當您想要創(chuàng)建原型或大規(guī)模制造最終用途產(chǎn)品時，CNC 加工是一個很好的實現(xiàn)方式。但加工成本往往是人們停下來的主要原因。有幾件事會影響 CNC 加工零件的成本，包括材料、設計、表面處理、數(shù)量和周轉(zhuǎn)時間。幸運的是，擁有豐富CNC加工經(jīng)驗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。
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計要求的零件。
什么會影響您的 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零件價格的6個因素
加工時間
加工零件所需的時間越長，它的成本就越高。加工時間通常是 CNC 加工零件的主要成本驅(qū)動因素。
材料
不同的原材料價格往往是不同的。即使一些性能相似但不常用的材料，價格也會貴很多。
公差
更嚴格的公差要求會導致更難加工，并增加廢品率，這也會導致更高的價格。
數(shù)量
生產(chǎn)1件和1000件所需的CNC編程時間相同，因此如果需要更多數(shù)量，則將平均分攤總成本，從而降低單個產(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，會增加幾個加工步驟和大量成本。
交貨時間
交貨期短意味著供應商需要協(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小因素，業(yè)內(nèi)稱之為加急處理費。
這 10 個經(jīng)過驗證的設計技巧將幫助您節(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
當您設計加工零件時，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，我對不同材料的價格進行了快速搜索，以找到 6"x 6" x 1" 板。雖然像 ABS 這樣的普通塑料的價格約為 15 美元，但以堅固性和尺寸穩(wěn)定性著稱的相同尺寸的 peek 售價高達 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 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)角會占用更多的加工工序和時間，并會增加額外的成本。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)整設計以包含圓角，則機器可以連續(xù)運行以創(chuàng)建您的零件。銑刀和立銑刀等 CNC 加工工具會自動留下圓形內(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，這會增加加工時間并需要更換刀具。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。
為獲得最佳設計，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間。
3. 盡量減少內(nèi)部空腔（深口袋）
具有深內(nèi)腔（深腔）設計的金屬或塑料零件通常既費時又難于加工。創(chuàng)建型腔需要去除大量材料，這會導致材料浪費，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）才能達到深度。這些會花費你更多的錢。
盡量將設計中口袋的深度限制為長度的 4 倍，理想的設計深度是其直徑的 2 到 3 倍。
4. 避免薄壁設計
壁過薄的加工零件將需要更多的時間來加工，因為它們非常脆弱。并且由于它們經(jīng)常振動或變形，因此很難保持準確的公差。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，為了保持加工價格低，請避免薄壁設計，金屬零件壁厚應大于0.8mm，塑料零件壁厚應大于1.5mm。
5. 使用標準出水口尺寸
當加工零件設計帶有螺紋孔時，孔深和螺紋尺寸會影響總價。通常，增加夾具中的螺紋長度不會使零件變得更堅固，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，則會增加斷裂的風險并需要更多的加工時間。非常小的螺紋需要手工攻絲，也會使價格更高。
因此，使用標準絲錐尺寸可以降低風險并降低成本。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，設計大于 2-56" 的螺紋孔。那會節(jié)省你的錢。
6. 避免設計復雜的零件
加工超大尺寸、微尺寸或復雜設計的零件需要特殊工具、多軸數(shù)控機床或需要一些定制的夾具，所有這些都會增加總成本。
在某些情況下，例如需要在多個面上進行操作的復雜零件，您可以嘗試將零件拆分為 2 個或多個單獨的零件，然后在加工后焊接或螺栓連接在一起，您可能會發(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、陽極氧化等飾面會增加總成本。所以應該根據(jù)目的仔細評估它們。
如果您想降低總成本，選擇標準的機加工表面是一個不錯的選擇，機加工表面是一種快速且經(jīng)濟實惠的選擇，通常用于安裝支架等非展示應用。表面光潔度相當于 125 RA in (3.2 RA m)。
8. 避免過度使用嚴格的公差
得可擁有超精密加工設備和生產(chǎn)經(jīng)驗，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過度使用緊公差。因為公差越小，工廠需要的工序和時間越多，這意味著價格會高很多。
不是每個零件都需要嚴格的公差，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準，例如 ISO 2768 標準，這對于 CNC 加工零件設計是合理的。
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行，但它們?nèi)匀恍枰こ處熯M行編程和設置。眾所周知，您訂購的零件數(shù)量對單價影響很大，訂購10,000個零件或僅訂購10個零件，價格相差很大。因為批量生產(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，請在測試樣品后。一次訂購 50K 比10 次訂購 5000 個零件便宜得多。
10. 推進工作，提前準備生產(chǎn)計劃
制定產(chǎn)品藍圖，推進設計工作，在開始生產(chǎn)前完成最終的產(chǎn)品設計。這將使CNC加工供應商有足夠的時間采購原材料，制定生產(chǎn)計劃并在約定的時間內(nèi)交付產(chǎn)品。根據(jù)東莞高略多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，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 大設計技巧，總而言之，保持簡單并遵循標準。讓這些設計技巧深入您的腦海，并將它們應用到您的實際產(chǎn)品中，這肯定會幫助您減少許多不必要的成本。
