當(dāng)您想要?jiǎng)?chuàng)建原型或大規(guī)模制造最終用途產(chǎn)品時(shí)，CNC 加工是一個(gè)很好的實(shí)現(xiàn)方式。但加工成本往往是人們停下來的主要原因。有幾件事會(huì)影響 CNC 加工零件的成本，包括材料、設(shè)計(jì)、表面處理、數(shù)量和周轉(zhuǎn)時(shí)間。幸運(yùn)的是，擁有豐富CNC加工經(jīng)驗(yàn)的專家可以極大地幫助您降低切割成本和產(chǎn)品最終定價(jià)。
本文將總結(jié)我們工程師的 10 大技巧，通過遵循這些經(jīng)過驗(yàn)證的技巧，您可以獲得經(jīng)過優(yōu)化以最大限度降低成本并仍然符合您的設(shè)計(jì)要求的零件。
什么會(huì)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(jià)格的6個(gè)因素
加工時(shí)間
加工零件所需的時(shí)間越長，它的成本就越高。加工時(shí)間通常是 CNC 加工零件的主要成本驅(qū)動(dòng)因素。
材料
不同的原材料價(jià)格往往是不同的。即使一些性能相似但不常用的材料，價(jià)格也會(huì)貴很多。
公差
更嚴(yán)格的公差要求會(huì)導(dǎo)致更難加工，并增加廢品率，這也會(huì)導(dǎo)致更高的價(jià)格。
數(shù)量
生產(chǎn)1件和1000件所需的CNC編程時(shí)間相同，因此如果需要更多數(shù)量，則將平均分?jǐn)偪偝杀?，從而降低單個(gè)產(chǎn)品的成本。
表面處理
如果要求涂層、平滑、陽極氧化、黑色氧化等表面處理，會(huì)增加幾個(gè)加工步驟和大量成本。
交貨時(shí)間
交貨期短意味著供應(yīng)商需要協(xié)調(diào)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。這也是額外成本中的一個(gè)小因素，業(yè)內(nèi)稱之為加急處理費(fèi)。
這 10 個(gè)經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)技巧將幫助您節(jié)省成本
現(xiàn)在您清楚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(dāng)您設(shè)計(jì)加工零件時(shí)，選擇合適的材料是節(jié)省成本的最重要方法。最適合您的并不是最昂貴的材料。您必須根據(jù)零件的用途和功能找到最合適的材料。
性能幾乎相同的材料有很多，但價(jià)格卻相差巨大，您可以查看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(jié)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范圍，我對不同材料的價(jià)格進(jìn)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(jià)格約為 15 美元，但以堅(jiān)固性和尺寸穩(wěn)定性著稱的相同尺寸的 peek 售價(jià)高達(dá) 225 美元。同樣，對于金屬，一塊 6061 鋁板的成本約為 24 美元，一塊 304 不銹鋼板的成本為 139 美元，而一塊經(jīng)過精密研磨的 316 不銹鋼板的成本高達(dá) 285 美元！
另一方面，6061 鋁等較軟的材料更容易切割，這意味著加工時(shí)間更短。較硬的材料需要更昂貴的加工工具，并且更容易損壞和磨損工具。綜上所述，較硬的材料需要較長的加工時(shí)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(nèi)角
尖銳或90度的內(nèi)角會(huì)占用更多的加工工序和時(shí)間，并會(huì)增加額外的成本。但是內(nèi)角的大部分部分不需要90度，圓角不影響功能的使用。
如果您調(diào)整設(shè)計(jì)以包含圓角，則機(jī)器可以連續(xù)運(yùn)行以創(chuàng)建您的零件。銑刀和立銑刀等 CNC 加工工具會(huì)自動(dòng)留下圓形內(nèi)角。小或窄的內(nèi)圓角半徑需要更多的走刀和特殊的小刀具，這會(huì)增加加工時(shí)間并需要更換刀具。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它們。
為獲得最佳設(shè)計(jì)，請確保內(nèi)角半徑的 L:D 比（長度與直徑）為 3:1 或更小。此外，保持所有內(nèi)角具有相同的半徑可以減少加工時(shí)間。
3. 盡量減少內(nèi)部空腔（深口袋）
具有深內(nèi)腔（深腔）設(shè)計(jì)的金屬或塑料零件通常既費(fèi)時(shí)又難于加工。創(chuàng)建型腔需要去除大量材料，這會(huì)導(dǎo)致材料浪費(fèi)，并且難以去除切屑，或者可能需要特殊工藝（例如線切割 EDM 或 Sink EDM）才能達(dá)到深度。這些會(huì)花費(fèi)你更多的錢。
盡量將設(shè)計(jì)中口袋的深度限制為長度的 4 倍，理想的設(shè)計(jì)深度是其直徑的 2 到 3 倍。
4. 避免薄壁設(shè)計(jì)
壁過薄的加工零件將需要更多的時(shí)間來加工，因?yàn)樗鼈兎浅４嗳?。并且由于它們?jīng)常振動(dòng)或變形，因此很難保持準(zhǔn)確的公差。緩慢的加工、特殊的加工技術(shù)和高廢品率使這些薄壁零件更加昂貴。
厚壁零件加工更穩(wěn)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(jì)，金屬零件壁厚應(yīng)大于0.8mm，塑料零件壁厚應(yīng)大于1.5mm。
5. 使用標(biāo)準(zhǔn)出水口尺寸
當(dāng)加工零件設(shè)計(jì)帶有螺紋孔時(shí)，孔深和螺紋尺寸會(huì)影響總價(jià)。通常，增加夾具中的螺紋長度不會(huì)使零件變得更堅(jiān)固，因此您不需要穿過大于孔直徑 3 倍的孔，并盡可能縮短它。如果螺紋的長度是直徑的 3 倍，則會(huì)增加斷裂的風(fēng)險(xiǎn)并需要更多的加工時(shí)間。非常小的螺紋需要手工攻絲，也會(huì)使價(jià)格更高。
因此，使用標(biāo)準(zhǔn)絲錐尺寸可以降低風(fēng)險(xiǎn)并降低成本。例如，使用4-40尺寸的水龍頭比3-38尺寸更常見，也更劃算。此外，如果可能，設(shè)計(jì)大于 2-56" 的螺紋孔。那會(huì)節(jié)省你的錢。
6. 避免設(shè)計(jì)復(fù)雜的零件
加工超大尺寸、微尺寸或復(fù)雜設(shè)計(jì)的零件需要特殊工具、多軸數(shù)控機(jī)床或需要一些定制的夾具，所有這些都會(huì)增加總成本。
在某些情況下，例如需要在多個(gè)面上進(jìn)行操作的復(fù)雜零件，您可以嘗試將零件拆分為 2 個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的零件，然后在加工后焊接或螺栓連接在一起，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)成本降低。
7. 避免表面精加工，如 TiN 涂層、DLC 涂層等。
CNC 加工零件的表面精加工是為了美觀、耐腐蝕、耐磨或其他目的而獲得所需表面特性或性能的附加加工。但這些熱處理、噴砂、特殊涂層、陽極氧化等飾面會(huì)增加總成本。所以應(yīng)該根據(jù)目的仔細(xì)評估它們。
如果您想降低總成本，選擇標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)加工表面是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，機(jī)加工表面是一種快速且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇，通常用于安裝支架等非展示應(yīng)用。表面光潔度相當(dāng)于 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免過度使用嚴(yán)格的公差
得可擁有超精密加工設(shè)備和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，可滿足精密至±0.001mm的公差。但是，我們?nèi)匀唤ㄗh對于非特殊用途零件不應(yīng)過度使用緊公差。因?yàn)楣钤叫?，工廠需要的工序和時(shí)間越多，這意味著價(jià)格會(huì)高很多。
不是每個(gè)零件都需要嚴(yán)格的公差，除了一些精密模具零件、醫(yī)療零件和航空航天配件外，我們建議其他零件遵循通用標(biāo)準(zhǔn)，例如 ISO 2768 標(biāo)準(zhǔn)，這對于 CNC 加工零件設(shè)計(jì)是合理的。
9. 批量訂購
雖然現(xiàn)代數(shù)控車床和銑床可以比以前更高效地運(yùn)行，但它們?nèi)匀恍枰こ處熯M(jìn)行編程和設(shè)置。眾所周知，您訂購的零件數(shù)量對單價(jià)影響很大，訂購10,000個(gè)零件或僅訂購10個(gè)零件，價(jià)格相差很大。因?yàn)榕可a(chǎn)相同的零件可以最大限度地提高CNC加工的生產(chǎn)效率和成本效益。
如果您需要50K件相同的零件，請?jiān)跍y試樣品后。一次訂購 50K 比10 次訂購 5000 個(gè)零件便宜得多。
10. 推進(jìn)工作，提前準(zhǔn)備生產(chǎn)計(jì)劃
制定產(chǎn)品藍(lán)圖，推進(jìn)設(shè)計(jì)工作，在開始生產(chǎn)前完成最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這將使CNC加工供應(yīng)商有足夠的時(shí)間采購原材料，制定生產(chǎn)計(jì)劃并在約定的時(shí)間內(nèi)交付產(chǎn)品。根據(jù)東莞高略多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，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(shè)計(jì)技巧，總而言之，保持簡單并遵循標(biāo)準(zhǔn)。讓這些設(shè)計(jì)技巧深入您的腦海，并將它們應(yīng)用到您的實(shí)際產(chǎn)品中，這肯定會(huì)幫助您減少許多不必要的成本。
