尽管出现了 3D 打印等更新、更先进的技术,但 CNC 加工仍然是一种经济高效的按需生产商品和产品的方法。当然,这背后的主要原因包括它为企业带来的诸多好处。

这些优势包括高品质的零部件、快速的交货时间、高精度和低公差。交货时间短也意味着企业可以快速获得订购的零部件,从而大大缩短上市时间。

但请注意,您还应该知道 CNC 加工项目的成本是多少。这样,您就可以随时做好准备,并找到减少成本的方法 CNC加工成本 尽可能地。

CNC加工定义

要知道 CNC机床成本以及整个加工过程,你应该更深入地研究实际过程。一般来说, 计算机数控 (CNC) 加工是指使用高速自动切削工具从某些原材料(如塑料和金属)创造形状的制造策略。

为了保证质量和精确的结果,该过程使用标准 CNC 机器,如具有三轴、四轴和五轴的 CNC 路由器、CNC 车床和 CNC 铣床。这些 CNC 车床和 CNC 铣床还使用 CAD(计算机辅助设计)模型工作,从而为整个加工过程提供几何细节。

需要熟练机械师的帮助才能根据加工部件的几何形状对刀具路径进行编程。 CNC 铣床的优点是什么? 数控雕刻机或任何类型的 CNC 机床都具有高度的通用性,对于需要为 CNC 机床定制组件的不同行业来说,它都至关重要。

在这些自豪地使用和尝试寻找 CNC 机床的行业中,有机器人、航空航天和医疗领域。

CNC加工的成本是多少?

关于 CNC 加工技术需要注意的一点是,这是一个相当复杂的过程,涉及直接影响最终成本的不同方面。如果您的目标是优化 CNC 加工操作并明智有效地管理相关成本和费用,那么您应该深入研究可能影响 CNC 机器成本的不同因素。

大多数情况下,导致总成本增加或减少的驱动因素包括以下几点:

加工时间

加工时间是影响 CNC 加工成本的主要因素。一般来说,机器操作时间越长,花费就越多。

材料成本

影响您在 CNC 加工上花费的另一个主要因素是所选散装材料的成本。CNC 加工成本也可能上升或下降,具体取决于机器加工材料的难易程度。

启动成本

预计启动成本或初始成本是最终 CNC 机器成本中的固定成本。在大多数情况下,您应该设置此成本以涵盖产品规划和 CAD 文件准备方面的支出。即使在小批量使用时,初始成本或启动成本也将非常可观。

材料表面处理

如果您为所选组件或零件添加表面处理,那么最终外观会有所改善。表面处理还可以提高组件抵抗和承受恶劣环境的能力。但请注意,这种好处也会大大增加 CNC 加工成本。

其他相关制造费用

如果您需要花费与制造相关的其他费用,整体加工成本也会受到影响。请注意,有些 CNC 加工部件有特殊要求,例如薄壁或更严格的公差。包括原材料在内的此类要求会影响加工时间,最终也会推高成本。

至于 CNC 机器,您可以预期它们有多种类型,您可以根据需要选择一种。其中一些 CNC 机器的操作和运行成本较高,这就是它们成本较高的原因。例如, 标准的 3 轴 CNC 机床的成本通常约为每小时 35 至 40 美元。

同时,其他具有多个轴的 CNC 机器操作起来更复杂,因此预计它们的成本会更高,通常每小时约 75 至 120 美元。总体而言,CNC 加工的成本取决于不同的因素,例如上述因素。如果您亲自联系您打算雇用提供此项服务的公司,那就太好了,这样您就可以解决成本问题。

降低 CNC 加工成本的设计技巧

当然,就像其他所有事情一样,利用 CNC 加工时,您也希望节省资金。如果您的目标是减少 CNC 加工方面的开支,那么以下是一些设计技巧,它们可以降低 CNC 机器的运行成本:

#1 – 增加角袋的缓冲

为了降低 CNC 加工成本,您可能需要在角袋上增加浮雕。这有助于改变设计,从而加快 CNC 加工和制造过程,使其更容易,并降低刀具磨损的风险。增加角浮雕实际上可以帮助处理袋中的尖锐内角,这些角会使 CNC 机器和工具更难操作。

尝试使用 CNC 机加工尖角可能会导致刀具转动不自然,从而导致刀具磨损。这也可能很耗时。您应该做的是给凹槽的尖角添加浮雕或半径,让 CNC 机器有机会在加工和制造过程中进行更平滑的转动。

其结果是显著缩短了加工时间并降低了磨损风险。无论实际原材料成本如何,这还可以降低加工总成本。

您可以根据刀具尺寸使用标准半径,例如 0.125 英寸或 0.5 英寸。您还可以根据凹槽的形状和尺寸选择自定义半径。随着您添加浮雕,您还可以提高整个 CNC 车削和加工过程的效率。

还要注意所选工具、刀具路径技术和整体设计。原材料成本应较低。这有助于在缩短加工时间和确保满足功能性零件要求之间取得完美平衡。

#2 – 去除边缘毛刺

您还可以去除任何 数控机床类型 自己动手。请注意,去毛刺在整个 CNC 加工过程中起着至关重要的作用。但是,如果您管理不当,也可能既昂贵又耗时。话虽如此,您应该在设计零件时充分考虑去毛刺过程,因为它可以大大减少去毛刺所需的成本和时间。

再次,我们来谈谈锋利的边缘。如果您在使用任何类型的 CNC 机床时遇到此问题,请注意,您可能需要进行额外的去毛刺以去除毛刺,这可能只会增加后期加工过程中的人工成本和时间。

为了解决这个问题,您可以在设计阶段为尖锐边缘添加倒角或半径。例如,您可以将小倒角或半径集成到 CNC 机器中,而不是 90 度的外角或内角。

这可能只是一个简单而微小的变化,但这足以对您需要进行的手动去毛刺工作量产生重大影响。原因是它实际上更容易清理倒角或圆角边缘中的任何杂物。

假设您正在处理内部凹槽。如果是这样的话,半径“0.24 或 0.5”是必要的,以产生巨大的影响和差异,特别是在最大限度地减少手动去毛刺的需要时。

3、寻找替代材料

您还可以坚持预算,同时仍然满足您的要求,方法是寻找替代材料,特别是那些更便宜、质量更好、更适合机器的材料。您的目标是为您的 CNC 加工项目选择合适的材料,这可以显著影响 CNC加工成本 以及最后部分的演奏。

有些材料比其他材料加工速度更快、更容易,从而直接影响生产成本。例如,使用铝合金而不是钢,因为铝合金比钢更容易进行 CNC 加工。

铝合金的硬度和强度也较低。这意味着它们需要的切削力较小。您还可以使用更快的主轴速度和更高的进给率来加工它们。

您还可以使用塑料材料代替金属。除了与金属相比 CNC 加工成本更低之外,塑料还更具适应性,尤其是在处理精细或复杂的零件时。几种塑料材料也具有良好的可加工性。可以以更高的速度切割它们,同时降低刀具磨损。塑料的成本也低于其他材料。

在设计 CNC 加工项目时,您还可以使用其他替代材料,这将降低您在加工过程中的花费。只需选择一种您可以舒适使用且真正符合您的预算的材料即可。

#4 – 限制空腔的深度

关于加工深腔需要注意的一件事是,它们会对你在加工上花费多少钱产生巨大的影响 数控零件原因是它需要去除好几种材料,不仅费时,而且效率低、浪费。

另外,你应该记住 CNC 刀具的切削长度是有限的。当你切割的腔体深度是其直径的两倍或三倍时,这些刀具的工作效率会更高。

如果您想降低 CNC 加工的成本,那么将腔体深度限制为其实际长度的四倍会有所帮助。这也有助于对内部角半径进行适当的调整。

5. 让薄壁变厚

如果您不必担心重量,那么将薄壁做得更厚是个好主意,因为它们还可以帮助降低 CNC 加工成本。您应该做的是制造厚实的实体部件,因为它们加工成本更低,并且稳定性更高。

为了确保在加工薄壁时不会出现任何断裂或变形,应使用低切削深度进行多次加工。另外,请注意,薄壁特征容易发生振动。这使得正确加工这些特征变得具有挑战性,同时显著增加了加工所需的时间。

如果要降低成本,金属部件的壁厚应设计在0.8mm以上,塑料的壁厚至少应为1.5mm。

#6 – 设置线程长度的限制

避免使用比所需长度更长的螺纹,因为这只会导致 CNC 组件增加。原因是这可能需要特殊工具。在设计螺纹时,通过设置孔直径的最大三倍来降低成本。对于盲孔中的螺纹,您可以在孔的底部添加至少一半无螺纹长度的直径。

#7 – 利用标准孔尺寸

实际上,使用标准钻头进行 CNC 钻孔既快速又准确,而且效率高。但是,如果是非标准尺寸,可能需要增加一两个加工步骤,从而增加成本。尽可能利用通孔而不是盲孔。原因是您可以轻松加工前者。

设定孔深的限制也很有用。孔深应为孔直径的四倍。避免使用较深的孔,因为除了增加成本外,加工起来也需要很多时间。在进行 CNC 设计时,使用标准尺寸的螺纹也有助于降低成本和加工零件所需的时间。

#8 – 仅在需要时标明公差

如果您想防止 CNC 加工成本飙升,一个重要提示是避免定义更严格的公差。仅在必要时才这样做,尤其是在预算有限的情况下,以避免大量浪费。未定义的公差可能导致在加工零件时使用标准公差。如果您处理的是非关键特征,这就足够了。

#9 – 限制机器设置

如果您尝试减少设置数量,还可以降低 CNC 加工的典型成本。您的目标是设计所有可以使用最少机器设置(如果可能,仅需一个设置)进行加工的组件。

比如说,您要加工的零件两侧都有盲孔。那么您必须使用两个设置来加工它们,因为您必须旋转它们,使它们两侧都可以接触到。

如果您不断重新定位或旋转组件,那么您可能需要在制造上花费更多,因为您通常可以手动完成。此外,复杂的几何形状可能需要定制夹具,这也会增加成本。当复杂的几何形状需要多轴机器和 CNC 系统时尤其如此。

您可以尝试将组件分成多个几何形状,只需一个设置即可进行 CNC 加工。这意味着您以后还应该能够将它们粗化或焊接在一起。请注意,此技巧也适用于具有极深口袋的部件。

#10 - 远离具有高纵横比的小特征

需要注意的是,对于宽度与高度之比相当高的小部件,即使在先进的机器上加工时,也存在很大的振动风险。这意味着它们更难正确加工,也更具挑战性,从而增加了成本。

如果可能的话,请为这些小结构添加支撑,尤其是长宽比大于 4 的结构。您也可以尝试将它们连接到墙壁上,使其更坚固。

#11 – 删除所有字母和文字

另一个有助于降低 CNC 加工总成本的设计技巧是从零件上去除所有字母和文字。不要在 CNC 加工部件的表面添加文字;否则,成本可能会上升,因为您需要执行更多步骤才能完成它,从而耗费大量时间。如果您确实想添加文字,请考虑使用表面处理工艺和技术,例如喷漆或丝网印刷。

#12 –考虑材料的可加工性

如果您想降低 CNC 加工成本,请考虑可加工性,因为它在确定加工材料的经济性和效率方面起着重要作用。一般而言,可加工性是指借助加工工艺对此类材料进行切割、塑形或添加饰面的难易程度。

具有良好机械加工性的材料需要的时间更少,允许快速进给,并且工具磨损最小,从而可以降低成本。如果您可以轻松切割它们,并且使用 CNC 机床加工它们时需要更少的时间、精力和功率,您也会知道它们的机械加工性很好。

这些材料也更软。此外,它们产生的毛刺更少,并且具有一致的晶粒结构。如果您正在寻找可加工的金属,那么最好的选择就是铝合金。铝合金重量轻,在任何切削刀具上加工都不难。它还促进了快速加工,这意味着如果您使用这种材料,您不会花费太多。

您还可以使用黄铜和铜合金——这两种材料都具有良好的可加工性。它们不需要太大的切削力,因此加工起来更容易、更快捷。这些材料也非常适合对微小部件进行高精度加工。

#13 – 不要使用多种表面处理

是的,表面处理可以使 CNC 加工部件更具吸引力,并能抵抗恶劣环境。但是,使用这些表面处理(尤其是如果不止一种)会增加成本。它也可能只是浪费你的时间。选择使用“加工后”表面处理可最大限度地降低 CNC 加工成本。在不需要时,请勿对任何 CNC 加工部件的表面使用多种表面处理。

#14 –考虑空白尺寸

毛坯(指库存材料)的尺寸可能会影响您在 CNC 机器上花费的最终成本。请遵循一般规则,即设置的尺寸至少比毛坯末端大 3 毫米。

通过去除 CNC 加工零件边缘的一些材料,使整个过程更加精确。在设计零件时,尺寸限制比毛坯的标准尺寸小 3 毫米。

结语

目前无需过多担心 CNC 加工成本,因为有几种方法可以降低成本。您应该做的是在设计零件时一丝不苟。通过这样做,您将确切知道应该调整、更改或删除哪些组件或功能以降低使用 CNC 机械的成本。

好消息是,即使成本较低,一旦完成 CNC 加工项目,您仍然可以期待高质量和令人满意的结果。