Cálculo de los costes de mecanizado CNC: una guía completa

El mecanizado por control numérico por computadora (CNC) es una piedra angular de la fabricación moderna, ofreciendo una precisión y una repetibilidad sin precedentes.y profesionales de la contrataciónEn el caso de las máquinas, la fijación de precios sigue siendo una "caja opaca".

El coste del mecanizado CNC no es una cuota fija única; es un conjunto de varias variables que van desde los precios de las materias primas hasta la depreciación por hora de equipos de millones de dólares.Esta guía proporciona un desglose exhaustivo de los factores involucrados en el cálculo de los costos de mecanizado CNC y ofrece estrategias prácticas para reducir sus gastos de fabricación.

La fórmula de costes básicos

Mientras que cada tienda tiene su propio software de cotización patentado, la industria generalmente sigue un marco matemático estándar para determinar el costo total de un proyecto:

Costo total = (Costo de material) + (Costo de instalación) + (Tiempo de mecanizado × Tasa horaria de la máquina) + (Post-procesamiento y acabado) + (Logística y gastos generales)

Para encontrar elCosto por unidadEsto pone de relieve una regla crítica en el mecanizado CNC: a medida que la cantidad aumenta, la cantidad de piezas se reduce.el coste por unidad disminuye significativamente porque los costes fijos (como la instalación y la programación) se amortizan en más partes.

1Costos de las materias primas

El material es a menudo el primer y más visible factor de costo. Se calcula basándose en el volumen de la materia prima requerida, no solo en el volumen de la pieza final.Pagas por el material que "echas a la basura" en forma de fichas..

• Tamaño del stock:Si tu parte es$52 texto{ mm}$La tienda debe comprar.$55 texto{ mm}$o bien$60 texto { mm} $Minimizar el "envase" de su pieza para que se ajuste a los tamaños de stock estándar puede ahorrar 10~20% en costos de materiales.

• Selección de material:El aluminio 6061 es el estándar de la industria por su bajo costo y alta maquinariabilidad.El acero inoxidable 316 o el titanio de grado 5 pueden costar de 5 a 10 veces más debido al precio de la materia prima y la dificultad de cortarlo.

• La capacidad de mecanización:Esto es un costo de material oculto. Los materiales más duros tardan más en cortar y romper herramientas con más frecuencia. Una pieza hecha de titanio tendrá un mayor "costo de tiempo de maquinaria" que la misma pieza hecha de latón,incluso si los precios de las materias primas fueran los mismos.

2Costos de instalación y programación

Antes de cortar el primer chip, se requiere una cantidad considerable de trabajo, por lo que un solo prototipo puede costar $200, mientras que 100 de la misma pieza pueden costar $15 cada uno.

• Programación CAM:Un ingeniero de fabricación debe utilizar software de fabricación asistida por ordenador (CAM) para crear "pistas de herramientas" las instrucciones digitales para la máquina.Las geometrías complejas con contornos 3D tardan mucho más en programarse que las formas 2D simples.

• Configuración de la máquina:Esto implica cargar físicamente las herramientas en el cambiador, instalar el soporte de trabajo (visas, accesorios o piezas personalizadas) y "tocar" las herramientas para establecer sus posiciones.

• Instalaciones:Si su pieza tiene una forma extraña que no puede sostenerse en un parachoque estándar, el taller tal vez deba fabricar una "mandíbula blanda" o un accesorio personalizado.El costo de fabricación de este accesorio se factura generalmente al cliente en el primer pedido.

3Tiempo de mecanizado y tarifas por hora de la máquina

El tiempo de mecanizado es el mayor factor de costo en las series de producción.

• Fresado en tres ejes:Estas son las máquinas más comunes.$40 a $70 por horaSon ideales para piezas con rasgos sólo en uno o dos lados.

• Fresado en 5 ejes:Estas máquinas avanzadas pueden mover la pieza y la herramienta en cinco direcciones simultáneamente.Las máquinas en sí mismas cuestan mucho másLas tasas por hora para el trabajo de 5 ejes suelen variar entre$75 a $150 por hora.

• Las partes de las máquinas de torneado:En general, es más barato para piezas cilíndricas, con precios alrededor de$35 a $60 por hora.

El tiempo total de mecanizado está influenciado por el "tiempo de ciclo" (los minutos y segundos en que el husillo está realmente girando).Pero requieren caminos de herramientas optimizados y herramientas de alta calidad.

4Complejidad y tolerancias

La forma en que diseñas tu pieza determina cuánto tiempo debe funcionar la máquina.

• Las tolerancias:Una tolerancia estándar de$pm 0.125 texto{ mm}$Sin embargo, si usted exige una tolerancia "estrecha" de$pm 0.01 texto { mm} $Si el tiempo de mecanizado es de menos de dos horas, el maquinista debe reducir la velocidad de la máquina, utilizar equipos de medición especializados y realizar inspecciones más frecuentes, lo que puede duplicar o triplicar el tiempo de mecanizado.

• Profundidad del bolsillo:Las bolsas profundas y estrechas son los enemigos de la mecanización de bajo costo. Requieren herramientas largas y delgadas que son propensas a la vibración (chatear).que infla el tiempo del ciclo.

• Radii interno:Como las herramientas de fresado CNC son redondas, no pueden cortar una esquina interna de 90 grados perfectamente afilada.que es un proceso secundario costoso.

5. Postratamiento y acabado

Una vez que la pieza sale de la máquina, es "como se usó". Dependiendo de la aplicación, puede necesitar tratamiento adicional.

• Terminos estándar:El desbaste (eliminación de bordes afilados) y el estallido de las bolas (creando una textura mate) son relativamente baratos.

• Anodizado y revestido:La mayoría de las tiendas externalizan este servicio a instalaciones especializadas. Usted pagará por el servicio más una tarifa de manejo del taller de máquinas.

• Tratamiento térmico:Si la pieza necesita ser endurecida (común para herramientas de acero o componentes aeroespaciales), esto agrega un costo y un tiempo de entrega significativos.

Cómo reducir los costos del mecanizado CNC

Si usted encuentra que sus cotizaciones están llegando a más del presupuesto, considere estos tres consejos "Diseño para la fabricabilidad" (DFM):

Aumentar el radio interno

En lugar de especificar una¿Qué quieres decir?el radio de una esquina interna, aumentarlo a¿Qué quieres decir?Esto permite una¿Qué quieres decir?la herramienta para navegar por la curva sin ralentizarse significativamente, reduciendo la carga de la herramienta y el tiempo de ciclo.

Requisitos de tolerancia límite

Solo aplique tolerancias estrictas a las superficies que realmente las necesitan (como donde encaja un rodamiento)." Esto permite al taller ejecutar esas secciones de la pieza a la velocidad máxima.

Consolida las configuraciones

Cada vez que un maquinista tiene que detener la máquina, abrir la puerta y voltear la pieza para maquinarla de un lado nuevo, aumenta el costo.Diseñar su parte de modo que tantas características como sea posible se puede alcanzar desde una sola dirección.

Conclusión

El cálculo de los costos de mecanizado CNC es un ejercicio para equilibrar los requisitos de diseño con las limitaciones de fabricación.puede tomar decisiones de diseño más inteligentes que conducen a precios más bajos sin sacrificar la calidad.