數控機床徹底改變了制造業,使產品設計師能夠實現制造自動化并生產出高質量的機加工零件。然而,許多產品設計師發現CNC加工成本估算相當具有挑戰性。因此,當他們收到制造商的項目報價時,常常不知所措。
有幾個因素會影響CNC加工項目的成本,包括產品設計、材料選擇、制造技術、模具和表面光潔度。
本文將涵蓋所有這些因素。在讀完本文后,您將了解如何估算(和降低)您的CNC加工成本并為您的項目創建完美的零件。
CNC加工是一種減材制造工藝?,這意味著它使用切削工具從工件上去除部分材料,直到形成所需的零件。由于這種操作方式,數控加工存在一定的設計限制。
例如,無論切削刀具的尺寸如何,數控加工零件的內部垂直角始終具有半徑。此外,數控切削刀具通常從頂部表面接觸工件,這使得制造某些特征或零件變得具有挑戰性(并且成本高昂)。
產品設計越復雜,加工零件所需的時間就越長,從而導致加工成本越高。因此,為了簡化您的產品設計并降低制造成本,您應該通過實施以下技巧來優化您的設計:
在內部邊緣上添加圓角半徑以考慮CNC切削刀具的圓柱形形狀。半徑應至少為型腔深度的三分之一,并且所有內部邊緣的半徑應相同,以節省時間并無需額外的工具。
當您需要創建90°內刃時,請使用底切,因為減小立銑刀刀具的尺寸無法完成這項工作。
將空腔的深度限制為其長度(或寬度)的四倍。深寬比較小的型腔需要專用的立銑刀刀具,從而增加了制造成本。
設計底切的深度約為其寬度的兩倍,并且有足夠的間隙以允許切削刀具進入。通常,間隙應至少為底切深度的四倍,特別是如果您將使用T形槽切削刀具。
通過將特征保留在工件的一側來最大限度地減少加工方向的數量,除非絕對有必要這樣做。
#2勞工
使用數控機床的產品開發過程涉及幾個步驟。例如,您需要首先創建3D CAD文件,然后將其轉換為CNC機床用于自動化制造的計算機程序。
由于這些流程會增加勞動力成本,因此您可以通過自己執行其中一些流程而不是外包來降低成本。例如,您可以先創建產品的3D CAD,然后再將審核和生產外包給制造工程師。
您的制造成本還取決于您要生產的零件(或單位)的數量,單位越高,制造成本就越高。然而,與小批量生產相比,批量零件生產的單位零件成本較低。
#3工程材料的選擇
您為產品選擇的材料是CNC加工成本的重要決定因素。由于CNC加工是一種減材工藝,因此它往往比3D打印等增材制造工藝使用更多的材料。CNC機械車間通常成塊購買這些材料并計算每塊的價格。
CNC加工項目常用的兩種材料是金屬和塑料。金屬通常比塑料更昂貴,因此制造金屬零件時的花費可能會比塑料更高。
#4表面處理
CNC加工零件通常從生產線上下來時具有令人印象深刻的表面光潔度。機械師不會向您收取額外費用來制造這些加工零件。但是,如果您的產品需要額外的后處理操作(如陽極氧化、拋光和粉末涂層),您應該期望獲得更高的項目報價。