CNC-bewerkingskosten verlagen: Expert tips voor precisie-onderdelen

CNC-bewerking is een gevestigd digitaal productieproces dat hoog-precisie onderdelen met uitstekende fysieke eigenschappen rechtstreeks vanuit CAD-bestanden kan produceren.

De verwerkingskosten van CNC-machines kunnen sterk variëren afhankelijk van het doel waarvoor u ze gebruikt. Of u nu een enkel prototype maakt of zich voorbereidt op massaproductie, het is noodzakelijk om het totale projectbudget te controleren voordat u een order plaatst.

De berekening van CNC-bewerkingskosten lijkt erg gecompliceerd. We moeten veel factoren overwegen; vergeleken met andere productiemethoden is de finale kostenschatting moeilijker.

Daarom analyseren we eerst welke factoren de CNC-bewerking beïnvloeden. Vervolgens bieden we enkele haalbare richtlijnen voor deze factoren die zijn bewezen om de kosten van CNC-gefreeste onderdelen te verlagen. Door u zich bewust te zijn van deze factoren vroeg in de ontwikkelcyclus, kunt u de kosten minimaliseren zonder hoge kosten te hoeven betalen.

Ontwerpkosten

CNC-bewerking verbetert en ontwikkelt zich elk jaar, waardoor het elk jaar complexer wordt. Als gevolg hiervan kan het bijhouden van de uitdaging van onderdeelontwerp een uitdaging zijn. Echter, door enkele relatief eenvoudige aanpassingen aan het onderdeelontwerp of de materiaalkeuze te maken, kunt u de functionaliteit verbeteren terwijl u de verwerkingskosten van de onderdelen verlaagt. Het raadplegen van een ervaren monteur of ingenieur tijdens de ontwerpfase kan de initiële projectkosten verhogen, maar bespaart op de lange termijn nog meer.

Hier is een lijst met overwegingen om rekening te houden:

Tolerantie: Hoe kleiner de tolerantie, des te hoger de kosten

Grootte & diepte van gaten: Diepe, kleine gaten zijn langzaam om nauwkeurig te bewerken en gevoelig voor gereedschapsbreuk.

Binnendiameter: Hoe kleiner de diameter, des te kleiner de frees die nodig is om het te maken. Hoe kleiner de frees, des te langzamer de verwerkingssnelheid. Vergroot de diameter van het gat zoveel mogelijk binnen de haalbare bereik.

Snijdiepte: Net als gaten, vereisen extra diepe zakken een langere verwerkingstijd en kunnen speciaal bestelde gereedschappen vereisen, wat de kosten verhoogt.

Wanddikte: Dunne wanden vereisen extra zorg. Aanbevolen absolute minimum is 1,0 mm voor kunststoffen en 0,5 mm voor metalen.

Onderdelen—Bepaalde kenmerken, zoals O-ring-natten of sleutelgaten, kunnen (en moeten vaak) worden bewerkt met een speciaal gemaakt gereedschap voor onderdelen.

Hoe het ontwerp te optimaliseren en de kosten te minimaliseren?

1. Voeg een radius toe aan de binnenste verticale rand

Alle CNC-freesgereedschappen hebben een cilindrische vorm, wat een radius produceert bij het snijden van de rand van de kaviteit.

Gebruik een gereedschap met een kleinere diameter om de hoekradius te verkleinen. Dit betekent dat meerdere passes met een lagere snelheid vereist zijn - kleinere gereedschappen kunnen materiaal niet zo snel verwijderen als een groter gereedschap in één pass, wat de freestijd vergroot en dus de projectkosten verhoogt.

Om de kosten te verlagen, raden experts aan dat de hoekradius iets groter moet zijn dan de radius van het gereedschap dat zal worden gebruikt om de zak te frezen. Dit kan de belasting op het gereedschap verminderen en de productiekosten verder verlagen.

2. Beperk de diepte van kaviteiten

Het frezen van diepe kaviteiten beïnvloedt de kosten van CNC-onderdelen sterk, omdat veel materiaal moet worden verwijderd, wat erg tijdrovend is.

De snij lengte van CNC-gereedschappen is beperkt: meestal spelen ze hun beste rol wanneer de snijdiepte 2-3 keer de diameter van de kaviteit is. Een diepere kaviteit ontwerpen verhoogt de kosten vanwege de noodzaak voor speciale gereedschappen of multi-as CNC-systemen.

3. Vergroot de dikte van dunne wanden

Vergroot de dikte van de dunne wand om de verwerkingstijd te verminderen. Tenzij gewicht de hoofdfactor is, zullen dikke massive onderdelen stabieler zijn.

Dunne onderdelen zijn gevoelig voor trilling. Om vervorming of scheuring te voorkomen bij het bewerken van dunne wanden, is het noodzakelijk om meerdere bewerkingen uit te voeren met een lage snijdiepte, waardoor ze moeilijk nauwkeurig te bewerken zijn.

Voor metalen onderdelen moet de ontworpen wanddikte groter zijn dan 0,8 mm (hoe dikker, des te beter). Voor kunststofonderdelen moet de minimale wanddikte boven 1,5 mm blijven. Bij het plaatsen van gaten of draadgaten heel dicht bij de rand van een onderdeel, zult u vaak dunne wanden tegenkomen. Bij het plaatsen van gaten in uw ontwerp, zorg ervoor dat u ook de bovenstaande richtlijnen volgt.

4. Beperk de lengte van draadgaten

Beperk de maximale draadlengte tot 3 keer de diameter van het gat. Voor draadgaten in blinde gaten, is het het beste om de diameter met ten minste 1/2 te vergroten aan de bodem van het gat.

Het specificeren van langere draadgaten dan noodzakelijk kan de kosten van CNC-onderdelen verhogen, omdat speciale gereedschappen kunnen worden vereist.

5. Ontwerp gaten met standaardmaat

De standaard boormaat wordt gebruikt bij het ontwerpen van het gat, en het CNC-gat kan snel en nauwkeurig worden bewerkt met de standaard boor. Voor niet-standaard maten moet een frees worden gebruikt om het gat te bewerken, wat de kosten verhoogt.

Het wordt aanbevolen om de diepte van alle gaten te beperken tot 4 keer de diameter. Als u diepere gaten maakt (de diameter tot 10 keer de diameter), zal dit de kosten verhogen vanwege moeilijke bewerking.

6. Specificeer toleranties alleen wanneer nodig

Het definiëren van strenge toleranties verhoogt de CNC-kosten, omdat het niet alleen de verwerkingstijd verhoogt, maar ook handmatige inspectie vereist. Als een specifieke tolerantie niet is gedefinieerd op de technische tekening, wordt de standaard tolerantie (±0,125 mm of hoger) gebruikt om het onderdeel te bewerken, wat voldoende is voor de meeste niet-kritieke kenmerken.

Het decimaalteken in de afmeting is belangrijk. Ze specificeren het nauwkeurigheidsniveau en het meetinstrument. Bijvoorbeeld, twee decimalen duiden erop dat de monteur een schuifmaat kan gebruiken voor meting, terwijl drie decimalen duiden op het gebruik van een micrometer of equivalente CMM-tool. Om de kosten te minimaliseren, vermijd extra decimalen aan de afmeting toe te voegen.

7. Houd het aantal machine-instellingen zo laag mogelijk

Het wordt aanbevolen om onderdelen te ontwerpen die in zo weinig mogelijk machine-instellingen kunnen worden bewerkt, bij voorkeur in slechts één instelling.

Het draaien of verplaatsen van onderdelen verhoogt de productiekosten omdat dit meestal handmatig moet worden gedaan. Bovendien kunnen voor complexe geometrieën aangepaste spannen vereist zijn, wat de kosten verder verhoogt. Bijzonder complexe geometrieën kunnen een multi-as CNC-systeem vereisen, wat de prijs verder verhoogt.

Het kan worden overwogen om het onderdeel in verschillende geometrieën te splitsen, die in een enkele instelling CNC-gefreest kunnen worden en daarna samengebolt of samengelast kunnen worden. Dit geldt ook voor onderdelen met diepe zakken.

8. Verwijder alle tekst & lettering

Het toevoegen van tekst aan het oppervlak van CNC-gefreeste onderdelen kan de kosten aanzienlijk verhogen vanwege de noodzaak voor extra en tijdrovende bewerkingsstappen. Als tekst noodzakelijk is, geef de voorkeur aan gegraveerde boven opgevouwen lettering, aangezien de laatste het verwijderen van veel meer materiaal vereist.

9. Vermijd (meerdere) oppervlaktebehandelingen

Oppervlaktebehandeling verbetert het uiterlijk van CNC-gefreeste onderdelen en verhoogt hun weerstand tegen harde omgevingen, maar verhoogt ook de kosten.

Het vragen om meerdere verschillende oppervlaktebehandelingen op hetzelfde onderdeel zal de prijs verder verhogen, dus probeer de oppervlaktebehandeling na bewerking te kiezen, en vraag alleen meerdere oppervlaktebehandelingen als het absoluut noodzakelijk is.

Materiaalkosten

De keuze van materialen voor bewerkingsonderdelen beïnvloedt de kosten op twee manieren: grondstofkosten en materiaalbewerkbaarheidskosten. Sommige materialen zijn duurder als grondstoffen dan andere, terwijl andere moeilijker te fabriceren zijn. Hoe lager de bewerkbaarheid van het materiaal, des te duurder is het.

Als het te gebruiken materiaal potentieel gevaarlijk is, moeten extra veiligheidsmaatregelen worden genomen, waardoor de productiekosten stijgen. Het volgende gaat voornamelijk over de bewerkbaarheidskosten van materialen.

Bewerkbaarheid verwijst naar de gemak waarmee het materiaal gesneden kan worden. Hoe hoger de bewerkbaarheid, des te sneller het materiaal CNC-gewerkt kan worden en des te lager de kosten.

Koper is een goede elektrische geleider, met name messing C360 is het meest bewerkbare metaal, gemakkelijk te frezen, en kan met hoge snelheid worden bewerkt, en heeft misschien wel de mechanische, chemische of geleidende eigenschappen die nodig zijn voor uw toepassing. Maar koper is veel duurder dan aluminium. Hoewel aluminium ongeveer 60% van de elektrische geleidbaarheid van koper heeft, kunnen gewichts- en kostenbesparing u ertoe aansturen om aluminium te heroverwegen.

De bewerkbaarheid van staal is 10 keer lager dan aluminium, en de verwerkingstijd is ten minste 2 keer hoger dan aluminium. Let op dat verschillende graden staal verschillende bewerkbaarheidseigenschappen hebben. Bijvoorbeeld, de bewerkbaarheidsindex van roestvrij staal 304 (de meest voorkomende roestvrij staal legering) is 45%, terwijl de bewerkbaarheidsindex van roestvrij staal 303 (een legering met een heel vergelijkbare chemische samenstelling) 78% is, dus het is gemakkelijker te bewerken. Roestvrij staal 17-4 PH is moeilijk te snijden. Als hoge sterkte en corrosieweerstand niet cruciaal is, probeer dan 316L of 304.

Als hardheid een zorg is, kan 4140 uw eerste keuze zijn, maar 1018 is erg goedkoop en neemt een bewonderenswaardige gehardering aan.

De bewerkbaarheid van kunststoffen hangt voornamelijk af van de stijfheid en thermische eigenschappen. Sommige kunststoffen hebben uitstekende slijtvaste, corrosievaste of chemische weerstand, andere presteren goed onder hitte of vlam, terwijl anderen uitstekende sterkte, slag of elektrische eigenschappen hebben.

POM (Delrin) is het makkelijkst te bewerken kunststof, gevolgd door ABS. PEEK en Nylon zijn andere veelvoorkomende technische kunststoffen, die moeilijk te bewerken zijn. Over het algemeen geldt: hoe zachter het materiaal, des te groter het risico op dimensionele instabiliteit en draadvorming tijdens frezen.

Voor bewerkingsonderdelen kunnen veel uitstekende materialen worden bewerkt, elk met een unieke set eigenschappen, toepassingen en kosten. De prijs van verschillende voorraadmaterialen kan sterk variëren, maar is meestal gebaseerd op algemene beschikbaarheid, dus het is nodig om het meest geschikte materiaal te kiezen volgens de werkelijke situatie.

Arbeidskosten

De monteur die betrokken is bij het maken van de onderdelen, moet voor zijn werk betaald worden. Hij besteedt tijd aan het instellen van de machine voor aangepaste CNC-operaties en het waarborgen dat alle operaties op een manier worden uitgevoerd die goede resultaten oplevert. Als de onderdelen moeilijk, complexer zijn en een hoger niveau en de expertise van een getrainde monteur vereisen, dan zullen de productiekosten stijgen. Deze extra vaardigheden en ervaring hebben een prijs, omdat ze voornamelijk worden verworven uit dienstervaring in plaats van formeel onderwijs. Hoe meer arbeidsintensief de productie van een onderdeel is, des te hoger de prijs zal zijn.

Nabewerking van onderdelen, afwerking of montage vereist ook extra handmatig werk, wat de arbeidskosten ook verhoogt. Daarom is het een goede keuze om sommige precisie-onderdelen uit te besteden naar China, die hoge productiemogelijkheden heeft en niet bijzonder hoge arbeidskosten.

Machinekosten

Moderne bewerkings- en productieapparatuur is verschillend en erg duur. Kan een onderdeel worden voltooid met een multi-as machine of vereist het meerdere machines. En hoeveel verschillende machines en operaties zijn nodig. De grootte en functie van de benodigde apparatuur zullen de factoren verhogen die de totale kosten beïnvloeden.

U kunt verschillende typen CNC-machines huren voor het project. Welke u kiest, kan de kosten van uw werk beïnvloeden. Voor 3-as machines, inclusief CNC-freesmachines en CNC-draaibanken, zijn de exploitatiekosten van multi-as machines relatief hoger.

Wanneer we het project ontvangen, controleren onze ingenieurs eerst het productieproces, kiezen dan de meest economische productiemethode, en ten slotte krijgen we de productietijd. Omdat verschillende productieprocessen verschillende productietijden zullen hebben, kan de prijs van het werkstuk soms erg hoog zijn.

Maar maak u geen zorgen, want onze ingenieurs zijn erg professioneel en de prijzen die we aanbieden zijn accuraat. Onze prijzen zijn niet noodzakelijk de goedkoopste, maar ze moeten de meest geschikte zijn bij dezelfde kwaliteit.

Tot slot is de hoeveelheid onderdelen. Hoe groter het aantal onderdelen, des te lager de kosten van elke additionele eenheid. Dit betekent dat grote orders de finale kosten van de onderdelen verhogen, maar de eenheidskosten verlagen. Als u meerdere identieke onderdelen wilt maken, kunt u dezelfde CAM-programmering en spannen hergebruiken, of u kunt meerdere onderdelen tegelijk uit dezelfde voorraad snijden.

SANS is gespecialiseerd in het fabriceren van aangepaste CNC-precisie-onderdelen, geen MOQ. Gespecialiseerd in het maken van diverse typen, kleine volumes en prototype orders. Kan u snel een offerte en levering geven.

Offerte aanvragen!