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机加工零件成本估算实用指南

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在衡量工程业务成功的几个指标中,预测起着非常重要的作用。预测或估计机加工零件的成本对于制造业的适当运作至关重要。


当生产经理和工业工程师起草生产计划时,这些计划的准确性在很大程度上取决于工厂利润,而工厂利润与准确的制造成本估算息息相关。

在本文中,我们将引导您了解估算制造成本的基础知识。所以,事不宜迟,让我们直接进入它。

 

加工成本分类

制造和加工成本的分类是主观的。大体上,有两种类型:

  • 固定成本
  • 可变成本

CNC 和 3D 打印适用于零件数量较少的项目。在工程师设计和验证原始产品概念时,他们经常使用加工方法。当数量为几十个或更多时,我们会建议客户使用真空铸造或快速模具制造零件,这些零件通常在正式生产前进行试制。在汽车行业,我们以专业优势赢得了客户的信赖。

我们现在将更详细地讨论在加工成本估算中包含的各种方法。

计算加工零件的成本

由于成本估算有多种方法,我们将重点介绍一种结合了几种方法的优点的混合方法。它结合了基于计算机的计算,以获得更好的估计精度。

首先,我们将加工特征分为以下四个主要类别:

  1. 旋转特征
  2. 棱柱特征
  3. 楼板特征
  4. 旋转特征

1 类零件主要使用 CNC 车床的车削操作进行加工。使用面铣和板坯铣削操作可实现 2 级零件。端铣加工用于 3 类零件,而 4 类零件使用钻孔和铰孔加工。

现在您可能会想,为什么这些加工操作要按此顺序进行分类?

好吧,我们可以用一个例子来回答这个问题。第 3 类,即板特征包括槽口、凹陷和凹槽的创建。对于这种相对复杂的特征,直径较小的立铣刀是可行的方法,但缺点是立铣刀的材料去除率较低,因此会增加制造时间和成本。这就是根据各种参数对四个类别进行分类的方式。每个类别的加工特征的详细信息如下:

  • 第 1 类台阶、凹槽、倒角、圆形、颈部和圆柱
  • 2 级平面、楼梯和槽
  • 第 3 类的缺口、凹陷和口袋
  • 4级洞

随着特征分类的概念现在已经清楚,让我们进入本文的核心,即加工零件的制造成本计算。制造成本包括加工成本和材料成本。以下公式准确总结了计算中的所有关键因素:

Man.Cost=(人工每小时费率+每小时机器成本)(T_(设置时间)/(批量大小)T_(总操作时间)+ T_(非操作时间))+材料成本+管理费用

参考公式,让我们更深入地挖掘加工成本,这是本文的重点,因为材料成本是一个主观问题。对于给定的零件,加工成本在很大程度上取决于加工所花费的时间,这就是为什么您会注意到在公式中,时间是关键因素。总加工时间受三个参数的影响:准备时间、操作时间和非操作时间。

设置时间

让我们先讨论设置时间。一批零件的设置时间包括启动所用机器的时间和操作之间换刀所需的时间。因此,总设置时间为:

T_(设置时间)=(Σ(使用的第 n_台机器的设置时间)+Σ(使用的第 n_台机器的第 i_个工具的设置时间))/(批量大小)

营业时间

接下来是计算总运行时间。操作时间定义为从进给接合到工件脱离的时间。它包括三个子类别,即粗切削时间、精切削时间和刀具接近时间。

让我们从粗切削时间的公式开始:

旋转特征的粗切削时间=(材料去除量)/(材料去除率)

在此公式中,移除的材料量取决于特征类型,下表总结了这些:

材料去除率本身取决于各种操作的以下公式:

车削材料去除率=切削深度*进给*切削速度
面铣和槽铣的材料去除率=刀具直径*进给*切削深度
板坯和周边立铣的材料去除率=刀具长度*进给*切削深度
钻孔材料去除率=钻盘面积*进给

在粗切削操作之后,精切削操作开始,这由以下公式决定:

精切时间=(精切面积)/(材料的表面生成率)

表面生成速率取决于材料。它是通过将切削速度乘以每转进给量来计算的。

在计算零件的所有这些参数之后,所有三类运营成本的总和提供了总运营时间。在此之后,剩下的因素就是我们接下来要讨论的非操作时间。

非营业时间

规定这一点的公式是:

总非操作时间=总加载时间+总工具啮合时间+总操作员和机器余量

总加载时间与工件重量成正比,由以下因素决定:

总装载时间=(38+1.1*工件重量)*需要装载的次数

工具使用时间是主观的,完全取决于情况。但是,刀具操作员和加工余量的时间由下式表示:

操作员和加工余量总时间=(0.09*加工时间)+(0.15*总装载时间)

概括

设置、运行和非运行时间的评估值最终输入到我们之前强调的以下公式中:

Man.Cost=(人工每小时费率+每小时机器成本)(T_(设置时间)/(批量大小)T_(总操作时间)+ T_(非操作时间))+材料成本+管理费用

因此,实现了对一个零件或一组零件的整个过程的成本估算。在现代,这些成本的估算在设计周期中至关重要。这些计算可能是加工零件是否可以实际实现的决定性因素。我们希望这篇文章可以作为工程成本估算动态领域的综合指南。在此处探索更多定制 CNC服务。


发布者:cyanbat    发布时间:2022-06-11


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