:CNC 加工中的這些成本包括任何可以被視為特殊要求或額外要求的費用。這些包括嚴格的公差、特殊工具、更嚴格的質量控制和較低的加工速度。
了解了影響 CNC 加工成本的因素后,我們現在可以探索降低成本的方法。
降低 CNC 加工零件成本的 10 個技巧
分析影響CNC加工成本的主要因素,降低成本的主要途徑有3種。這些是設計優化、材料選擇和特殊考慮,其中設計優化是最重要的。以下是可以顯著降低 CNC 加工成本的十種方法。
1.材料選擇
在選擇特定材料之前,請進行廣泛的研究,以確定它是具有您應用所需的所有特性的最便宜的選擇。雖然不應損害材料質量,但并非特定應用需要材料的所有特性。例如,加工哨子時,耐熱鋼是不必要的、昂貴的選擇。
另一個重要的材料考慮因素是機械加工性。某些材料,例如鋁,具有很高的可加工性,應盡可能使用。不同的鋁合金價格也不同。例如,下面的一個零件由稀有的鋁 3.1645 制成,與鋁 3.3206 相比,成本將高出 25%。
2.避免多次完成
CNC 加工通常會產生令人滿意的加工表面光潔度。應盡可能選擇這種表面處理作為多種表面處理,盡管對于某些部件是必需的,但應用成本更高。僅在必要時才應要求表面增強飾面,例如陽極氧化和化學薄膜。另一個嚴重的成本驅動因素是為零件的不同區域應用不同的表面光潔度。這方面的一個例子是在一個區域應用噴砂,在另一個區域應用化學薄膜。盡量保持整個零件的任何精加工規格一致。
3. 批量訂購
規模經濟適用于 CNC 加工。隨著產量的增加,機械加工的價格成倍下降。從成本節約角度考慮。下圖中的單個部件成本為 30.75 歐元。生產 10 個零件的單位成本降至 9.62 歐元,生產 100 個零件的單位成本降至 6.76 歐元。這些下降是因為設置成本保持不變,無論您是生產一個單位還是 100 個單位的相同零件。批量訂單還消除了不同機器設置的成本,因為相同的設置將用于整個生產。始終通過批量訂購來利用規模經濟。
4.避免過薄的墻壁
薄壁需要更多時間來制造。這是因為它們很脆弱,需要在低切削深度下進行多次走刀。它們也很可能振動,因此將它們加工到指定的公差是具有挑戰性和浪費時間的。這增加了加工時間,并且隱含地增加了加工成本。為了避免這種成本,設計更厚的墻壁。我們建議金屬的最小壁厚為 0.8 毫米,塑料的最小壁厚為 1.5 毫米。
5. 具有足夠半徑的圓形內部邊緣
因為刀具是圓柱形的,所以不可能加工出完美的 90° 內角。實現這一目標的唯一方法是通過 EDM,這是一種比 CNC 加工更昂貴的制造工藝。我們強烈建議您在設計中將所有內部邊緣修圓,因為這樣可以節省剪裁室嘗試產生鋒利邊緣的時間。我們還推薦一個足夠大的半徑,至少是空腔深度的 1/3 倍。小圓角半徑將需要具有小直徑的工具,并且由于小型工具不能一次去除大量材料,因此需要以較慢的速度進行多次通過,從而增加加工時間和成本。
6. 不要設計深腔
深口袋/空腔需要大量材料去除才能創建,這使它們成為耗時的特征。加工它們還可能導致工具懸掛、工具偏斜和工具破損。避免這些刀具問題的唯一方法是逐步降低立銑刀。然而,這也非常耗時。
避免所有這些問題的一種簡單方法是設計空腔,其最小深度是其寬度的四倍。例如,10 毫米寬的腔體不應深于 40 毫米。請注意,任何深度超過切削工具直徑六倍的腔都被認為是深的。
7.限制線程的深度
線程提供了非常可靠的連接。但是,強線程連接發生在前幾個線程中,因此不需要長線程。長螺紋孔可能需要特殊工具,并且需要更多的時間和精力來加工。始終將螺紋深度限制在孔直徑的三倍以內。螺紋盲孔時,我們建議在孔底部添加至少為孔直徑一半的無螺紋長度。
8. 僅在必要時指定公差,避免嚴格的公差
公差通常會增加加工成本和時間,并且只應在必要時指定。當設計中未指定自定義公差時,CNC 機器非常準確并產生標準公差。只有在必要時才應指定嚴格的公差,因為它們很難應用。它們還需要更多的加工時間和人工檢查。我們還建議您在圖紙中使用 GD & T,它們定義了更寬松的公差。
9. 使用標準孔尺寸
設計孔時,使用標準鉆頭尺寸。非標準孔尺寸將需要立銑刀將山坡完成到指定的非標準尺寸,從而顯著增加加工時間。
10.不要在要加工的設計中包含刻字
以不必要的成本驅動程序在零件上加工文本,需要額外的時間和精力來創建。制造完成后,可以在成品上涂上所需的文字。如果需要包含文本,則使用雕刻文本,因為這些涉及的材料去除較少。
結論
通過遵循這些提示,您可以顯著降低CNC 加工零件的成本。長鴻精密提供快速、實惠且可靠的 CNC 加工服務,無論是一次性生產還是大批量生產。聯系我們并上傳您的優化模型,我們將為您的應用選擇最佳材料。
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