現代CNC加工降低成本的策略

在製造業中，數控加工因其精度和速度而備受推崇。 然而，這個過程可能很昂貴。 製造商不斷尋找降低數控加工成本同時保持高品質生產的方法。

本文分享了一些降低 CNC 服務成本的有效策略。 透過一些明智的改變，公司可以節省資金並仍然提供高品質的產品

單位經濟和批量生產

在CNC加工中，應用「多即是少」的概念。 你生產的產品越多，它就越便宜。 當產量達到數百或數千時，數控加工變得具有成本效益。

第一個原因是大量購買時可以降低原料成本。 據測算，購買1,000個以上零件的材料，單價可降低5至10倍。 另一個原因是流程的一致性。 無論生產 10 個、50 個或 100 個單位，CAD 設計、工具和機器配置在整個生產過程中保持不變。 最後，批量生產可以輕鬆自動化，因為開始、結束和一系列中間步驟是相同的。

相較之下，如果轉向單元生產，則每次生產產品時都必須重新設計、重設和重新編程機器。

幾何簡化提高營運效率

複雜的幾何形狀（通常是不必要的）會使加工過程變得複雜並延長加工過程。 如果我們對幾何形狀進行簡單的設計更改，就可以大幅減少生產時間，從而降低成本。

例如，不要在空腔中製作鋒利的邊緣，而是設計帶有半徑的邊緣。 CNC 刀頭本質上是圓柱形的。 他們總是製作徑向邊緣。 即使拐角半徑也很重要——小半徑意味著需要使用較小直徑的刀具，並且需要多次走刀才能去除材料。

為了獲得鋒利的邊緣，人們必須轉向一種更昂貴的工藝，即放電加工 (EDM)。 機械師引用的另一種選擇是在角落進行底切（參見圖），特別是當您必須將矩形形狀裝入型腔時。 這種類型的設計稱為雙向狗骨。

同樣，較長的螺紋深度（直徑的 1.5 倍）不再增強接頭強度。 因此，建議不要增加螺紋深度，因為這需要特殊的工具，這是不必要的成本。

對於深洞也是如此，你需要限制它們。 使用常規工具頭，您可以輕鬆建立直徑 2 至 3 倍的深度。 但深腔需要特殊的工具和配件，在某些複雜的情況下，還需要多軸數控系統。

設計孔時，請確保選擇標準尺寸，因為它們的工具更便宜且容易獲得。 孔的尺寸應為英吋的幾分之一（1/8”、1/4）或整數，以防您遵循毫米標準。

最後，增加薄壁的厚度可以減少加工時間。 對於金屬件，壁厚應大於0.8mm，而塑膠件，最小厚度應在1.5mm以上。

CNC 操作中的材料經濟學

材料的選擇也很重要。 除非設計或結構要求介於兩者之間，否則您需要轉向更便宜且易於加工的材料替代品。 如果我們談到更便宜的材料，鋁 6061 是目前製作原型最便宜的選擇。 此外，它的加工也很簡單。

與鋁相比，黃銅和鋼更容易加工，但價格昂貴。 因此，它們是批量生產的理想選擇。 這種偏好背後的原因是規模經濟。 儘管材料成本較高，但與這些材料相關的較短加工時間可以抵消初始費用，特別是在大規模生產運作中。

塑膠（ABS、尼龍、聚甲醛樹脂）的價格也與鋁相同，但加工起來具有挑戰性。 因此，應避免使用它們來滿足批量生產的需要。 簡而言之，對於一次性需求，選擇更便宜的材料，而對於大量生產，則選擇易於加工（軟）的材料。

批量採購材料也有助於降低CNC加工的整體成本。 如果您購買幾噸這種材料，可能會節省很多錢。

成本管理的精確公差分析

在常見的 CNC 加工實務中，如果技術圖面未定義特定公差，則使用標準公差（約 ± 0.125 毫米或更好）來加工零件。 這種精度足以滿足大多數非關鍵功能的需要，並有助於降低生產成本。

嚴格的公差雖然對於某些關鍵特徵是必要的，但會顯著增加加工成本。 這些公差所需的精度需要更多的時間、技能和更先進的設備，所有這些都會導致更高的生產成本。

為了優化加工操作的成本效益，只需為真正需要的特徵指定更嚴格的公差。 例如，對於零件的功能或配合不重要的特徵不應受到嚴格的公差限制。

精加工製程優化：品質與成本的平衡

最終飾面會增加 CNC 加工成本。 減少這種情況的一種方法是正確選擇材料。 例如，某些材料（例如鋁）具有高度可加工性，並且需要較少的表面拋光。 如果您的設計要求允許，改用這些可能具有很高的成本效益，特別是在涉及大量生產時。

如果加工完成就足夠了，請使用它們。 加工後的表面品質通常很高，無需進一步處理即可滿足許多應用的要求。

然而，在某些情況下，不能放棄完成工作。 這些處理包括化學鍍膜、噴砂、電解拋光和陽極氧化。

結論

由於多種因素，CNC加工的成本可能很高。 複雜的設計要求、精度公差和所用材料的類型都會影響總費用。 然而，透過採用一些簡單的策略，您可以在很大程度上控制該成本。

例如，轉向批量生產可能會有所幫助。 同樣，消除不必要的設計元素，如鋒利邊緣、深型腔和非標準孔，可以使加工過程變得簡單且具有成本效益。 最後，選​​擇正確的材料也有幫助。 使用更便宜且更易於加工的材料。