Расчет затрат на станки с ЧПУ: полное руководство

Компьютерное числовое управление (CNC) является краеугольным камнем современного производства, предлагая непревзойденную точность и повторяемость.и специалистов по закупкамПонимание того, как автомастерская получает окончательную цену, имеет важное значение для управления бюджетом и оптимизации конструкций с целью обеспечения экономической эффективности.

Стоимость обработки с помощью ЧПУ не является единой фиксированной платой; это совокупность нескольких переменных, начиная от цен на сырье и заканчивая почасовой амортизацией оборудования стоимостью в миллион долларов.Это руководство предоставляет всеобъемлющую разбивку факторов, участвующих в расчете затрат на обработку с помощью ЧПУ, и предлагает практические стратегии сокращения производственных расходов.

Основная формула затрат

В то время как у каждого магазина есть свое собственное программное обеспечение для котировок, в отрасли, как правило, используется стандартная математическая структура для определения общей стоимости проекта:

Общая стоимость = (стоимость материалов) + (стоимость установки) + (время обработки × почасовая ставка машины) + (постпроцессирование и отделка) + (логистика и накладные расходы)

Чтобы найтиСтоимость на единицуЭто подчеркивает важное правило в станковой обработке: по мере увеличения количествазатраты на единицу значительно снижаются, поскольку фиксированные затраты (например, настройка и программирование) амортизируются на большее количество частей.

1Стоимость сырья

Материал часто является первым и наиболее заметным фактором затрат. Он рассчитывается на основе объема требуемого сырья, а не только объема конечной части.Вы платите за материал, который вы выбрасываете в виде чипсов..

• Размер запасов:Если твоя роль$52 текст { мм} $Широкий, магазин должен купить$55$или$60 текст { мм} $Минимизация объема деталей, чтобы они соответствовали стандартным размерам, позволяет сэкономить 10-20% на материальных затратах.

• Выбор материала:Алюминий 6061 является промышленным стандартом из-за его низкой стоимости и высокой обрабатываемости.Нержавеющая сталь 316 или титановый класс 5 может стоить в 5-10 раз дороже из-за цены сырья и сложности его резки.

• Обработка:Это скрытая стоимость материала. более жесткие материалы занимают больше времени, чтобы резать и сломать инструменты чаще. часть из титана будет иметь более высокую "стоимость времени машины, чем та же часть из латуни,даже если бы цены на сырье были одинаковыми.

2Расходы на настройку и программирование

Перед тем как первый чип будет вырезан, требуется значительное количество труда, поэтому один прототип может стоить 200 долларов, в то время как 100 из той же части могут стоить по 15 долларов.

• Программирование CAM:Инженер-производитель должен использовать программное обеспечение компьютерного производства (CAM) для создания "путей инструмента" - цифровых инструкций для машины.Комплексные геометрии с трехмерными контурами требуют гораздо больше времени для программирования, чем простые двухмерные формы.

• Настройка машины:Это включает в себя физическую загрузку инструментов в переменщик, установку рабочего устройства (визы, фиксаторы или пользовательские решетки) и "отключение" инструментов для установки их позиций.

• Установка:Если ваша деталь имеет странную форму и не может держаться в стандартном винте, то в магазине может потребоваться изготовить "мягкую челюсть" или специальную фиксацию.Стоимость изготовления этого светильника обычно взимается с клиента при первом заказе.

3Время обработки и почасовые ставки

Время обработки является крупнейшим фактором затрат на производство. Магазины взимают почасовую ставку на основе сложности и стоимости используемой машины.

• Трехосная фрезерная работа:Это самые распространенные машины.От 40 до 70 долларов в часОни идеально подходят для деталей с особенностями только на одной или двух сторонах.

• 5-осевое фрезирование:Эти передовые машины могут одновременно перемещать деталь и инструмент в пяти направлениях.сами машины стоят значительно дорожеЧасовые ставки для 5-осевой работы часто варьируютсяОт 75 до 150 долларов в час.

• Стержни (поворачивающиеся):Как правило, дешевле для цилиндрических деталей, с ценами околоОт 35 до 60 долларов в час.

На общее время обработки влияет "время цикла" - минуты и секунды, в течение которых шпиндель фактически вращается.но они требуют оптимизированных путей инструментов и высококачественных инструментов.

4Сложность и толерантность

То, как вы разрабатываете свою деталь, определяет, как долго машина должна работать.

• Толерантность:Стандартная допустимость$pm 0.125text{ мм}$Однако, если вы требуете "тяжелой" терпимости к$pm 0.01text{ мм}$Если вы хотите, чтобы машина работала медленнее или меньше, то машинист должен замедлить работу машины, использовать специальное измерительное оборудование и проводить более частые проверки.

• Глубина кармана:Глубокие, узкие карманы являются врагами недорогой обработки. Они требуют длинных, тонких инструментов, которые подвержены вибрации (разговору). Чтобы избежать разрыва инструмента, машинист должен делать очень мелкие разрезы,что увеличивает время цикла.

• Внутренний радиус:Поскольку CNC фрезерные инструменты круглые, они не могут резать совершенно острый 90-градусный внутренний угол.что является дорогостоящим вторичным процессом.

5Послеоформление и отделка

После того, как деталь выходит из машины, она становится "как заготовлена".

• Стандартная отделка:Дебурринг (удаление острых краев) и раздувание шариков (создание матовой текстуры) относительно недорогие.

• Андирование и покрытие:Большинство магазинов передают их на аутсорсинг специализированным предприятиям. Вы будете платить за обслуживание плюс плата за обработку в мастерской.

• Тепловая обработка:Если часть должна быть отверждена (обычно для стальных инструментов или аэрокосмических компонентов), это увеличивает значительные затраты и время выполнения.

Как сократить затраты на станки с ЧПУ

Если вы обнаружите, что ваши предложения поступают сверх бюджета, рассмотрите эти три совета "Дизайн для изготовления" (DFM):

Увеличить внутренний радиус

Вместо того чтобы указывать$3text{mm}$радиус внутреннего угла увеличивается до$4text{ mm}$Это позволяет$6text{mm}$инструмент для навигации по углу без значительного замедления, сокращая нагрузку на инструмент и время цикла.

Ограничения на допустимость

Применяйте только тесные допуски к поверхностям, которые действительно нуждаются в них (например, где подходит подшипник)." Это позволяет мастерской запускать те секции детали с максимальной скоростью.

Консолидировать настройки

Каждый раз, когда машинисту приходится останавливать машину, открывать дверь и переворачивать деталь, чтобы сделать новую сторону, это увеличивает стоимость.Проектируйте свою часть так, чтобы как можно больше элементов можно было достичь из одного направления.

Заключение

Расчет затрат на обработку с помощью ЧПУ - это упражнение по сбалансированию требований к проектированию с ограничениями производства.Вы можете сделать более умный дизайн выбор, который приводит к более низким ценам без ущерба для качества.