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如何降低 CNC 加工成本：有效策略

9 月 25, 2024

数控加工因其精度和效率而成为各行各业的重要制造工艺。然而，与数控机床相关的成本可能很高。在此，我们将探讨几种在不影响质量的前提下帮助降低 CNC 加工成本的策略。

优化零件设计以降低 CNC 加工成本的 8 种方法

保持简单设计：设计越简单，速度越快，成本越低。避免使用需要特殊工具的深孔和精细形状。坚持使用基本技术；从长远来看，这会为您省去很多麻烦（和金钱）。
顺其自然.尽可能使用标准尺寸来制作孔和线。这样，您就不必订购特殊的设备，也不必花额外的时间考虑问题。孔的深度要合适，不必过分追求深度！
不要太挑剔只有在万不得已的情况下才使用超精确测量。对任何细节过于挑剔只会增加数控加工的成本。使用 GD&T 等智能技术，在不影响质量的前提下给自己留出一些回旋余地。
大处着眼，小处着手： 尽量减少零件的数量。如果需要复杂的形状，可以考虑将其分解成较简单的部件，然后再进行组装。这将有助于避免不必要地使用额外的工具和设备。
保持平衡： 避免细长的小动作。在手术过程中，它们经常会摇摆和弯曲。宽度和高度的比例应小于 4，或者给这些小家伙一些额外的支撑，让它们保持合适的姿势。
选择具有成本效益的材料:选择兼顾成本和数控加工的材料。虽然便宜的材料最初看起来可能具有成本效益，但它们可能会更快地磨损工具或需要更复杂的加工过程。铝等材料通常具有成本效益且易于加工。
利用大规模生产:如果可行，应大量生产零件，以利用规模经济。这样可以将安装和加工成本分摊到更多的零件上，从而降低单位成本。
减少文字和字母 在机加工零件上添加文字和字母会因额外的加工步骤而增加成本。如果需要文字，应选择雕刻而不是压印，并使用较大的无衬线字体，以尽量减少加工时间。

正确选择材料，降低数控加工成本

选择成本效益高的材料:选择兼顾成本和性能的产品非常重要。标准材料，如数控铝加工铝、钢和少量塑料使制造变得更容易、更便宜。例如，与钛等硬度较高的金属相比，铝不仅便宜，而且切割速度更快，对工具的损坏也更小。
评估材料性能:使用便宜的材料似乎是显而易见的选择，但重要的是要考虑这些材料的易用性以及它们对设备寿命的影响。频繁使用快速设备会导致长期成本上升，因为设备需要经常更换，而且会出现停机。您可以通过平衡成本和工人能力来进行关键投资。
尽量减少材料浪费:技能减少开支。正确地分类零件和使用适量的材料可以节省大量的材料费用。同样，将剩余材料用于小型项目或未来的生产也有助于提高效率。
使用常规配料。 在计划中添加定制部件可以减少对特殊工具的需求，并改进制造流程。总的来说，这种方法可以使制造过程更简单，成本更低。
改善加工周期： 有效的刀具路径安排和限制仪器更换可提高效率并降低成本。使用先进的 CAM 编程来创建先进的刀具路径，可以缩短加工时间并减少设备磨损。此外，选择更大的设备进行入门级粗加工活动，可以快速消除更多材料，节省时间和成本。
影响束创作： 成组创建部件可以利用规模经济，降低单位成本。这种方法尤其适用于大批量生产，因为在这种情况下，基本安排费用可以分摊到更多的零件上。
尽早与提供商合作： 在计划阶段及早与供应商建立联系，有助于发现节约成本的途径。供应商可以提供材料支出、计划改进和创建效率方面的经验，从而促使支出大幅下降。
使用进步的装配创新技术： 研究其他加工策略，如添加物质加工，可以减少材料浪费，提高复杂计算的实用性，从而对数控加工起到补充作用。此外，多轴心数控加工可以减少复杂零件的安排时间并提高效率。

改进工件夹具和夹具

选择合适的夹具和工件夹持情况：
选择合适的夹具和工件夹持框架取决于机床类型、工件尺寸和所需的数控加工精度。对于基本任务，手动或动力支架可能会奏效；但是，复杂的活动可能需要特定的舞蹈和器械。要避免错误和缺陷，最根本的是要确保夹具框架能够处理堆放物，并安全地与机床连接。
执行隐蔽固定：
测量夹具包括使用标准化的可更换部件，这些部件与预先布置好的网络相匹配。这种方法减少了对定制设备的要求，节省了时间和资金。在这种特殊情况下，工具板、快速更换工具板和工作台都是成功的安排。快速更换框架（如杰根斯球形锁框架）从根本上缩短了布置时间，在极短的时间内实现精确定位和安全固定。
使用有效的工件夹持小工具：
不同的工件夹持策略，如夹头、心轴和床身，可用于不同形状和尺寸的工件。夹头适用于较小或较薄的工件，心轴适用于圆形和空心零件，而床身则可始终夹持各种工件。适当的排列和夹紧对于保证数控加工的精确性和防止工件变形至关重要。
简化夹具，缩短排列时间：
熟练的夹具策略，如利用测量安装和快速更换框架，可以从根本上缩短布置时间。通过减少安装和更换所需的时间，制造商可以提高效率，降低数控加工活动的总体成本。
标准检查和维护：
例行检查夹具和工件夹持框架的里程数、空闲部件和安全连接至关重要。合法的支持可确保框架准确工作，防止错误并潜在地降低成本。
影响渐进式固定安排：
床身变压器和第四枢轴装置等先进的夹具安排可以提高加工效率。床身变压器考虑了同步布置和数控加工，限制了机床的空闲时间。第四枢轴装置可进入工件的不同侧面，减少手动重新定位的要求，提高产量。

技术和培训

技术

使用正确的数控机床 选择符合所交付零件前提条件的机器。对于不太复杂的零件，三轴机床通常就足够了，而且比五轴框架更经济。
组件标准化： 利用标准化组件和材料，可以通过利用大规模生产禀赋、重新安排库存管理和减少对定制工具的需求来降低成本。
优化加工方式和工具： 利用先进的程序来优化加工方式，从而缩短数控加工时间并减少所需的工具。生产工具程序，如利用多用途设备和制定快速执行的工具计划，也可以降低成本。
制造进步： 3-D 打印等综合技术的进步可以补充数控加工的不足，从而减少纹理浪费，提高复杂几何形状加工的性价比。
先知先觉的维护： 实现预知安全可以避免昂贵的停机时间，延长数控设备的预期寿命，使其毫无疑问地在最佳状态下工作。

培训

熟练的操作员和程序员： 对数控设备操作员和编程员的教育投资可确保他们掌握最新的技术和工艺。这样可以更好地利用设备，缩短数控加工时间。
持续改进和精益生产： 采用不间断开发和精益生产实践的理念可以不断降低成本。这就需要定期评估和优化方法，消除浪费，并采用提高效率的方法。
早期供应商参与（ESI）： 在设计初期就与供应商合作，找出节省价值的可能性。供应商可以提供布料价格、设计优化和生产效率方面的见解。
可加工性设计 在设计部件时考虑可加工性，以减少数控加工时间和费用。这包括优化几何形状、选择可加工物质和设计绿色设备。

战略外包

外包数控加工可能是一种特别有效的方法，既能降低成本，又能保持甚至提高产品质量。以下是战略外包的几个主要优势和注意事项：

降低成本:通过外包，无需购买价格昂贵的数控设备，从而减少了资本支出。取而代之的是，您可以利用专业服务供应商现有的基础设施，这些服务供应商因其规模经济和优化的制造方法，可以提供更具竞争力的价格。

获取专业知识:外包公司通常会委派在数控加工方面拥有丰富经验的熟练技师和工程师。这样，您就可以从他们的专业知识中获益，而无需进行内部教育或雇用专业人员。

灵活性和可扩展性： 外包提供了额外的生产灵活性。您可以根据需求扩大或缩小生产规模，而不会对自己的设备造成困扰、利用不足或负担过重。这种适应性主要适用于订单量波动较大的机构。

注重核心能力： 通过外包非中间业务，贵机构可以专注于其主要的商业企业功能，包括产品改进、市场营销和客户服务。这可以提高平均业务绩效和竞争力。

提高效率:外包给拥有先进设备和绿色制造技术的发行商，可以大大加快生产程序。这不仅能缩短交货周期，还能提高交货链的总体效率。

风险管理： 外包可以帮助分散和管理与生产相关的危险，包括质量操纵问题、供应链中断和产品淘汰。可靠的外包合作伙伴会制定坚固、优质的保修策略，以确保产品符合您的规格要求。

规模经济:外包合作伙伴通常规模较大，这使他们能够实现特色组织无法实现的价格效率。这包括批量采购物质，并将持续支出分摊到更大的生产量上。

考虑因素和潜在挑战
虽然外包具有多种优势，但重要的是要解决潜在的苛刻情况。

质量控制:确保外包合作伙伴遵守您的质量标准。建立干净的口头交流和正常的跟踪可以减少能力一流的问题。

知识产权:在合同中加入保密条款，禁止共享敏感记录，从而保护您的高端资产。

交货时间:为可能出现的延误做好准备，保留一定的缓冲库存，并与外包合作伙伴密切协调，以控制交付链中断。

支持和预见性检查策略

利用支持和预见性检查策略可以从根本上减少数控加工成本.以下是一些需要考虑的要点和措施。

先见支持的意义预知支持：预知支持利用信息检查和高级观察工具，在硬件故障发生之前就能分辨出潜在的硬件故障。这种方法超越了传统的接受式支持，可以在不花费时间和成本的情况下解决问题。预见性维护可进一步提高机器的稳定质量，减少意外发生的时间，并延长数控设备的使用寿命。
非凡的创新和技术： 传感器与物联网的结合：物联网（Modern Web of Things）通过远程观察和信息检查使其变得异常可行。这有助于快速识别异常情况并有效地进行筛查。

人工智能和模拟智能： 这项创新将从传感器收集到的信息进行分解，以预测可能出现的失望。人工智能模型可以分辨出标志着问题出现的实例和威慑因素，并及时进行调解。这降低了意外损坏的风险和相关成本

云计算和边缘计算 分布式计算可提供信息容量和内部处理能力，这对于处理由以下因素产生的大量信息至关重要数控加工服务边缘注册通过在本地处理信息、减少休眠和保证对预知支持非常重要的持续输入来实现这一点。
标题

维护和预测分析

创建预测性维护计划： 根据 CNC 加工的具体需求和性能要求定制维护计划。在制定定制计划时，请考虑设备类型、功能和使用情况等因素。
征求管理层和工程师的意见。 确保所有利益相关者（包括管理层和工程师）的支持，以帮助实施预测性维护。他们的反馈意见有助于确定关键领域，确保维护计划切实有效。
选择合适的合作伙伴和技术.与能够提供必要传感器、软件和分析工具的可信供应商合作。确保该技术与现有系统无缝集成。
预测模型的设计和部署： 使用历史数据和 CNC 加工学习技术开发预测模型。利用这些示例持续监控设备健康状况并识别潜在问题。

日常维护和检查:制定日常维护和持续监测设备状况的时间表。使用维护软件以自动收集数据并详细记录机器的健康状况和维护活动。