
當您想要創建原型或大規模製造最終用途產品時,CNC 加工(gōng)是一個很好的(de)實(shí)現(xiàn)方式。但加工(gōng)成本往往是人(rén)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(bāo)括材(cái)料、設計、表麵處理、數量和周轉時間。幸運的(de)是,擁有豐富CNC加工(gōng)經驗的專家(jiā)可以極大地幫助(zhù)您降低切割(gē)成本和(hé)產品最終(zhōng)定價。
本文將(jiāng)總結我們工程師的 10 大技巧,通過遵循這些經過驗(yàn)證的技巧,您可以獲得經過優化以最大限度降(jiàng)低成本並仍(réng)然符(fú)合您的設計要求的零件。
什麽會影響您的 CNC 加工零件成本?
在探討如何降低成本之前,讓得可簡要概述以下影響CNC零件價格的6個因素
加工時間
加工零(líng)件(jiàn)所需的時間越長,它(tā)的成本就越高。加工時間通常是 CNC 加工零件的主(zhǔ)要成本驅動因素。
材料
不同的原材料價格往往是不同的(de)。即使一些性能(néng)相似但不常(cháng)用的材料,價(jià)格也會貴很多。
公差(chà)
更嚴格的公差(chà)要求會導致更難加工,並增(zēng)加廢品率(lǜ),這也會導致更高的價格(gé)。
數量
生產1件和1000件所需的CNC編程時間相(xiàng)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(huà)等表麵處理,會增加幾個加(jiā)工步驟和大量成(chéng)本。
交貨時間
交貨期短意味著供應商需(xū)要協調更多的工人先安排您的訂單,而不得不延遲其他訂單的處理。這也是額外成(chéng)本中的(de)一個小因素,業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(nín)節省成本(běn)
現在您清(qīng)楚CNC加工成本從何而來,讓我們看看如何將其最小化。
1. 選(xuǎn)擇最合適的材料
當(dāng)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(fāng)法。最(zuì)適合(hé)您的並不是最昂貴的材料。您必(bì)須根據零件的用途和功能找到最合適的材料。
性能幾乎(hū)相同的材料(liào)有很多,但價格卻相差(chà)巨大,您可以查看(kàn)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,用SKD61材料代替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(de)價格進行了快速搜索,以找到 6"x 6" x 1" 板。雖然像 ABS 這樣的普通塑料的價格約(yuē)為 15 美元,但以堅固性和(hé)尺寸穩定性(xìng)著稱的(de)相同尺寸的 peek 售價高達 225 美元。同樣,對(duì)於金(jīn)屬,一塊 6061 鋁板(bǎn)的成本約為 24 美元,一塊 304 不鏽鋼(gāng)板的成本為 139 美元,而一塊經過精(jīng)密研磨的 316 不鏽鋼(gāng)板的成本高達 285 美元!
另一(yī)方麵,6061 鋁等較軟的材料更容(róng)易切割,這意味著加(jiā)工時間更短(duǎn)。較硬的(de)材料(liào)需要(yào)更昂(áng)貴的加工工具,並且更容易損壞(huài)和磨損工具。綜上(shàng)所述,較(jiào)硬的材料需要較(jiào)長的加工時間和刀具磨損率,從而增加加工零件的成本。
2. 盡可能不要使用 90° 內角
尖銳或90度的內角會占用更多(duō)的加工工(gōng)序和時間(jiān),並會增加額外的成本。但是內角的大部分部分不需要90度,圓角不影響功能(néng)的使用(yòng)。
如果您調整設計以包含(hán)圓角,則機(jī)器可以連續運行以創建您的零件。銑(xǐ)刀和立銑刀等 CNC 加工工具會自動留下圓(yuán)形內角。小或窄的內圓(yuán)角(jiǎo)半徑需要更多(duō)的走刀和特殊(shū)的小刀具,這會增加加工(gōng)時(shí)間並需要更換刀具。相比之(zhī)下,拐角處較大的半徑意味著較大的工具可以有(yǒu)效地切割它們。
為獲得(dé)最佳設計,請確保內角半徑的(de) L:D 比(長度與直徑)為 3:1 或更小。此外,保持所有內(nèi)角具有相同的半(bàn)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(jì)的金屬或(huò)塑料零件通常既費時又難於加工。創建型腔需要去(qù)除大(dà)量材料,這(zhè)會導致材料浪費,並且難以去除切屑,或者可能需要特殊工(gōng)藝(例如(rú)線切割 EDM 或 Sink EDM)才能(néng)達到深度。這些會(huì)花費你更多的(de)錢。
盡(jìn)量將設計中口(kǒu)袋(dài)的深度限製為長度的 4 倍,理想的設計深度是其直徑的 2 到 3 倍。
4. 避免薄壁設計
壁過薄(báo)的加工零件將需要更多的時間(jiān)來加工,因為它們非常脆弱。並且由於它(tā)們(men)經常振動或變形,因此很難保持準確的(de)公(gōng)差。緩慢的加工、特殊的加工技術(shù)和高廢品(pǐn)率使這些薄(báo)壁(bì)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(miǎn)薄壁設計,金(jīn)屬零件壁厚應大(dà)於0.8mm,塑料零件壁厚應大於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,孔深和螺紋尺(chǐ)寸會影響總價(jià)。通常,增加夾具中的螺紋長(zhǎng)度不會使零件(jiàn)變得更堅固,因此您(nín)不需要穿過大於孔直徑 3 倍的孔,並盡可(kě)能縮短它。如果螺紋的長度是直徑的 3 倍,則會增(zēng)加斷裂的風險並需要更多的加工(gōng)時間。非常小的(de)螺紋需要(yào)手工攻絲,也會使價格更高。
因此,使(shǐ)用標準絲(sī)錐尺寸可以降低(dī)風險並降低成本。例如,使用4-40尺寸的水龍(lóng)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(kǒng)。那會節省你的錢。
6. 避免設計複雜的零件
加(jiā)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(jī)床或需要一些定製的夾具,所有這些都會增(zēng)加總成(chéng)本。
在(zài)某些情況下,例如需要在多個麵上進行操作的(de)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(hòu)焊接或螺栓(shuān)連接在一起(qǐ),您可能會(huì)發現成本降低。
7. 避免表麵精加工,如 TiN 塗層、DLC 塗層等。
CNC 加工零件的表麵精加工是為了(le)美觀、耐腐蝕、耐磨或其他目的而(ér)獲得所需表麵特性或性(xìng)能的附加加工。但這些熱處理、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。
如果您想降低總成本,選(xuǎn)擇標準(zhǔn)的(de)機加工表麵是(shì)一個不錯的選擇,機加工表麵是一種快速且經濟實惠的選擇,通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. 避免過度使用嚴格的公差
得可擁有超精密加(jiā)工(gōng)設備和生(shēng)產經驗(yàn),可(kě)滿足精密至±0.001mm的公差。但是,我們(men)仍(réng)然建議對(duì)於非特殊用途零(líng)件(jiàn)不應(yīng)過度使用緊公差。因為公差越小,工廠需要的工(gōng)序(xù)和時間越多,這意味著價格會高很(hěn)多(duō)。
不是每個(gè)零件都需要嚴格的公(gōng)差,除了一些精(jīng)密(mì)模具零(líng)件、醫療零件(jiàn)和航空航天配件外,我們(men)建議其他零(líng)件遵(zūn)循通用標準,例如 ISO 2768 標準,這對於 CNC 加工(gōng)零件設計是合理的。
9. 批量訂購
雖(suī)然現代數控車(chē)床和銑(xǐ)床可以比以前(qián)更高效地運行,但它(tā)們仍然需要工程師進行編程和設置。眾所周知,您訂(dìng)購(gòu)的零件數量對單(dān)價影響很大(dà),訂購10,000個零件或僅訂購10個零(líng)件,價格相(xiàng)差很大。因為批量生產相同的零件可以最(zuì)大限度(dù)地提高CNC加工的(de)生(shēng)產效率(lǜ)和成本效(xiào)益。
如果您需要50K件相同的零(líng)件,請在測試樣品後。一(yī)次訂購 50K 比10 次訂購 5000 個零件便宜得多(duō)。
10. 推(tuī)進工作,提前準備生產計劃
製定產品藍圖,推進設計工作(zuò),在開始生產前完成最終的產品設計。這(zhè)將使CNC加(jiā)工供應商有足夠的時間采購原材(cái)料,製定生產計(jì)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,更長的交貨期可以(yǐ)降低整(zhěng)體成(chéng)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。讓這些設計技巧(qiǎo)深入您的腦海,並將它們應用到您的實際產品中,這肯定會幫助您減少許多不必要的成(chéng)本。
