什么影响CNC零件的成本?

　　加工时间：加工零件所花费的时间越长，它就会越昂贵。加工时间通常是CNC的主要成本驱动因素。

　　开办费用：这些费用与CAD文件的准备和过程计划有关，对小批量生产来说意义重大。该成本是固定的，并且有机会通过利用“规模经济”来降低单价。

　　材料成本：散装材料的成本以及材料的易加工性极大地影响了CNC的总体成本。在考虑某些材料注意事项的同时优化设计可以大大降低价格。

　　其他制造成本：当您设计有特殊要求的零件时(例如，当您定义严格的公差或设计薄壁时)，则可能需要特殊的工具，更严格的质量控制和更多的加工步骤-以较低的加工速度-。当然，这会影响总制造时间(和价格)。

　　既然很清楚CNC的成本来自何处，让我们看看如何优化设计以使其更小化...

　　一、在内部垂直边缘添加半径

　　所有的CNC铣刀均为圆柱形状，在切削型腔边缘时会产生半径。

　　增加薄壁的厚度

　　二、增加薄壁的厚度以减少加工时间

　　除非重量是主要因素，否则厚实心部分将更稳定(且加工成本更低)，因此应首选。

　　为了避免在加工薄壁时发生变形或破裂，需要在低切削深度下进行多次加工。薄型零件也很容易产生振动，因此要精确加工它们很困难，并且会大大增加加工时间。

　　三、为了更小化成本：

　　对于金属零件，设计的壁厚应大于0.8毫米(越厚越好)。

　　对于塑料零件，最小壁厚应保持在1.5毫米以上。

　　切记：金属的最小壁厚为0.5毫米，塑料的最小壁厚为1.0毫米。但是，必须逐案访问这些功能的可加工性。

　　专家提示：在非常靠近零件边缘放置孔(和螺纹)时，通常会遇到薄壁的情况。在设计中放置孔时，请确保也遵循上述准则。

　　四、限制螺纹长度

　　将大螺纹长度限制为孔直径的3倍

　　指定长于必要的螺纹会增加CNC零件的成本，因为可能需要特殊的工具。

　　请记住，螺纹长度大于孔直径的0.5倍实际上并不会增加连接强度。

　　为了更小化成本：

　　设计螺纹的最大长度不得超过孔径的3倍。

　　对于盲孔中的螺纹，最好在孔的底部至少增加直径的1/2。

　　五、计标准尺寸的孔

　　设计孔时使用标准钻头尺寸

　　可以使用标准钻头对CNC孔进行快速，高精度的机加工。对于非标准尺寸，必须使用立铣刀加工孔，这可能会增加成本。

　　同样，将所有孔的深度限制为直径的4倍。可以制造更深的孔(直径最大为直径的10倍)，但由于加工困难，它们可能会增加成本。

　　为了更小化成本：

　　设计直径最大为10毫米且直径为0.5毫米时直径增加0.1毫米的孔。

　　以英寸为单位进行设计时，请使用英寸的常规分数，或参阅此分数英寸钻头尺寸表。

　　设计的孔的长度最多为其直径的4倍。

　　六、仅在必要时指定公差

　　仅在必要时指定公差

　　定义严格的公差会增加CNC的成本，因为它既增加了加工时间，又需要人工检查。公差应谨慎定义，并且仅在必要时定义。

　　如果在技术图纸上未定义特定公差，则将使用标准公差(±0.125 mm或更高)对零件进行加工，这对于大多数非关键特征而言已足够。

　　在内部特征上很难达到严格的公差。例如，在加工相交的孔或腔时，由于材料的变形，可能会在边缘处产生小的缺陷(称为毛刺)。具有此类功能的零件需要检查和去毛刺，这都是手动(且时间效率低下)的过程，从而增加了成本。

　　为了更小化成本：

　　仅在必要时指定更严格的公差。

　　为所有带公差的尺寸定义一个基准(例如，两个边的横截面)作为参考。

　　切记：尺寸中的小数点很重要。它们指定了准确度级别以及用于测量的仪器。例如，两个小数点表示机械师可以使用游标卡尺进行测量，而三个小数点表示必须使用千分尺或等效的CMM工具。为了最大程度地降低成本，请避免在尺寸上添加多余的小数点。

　　专家提示：在技​​术图纸中使用几何尺寸和公差(GD&T)(例如平面度，直线度，圆度和真实位置)可以降低CNC加工的成本，因为它们通常定义较宽松的公差，但需要应用高级设计知识有效。

　　七、-将机器设置数量保持在低水平

　　需要两个机器设置的零件示例：旋转零件以加工侧面特征

　　建议设计可在尽可能少的钻孔机器设置中进行加工的零件，仅在一种设置中进行加工。例如，两面都有盲孔的零件将以两种方式加工，因为需要旋转它才能接触到两面。

　　旋转或重新放置零件会增加制造成本，因为通常需要手动完成。而且，对于复杂的几何形状，可能需要定制夹具，这进一步增加了成本。特别复杂的几何形状可能需要多轴CNC系统，从而进一步增加了价格。

　　考虑将零件分成几个几何形状，这些几何形状可以在单个设置中进行CNC加工，以后可以通过螺栓连接或焊接在一起。这也适用于口袋很深的零件。

　　为了更小化成本：

　　设计只能在一种设置中加工的零件。

　　如果无法做到这一点，则将几何图形拆分为多个零件，以便稍后组装。

　　八、避免使用高宽比小的功能

　　考虑为宽高比大于4的小功能添加支撑支撑

　　具有高宽高比的小特征易于振动，因此特别难于精确加工。

　　为了提高其刚度，应将其连接到较厚的墙壁上，或通过支撑支撑肋进行加固(蕞好是四个：每侧一个)。

　　为了更小化成本：

　　宽高比小于4的设计特征

　　添加支撑支撑或将小特征连接到墙壁以提高其刚度。

　　九、删除所有文字和字母

　　在CNC零件表面添加文字会增加价格

　　在CNC加工零件的表面上添加文本会显着增加成本，因为需要额外且耗时的加工步骤。

　　诸如丝网印刷或喷漆之类的表面精加工方法是在CNC加工零件的表面上添加文本的更具成本效益的方法。

　　为了更小化成本：

　　删除CNC加工零件上的所有文本和文字。

　　如果需要文字，则最好选择浮雕文字而不是浮雕文字，因为后者需要去除更多的材料。

　　另外，更喜欢使用Sans-Serif字体(例如Arial或Verdana)，其大小至少为20点。

　　十、虑材料的可加工性

　　可加工性是指材料的切割容易程度。可加工性越高，材料可以进行CNC加工的速度越快，从而降低了成本。

　　每种材料的可加工性取决于其物理性质。通常，金属合金越软(且更具延展性)，则加工起来就越容易。

　　黄铜C360是可加工性最高的金属，可以进行高速加工。铝合金也可以很容易地加工。

　　钢材的可加工性比铝低10倍，加工所需的时间至少要比铝高2倍。注意，不同等级的钢具有不同的机加工性能。例如，不锈钢304(最常见的不锈钢合金)的可加工性指数为45%，而不锈钢303(化学成分非常相似的合金)的可加工性指数为78%，因此更易于加工。

　　为了更小化成本：

　　如果您可以在两种材料之间进行选择，则最好选择可加工性更好的材料(尤其是大批量订购时)。

　　使用较小直径的工具可以减小拐角半径。这意味着将需要以较低的速度进行多次走刀-较小的刀具无法像较大的刀具一样在一次走刀中快速去除材料-增加了加工时间和成本。

　　为了更小化成本：

　　添加半径至少为型腔深度的1/3(越大越好)。

　　最好在所有内部边缘使用相同的半径。

　　在型腔的地板上，指定较小的半径(.5或1毫米)或完全不指定半径。

　　理想情况下，拐角半径应略大于将用于加工型腔的刀具的半径。这样可以减少工具上的负荷，并进一步降低制造成本。例如，如果您的设计具有12毫米深的空腔，请在拐角处添加5毫米(或更大)的半径。这将使ø8mm的工具(半径为4 mm)可以更快的速度切割它们。

　　十一、限制型腔深度

　　专家提示：如果需要带有尖角的内部边缘(例如，当需要将矩形形状的零件放入型腔中时)，而不是减小内部边缘的半径，请使用具有以下咬边的形状：

　　加工深腔会极大地影响CNC零件的成本，因为需要去除很多材料，这非常耗时。

　　重要的是要记住，CNC工具的切削长度有限：通常，当切削深度最大为其直径的2-3倍的型腔时，它们将发挥最佳作用。例如，一个ø12铣刀可以安全地切深25毫米深的型腔。

　　可以切削更深的型腔(最大为刀具直径的4倍或更大)，但这会增加成本，因为需要特殊的刀具或多轴CNC系统。

　　同样，在切削型腔时，刀具必须倾斜到正确的切削深度。平稳的入口需要足够的空间。

　　为了更小化成本：

　　将所有型腔的深度限制为其长度的4倍(即XY平面上的最大尺寸)。

　　单价的下降几乎是指数级的：即使数量的少量增加也会使单价下降很多。请注意，订购量很大(> 100个零件)的单价会降低5到10倍。规模经济的影响对于小批量也很明显。

　　其实：

　　从1到5增加量可以通过降低单价更超过50%!

　　为了最小化成本：

　　通过订购更多数量或重复订购来利用规模经济。

　　了解您的设计变更如何影响成本

　　上传文件结论：保持标准...

　　数控系统的复杂性代价高昂：需要特殊工具或固定装置，多台机器设置或特殊材料的几何形状成本较高。

　　为了更大程度地降低成本，在提交报价单之前，请考虑以下问题：

　　我的零件是否使用“ 可加工性设计”准则进行了优化?

　　模型中的所有功能都是必需的吗?我可以删除或简化其中的任何一个，仍然保留我零件的全部功能吗?

　　我的设计是否可以分为多个零件，以便于CNC加工，然后再进行组装?

　　有没有一种方法可以修改我的设计，从而消除对多个机器设置或特殊工具的需求?

　　是否有可以满足我的设计要求的更便宜或更容易加工的材料?