Najnowsze artykuły
- 26 kwietnia 2025
Obróbka CNC jest uznanym cyfrowym procesem produkcyjnym, który umożliwia wytwarzanie wysoce precyzyjnych części o doskonałych właściwościach fizycznych bezpośrednio z plików CAD.
Koszt obróbki na obrabiarkach CNC może się znacznie różnić w zależności od przeznaczenia. Niezależnie od tego, czy tworzymy pojedynczy prototyp, czy przygotowujemy się do produkcji masowej, przed złożeniem zamówienia należy sprawdzić całkowity budżet projektu.
Obliczenie kosztów obróbki CNC wydaje się bardzo skomplikowane. Należy wziąć pod uwagę wiele czynników, w porównaniu z innymi metodami wytwarzania, ostateczna ocena kosztów jest trudniejsza.
Dlatego najpierw przeanalizujemy, jakie czynniki wpływają na obróbkę CNC. Następnie przedstawiamy kilka wykonalnych wskazówek dotyczących tych czynników, które okazały się skuteczne w obniżaniu kosztów części obrabianych CNC. Będąc świadomym tych czynników na wczesnym etapie cyklu rozwoju, można zminimalizować koszty bez konieczności ponoszenia wysokich kosztów.
Obróbka CNC jest ulepszana i rozwijana każdego roku, więc z każdym rokiem staje się bardziej skomplikowana. W rezultacie nadążanie za wyzwaniami związanymi z projektowaniem części może stanowić wyzwanie. Jednak wprowadzając kilka stosunkowo prostych zmian w projekcie części lub doborze materiałów, można nadal poprawiać funkcjonalność, jednocześnie zmniejszając koszty obróbki części. Konsultacje z doświadczonym mechanikiem lub inżynierem podczas fazy projektowania mogą zwiększyć początkowy koszt projektu, ale w dłuższej perspektywie pozwolą zaoszczędzić jeszcze więcej.
Poniżej znajduje się lista czynników, o których należy pamiętać:
Tolerancja: Im mniejsza tolerancja, tym wyższy koszt
Rozmiar i głębokość otworu: Głębokie, małe otwory są powolne w dokładnej obróbce i podatne na uszkodzenie narzędzia.
Średnica wewnętrzna: Im mniejsza średnica, tym mniejszy frez potrzebny do jej uzyskania. Im mniejszy frez, tym wolniejsza prędkość obróbki. W możliwym do wykonania zakresie należy maksymalnie zwiększyć średnicę otworu.
Głębokość skrawania: Podobnie jak w przypadku otworów, bardzo głębokie kieszenie wymagają dłuższego czasu na obróbkę i mogą wymagać specjalnie zamówionych narzędzi, co zwiększa koszty.
Grubość ścianki: Cienkie ścianki wymagają szczególnej ostrożności. Zalecane absolutne minimum to 1,0 mm dla tworzyw sztucznych i 0,5 mm dla metali.
Podcięcia - niektóreelementy, takie jak rowki pod O-ringi lub rowki wpustowe, mogą (a często nawet muszą) być obrabiane za pomocą narzędzia wykonanego specjalnie do podcięć.
1. Dodaj promień do wewnętrznej krawędzi pionowej
Wszystkie narzędzia do frezowania CNC mają kształt cylindryczny, co powoduje powstanie promienia podczas wycinania krawędzi wgłębienia.
Aby zmniejszyć promień naroża, należy użyć narzędzia o mniejszej średnicy. Oznacza to, że konieczne będzie wykonanie wielu przejść z mniejszą prędkością - mniejsze narzędzia nie są w stanie usunąć materiału tak szybko, jak większe narzędzie w jednym przejściu, co wydłuża czas frezowania, a tym samym zwiększa koszty projektu.
Aby obniżyć koszty, eksperci zalecają, aby promień naroża był nieco większy niż promień narzędzia, które będzie używane do obróbki kieszeni. Może to zmniejszyć obciążenie narzędzia i jeszcze bardziej obniżyć koszty produkcji.
2.Ograniczenie głębokości wgłębień
Obróbka głębokich wgłębień ma duży wpływ na koszt części CNC, ponieważ trzeba usunąć dużą ilość materiału, co jest bardzo czasochłonne.
Długość cięcia narzędzi CNC jest ograniczona: zazwyczaj, gdy głębokość cięcia wynosi 2-3 razy więcej niż średnica wgłębienia, będą one odgrywać najlepszą rolę, projektując głębsze wgłębienia, ze względu na konieczność stosowania specjalnych narzędzi lub wieloosiowych systemów CNC.
3. Zwiększanie grubości cienkich ścianek
Zwiększ grubość cienkiej ścianki, aby skrócić czas obróbki. Jeżeli głównym czynnikiem nie jest ciężar, grube części masywne będą bardziej stabilne.
Cienkie części są podatne na drgania. Aby uniknąć odkształceń lub pęknięć podczas obróbki cienkich ścianek, konieczne jest wykonywanie wielokrotnej obróbki przy małej głębokości skrawania, co utrudnia dokładną obróbkę.
W przypadku części metalowych projektowana grubość ścianki powinna być większa niż 0,8 mm (im grubsza, tym lepiej). W przypadku części z tworzyw sztucznych minimalna grubość ścianki powinna wynosić powyżej 1,5 mm. Umieszczając otwory lub gwinty bardzo blisko krawędzi części, często można napotkać cienkie ścianki. Umieszczając otwory w projekcie, upewnij się, że postępujesz zgodnie z powyższymi wytycznymi.
4.Ograniczanie długości gwintów
Maksymalną długość gwintu należy ograniczyć do 3-krotności średnicy otworu. W przypadku gwintów w otworach nieprzelotowych najlepiej jest zwiększyć średnicę o co najmniej 1/2 na dnie otworu.
Wyznaczenie gwintów dłuższych niż to konieczne może zwiększyć koszt części CNC, ponieważ może być wymagane specjalne oprzyrządowanie.
5.Projektowanie otworów o standardowym rozmiarze
Podczas projektowania otworu stosuje się standardowy rozmiar wiertła, a otwór CNC może być szybko i dokładnie obrobiony za pomocą standardowego wiertła. W przypadku niestandardowych rozmiarów do obróbki otworu trzeba użyć frezu, co zwiększa koszty.
Zaleca się ograniczenie głębokości wszystkich otworów do 4-krotności średnicy. Wykonanie głębszych otworów (o średnicy nawet 10-krotnie większej od średnicy) spowoduje wzrost kosztów ze względu na trudną obróbkę.
6.Określanie tolerancji tylko wtedy, gdy jest to konieczne
Określenie ścisłych tolerancji zwiększy koszt CNC, ponieważ nie tylko wydłuża czas obróbki, ale także wymaga ręcznej kontroli. Jeśli na rysunku technicznym nie określono konkretnej tolerancji, do obróbki części zostanie użyta tolerancja standardowa (±0,125 mm lub wyższa), która jest wystarczająca dla większości elementów niekrytycznych.
Ważne jest miejsce po przecinku w wielkości. Określają one poziom dokładności oraz przyrząd używany do pomiaru. Na przykład, dwa miejsca po przecinku oznaczają, że mechanik może użyć suwmiarki noniuszowej do pomiaru, natomiast trzy miejsca po przecinku oznaczają, że należy użyć mikrometru lub równoważnego narzędzia CMM. Aby zminimalizować koszty, należy unikać dodawania do rozmiaru dodatkowych miejsc po przecinku.
7.Ograniczenie do minimum liczby ustawień maszyny
Zaleca się projektowanie części, które mogą być obrabiane przy jak najmniejszej liczbie ustawień maszyny, a najlepiej przy jednym ustawieniu.
Obracanie lub przenoszenie części zwiększa koszty produkcji, ponieważ zwykle trzeba to robić ręcznie. Ponadto w przypadku skomplikowanych geometrii może być wymagane stosowanie niestandardowych zamocowań, co dodatkowo zwiększa koszty. Szczególnie skomplikowane geometrie mogą wymagać wieloosiowego systemu CNC, co jeszcze bardziej podnosi cenę.
Można rozważyć podzielenie części na kilka kształtów geometrycznych, które mogą być obrabiane CNC w jednym ustawieniu, a następnie łączone śrubami lub spawami. Dotyczy to także części z głębokimi kieszeniami.
8.Usuwanie wszystkich tekstów i napisów
Dodanie tekstu na powierzchni części obrabianych CNC może znacznie zwiększyć koszty ze względu na konieczność wykonania dodatkowych i czasochłonnych etapów obróbki. Jeśli tekst jest konieczny, należy preferować napisy grawerowane zamiast tłoczonych, ponieważ te ostatnie wymagają usunięcia znacznie większej ilości materiału.
9.Unikaj (wielu) wykończeń powierzchni
Wykończenie powierzchni poprawia wygląd części obrabianych CNC i zwiększa ich odporność na trudne warunki otoczenia, ale zwiększa również koszty.
Żądanie wielu różnych wykończeń powierzchni na tej samej części spowoduje dalszy wzrost ceny, więc staraj się wybierać wykończenie powierzchni po obróbce i wymagaj wielokrotnej obróbki powierzchni tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne.
Wybór materiałów do obróbki części wpływa na koszty na dwa sposoby: koszty surowca i koszty obróbki materiału. Niektóre materiały są droższe jako surowce niż inne, a inne są trudniejsze do wytworzenia niż inne. Im mniejsza jest przetwarzalność materiału, tym jest on droższy.
Jeżeli materiał, który ma być użyty, jest potencjalnie niebezpieczny, należy podjąć dodatkowe środki ostrożności, co zwiększa koszty produkcji. Poniżej przedstawiono głównie koszty obrabialności materiałów.
Obrabialność odnosi się do łatwości cięcia materiału. Im wyższa obrabialność, tym szybciej materiał może być obrabiany CNC i tym niższy jest jego koszt.
Miedź jest dobrym przewodnikiem elektrycznym, zwłaszcza mosiądz C360 jest metalem najbardziej podatnym na obróbkę, łatwym do frezowania, przetwarzanym z dużą prędkością i może mieć właściwości mechaniczne, chemiczne lub przewodzące wymagane w danym zastosowaniu. Miedź jest jednak znacznie droższa od aluminium. Chociaż aluminium ma około 60% przewodności elektrycznej miedzi, oszczędność wagi i kosztów może skłonić Cię do ponownego rozważenia aluminium.
Obrabialność stali jest 10 razy mniejsza niż aluminium, a czas obróbki jest co najmniej 2 razy dłuższy niż w przypadku aluminium. Należy pamiętać, że różne gatunki stali mają różne właściwości w zakresie obróbki mechanicznej. Na przykład, wskaźnik obrabialności stali nierdzewnej 304 (najbardziej rozpowszechnionego stopu stali nierdzewnej) wynosi 45%, podczas gdy wskaźnik obrabialności stali nierdzewnej 303 (stopu o bardzo podobnym składzie chemicznym) wynosi 78%, więc jest ona łatwiejsza w obróbce. Stal nierdzewna 17-4 PH jest trudna do cięcia. Jeśli wysoka wytrzymałość i odporność na korozję nie jest krytyczna, spróbuj 316L lub 304 zamiast.
Jeśli twardość jest istotnym czynnikiem, pierwszym wyborem może być stal 4140, ale stal 1018 jest bardzo tania i doskonale nadaje się do hartowania powierzchniowego.
Skrawalność tworzyw sztucznych zależy głównie od ich sztywności i właściwości termicznych. Niektóre tworzywa mają doskonałą odporność na ścieranie, korozję lub odporność chemiczną, inne dobrze radzą sobie z działaniem ciepła lub płomienia, a jeszcze inne mają doskonałą wytrzymałość, odporność na uderzenia lub właściwości elektryczne.
Najłatwiejszym w obróbce tworzywem jest POM (Delrin), a zaraz po nim ABS. PEEK i Nylon to inne popularne tworzywa konstrukcyjne, które są trudne w obróbce. Ogólnie rzecz biorąc, im bardziej miękki materiał, tym większe ryzyko utraty stabilności wymiarowej i przeciągania drutu podczas frezowania.
W przypadku obróbki części można obrabiać wiele doskonałych materiałów, z których każdy posiada własny, unikalny zestaw właściwości, zastosowań i kosztów. Ceny różnych materiałów mogą się znacznie różnić, ale zwykle opierają się na ogólnej dostępności, dlatego konieczne jest wybranie najbardziej odpowiedniego materiału w zależności od sytuacji.
Mechanik biorący udział w wytwarzaniu części musi zapłacić za swoją pracę. Spędza on czas na ustawianiu maszyny do niestandardowych operacji CNC i upewnianiu się, że wszystkie operacje są wykonywane w sposób dający dobre wyniki. Jeśli części są trudne, bardziej złożone i wymagają wyższego poziomu wiedzy i doświadczenia wyszkolonego mechanika, to koszty produkcji wzrosną. Te dodatkowe umiejętności i doświadczenie mają swoją cenę, ponieważ nabywa się je głównie dzięki doświadczeniu w pracy, a nie formalnej edukacji. Im bardziej pracochłonna jest produkcja danej części, tym wyższa będzie jej cena.
Późniejsza obróbka części, wykańczanie lub montaż również wymagają dodatkowej pracy ręcznej, co również zwiększa koszty pracy. Dlatego dobrym rozwiązaniem jest zlecanie produkcji niektórych części precyzyjnych w Chinach, które mają duże możliwości produkcyjne i nie mają szczególnie wysokich kosztów pracy.
Nowoczesne urządzenia do obróbki i produkcji są różne i bardzo drogie. Czy dana część może być wykonana za pomocą maszyny wieloosiowej, czy też wymaga wielu maszyn? I ile różnych maszyn i operacji jest potrzebnych. Rozmiar i funkcje wymaganego wyposażenia zwiększą czynniki wpływające na całkowity koszt.
Do realizacji projektu można wynająć kilka różnych typów maszyn CNC. To, którą z nich wybierzesz, może wpłynąć na koszt pracy. W przypadku obrabiarek 3-osiowych, w tym frezarek CNC i tokarek CNC, koszty eksploatacji obrabiarek wieloosiowych są stosunkowo wyższe.
Po otrzymaniu projektu nasi inżynierowie najpierw sprawdzą proces produkcyjny, następnie wybiorą najbardziej ekonomiczną metodę produkcji, a na końcu określą czas produkcji. Ponieważ różne procesy produkcyjne będą miały różne czasy produkcji, czasami cena przedmiotu obrabianego będzie bardzo wysoka.
Nie należy się jednak martwić, ponieważ nasi inżynierowie są bardzo profesjonalni, a podane przez nas ceny są dokładne. Nasze ceny nie muszą być najtańsze, ale muszą być najbardziej odpowiednie przy zachowaniu tej samej jakości.
Ostatnią kwestią jest ilość części. Im większa liczba części, tym niższy koszt każdej dodatkowej jednostki. Oznacza to, że duże zamówienia zwiększają ostateczny koszt części, ale zmniejszają koszt jednostkowy. Jeśli chcesz wykonać wiele identycznych części, możesz ponownie wykorzystać to samo programowanie CAM i oprzyrządowanie, lub możesz wyciąć wiele części z tego samego magazynu jednocześnie.
SANS specjalizuje się w produkcji precyzyjnych części CNC na zamówienie, bez MOQ. Specjalizuje się w wykonywaniu różnego rodzaju zamówień małoseryjnych i prototypowych. Zapewniamy szybką wycenę i dostawę.
Zapytaj teraz!
