Как снизить затраты на обработку с ЧПУ

Обработка с ЧПУ — неотъемлемая часть многих отраслей промышленности — получение необходимых инструментов и деталей с непревзойденной точностью. Предприятия часто ищут способы сократить свои бюджеты, и снижение затрат на обработку с ЧПУ не является исключением. Чтобы снизить цены на обработку с ЧПУ, вы должны сначала понять процесс обработки и различные факторы, влияющие на цену.

Узнайте, как можно настроить или пересмотреть конструкцию ЧПУ, чтобы сделать ее более совместимой со станками с ЧПУ и значительно снизить затраты.

Как рассчитать стоимость станков с ЧПУ

Стоимость обработки с ЧПУ будет варьироваться в зависимости от нескольких факторов, в том числе от времени, необходимого для завершения проекта, а также от конкретного используемого станка, например трех- и пятиосевого станка. Обрабатывающие цеха с ЧПУ обычно устанавливают свои собственные почасовые ставки для различных типов станков. Например, пятиосевые станки с ЧПУ часто стоят около 100 долларов США в час, тогда как трехосевые станки обычно обходятся дешевле.

Помните, что это только стоимость эксплуатации станков с ЧПУ. Они могут служить отправной точкой, хотя вы также захотите подумать о стоимости рабочей силы. Кроме того, на цену деталей с ЧПУ могут влиять несколько других факторов, которые мы рассмотрим в следующем разделе. Поскольку цены могут варьироваться, перед тем, как сделать заказ, лучше проконсультироваться с потенциальными магазинами станков с ЧПУ, чтобы иметь представление о том, как это повлияет на ваш бюджет.

Что влияет на стоимость деталей ЧПУ?

Если вы заинтересованы в снижении затрат на обработку с ЧПУ, сначала вы должны понять факторы, влияющие на стоимость деталей с ЧПУ — время обработки, затраты на запуск, стоимость материалов и многое другое. Вот некоторая справочная информация о каждом из этих факторов, которые можно использовать для окончательного снижения производственных затрат:

• Время обработки: Обычно это основная причина затрат, когда речь идет об обработке с ЧПУ. Как правило, чем дольше обрабатывается деталь, тем дороже она будет стоить.
• Начальные затраты: Эти расходы являются фиксированными. Они предназначены для покрытия расходов на подготовку файла САПР и планирование продукта. Для небольших объемов начальные затраты могут быть значительными.
• Материальные затраты: Стоимость сыпучего материала, который вы выбираете, а также то, насколько легко или трудно обрабатывать материал, являются еще одним важным фактором, влияющим на стоимость обработки с ЧПУ.
• Прочие производственные расходы: К некоторым деталям, обработанным на станках с ЧПУ, предъявляются особые требования, например, жесткие допуски или тонкие стенки. Для этого часто требуются специальные инструменты, дополнительные этапы обработки и более низкие скорости обработки. Все эти факторы могут повлиять на время обработки, что в конечном итоге приведет к увеличению стоимости.
• Материал отделки: Добавление покрытия к вашим деталям может улучшить внешний вид и сделать деталь более устойчивой к суровым условиям окружающей среды. Хотя это может быть выгодно, это, безусловно, увеличит стоимость обработки.

Стоимость станков с ЧПУ

Существует множество типов станков с ЧПУ, из которых вы можете выбирать, когда нанимаете компанию для своего проекта. Некоторые машины обходятся компаниям дороже в эксплуатации и обслуживании, что может повлиять на цену, которую вы платите за их использование. Например, 3-осевые станки более стандартны, поэтому они могут стоить от 35 до 40 долларов в час. Другие машины, например многоосевые, сложнее в эксплуатации, поэтому они будут стоить дороже — обычно от 75 до 120 долларов США в час.

Цена используемой машины будет варьироваться в зависимости от множества факторов, включая цены компании и то, сколько они должны платить своим операторам. Перед завершением проекта лучше всего поговорить с компанией, чтобы узнать их цены за машину.

Советы по снижению затрат на обработку с ЧПУ

Чтобы помочь сократить расходы, вы можете изменить время обработки с ЧПУ, затраты на запуск, затраты на материалы и многое другое. Есть некоторые требования к продукту, которые вы не сможете изменить, но принятие мер по оптимизации вашего дизайна может значительно снизить затраты. Вот несколько наших советов по снижению затрат на обработку на станках с ЧПУ.

1. Закругленные внутренние углы

Острые 90-градусные углы требуют остановки станков, поворота детали, после чего процесс продолжается. Как вы можете себе представить, эти дополнительные шаги отнимают время на обработку и часто заканчиваются дополнительными расходами. Внесение изменений в дизайн внутренних углов вашей детали может повлиять на снижение затрат на обработку на станке с ЧПУ.

Если вы настроите свой дизайн так, чтобы он включал закругленные углы, машина может работать непрерывно, чтобы создать вашу деталь, и вы, вероятно, уменьшите свою прибыль. Сделайте еще один шаг вперед и убедитесь, что радиус внутренних углов составляет не менее 1/3 глубины полости. Большие радиусы в углах означают, что более крупные инструменты могут эффективно их резать — вместо того, чтобы маленькому инструменту приходилось несколько раз проходить через угол с меньшим радиусом.

2. Избегайте больших карманов

Глубокие карманы могут отрицательно сказаться на стоимости обработки на станках с ЧПУ, потому что создание глубоких карманов означает удаление большого количества материала. Удаление материала занимает много времени и может потребовать специального инструмента для достижения нужной глубины.

Попробуйте ограничить глубину карманов в вашем дизайне до четырехкратной длины. У станков с ЧПУ есть ограничение на вырезание карманов — в идеале глубина должна в два-три раза превышать их диаметр. Резка в четыре раза больше диаметра возможна, но это будет стоить вам больше денег.

3. Ограничение использования жестких допусков

Когда в конструкции вашей детали предусмотрены жесткие допуски, это увеличивает стоимость, поскольку увеличивает время обработки и добавляет ручную проверку. К сожалению, жестких допусков особенно сложно добиться на внутренних поверхностях детали, так как при обработке отверстий и других полостей на краях могут образовываться заусенцы. Эти заусенцы требуют дополнительного шага помимо ручного осмотра — удаления заусенцев. Удаление заусенцев — это ручной и трудоемкий процесс, который также увеличивает стоимость обработки на станках с ЧПУ.

Если конкретный допуск не определен конструкцией, используется стандартный допуск ± 0,010 тысячных или лучше. Этот стандартный допуск хорошо работает для многих элементов, поэтому вам следует пересмотреть любые имеющиеся у вас жесткие допуски и указывать жесткие допуски только тогда, когда это необходимо. Если у вас есть передовые знания в области проектирования, вы можете еще больше снизить стоимость обработки на станках с ЧПУ, поскольку допуски, связанные с ними, обычно меньше.

И последнее замечание относительно допусков — числа, которые представляют ваши размеры, имеют решающее значение, поскольку они определяют уровень точности, который вам требуется для вашей детали. При обработке с ЧПУ этот уровень точности зависит от того, какой инструмент будет использоваться для его обработки. Чем больше знаков после запятой вы включаете, тем сложнее инструмент и тем выше его стоимость. Убедитесь, что вы удалили все ненужные десятичные точки из своего дизайна.

4. Развернуть тонкие стены

Для обработки тонких стен требуется время, потому что они хрупкие. Тонкие стенки обрабатываются за несколько проходов с малой глубиной затвердевания, чтобы избежать ошибок или трещин. Распространенная причина тонких стенок связана с размещением отверстий и резьбы вблизи края детали. Разместите их стратегически.

Толстые стенки более стабильны и дешевле в обработке. Если вес не имеет значения, проектируйте металлические детали со стенками толщиной более 0,8 мм, а пластиковые — со стенками толщиной более 1,5 мм.

5. Ограничьте длину тем

Резьба, превышающая диаметр отверстия более чем в 1,5 раза, не делает соединение более прочным, а резьба большей длины, чем необходимо, может стать причиной дополнительных затрат, поскольку для ее создания могут потребоваться специальные инструменты.

Сократите расходы, установив максимальную длину в три раза больше диаметра отверстия при проектировании изделия. Помните, что резьба в глухих отверстиях должна иметь дополнительную половину диаметра без резьбы на конце отверстия.

6. Оптимизация резьбовых отверстий

Два фактора, влияющие на стоимость резьбовых отверстий, – это глубина и размер метчика. Как мы уже упоминали, увеличение длины резьбы за пределы точки не делает деталь прочнее. Углубление более чем в три раза превышает диаметр отверстия, что сопряжено с повышенным риском поломки метчика и дополнительным временем — и то, и другое может увеличить затраты. Очень маленькие резьбы также увеличивают затраты, так как требуют ручной резьбы, что увеличивает время и риск.

Вместо этого ограничение глубины до трехкратного диаметра отверстия и соблюдение стандартных размеров метчика в вашей конструкции может помочь снизить затраты на обработку на станках с ЧПУ. Например, ваш дизайн может потребовать от 3 до 48 касаний, но переход на более распространенный размер от 4 до 40 может сэкономить вам деньги. Кроме того, старайтесь, чтобы резьбовые отверстия были больше 2–56 дюймов.

7. Используйте стандартные размеры сверл

Если вы планируете соответствующим образом и убедитесь, что отверстия в вашей детали имеют стандартный размер, станки с ЧПУ могут использовать сверла для быстрого и эффективного создания отверстий. Однако нестандартные размеры часто требуют использования концевой фрезы, что может негативно сказаться на стоимости. Глубина отверстий также имеет значение:хотя отверстия могут быть в 10 раз больше диаметра, их сложно обрабатывать, и это будет стоить вам дороже.

Чтобы максимизировать снижение затрат на обработку с ЧПУ, если у вас есть отверстие диаметром до 10 миллиметров, проектируйте его с шагом 0,1 миллиметра. Для всего, что превышает 10 миллиметров, используйте шаг 0,5 миллиметра. Если вы проектируете в дюймах, обратитесь к размерам сверл в дробных дюймах и используйте доли дюйма. Независимо от размера отверстия убедитесь, что длина отверстия не превышает четырехкратного диаметра.

8. Избегайте нескольких финишей

Отделка детали, обработанной на станке с ЧПУ, помогает защитить ее от суровых условий и часто улучшает ее внешний вид. К сожалению, это также увеличивает стоимость. Если вы сделаете еще один шаг вперед и попросите несколько вариантов отделки одной детали, это еще больше увеличит стоимость.

Если вы хотите сэкономить деньги, подумайте о том, чтобы выбрать чистовую отделку для всей детали. Запрашивайте несколько отделок только тогда, когда они вам нужны.

9. Разделение сложных частей

Если у вас есть сложная деталь, например сложная геометрия, требуется вращение или изменение положения, для обработки вашей детали, скорее всего, потребуется специальное приспособление, ручное вращение, изменение положения или многоосевая система ЧПУ. Все это дорого обходится.

Если вы не можете сделать свою деталь менее сложной, вы все же можете найти способ снизить затраты на обработку с ЧПУ, разделив деталь на две или более отдельно обработанных частей, которые можно собрать для создания нужной вам детали. Разбивая деталь на две или более геометрии, которые можно обрабатывать за один установ, вы, скорее всего, снизите затраты.

10. Избегайте мелких элементов с высоким соотношением сторон

Любые детали с экстремальным отношением ширины к глубине обычно трудно поддаются механической обработке. Например, небольшие элементы с высоким соотношением сторон по ширине и высоте трудно обрабатывать, поскольку они подвержены вибрациям. Как и во многих других аспектах механической обработки, сложность обработки увеличивает стоимость.

Чтобы снизить затраты на обработку на станках с ЧПУ, спроектируйте все элементы с соотношением ширины к высоте менее четырех и рассмотрите возможность их соединения со стеной или добавления распорок для повышения жесткости.

11. Заказать большее количество

Количество заказываемых деталей оказывает существенное влияние на цену за единицу. То, что известно как эффект масштаба, может стать мощным инструментом, когда вы поймете, как снизить затраты. Увеличение количества с 1 до 50 может привести к снижению цены за единицу более чем на 50%.

Рассмотрите возможность заказа большего количества при следующем размещении заказа.

Не усложняйте

Общая тема многих из этих советов по снижению затрат на обработку с ЧПУ — простота. Когда вы проектируете сложную деталь, скорее всего, вам потребуются специальные инструменты или приспособления, несколько настроек станка или специальные материалы, которые обойдутся вам дороже.

Когда вы отправляете свой следующий заказ для получения предложения, задайте себе следующие вопросы, которые помогут вам снизить стоимость обработки на станках с ЧПУ:

• Оптимизировал ли я свою деталь в соответствии с рекомендациями Designing for Machinability? Узнайте, как оптимизировать конструкцию детали для обработки на станках с ЧПУ, если вы этого еще не знаете.
• Все ли функции моей детали необходимы для ее полноценного функционирования?
• Можно ли разделить деталь на несколько более простых частей для обработки с последующей сборкой?
• Могу ли я изменить материал на что-то, что было бы проще в обработке и при этом соответствовало бы моим требованиям?

Обработка с ЧПУ от American Micro Industries

После того, как вы применили каждый из наших советов по снижению затрат на обработку с ЧПУ в своей конструкции, вы можете быть уверены, что оптимизировали свою деталь для обработки с ЧПУ. Когда вы дойдете до этого момента, вы будете готовы найти компанию по обработке с ЧПУ, которая сможет воплотить вашу деталь в жизнь по доступной цене.

American Micro Industries — партнер по обработке с ЧПУ, которому вы можете доверять. Наше высокое качество является результатом непревзойденного внимания к деталям. Мы подбираем материалы, производим детали и отправляем из одного места. Наши клиенты знают, что могут рассчитывать на нас, потому что мы поддерживаем каждый из наших продуктов и готовы сделать все возможное, чтобы вы остались довольны своей деталью, обработанной на станке с ЧПУ.

После того как вы оптимизировали свою конструкцию для снижения затрат на обработку на станках с ЧПУ и готовы получить коммерческое предложение, позвоните нам по телефону 1-866-765-9191 или отправьте запрос через Интернет.