Сколько стоит обработать деталь на станке с ЧПУ? Важные факторы, влияющие на стоимость

Станки с ЧПУ произвели революцию в производстве, позволив разработчикам продукции автоматизировать производство и производить высококачественные механически обработанные детали. Тем не менее, многие разработчики продуктов считают оценку затрат на обработку с ЧПУ довольно сложной задачей. В результате они часто бывают перегружены, когда получают предложения по проектам от производителей.

На стоимость вашего проекта обработки с ЧПУ влияет несколько факторов, в том числе дизайн продукта, выбор материала, технология производства, инструменты и качество поверхности.

В этой статье будут рассмотрены все эти факторы. К концу этого чтения вы узнаете, как оценить (и сократить) затраты на обработку на станках с ЧПУ и создавать идеальные детали для своего проекта.

Факторы, влияющие на стоимость станков с ЧПУ

№1 по сложности дизайна

Обработка с ЧПУ — это субтрактивный производственный процесс ㅡ, что означает использование режущих инструментов для удаления частей материала с заготовки до тех пор, пока не будет сформирована желаемая часть. В результате этого режима работы существуют определенные конструктивные ограничения при обработке с ЧПУ.

Например, внутренние вертикальные углы деталей, обработанных на станках с ЧПУ, всегда будут иметь радиус независимо от размера вашего режущего инструмента. Кроме того, режущие инструменты с ЧПУ обычно получают доступ к заготовке с верхней поверхности, что усложняет (и удорожает) изготовление определенных элементов или деталей.

Чем сложнее конструкция вашего продукта, тем больше времени требуется для обработки вашей детали, что приводит к более высоким затратам на обработку. Таким образом, чтобы упростить конструкцию продукта и снизить производственные затраты, следует оптимизировать конструкцию, следуя следующим советам:

• Добавьте угловой радиус на внутренние кромки, чтобы учесть цилиндрическую форму режущего инструмента с ЧПУ. Радиус должен составлять не менее одной трети глубины полости и должен быть одинаковым для всех внутренних кромок, чтобы сэкономить время и устранить необходимость в дополнительных инструментах.

Рис. 1. Радиус угла на внутренних кромках

• Используйте поднутрения, когда вам нужно создать внутреннюю кромку под углом 90°, так как уменьшение размера инструмента концевой фрезы не поможет.

Рисунок 2:Когда вам нужно изготовить внутреннюю кромку под углом 90°, уменьшение радиуса концевой фрезы не сработает. Вместо этого вы хотите создать выточку с радиусом, по крайней мере, в три раза превышающим глубину полости.

• Ограничьте глубину полостей четырехкратной их длиной (или шириной). Полости с меньшим отношением глубины к ширине требуют специальных инструментов для концевых фрез, что увеличивает производственные затраты.

Рис. 3. Ограничение глубины полостей

• Дизайн поднутрений должен иметь глубину примерно в два раза больше их ширины и достаточный зазор для обеспечения доступа к режущему инструменту. Как правило, зазор должен быть как минимум в четыре раза больше глубины поднутрения, особенно если вы будете использовать режущий инструмент с Т-образным пазом.

Рис. 4. Поднутрения требуют специального инструмента и отношения глубины к ширине, чтобы снизить затраты на обработку на станке с ЧПУ

Рис. 5. Добавьте зазор к поднутрениям, если вы планируете использовать инструмент для резки Т-образных пазов

• Сведите к минимуму количество ориентаций обработки, сохраняя элементы на одной стороне заготовки, если только в этом нет крайней необходимости. Например, вам потребуется дважды настроить 3-осевой фрезерный станок с ЧПУ, чтобы создать продукт, показанный ниже.

Рис. 6. Сведите к минимуму количество ориентаций обработки

Рабочая сила №2

Процесс разработки продукта с использованием станков с ЧПУ включает в себя несколько этапов. Например, вам нужно сначала создать файл 3D CAD, а затем преобразовать его в компьютерную программу, которую станок с ЧПУ использует для автоматизации производства.

Поскольку эти процессы увеличивают трудозатраты, вы можете сократить расходы, выполняя некоторые из этих процессов самостоятельно, а не привлекая аутсорсинг. Например, вы можете создать 3D-CAD вашего продукта, прежде чем передать проверку и производство инженеру-технологу.

Ваши производственные затраты также зависят от количества деталей (или единиц), которые вы будете производить, причем более высокие единицы означают более высокие производственные затраты. Однако вы можете рассчитывать на более низкую стоимость детали при крупносерийном производстве по сравнению с мелкосерийным производством.

#3 Выбор технического материала

Материал, который вы выбираете для своего продукта, является огромным фактором, определяющим затраты на обработку с ЧПУ. Поскольку обработка с ЧПУ является субтрактивным процессом, она, как правило, использует больше материала, чем аддитивные производственные процессы, такие как 3D-печать. Механические цеха с ЧПУ обычно покупают эти материалы блоками и рассчитывают цену за блок.

Два типа материалов, обычно используемых для проектов обработки с ЧПУ, — это металлы и пластмассы. Металлы, как правило, дороже, чем пластмассы, поэтому вы можете ожидать, что при изготовлении металлических деталей вы потратите больше, чем пластмассы. В таблице 1 представлены примерные затраты на материалы для проектов обработки с ЧПУ.

#4 Отделка поверхности

Детали, обработанные на станках с ЧПУ, обычно выходят с производственной линии с впечатляющей чистотой поверхности (см. рис. 7).

Рис. 7. Чистота поверхности детали, обработанной на станке с ЧПУ, после механической обработки

Машинисты не будут взимать с вас дополнительную плату за изготовление таких деталей. Однако вам следует ожидать более высокую стоимость проекта, если ваш продукт требует дополнительных операций постобработки (таких как анодирование, полировка и порошковое покрытие).

Рис. 8. Детали, обработанные на станке с ЧПУ, с анодированной поверхностью

Аутсорсинг может помочь вам снизить производственные затраты

Многие первоклассные дизайнеры продукции и владельцы бизнеса сокращают затраты на механическую обработку, передавая свои производственные проекты на аутсорсинг в мастерские с ЧПУ в Китае. Например, вы хотите изготовить сложную деталь на многоосевых станках с ЧПУ. В этом случае вы можете рассчитывать на то, что в Китае вы будете платить всего 40 долларов США в час, тогда как европейские (или американские) производители могут брать до 120 долларов США в час.

Однако тот факт, что цены в Азии более лояльны, не означает, что вам следует делать решительный шаг с любым китайским производителем. Вместо этого вы должны выбрать производителя с самыми современными технологиями ЧПУ и высококвалифицированными инженерами, техниками и экспертами по контролю качества (QC).

Gensun Precision Machining является ведущим поставщиком услуг по обработке с ЧПУ в Китае. У нас есть команда высококвалифицированных технических специалистов, инженеров и экспертов по контролю качества, которые работают вместе, чтобы сделать ваш продукт правильным по доступным ценам.

Узнайте больше о наших услугах по обработке с ЧПУ.