Welke factoren beïnvloeden de kosten van CNC-bewerking?

 

 

De grondstofkosten vertegenwoordigen het grootste deel van de bewerking van onderdelen van titaniumlegeringen, voornamelijk beïnvloed door de materiaalkwaliteit, de leveringsconditie en de materiaalbenuttingsgraad.

 

Grondstoffen van titaniumlegeringen zijn veel duurder dan gewone metalen, met duidelijke prijsverschillen tussen de verschillende kwaliteiten. Legeringen met hoge-sterkte en hoge-corrosie-weerstand (zoals Ti-5-5-5-3) zijn duurder dan puur titanium en conventionele legeringen. De leveringsomstandigheden hebben ook invloed op de kosten: gegloeide materialen hebben een hogere eenheidsprijs, maar verminderen de vervorming en herbewerking van de bewerking.

 

Ondertussen heeft de materiaalbenuttingsgraad een aanzienlijke invloed op de kosten. Onderdelen van titaniumlegering hebben grote bewerkingstoleranties; Complexe onderdelen vereisen uitgebreide materiaalverwijdering bij de voorbewerking, met een bezettingsgraad van 30%–60% in de meeste gevallen, en zelfs minder dan 30% voor zeer complexe onderdelen. Bovendien is schroot lastig te recyclen.

 

 

Gereedschapskosten vormen een grote kostenpost bij het bewerken van titaniumlegeringen, vanwege de moeilijke bewerkbaarheid van titaniumlegeringen, de snelle slijtage van het gereedschap en de hoge eenheidsprijs.

Voor de bewerking zijn speciale hardmetalen gereedschappen nodig, die drie tot vijf keer duurder zijn dan die van gewone snel-snelstaalgereedschappen, en hoogwaardige-gecoate gereedschappen zijn zelfs nog duurder. Ondertussen leiden de hoge snijtemperatuur en de snelle slijtage ertoe dat het gereedschapsverbruik per onderdeel ongeveer 10-15 keer zo hoog is als dat van gewone stalen onderdelen.

 

De standtijd van het gereedschap wordt beïnvloed door snijparameters, onderdeelstructuur en koelefficiëntie. Onjuiste parameters of onvoldoende koeling versnellen de slijtage en verhogen de frequentie van gereedschapswissels. Bij het bewerken van titaniumlegeringen van klasse 5 is de levensduur van gecoate hardmetalen frezen bijvoorbeeld slechts 1/3 van die van gewone stalen onderdelen. Frequente gereedschapswissels verhogen de kosten en verminderen de efficiëntie.

 

 

1. Apparatuurkosten

Voor het bewerken van titaniumlegeringen zijn bewerkingscentra met meerdere- assen met hoge{0}}stijfheid en hoge-precisie nodig, waarvan de aanschafprijs veel hoger is dan die van gewone CNC-machines. Apparatuur met vijf- assen kost twee tot drie keer zoveel als gewone machines met drie- assen. De afschrijving, het onderhoud en het energieverbruik van apparatuur zijn ook hoger, met een jaarlijks afschrijvingspercentage van 10%–15%, en aanzienlijke kosten voor dagelijks onderhoud en energieverbruik tijdens lange- uurbewerkingen.

 

2. Arbeidskosten

Het bewerken van titaniumlegeringen vereist hooggekwalificeerd personeel, inclusief ervaren programmeurs en operators, wier salarissen hoger zijn dan die van gewone CNC-technici. Er zijn meerdere werknemers nodig voor het programmeren, debuggen, bedienen, inspecteren en andere taken. De lange tijd voor foutopsporing voor complexe onderdelen verhoogt de arbeids- en bezettingskosten van de apparatuur nog verder.

 

 

1. Kwaliteitscontrolekosten

Onderdelen van titaniumlegeringen worden meestal gebruikt in hoogwaardige- toepassingen met strenge eisen op het gebied van precisie en prestaties. Er zijn testapparatuur met hoge-precisie nodig, zoals coördinatenmeetmachines (CMM's) en ruwheidstesters, waardoor hoge kosten voor de aanschaf, kalibratie en onderhoud van de apparatuur met zich meebrengen.

 

Voor elk proces en eindproduct zijn inspecties nodig; voor sommige onderdelen zijn mechanische en corrosiebestendigheidstests vereist, wat kosten met zich meebrengt voor het testen van arbeid en verbruiksartikelen. Herbewerking of sloop van onderdelen verhoogt de totale kosten nog verder.

 

2. Verwerkingskosten

Het omvat voornamelijk kosten voor proces-R&D, speciaal armatuurontwerp en proefbewerking. Complexe hoge- precisieonderdelen vereisen vooraf procesoptimalisatie, gereedschapsontwerp en proefbewerkingsverificatie; verliezen aan materialen, gereedschappen en arbeid worden toegewezen aan eindproducten. Bij de productie van kleine-batches is de toewijzingsratio van de proces- en proefbewerkingskosten in de vroege- fase hoger, wat leidt tot een aanzienlijke stijging van de eenheidskosten.

 

 

 

1. Optimaliseer het gebruik van grondstoffen: Rationaliseer het structurele ontwerp, verminder de bewerkingstoeslagen, pas nestbewerking toe voor batchonderdelen om de benutting te verbeteren; selecteer de juiste kwaliteiten titaniumlegeringen op basis van prestaties om over-specificaties te voorkomen.

 

2. Verleng de levensduur van het gereedschap: Optimaliseer de snijparameters, gebruik koelvloeistoffen op de juiste manier om slijtage te verminderen; inspecteer gereedschappen regelmatig en slijp ze tijdig of vervang ze om uitval van het werkstuk te voorkomen.

 

3. Verbeter de bewerkingsefficiëntie: Optimaliseer programmering en gereedschapspaden, pas vijf--assige bewerking toe, draai- draai-freesverbindingstechnologie om opspanning te verminderen; de productie op een redelijke manier regelen om het gebruik van apparatuur te verbeteren en de afschrijvingen en het energieverbruik te verminderen.

 

4. Optimaliseer het procesontwerp: Voltooi procesplannen vooraf om proefbewerkingen te verminderen; gebruik universele armaturen om de kosten te verlagen; regel inspecties redelijkerwijs volgens de nauwkeurigheidseisen om over-inspecties te voorkomen.

 

5. Breid de batchgrootte van de productie uit: Massaproductie kan vaste kosten zoals R&D en proefbewerkingen verminderen, de machine-instellingen en gereedschapswisseltijden verkorten en de eenheidskosten effectief verlagen.