如何降低CNC加工零件成本？

CNC加工是一种成熟的数字化制造工艺，可以直接从CAD文件中生产出具有优异物理性能的高精度零件。

数控机床的加工成本可能会因您使用的目的而有很大差异。无论是制作单台样机，还是准备量产，下单前都需要检查项目的整体预算。

CNC加工成本的计算似乎很复杂。我们要考虑很多因素，与其他制造方法相比，最终的成本评估更加困难。

因此，我们首先分析影响CNC加工加工的因素有哪些。然后为这些因素提供一些可行的指导方针，这些指导方针已被证明可以降低CNC加工零件的成本。通过在开发周期的早期了解这些因素，您可以最大限度地降低成本，而不必付出高昂的成本。

设计成本

CNC加工每年都在改进和发展，因此每年都变得更加复杂。因此，跟上零件设计的挑战可能是一项挑战。但是，通过对零件设计或材料选择进行一些相对简单的调整，仍然可以在提高功能的同时降低零件加工成本。在设计阶段咨询经验丰富的机械师或工程师可能会增加项目的初始成本，但从长远来看会节省更多。

以下是需要牢记的注意事项列表：

公差： 容差越小成本越高

孔尺寸和深度： 深、小孔加工精度慢，容易出现刀具破损。

内径： 直径越小，制造它所需的立铣刀就越小。立铣刀越小，加工速度越慢。在可行范围内，尽可能加大孔的直径。

切削深度： 与孔一样，超深型腔需要更长的加工时间，并且可能需要专门订购的工具，从而增加了成本。

壁厚： 薄壁需要格外小心。推荐的绝对最小值为塑料为 1.0mm，金属为 0.5mm。

底切 — 某些特征，例如 O 形环槽或键槽，可以（并且通常必须）使用专门用于底切的工具进行加工。

如何优化设计，降低成本？

1。向内部垂直边缘添加半径

所有的CNC铣刀都是圆柱形的，在切削型腔边缘时会产生一个半径。

使用较小直径的工具来减小拐角半径。这意味着在较低的速度下将需要多次走刀 - 较小的刀具无法像较大的刀具一样快速去除材料，这会增加铣削时间并因此增加项目成本。

为了降低成本，专家建议拐角半径应略大于用于加工型腔的刀具半径。这样可以减轻刀具的负荷，进一步降低制造成本。

2.限制型腔深度

加工深型腔会极大地影响CNC零件的成本，因为需要去除大量材料，非常耗时。

CNC刀具的切削长度是有限的：通常，当切削深度达到型腔直径的2-3倍时，它们会发挥最佳作用，设计更深的型腔，因为需要特殊工具或多轴 CNC 系统这会导致成本增加。

3。增加薄壁的厚度

增加薄壁的厚度以减少加工时间。除非重量是主要因素，否则厚实的零件会更稳定。

薄的零件容易振动。为避免加工薄壁时变形或开裂，需要在低切削深度下进行多次加工，难以准确加工。

对于金属件，设计壁厚应大于0.8mm（越厚越好）。对于塑料零件，最小壁厚应保持在 1.5 毫米以上。在非常靠近零件边缘放置孔或螺纹时，您经常会遇到薄壁。在您的设计中放置孔时，请确保您也遵循上述指南。

4.限制线程长度

将最大螺纹长度限制为孔直径的 3 倍。对于盲孔中的螺纹，最好在孔底至少增加1/2的直径。

指定比必要更长的螺纹会增加 CNC 零件的成本，因为可能需要特殊工具。

5.设计标准尺寸的孔

设计孔时采用标准钻头尺寸，用标准钻头可快速、准确地加工出CNC孔。对于非标准尺寸，必须使用立铣刀加工孔，这会增加成本。

建议将所有孔的深度限制为直径的 4 倍。如果做更深的孔（直径可达直径的10倍），加工难度会增加成本。

6. 仅在必要时指定公差

定义严格的公差会增加CNC的成本，因为它不仅增加了加工时间，而且还需要人工检查。如果技术图纸上没有定义特定的公差，将使用标准公差（±0.125 mm 或更高）来加工零件，这对于大多数非关键特征来说已经足够了。

大小中的小数点很重要。它们指定了准确度级别和用于测量的仪器。例如，两个小数点表示机械师可以使用游标卡尺进行测量，而三个小数点表示必须使用千分尺或等效的 CMM 工具。为了最大限度地降低成本，请避免在大小上添加额外的小数点。

7.将机器设置的数量保持在最低限度

建议设计可以在尽可能少的机器设置中加工的零件，最好只在一种设置中进行。

旋转或重新定位零件会增加制造成本，因为它通常需要手动完成。此外，对于复杂的几何形状，可能需要定制夹具，这进一步增加了成本。特别复杂的几何形状可能需要多轴数控系统，这进一步增加了价格。

可以考虑将零件分成几个几何形状，可以在单个设置中进行CNC加工，然后用螺栓或焊接在一起。这也适用于深口袋的零件。

8.删除所有文字和字体

由于需要额外且耗时的加工步骤，将文本添加到 CNC 加工零件的表面会显着增加成本。如果需要文字，则更喜欢雕刻而不是浮雕，因为后者需要去除更多的材料。

9.避免（多个）表面处理

表面处理改善了CNC加工零件的外观，增强了它们对恶劣环境的抵抗力，但也增加了成本。

在同一零件上要求多次不同的表面处理会进一步增加价格，因此尽量选择加工后的表面处理，只有在绝对必要时才需要进行多次表面处理。

材料成本

加工零件的材料选择从两个方面影响成本：原材料成本和材料加工性成本。一些材料作为原材料比其他材料更昂贵，而另一些则比其他材料更难制造。材料的可加工性越低，价格越高。

如果要使用的材料具有潜在危险，则需要采取额外的安全预防措施，从而增加生产成本。下面主要介绍材料的可加工性成本。

可加工性是指切削材料的难易程度。加工性越高，材料CNC加工速度越快，成本越低。

铜是一种良好的电导体，尤其是黄铜 C360 是最易加工的金属，易于铣削，可以高速加工，并且可能恰好具有您的应用所需的机械、化学或导电性能。但是铜比铝贵得多。尽管铝的电导率约为铜的 60%，但重量和成本的节省可能会促使您重新考虑铝。

钢的加工性比铝低10倍，加工时间比铝高至少2倍。请注意，不同等级的钢材具有不同的加工性能。例如，不锈钢304（最常见的不锈钢合金）的加工性指数为45%，而不锈钢303（一种化学成分非常相似的合金）的加工性指数为78%，因此更容易加工。不锈钢 17-4 PH 很难切割。如果高强度和耐腐蚀性不重要，请尝试使用 316L 或 304。

如果考虑硬度，4140 可能是您的首选，但 1018 的成本非常低，而且表面硬化效果极佳。

塑料的机械加工性主要取决于其刚度和热性能。有些塑料具有优异的耐磨性、耐腐蚀性或耐化学性，有些塑料在热或火焰下表现良好，而另一些则具有优异的强度、冲击或电气性能。

POM (Delrin) 是最容易加工的塑料，其次是 ABS。 PEEK 和尼龙是其他常见的工程塑料，它们很难加工。一般来说，材料越软，铣削时尺寸稳定性和拉丝的风险就越大。

对于加工零件，可以加工许多优秀的材料，每种材料都有其独特的特性、应用和成本。不同库存物料的价格差异很大，但通常以一般情况为准，因此需要根据实际情况选择最合适的物料。

人工成本

参与制造零件的机械师必须为其工作付费。他花时间为定制的 CNC 操作设置机器，并确保所有操作都以产生良好结果的方式进行。如果零件较难、较复杂并且需要更高的水平和受过训练的机械师的专业知识，那么生产成本就会上升。这些额外的技能和经验是有代价的，因为它们主要是从在职经验而不是正规教育中获得的。零件生产的劳动密集程度越高，其定价就越高。

零件的后处理、精加工或组装也需要一些额外的人工工作，这也会增加人工成本。因此，将一些精密零件外包给中国是一个不错的选择，中国的制造能力很高，而且劳动力成本也不是特别高。

机器成本

现代加工和制造设备不同，而且非常昂贵。一个零件可以用多轴机器完成还是需要多台机器。以及需要多少不同的机器和操作。所需设备的尺寸和功能会增加影响总成本的因素。

您可以为该项目租用几种不同类型的 CNC 机床。您选择哪一个可能会影响您的工作成本。对于三轴机床，包括数控铣床和数控车床，多轴机床的运营成本相对较高。

当我们收到项目时，首先我们的工程师会检查生产过程，然后选择最经济的生产方法，最后我们会得到生产时间。由于不同的生产工艺会有不同的生产时间，有时工件的价格会非常高。

但是，请不要担心，因为我们的工程师非常专业，而且我们报价的价格是准确的。我们的价格不一定是最便宜的，但一定是同等质量下最合适的。

最后，是零件的数量。零件数量越多，每增加一个单元的成本就越低。这意味着大订单增加了零件的最终成本，但降低了单位成本。如果您想制作多个相同的零件，您可以重复使用相同的 CAM 编程和夹具，或者您可以一次从同一个库存中切割多个零件。

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