Стоимость обработки на станках с ЧПУ объяснена: ключевые факторы, формирующие бюджет вашего проекта

Станки с ЧПУ полностью изменили производство, позволяя конструкторам продуктов автоматизировать производство и производить высококачественные обработанные детали. Однако многие конструкторы продуктов находят оценку стоимости обработки на станках с ЧПУ довольно сложной. В результате они часто ошеломлены, когда получают котировки проекта от производителей.

Несколько факторов влияют на стоимость вашего проекта обработки на станках с ЧПУ, включая дизайн продукта, выбор материала, производственную технологию, инструментальное оснащение и отделку поверхности.

Эта статья покроет все эти факторы. И к концу этого чтения вы узнаете, как оценить (и снизить) ваши затраты на обработку на станках с ЧПУ и создавать идеальные детали для вашего проекта.

Факторы, влияющие на затраты обработки на станках с ЧПУ

#1 Сложность дизайна

Обработка на станках с ЧПУ — это вычитающий производственный процесс — что означает, что она использует режущие инструменты для удаления частей материала от заготовки до формирования желаемой детали. В результате этого режима операции существуют определенные ограничения дизайна в обработке на станках с ЧПУ.

Например, внутренние вертикальные углы деталей, обработанных на станках с ЧПУ, всегда будут иметь радиус независимо от размера вашего режущего инструмента. Также ЧПУ режущие инструменты обычно получают доступ к заготовке с верхней поверхности, делая сложным (и дорогим) изготовление определенных особенностей или деталей.

Чем более сложен ваш дизайн продукта, тем дольше занимает обработка вашей детали, что приводит к более высоким затратам на обработку. Поэтому, чтобы упростить дизайн вашего продукта и снизить ваши производственные затраты, вы должны оптимизировать свой дизайн, внедряя следующие советы:

• Добавьте радиус угла на внутренние края для учета цилиндрической формы ЧПУ режущего инструмента. Радиус должен быть не менее одной трети глубины полости и должен быть одинаковым для всех внутренних краев, чтобы сэкономить время и устранить потребность в дополнительном инструменте.

Рисунок 1: Радиус угла на внутренних краях

 

• Используйте подрезания, когда вам нужно создать внутренний край 90°, так как уменьшение размера концевого фрезерного инструмента не сделает работу.

Рисунок 2: Когда вам нужно изготовить внутренний край 90°, уменьшение радиуса концевого фрезерного инструмента не сработает. Вместо этого вы хотите создать подрезание с радиусом не менее трехкратной глубины полости.

 

• Ограничьте глубину полостей до четырехкратной их длины (или ширины). Полости с меньшим соотношением глубины к ширине требуют специальных концевых фрезерных инструментов, увеличивая производственные затраты.

Рисунок 3: Ограничьте глубину полостей

 

• Проектируйте подрезания с глубиной примерно в два раза их ширины и достаточным зазором для доступа режущего инструмента. Как правило, зазор должен быть не менее четырехкратной глубины подрезания, особенно если вы будете использовать T-образный фрезерный инструмент.

Рисунок 4: Подрезания требуют специфического инструмента и соотношения глубины к ширине для снижения затрат ЧПУ обработки

Рисунок 5: Добавьте зазор к подрезаниям, когда вы планируете использовать T-образный фрезерный инструмент

 

• Минимизируйте количество ориентаций обработки, держа особенности на одной стороне заготовки, если это не абсолютно необходимо сделать иначе. Например, вам придется настроить 3-осевой фрезерный станок с ЧПУ дважды для создания продукта, показанного ниже.

Рисунок 6: Минимизируйте количество ориентаций обработки

 

#2 Трудозатраты

Процесс разработки продукта с использованием станков с ЧПУ включает несколько шагов. Например, вам нужно сначала создать 3D CAD файл перед преобразованием его в компьютерную программу, которую станок с ЧПУ использует для автоматизации производства.

Поскольку эти процессы добавляют к затратам на труд, вы можете сократить затраты, выполняя некоторые из этих процессов сами, а не аутсорся их. Например, вы можете создать 3D CAD вашего продукта перед аутсорсингом обзора и производства производственному инженеру.

Ваши производственные затраты также зависят от количества деталей (или единиц), которые вы бы производили, с большими единицами, переводящимися в более высокие производственные затраты. Однако вы можете ожидать более низкую стоимость за деталь для массового производства по сравнению с низкообъемным производством.

#3 Выбор инженерного материала

Материал, который вы выбираете для вашего продукта, является огромным детерминантом затрат обработки на станках с ЧПУ. Поскольку обработка на станках с ЧПУ — вычитающий процесс, она склонна использовать больше материала, чем аддитивные производственные процессы, как 3D-печать. Цехи ЧПУ обычно покупают эти материалы в блоках и рассчитывают цены за блок.

Два типа материалов, обычно используемых для проектов обработки на станках с ЧПУ, — это металлы и пластики. Металлы обычно дороже пластиков, поэтому вы можете ожидать потратить больше при изготовлении металлических деталей, чем пластиковых. Таблица 1 представляет приблизительные затраты на материалы для проектов обработки на станках с ЧПУ.

#4 Отделка поверхности

Детали, обработанные на станках с ЧПУ, обычно сходят с конвейера с впечатляющей отделкой поверхности (см. Рисунок 7).

Рисунок 7: Отделка поверхности «как обработано» детали ЧПУ

 

Механики не будут взимать с вас дополнительную плату за создание этих деталей «как обработано». Однако вы должны ожидать более высокую котировку проекта, если ваш продукт требует дополнительных постобработки операций (как анодирование, полировка и порошковое покрытие).

Рисунок 8: Детали ЧПУ с анодированной отделкой поверхности

 

Аутсорсинг может помочь вам снизить производственные затраты

Многие передовой конструкторы продуктов и владельцы бизнеса снижают затраты на обработку, аутсорся свои производственные проекты цехам ЧПУ в Китае. Например, скажем, вы ищете изготовить сложную деталь с использованием многоосевых станков с ЧПУ. В этом сценарии вы можете ожидать платить всего $40 в час в Китае, тогда как европейские (или американские производители могут взимать до $120 в час.

Однако, просто потому что цены более дружелюбные в Азии, это не значит, что вы должны прыгать в воду с любым китайским производителем. Вместо этого вы должны выбрать производителя с передовой технологиями ЧПУ и высококвалифицированными инженерами, техниками и экспертами контроля качества (QC).

Gensun Precision Machining — ведущий поставщик услуг обработки на станках с ЧПУ в Китае. У нас есть команда высокоопытных техников, инженеров и экспертов QC, которые работают вместе, чтобы сделать ваш продукт правильно по доступным ценам.

Узнайте больше об наших услугах обработки на станках с ЧПУ.