CNC 機械加工部品のコストを削減するための 10 のヒント

CNC 加工は、プロトタイプを作成したり、最終用途製品を大量生産したりする場合に実現する良い方法です。しかし、処理コストが多くの場合、ユーザーが停止する主な理由です。材料、デザイン、表面処理、数量、納期など、CNC 部品のコストに影響を与える要因はいくつかあります。幸いなことに、豊富な CNC 機械加工の経験を持つ専門家が、切断コストと最終製品の価格を大幅に削減するのに役立ちます。

この記事では、当社のエンジニアのスキル トップ 10 をまとめます。これらの実績のあるスキルに従うことで、コストを最小限に抑えながら設計要件を満たすように最適化された部品を入手できます。

CNC 機械加工部品のコストに影響を与えるものは?

コストを削減する方法について説明する前に、CNC 部品の価格に影響を与える次の 6 つの要因について簡単に説明します

機械加工 時間

部品の処理に時間がかかるほど、そのコストは高くなります。通常、CNC 加工部品の主なコスト要因は加工時間です。

材料科学

異なる原材料の価格はしばしば異なります。同様の性能を持ちながら一般的に使用されていない一部の材料でさえ、はるかに高価になります。

寛容

公差要件が厳しくなると、加工がより困難になり、不合格率が高くなり、価格も高くなります。

数量

1 個と 1000 個を生産するのに必要な CNC プログラミング時間は同じであるため、より多くの数量が必要な場合は、総コストが均等に分担され、個々の製品のコストが削減されます。

表面処理

コーティング、スムージング、陽極酸化、黒色酸化などの表面処理が必要な場合は、いくつかの処理ステップと多額のコストが追加されます。

配達時間

納期が短いということは、サプライヤーが最初に注文を手配するためにより多くの労働者を調整する必要があり、他の注文の処理を遅らせる必要があることを意味します.これは、業界で緊急処理料金と呼ばれる追加費用の小さな要因でもあります。

コスト削減設計の 10 のヒント

CNC 機械加工のコストがどこから発生するかがわかったので、それを最小限に抑える方法を見てみましょう。

1.最適な素材を選択

部品を設計して加工する場合、適切な材料を選択することが、コストを節約するための最も重要な方法です。あなたに最も適した素材は、最も高価なものではありません。部品の用途と機能に応じて、最適な材料を見つける必要があります。

ほぼ同じ性能の素材がたくさんありますが、価格は大きく異なります。これらの代替材料が機能的な用途を満たしているかどうかを確認できます。たとえば、SKH51 を一般的に使用されている金型シンブルに置き換えることで、SKD61 は 50% ～ 70% のコストを節約できます。

一方、6061 アルミニウムなどの柔らかい素材は切削が容易で、加工時間は短くなります。より硬い材料は、より高価な加工ツールを必要とし、ツールの損傷や摩耗を起こしやすくなります。要約すると、より硬い材料はより長い処理時間とツールの摩耗率を必要とするため、部品の処理コストが増加します。

2. 90°の内角を使用しないようにしてください

鋭角または 90 度の内角は、より多くの処理ステップと時間を要し、追加コストが増加します。ただし、ほとんどの内部コーナーは 90 度を必要とせず、フィレットは機能の使用に影響しません。

設計を調整してフィレットを含めると、マシンを継続的に実行してパーツを作成できます。フライス カッターやエンド ミルなどの CNC 加工ツールは、自動的に内側のコーナーを円形にします。小さいまたは狭いフィレット半径では、より多くのツール パスと特殊な小型ツールが必要になるため、処理時間が長くなり、ツールの交換が必要になります。対照的に、角の半径が大きいほど、大きな工具で効果的に切削できることを意味します。

最適な設計のために、内側の角の半径の L:D 比 (長さと直径) が 3:1 以下であることを確認してください。さらに、内側の角をすべて同じ半径に保つことで、処理時間を短縮できます。

3.内部空洞を最小限に抑える

深いキャビティ設計の金属またはプラスチック部品は、通常、時間がかかり、加工が困難です。キャビティを作成するには、大量の材料を除去する必要があり、材料の無駄につながる可能性があり、チップを除去するのが困難であるか、深さに到達するために特別なプロセス (ワイヤーカット EDM またはシンク EDM など) が必要になる場合があります。これらはより多くの費用がかかります。

デザインのポケットの深さを長さの 4 倍に制限するようにしてください。理想的なデザインの深さは、その直径の 2 ～ 3 倍です。

4.薄肉設計を避ける

壁が薄すぎる機械加工部品は非常に壊れやすいため、処理に時間がかかります。また、振動や変形が頻繁に発生するため、正確な公差を維持することは困難です。処理速度が遅く、特殊な処理技術と高いスクラップ率により、これらの薄肉部品はより高価になります。

厚肉部品の加工がより安定し、加工コストが下がります。加工費を抑えるため、薄肉設計は避けてください。金属部品の肉厚は 0.8mm より大きく、プラスチック部品の肉厚は 1.5mm より大きくする必要があります。

5.標準アウトレット サイズを使用

機械加工部品にねじ穴が設計されている場合、穴の深さとねじのサイズが合計価格に影響します。一般的に治具のネジ長さを長くしても部品の強度は上がらないので、穴径の3倍以上の穴を通す必要はなく、なるべく短くします。ねじの長さが直径の 3 倍になると、破断のリスクが高くなり、処理時間が長くなります。非常に小さなねじ山は手作業でタッピングする必要があり、価格も高くなります。

6.複雑な部分を避ける

特大、マイクロ サイズ、または複雑な設計の部品を処理するには、特別なツール、多軸 CNC マシン、またはいくつかのカスタマイズされた治具が必要であり、これらはすべて総コストを増加させます。

複数の面で操作する必要がある複雑なパーツなど、場合によっては、パーツを 2 つ以上の別個のパーツに分割し、処理後にそれらを溶接またはボルトで結合することができます。コストが削減されることがあります。

7.錫コーティング、DLC コーティングなどの表面仕上げは避けてください。

CNC 機械加工部品の表面仕上げは、美的、耐腐食性、耐摩耗性、またはその他の目的のために必要な表面特性または特性を得るための追加プロセスです。ただし、これらの熱処理、サンドブラスト、特殊コーティング、陽極酸化、およびその他の仕上げは、総コストを増加させます。したがって、目的に応じて慎重に評価する必要があります。

トータルコストを抑えたい場合は、標準的な加工面を選択するのが良い選択です。機械加工された表面は、迅速で手頃な価格の選択肢であり、通常、取り付けブラケットなどのディスプレイ以外の用途に使用されます。表面仕上げは 125 RA in (3.2 RA m) に相当します。

8.厳格な許容範囲の過度の使用を避ける

Dekeは超精密加工設備と生産経験を持ち、±0.001mmの公差を満たすことができます。ただし、特殊目的以外の部品に過度に厳しい公差を使用しないことをお勧めします。公差が小さいほど、工場で必要なプロセスと時間が多くなるため、価格がはるかに高くなります.

9.一括注文

最新の CNC 旋盤やフライス盤は以前よりも効率的に動作するようになりましたが、それでもエンジニアによるプログラミングとセットアップが必要です。ご存知のように、注文する部品の数量は単価に大きな影響を与えます。 10000個注文する場合と10個だけ注文する場合は価格が大きく変わります。同じ部品を大量生産することで、CNC 機械加工の生産効率と費用対効果を最大化できるからです。

10.作業を促進し、事前に生産計画を準備する

製品の設計図を作成し、設計作業を進め、生産前に最終製品の設計を完了します。これにより、CNC 加工サプライヤーは、原材料を購入し、生産計画を策定し、合意された時間内に製品を納品するのに十分な時間を確保できます。東莞高麗の長年の生産経験によると、納期が長いほど、全体のコストを 4% ～ 6% 削減できます。

結論

これらは、部品加工のコストを削減するのに役立つ設計上の 10 のヒントです。要するに、シンプルに保ち、標準に従ってください。これらの設計手法を頭の奥深くに置き、実際の製品に適用してください。これにより、多くの不要なコストを確実に削減できます