降低 CNC 加工零件成本的 10 个行之有效的技巧

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当您想要创建原型或大规模制造最终用途产品时,CNC 加工是一个很好的实现方式。但加工成本往往是人们停下来的主要原因。有几件事会影响 CNC 加工零件的成本,包括材料、设计、表面处理、数量和周转时间。幸运的是,拥有丰富CNC加工经验的专家可以极大地帮助您降低切割成本和产品最终定价。

本文将总结我们工程师的 10 大技巧,通过遵循这些经过验证的技巧,您可以获得经过优化以最大限度降低成本并仍然符合您的设计要求的零件。

降低 CNC 加工零件成本的 10 个行之有效的技巧

什么会影响您的 CNC 加工零件成本?

在探讨如何降低成本之前,让得可简要概述以下影响CNC零件价格的6个因素

加工时间

加工零件所需的时间越长,它的成本就越高。加工时间通常是 CNC 加工零件的主要成本驱动因素。

材料

不同的原材料价格往往是不同的。即使一些性能相似但不常用的材料,价格也会贵很多。

公差

更严格的公差要求会导致更难加工,并增加废品率,这也会导致更高的价格。

数量

生产1件和1000件所需的CNC编程时间相同,因此如果需要更多数量,则将平均分摊总成本,从而降低单个产品的成本。

表面处理

如果要求涂层、平滑、阳极氧化、黑色氧化等表面处理,会增加几个加工步骤和大量成本。

交货时间

交货期短意味着供应商需要协调更多的工人先安排您的订单,而不得不延迟其他订单的处理。这也是额外成本中的一个小因素,业内称之为加急处理费。

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这 10 个经过验证的设计技巧将帮助您节省成本

现在您清楚CNC加工成本从何而来,让我们看看如何将其最小化。

1. 选择最合适的材料

当您设计加工零件时,选择合适的材料是节省成本的最重要方法。最适合您的并不是最昂贵的材料。您必须根据零件的用途和功能找到最合适的材料。

性能几乎相同的材料有很多,但价格却相差巨大,您可以查看这些替代材料是否能够满足功能性使用。比如常用的模具顶针,用SKD61材料代替SKH51可以节省50%-70%的成本。

为了让您大致了解选择材料可能需要的成本范围,我对不同材料的价格进行了快速搜索,以找到 6″x 6″ x 1″ 板。虽然像 ABS 这样的普通塑料的价格约为 15 美元,但以坚固性和尺寸稳定性着称的相同尺寸的 peek 售价高达 225 美元。同样,对于金属,一块 6061 铝板的成本约为 24 美元,一块 304 不锈钢板的成本为 139 美元,而一块经过精密研磨的 316 不锈钢板的成本高达 285 美元!

另一方面,6061 铝等较软的材料更容易切割,这意味着加工时间更短。较硬的材料需要更昂贵的加工工具,并且更容易损坏和磨损工具。综上所述,较硬的材料需要较长的加工时间和刀具磨损率,从而增加加工零件的成本。

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2. 尽可能不要使用 90° 内角

尖锐或90度的内角会占用更多的加工工序和时间,并会增加额外的成本。但是内角的大部分部分不需要90度,圆角不影响功能的使用。

如果您调整设计以包含圆角,则机器可以连续运行以创建您的零件。铣刀和立铣刀等 CNC 加工工具会自动留下圆形内角。小或窄的内圆角半径需要更多的走刀和特殊的小刀具,这会增加加工时间并需要更换刀具。相比之下,拐角处较大的半径意味着较大的工具可以有效地切割它们。

为获得最佳设计,请确保内角半径的 L:D 比(长度与直径)为 3:1 或更小。此外,保持所有内角具有相同的半径可以减少加工时间。

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3. 尽量减少内部空腔(深口袋)

具有深内腔(深腔)设计的金属或塑料零件通常既费时又难于加工。创建型腔需要去除大量材料,这会导致材料浪费,并且难以去除切屑,或者可能需要特殊工艺(例如线切割 EDM 或 Sink EDM)才能达到深度。这些会花费你更多的钱。

尽量将设计中口袋的深度限制为长度的 4 倍,理想的设计深度是其直径的 2 到 3 倍。

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4. 避免薄壁设计

壁过薄的加工零件将需要更多的时间来加工,因为它们非常脆弱。并且由于它们经常振动或变形,因此很难保持准确的公差。缓慢的加工、特殊的加工技术和高废品率使这些薄壁零件更加昂贵。

厚壁零件加工更稳定,加工成本更低,为了保持加工价格低,请避免薄壁设计,金属零件壁厚应大于0.8mm,塑料零件壁厚应大于1.5mm。

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5. 使用标准出水口尺寸

当加工零件设计带有螺纹孔时,孔深和螺纹尺寸会影响总价。通常,增加夹具中的螺纹长度不会使零件变得更坚固,因此您不需要穿过大于孔直径 3 倍的孔,并尽可能缩短它。如果螺纹的长度是直径的 3 倍,则会增加断裂的风险并需要更多的加工时间。非常小的螺纹需要手工攻丝,也会使价格更高。

因此,使用标准丝锥尺寸可以降低风险并降低成本。例如,使用4-40尺寸的水龙头比3-38尺寸更常见,也更划算。此外,如果可能,设计大于 2-56″ 的螺纹孔。那会节省你的钱。

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6. 避免设计复杂的零件

加工超大尺寸、微尺寸或复杂设计的零件需要特殊工具、多轴数控机床或需要一些定制的夹具,所有这些都会增加总成本。

在某些情况下,例如需要在多个面上进行操作的复杂零件,您可以尝试将零件拆分为 2 个或多个单独的零件,然后在加工后焊接或螺栓连接在一起,您可能会发现成本降低。

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7. 避免表面精加工,如 TiN 涂层、DLC 涂层等。

CNC 加工零件的表面精加工是为了美观、耐腐蚀、耐磨或其他目的而获得所需表面特性或性能的附加加工。但这些热处理、喷砂、特殊涂层、阳极氧化等饰面会增加总成本。所以应该根据目的仔细评估它们。

如果您想降低总成本,选择标准的机加工表面是一个不错的选择,机加工表面是一种快速且经济实惠的选择,通常用于安装支架等非展示应用。表面光洁度相当于 125 RA µin (3.2 RA µm)。

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8. 避免过度使用严格的公差

得可拥有超精密加工设备和生产经验,可满足精密至±0.001mm的公差。但是,我们仍然建议对于非特殊用途零件不应过度使用紧公差。因为公差越小,工厂需要的工序和时间越多,这意味着价格会高很多。

不是每个零件都需要严格的公差,除了一些精密模具零件、医疗零件和航空航天配件外,我们建议其他零件遵循通用标准,例如 ISO 2768 标准,这对于 CNC 加工零件设计是合理的。

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9. 批量订购

虽然现代数控车床和铣床可以比以前更高效地运行,但它们仍然需要工程师进行编程和设置。众所周知,您订购的零件数量对单价影响很大,订购10,000个零件或仅订购10个零件,价格相差很大。因为批量生产相同的零件可以最大限度地提高CNC加工的生产效率和成本效益。

如果您需要50K件相同的零件,请在测试样品后。一次订购 50K 比10 次订购 5000 个零件便宜得多。

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10. 推进工作,提前准备生产计划

制定产品蓝图,推进设计工作,在开始生产前完成最终的产品设计。这将使CNC加工供应商有足够的时间采购原材料,制定生产计划并在约定的时间内交付产品。根据东莞高略多年的生产经验,更长的交货期可以降低整体成本4%-6%。

降低 CNC 加工零件成本的 10 个行之有效的技巧

概括

以上是帮助您降低加工零件成本的 10 大设计技巧,总而言之,保持简单并遵循标准。让这些设计技巧深入您的脑海,并将它们应用到您的实际产品中,这肯定会帮助您减少许多不必要的成本。

如果你有更深刻的秘诀,欢迎与我分享。

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