影响 CNC 加工成本的因素以及降低成本的方法
计算机数控 (CNC) 提供了以精确方式控制各种加工过程的能力,从而有可能在整个生产过程中节省成本。 CNC 加工通常是值得投资的,因为该工艺可以提供满足特定要求的精确结果。
液压、医疗、汽车、航空航天和石油和天然气等行业受益于 CNC 加工提供的质量和一致性。本文讨论了 CNC 加工金属零件的成本驱动因素,并提供了降低这些成本的可能解决方案。
哪些因素会影响 CNC 加工成本?
数控加工是完成许多行业精密部件的一个不可或缺的过程。 CNC 加工金属零件的成本驱动因素将取决于许多因素,包括:
- 开发阶段:处于原型和开发阶段的组件可能需要通过各种 CNC 机床多次通过才能最终确定规格,这可能会增加初始成本。另一方面,具有所有要求的成熟工件将只需要 CNC 操作员从之前的运行中提取并编程规范。
- 设计复杂性:更复杂的设计需要更精确的加工。使用先进的机器,例如 5 轴机器代替 3 轴机器,可以作为成本驱动因素。一般来说,如果零件加工时间越长,成本就会越高。
- 所需的 CNC 工序数量:有些零件需要更多的加工工序才能达到预期的效果。通常,随着加工工艺的增加,价格会上涨。
- 所涉及的金属类型:正在形成的材料可能会增加加工成本。有些材料的购买成本更高,而较硬的材料可能需要更长的加工时间。
- 总数量:设置 CNC 机床需要一定的时间,这些成本通常会分摊到整个生产运行中。少量可能不是很划算,而较大的批量将能够通过将成本分摊到较高数量上来实现规模经济。
- 客户规格:设计计划可能会指定其他要求,例如非常严格的公差或薄壁。如果需要特定工具和额外的加工时间,这可能会增加加工成本。
- 精加工要求:虽然材料精加工可以改善零件的外观或使其更耐腐蚀,但这也会增加加工成本。
如何有效降低CNC加工成本
虽然有些要求根本无法改变,但在启动费用、加工时间和材料成本方面有一定的考虑,这有助于降低总体成本。指定人员和工程师可以采取的有效降低 CNC 加工成本的步骤包括:
- 设计简化:设计具有易于加工的特征的零件。与需要定制孔或螺纹尺寸的孔、螺纹、槽和轮廓相比,可以使用标准加工工具制造的孔、螺纹、槽和轮廓更具成本效益。
- 圆角:创建尖锐的 90 度角需要额外的加工过程。将内角设计从 90 度更改为圆角可以降低 CNC 加工成本。另一个步骤是使内角的半径至少为腔深度的三分之一。
- 型腔深度:通过 CNC 加工去除材料以形成深型腔可能是一个耗时且昂贵的过程。通常,CNC 切削工具在创建深度为其直径的 2 到 3 倍的型腔时工作效率最高。尽可能将空腔的深度限制在其长度的四倍以内。
- 壁尺寸:较薄的壁需要更多时间进行加工,因为它们易碎且易破裂。根据重量要求,墙壁的厚度应大于 0.8 毫米。有策略地放置孔和螺纹以减少压裂的可能性。
- 螺纹长度:长度超过孔直径 1.5 倍的螺纹可能需要特殊工具来创建。将最大长度设置为直径的三倍以优化成本因素。
- 材料可加工性:除非有特定原因选择特定材料,否则请尽量指定易于加工的材料。一些金属更容易在加工过程中屈服,从而减少时间和成本因素。
- 公差:查看您的规范以确定公差要求是否绝对必要。设计中所需的高级精度可能会付出更高的代价。虽然某些行业需要严格遵守规范,但如果您的公差可以更加灵活,则可以节省成本。
- 数量:尽可能下大宗订单,以节省加工设置时间。
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