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什么影响CNC零件的成本?

文章出处:www.idahomediapro.com 作者:mg4155娱乐电子游戏官网 人气: 次 时间:2020-09-22 09:20 【

  加工时间:加工零件所花费的时间越长,它就会越昂贵。加工时间通常是CNC的主要成本驱动因素。

  开办费用:这些费用与CAD文件的准备和过程计划有关,对小批量生产来说意义重大。该成本是固定的,并且有机会通过利用“规模经济”来降低单价。

  材料成本:散装材料的成本以及材料的易加工性极大地影响了CNC的总体成本。在考虑某些材料注意事项的同时优化设计可以大大降低价格。

  其他制造成本:当您设计有特殊要求的零件时(例如,当您定义严格的公差或设计薄壁时),则可能需要特殊的工具,更严格的质量控制和更多的加工步骤-以较低的加工速度-。当然,这会影响总制造时间(和价格)。

  既然很清楚CNC的成本来自何处,让我们看看如何优化设计以使其更小化...

  一、在内部垂直边缘添加半径

  所有的CNC铣刀均为圆柱形状,在切削型腔边缘时会产生半径。

  增加薄壁的厚度

  二、增加薄壁的厚度以减少加工时间

  除非重量是主要因素,否则厚实心部分将更稳定(且加工成本更低),因此应首选。

  为了避免在加工薄壁时发生变形或破裂,需要在低切削深度下进行多次加工。薄型零件也很容易产生振动,因此要精确加工它们很困难,并且会大大增加加工时间。

  三、为了更小化成本:

  对于金属零件,设计的壁厚应大于0.8毫米(越厚越好)。

  对于塑料零件,最小壁厚应保持在1.5毫米以上。

  切记:金属的最小壁厚为0.5毫米,塑料的最小壁厚为1.0毫米。但是,必须逐案访问这些功能的可加工性。

  专家提示:在非常靠近零件边缘放置孔(和螺纹)时,通常会遇到薄壁的情况。在设计中放置孔时,请确保也遵循上述准则。

CNC数控设备

  四、限制螺纹长度

  将大螺纹长度限制为孔直径的3倍

  指定长于必要的螺纹会增加CNC零件的成本,因为可能需要特殊的工具。

  请记住,螺纹长度大于孔直径的0.5倍实际上并不会增加连接强度。

  为了更小化成本:

  设计螺纹的最大长度不得超过孔径的3倍。

  对于盲孔中的螺纹,最好在孔的底部至少增加直径的1/2。

  五、计标准尺寸的孔

  设计孔时使用标准钻头尺寸

  可以使用标准钻头对CNC孔进行快速,高精度的机加工。对于非标准尺寸,必须使用立铣刀加工孔,这可能会增加成本。

  同样,将所有孔的深度限制为直径的4倍。可以制造更深的孔(直径最大为直径的10倍),但由于加工困难,它们可能会增加成本。

  为了更小化成本:

  设计直径最大为10毫米且直径为0.5毫米时直径增加0.1毫米的孔。

  以英寸为单位进行设计时,请使用英寸的常规分数,或参阅此分数英寸钻头尺寸表。

  设计的孔的长度最多为其直径的4倍。

  六、仅在必要时指定公差

  仅在必要时指定公差

  定义严格的公差会增加CNC的成本,因为它既增加了加工时间,又需要人工检查。公差应谨慎定义,并且仅在必要时定义。

  如果在技术图纸上未定义特定公差,则将使用标准公差(±0.125 mm或更高)对零件进行加工,这对于大多数非关键特征而言已足够。

  在内部特征上很难达到严格的公差。例如,在加工相交的孔或腔时,由于材料的变形,可能会在边缘处产生小的缺陷(称为毛刺)。具有此类功能的零件需要检查和去毛刺,这都是手动(且时间效率低下)的过程,从而增加了成本。

  为了更小化成本:

  仅在必要时指定更严格的公差。

  为所有带公差的尺寸定义一个基准(例如,两个边的横截面)作为参考。

  切记:尺寸中的小数点很重要。它们指定了准确度级别以及用于测量的仪器。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。为了最大程度地降低成本,请避免在尺寸上添加多余的小数点。

  专家提示:在技??术图纸中使用几何尺寸和公差(GD&T)(例如平面度,直线度,圆度和真实位置)可以降低CNC加工的成本,因为它们通常定义较宽松的公差,但需要应用高级设计知识有效。

  七、-将机器设置数量保持在低水平

  需要两个机器设置的零件示例:旋转零件以加工侧面特征

  建议设计可在尽可能少的钻孔机器设置中进行加工的零件,仅在一种设置中进行加工。例如,两面都有盲孔的零件将以两种方式加工,因为需要旋转它才能接触到两面。

  旋转或重新放置零件会增加制造成本,因为通常需要手动完成。而且,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CNC系统,从而进一步增加了价格。

  考虑将零件分成几个几何形状,这些几何形状可以在单个设置中进行CNC加工,以后可以通过螺栓连接或焊接在一起。这也适用于口袋很深的零件。

  为了更小化成本:

  设计只能在一种设置中加工的零件。

  如果无法做到这一点,则将几何图形拆分为多个零件,以便稍后组装。

  八、避免使用高宽比小的功能

  考虑为宽高比大于4的小功能添加支撑支撑

  具有高宽高比的小特征易于振动,因此特别难于精确加工。

  为了提高其刚度,应将其连接到较厚的墙壁上,或通过支撑支撑肋进行加固(蕞好是四个:每侧一个)。

  为了更小化成本:

  宽高比小于4的设计特征

  添加支撑支撑或将小特征连接到墙壁以提高其刚度。

  九、删除所有文字和字母

  在CNC零件表面添加文字会增加价格

  在CNC加工零件的表面上添加文本会显着增加成本,因为需要额外且耗时的加工步骤。

  诸如丝网印刷或喷漆之类的表面精加工方法是在CNC加工零件的表面上添加文本的更具成本效益的方法。

  为了更小化成本:

  删除CNC加工零件上的所有文本和文字。

  如果需要文字,则最好选择浮雕文字而不是浮雕文字,因为后者需要去除更多的材料。

  另外,更喜欢使用Sans-Serif字体(例如Arial或Verdana),其大小至少为20点。

  十、虑材料的可加工性

  可加工性是指材料的切割容易程度。可加工性越高,材料可以进行CNC加工的速度越快,从而降低了成本。

  每种材料的可加工性取决于其物理性质。通常,金属合金越软(且更具延展性),则加工起来就越容易。

  黄铜C360是可加工性最高的金属,可以进行高速加工。铝合金也可以很容易地加工。

  钢材的可加工性比铝低10倍,加工所需的时间至少要比铝高2倍。注意,不同等级的钢具有不同的机加工性能。例如,不锈钢304(最常见的不锈钢合金)的可加工性指数为45%,而不锈钢303(化学成分非常相似的合金)的可加工性指数为78%,因此更易于加工。

  为了更小化成本:

  如果您可以在两种材料之间进行选择,则最好选择可加工性更好的材料(尤其是大批量订购时)。

  使用较小直径的工具可以减小拐角半径。这意味着将需要以较低的速度进行多次走刀-较小的刀具无法像较大的刀具一样在一次走刀中快速去除材料-增加了加工时间和成本。

  为了更小化成本:

  添加半径至少为型腔深度的1/3(越大越好)。

  最好在所有内部边缘使用相同的半径。

  在型腔的地板上,指定较小的半径(.5或1毫米)或完全不指定半径。

  理想情况下,拐角半径应略大于将用于加工型腔的刀具的半径。这样可以减少工具上的负荷,并进一步降低制造成本。例如,如果您的设计具有12毫米深的空腔,请在拐角处添加5毫米(或更大)的半径。这将使ø8mm的工具(半径为4 mm)可以更快的速度切割它们。

  十一、限制型腔深度

  专家提示:如果需要带有尖角的内部边缘(例如,当需要将矩形形状的零件放入型腔中时),而不是减小内部边缘的半径,请使用具有以下咬边的形状:

  加工深腔会极大地影响CNC零件的成本,因为需要去除很多材料,这非常耗时。

  重要的是要记住,CNC工具的切削长度有限:通常,当切削深度最大为其直径的2-3倍的型腔时,它们将发挥最佳作用。例如,一个ø12铣刀可以安全地切深25毫米深的型腔。

  可以切削更深的型腔(最大为刀具直径的4倍或更大),但这会增加成本,因为需要特殊的刀具或多轴CNC系统。

  同样,在切削型腔时,刀具必须倾斜到正确的切削深度。平稳的入口需要足够的空间。

  为了更小化成本:

  将所有型腔的深度限制为其长度的4倍(即XY平面上的最大尺寸)。

  单价的下降几乎是指数级的:即使数量的少量增加也会使单价下降很多。请注意,订购量很大(> 100个零件)的单价会降低5到10倍。规模经济的影响对于小批量也很明显。

  其实:

  从1到5增加量可以通过降低单价更超过50%!

  为了最小化成本:

  通过订购更多数量或重复订购来利用规模经济。

  了解您的设计变更如何影响成本

  上传文件结论:保持标准...

  数控系统的复杂性代价高昂:需要特殊工具或固定装置,多台机器设置或特殊材料的几何形状成本较高。

  为了更大程度地降低成本,在提交报价单之前,请考虑以下问题:

  我的零件是否使用“ 可加工性设计”准则进行了优化?

  模型中的所有功能都是必需的吗?我可以删除或简化其中的任何一个,仍然保留我零件的全部功能吗?

  我的设计是否可以分为多个零件,以便于CNC加工,然后再进行组装?

  有没有一种方法可以修改我的设计,从而消除对多个机器设置或特殊工具的需求?

  是否有可以满足我的设计要求的更便宜或更容易加工的材料?

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