非标钣金加工主要是指根据客户特定的需求,对形状、尺寸、性能等不符合标准规格的钣金件进行设计和加工。这些零件通常无法通过标准的钣金加工工艺和模具来完成,需要定制化的加工流程。与标准钣金加工相比,非标钣金加工更具灵活性,能满足各种特殊的设计要求,但也因为其定制化的特点,加工难度和成本相对较高。以下是一些会影响非标钣金加工成本的因素:
一、材料因素
材料种类
不同的钣金材料价格差异很大。例如,不锈钢板和铝板通常比普通冷轧钢板贵。不锈钢板具有良好的耐腐蚀性,铝板则具有轻质的特点。如果产品要求使用高质量、特殊性能的材料,如耐高温的钛合金板或具有电磁屏蔽功能的特殊合金板材,材料成本会显著增加。
材料厚度
较厚的钣金材料价格更高,并且在加工过程中,厚板需要更大的切割力和折弯力,可能会增加设备损耗和能源消耗。例如,加工 10mm 厚的钢板比加工 3mm 厚的钢板成本要高得多,因为厚板切割速度慢,而且对切割设备的功率要求更高,同时在折弯时可能需要特殊的模具和更高的压力。
材料利用率
材料利用率直接影响成本。如果零件形状复杂,在切割过程中产生的废料较多,那么材料成本就会上升。例如,一个形状不规则的钣金件在激光切割时,由于需要避开内部的复杂形状,可能会导致大量边角料无法使用,从而增加了单位零件的材料成本。
二、加工工艺因素
切割工艺
不同的切割工艺成本不同。激光切割精度高、能够切割复杂形状,但设备投资大、运行成本高,包括激光发生器的损耗、辅助气体的消耗等。等离子切割速度快,但切割质量相对激光切割稍差,而且对于薄板切割可能会产生较大的热变形,其设备和耗材成本(如等离子电极、割嘴等)也会影响总成本。数控冲床切割在加工大量相同形状的零件时效率较高,但对于小批量、复杂形状的零件可能不太经济,并且模具成本也需要考虑。
成型工艺
折弯和拉伸等成型工艺的成本取决于零件的复杂程度和精度要求。复杂的折弯形状可能需要多次折弯操作和特殊的折弯模具,增加了加工时间和模具成本。拉伸加工如果需要高精度的形状和尺寸,可能需要使用高精度的拉伸模具,并且对设备的要求也更高,这些都会导致成本上升。例如,一个具有多个不同角度折弯和复杂拉伸形状的钣金件,其成型工艺成本会比简单形状的钣金件高很多。
连接工艺
焊接工艺的成本因焊接方法和焊接质量要求而异。氩弧焊质量高但成本也高,包括氩气的消耗、钨极的损耗和较高的人工成本,因为需要熟练的焊工操作。二氧化碳气体保护焊成本相对较低,但对于某些高质量要求的焊接可能不符合标准。铆接和螺栓连接虽然材料成本相对较低,但如果数量众多,人工装配成本会增加,并且在一些对连接强度和密封性要求较高的场合,可能还需要额外的密封措施,增加成本。
表面处理工艺
喷涂处理的成本与涂料种类、喷涂面积和喷涂质量要求有关。高质量的涂料价格昂贵,如一些具有防火、耐磨等特殊功能的涂料。如果要求喷涂多层涂料或者有高光泽度、均匀度等外观要求,成本会增加。电镀处理的成本取决于电镀金属的种类、电镀厚度和电镀面积。例如,镀铬电镀成本较高,因为铬的价格较贵,而且电镀过程相对复杂,对环境要求高。
三、设计因素
复杂程度
设计复杂的钣金件,如具有非对称形状、多层结构、大量的孔位和特殊的曲线等,会增加加工难度和成本。复杂的设计可能需要更多的加工工序、特殊的模具和更长的加工周期。例如,一个具有复杂曲面的钣金件,在设计和加工过程中都需要使用先进的三维建模软件和精密的加工设备来保证形状精度。
精度要求
高精度要求的钣金件成本更高。因为要达到高的尺寸精度和形状精度,需要使用高精度的加工设备,并且在加工过程中需要进行多次检测和调整。例如,对于一些航空航天领域的钣金件,其尺寸公差要求在微米级别,这就需要使用高精度的数控设备和先进的检测仪器,如三坐标测量仪等,从而增加了加工成本。
四、批量因素
小批量生产
小批量生产时,模具成本、设备调试成本等分摊到每个零件上的费用较高。例如,为小批量生产设计的专用模具,其成本可能需要在较少的零件数量上分摊,导致每个零件的模具成本占比很大。而且小批量生产时,加工效率相对较低,因为设备频繁地更换加工任务和调试。
大批量生产
大批量生产时,虽然初始模具成本和设备投资较高,但随着产量的增加,单位零件的成本会逐渐降低。可以通过优化加工流程、批量采购材料等方式降低成本。例如,在大批量生产时,可以购买整卷的钣金材料,获得更优惠的价格,并且可以使切割等加工过程更加连续高效。