Расчет стоимости ЧПУ-обработки может показаться довольно сложным процессом. Необходимо учитывать множество факторов, что делает итоговую оценку затрат более трудоемкой по сравнению с другими методами производства.
Например, наша собственная платформа уже в 2017 году могла рассчитывать стоимость лазерной резки за считанные секунды, принимая во внимание расход материала, время резки и геометрию детали. Однако выполнение аналогичных расчетов для услуг фрезерования и токарной обработки с ЧПУ намного сложнее из-за большего числа переменных. Тем не менее, в 2021 году на платформе была внедрена автоматизированная система расчета стоимости ЧПУ-обработки, и с тех пор мы продолжаем совершенствовать и дорабатывать наши алгоритмы, чтобы предлагать самые конкурентоспособные цены в соответствии с текущей рыночной ситуацией.
В этой статье мы подробно рассмотрим, из каких компонентов складывается стоимость ЧПУ-обработки.
ЧПУ-обработка — это субтрактивный метод производства деталей. Это значит, что в процессе изготовления материал удаляется. Технология подходит для создания необходимых компонентов из различных материалов, включая металлы, пластик и другие.
Суть ЧПУ-обработки заключается именно в этом: такие методы, как токарная и фрезерная обработка с ЧПУ, принципиально отличаются от других производственных процессов с числовым программным управлением. Токарная и фрезерная обработка начинаются с большого заготовочного блока материала, из которого постепенно убирается все лишнее до получения требуемого результата.
Стоимость ЧПУ-обработки включает в себя несколько аспектов: затраты на труд и оборудование, инструмент, износ инструмента, материал и подготовку.
Учесть все эти параметры довольно сложно, так как для каждого из них требуется точная оценка. Однако игнорировать любой из этих компонентов в итоговой цене невозможно.
Практически все указанные параметры напрямую связаны со временем, за исключением стоимости материала. Прежде чем присвоить им ценовой эквивалент, необходимо определить, сколько времени потребуется на выполнение работы. Именно этот этап зачастую является наиболее трудоемким и сложным.
Большинство современных производственных цехов используют какие-либо CAM-программы. Самые базовые из них — это CAD-CAM программы, которые совмещают возможности проектирования и производства.
Для работы CAM-программе необходимы 3D-модели детали. На их основе создается полный производственный процесс с учетом библиотеки инструментов и специфики оборудования, заданной технологом.
CAM-система генерирует управляющий G-код, который отвечает за перемещение режущих головок, скорость вращения и другие параметры производства. M-код управляет сменой инструмента, использованием охлаждающей жидкости и прочими операциями. Для каждой операции программа также рассчитывает необходимое время.
Таким образом, можно увидеть, сколько времени занимает весь процесс, сколько работы выполняет каждый инструмент, сколько смен инструмента потребуется и так далее. Оператор станка также может корректировать программу для оптимизации процесса под конкретное оборудование или для улучшения результатов.
Главное здесь — CAM-программа может дать оценку времени, необходимого для изготовления детали.
И все это строится на основе 3D-моделей. Если их нет, расчет стоимости зачастую осуществляется с помощью Excel-таблиц, здравого смысла и предыдущего опыта. Хотя интуитивный подход может показаться неточным, он часто оказывается вполне оправданным.
Это же объясняет, почему автоматизация процесса ценообразования возможна с помощью ИИ. Использование параметров детали и сравнение их с ранее выполненными заказами, их временем и стоимостью позволяет получить довольно точную цену.
Заказчики должны компенсировать цеху стоимость приобретения оборудования. В среднем механический цех берет за основу 5000 часов работы для возврата инвестиций. Даже цены на рынке подержанного ЧПУ-оборудования могут быть достаточно высокими, хотя такие станки, как правило, менее производительны из-за ограниченной скорости и меньшей степени автоматизации.
Допустим, время обработки вашей детали составляет 0,5 часа. Тогда первый шаг к итоговой стоимости — это добавление 1/10000 стоимости оборудования в себестоимость производства.
Стандартная почасовая ставка для фрезерования на 3-координатных станках составляет около 30 фунтов стерлингов. Многоосевые станки обходятся дороже — до трех раз выше. Однако благодаря более сложным ЧПУ-центрам можно существенно сэкономить время на изготовление сложных деталей.
Первый пункт — это, конечно, время конструктора или ваше собственное время. Затем подключается инженер-технолог, который оценивает возможность изготовления детали. Если в конструкции обнаружатся недочеты, он предложит корректировки. Такая экспертиза увеличивает стоимость.
Далее вступает в работу оператор станка, который тратит время на наладку оборудования под конкретный заказ и следит за точным выполнением процесса.
Каждая новая деталь требует отдельной настройки, поэтому массовое производство позволяет существенно снизить стоимость одной детали.
CAD-программы позволяют точно рассчитать массу детали на основе ее объема и плотности материала. Достаточно выбрать нужный материал из выпадающего списка.
Однако в стоимость ЧПУ-обработки закладывается больше материала, чем видно в готовом изделии. Поскольку процесс является субтрактивным, образуется значительное количество отходов.
Фрезерный станок ЧПУ начинает работу с заготовки — блока материала. Поэтому для изготовления изделия требуются габаритные размеры детали плюс небольшой запас.
В случае токарной обработки исходным материалом обычно служит круглая стальная заготовка. Важно помнить, что, хотя ваша деталь имеет конкретные размеры и «запас» может быть минимальным, для материалов существуют стандартные размеры.
Например, если вам нужно изготовить вал диаметром 33 мм, ближайшая стандартная круглая заготовка будет 35 мм. Соответственно, именно этот размер будет использоваться как исходный материал, а для достижения требуемых параметров потребуется дополнительная обработка.
Как уже отмечалось, CAM-программа определяет, какие фрезы и инструменты использовать при изготовлении детали. Это зависит от библиотеки инструментов, но технолог всегда может внести изменения при необходимости.
Иногда для определенного заказа требуется приобретение специального инструмента, который в дальнейшем может практически не использоваться, как это бывает и с услугами гибки металла. Несмотря на то, что инструмент остается в цеху, клиенту может быть выставлен дополнительный счет, если инструмент уникален.
Кроме того, согласно расчетам времени работы и паспорту инструмента, учитывается его износ. Все эти расходы оплачивает заказчик.
Как правило, для изготовления детали требуется несколько смен инструмента, если только изделие не совсем простое. Хотя современные ЧПУ-центры могут быть оснащены системой смены инструмента «на лету», не каждый цех имеет такие возможности. Это добавляет еще один этап ручного труда, отражающийся в итоговой стоимости обработки.
Как видно, при расчете стоимости ЧПУ-обработки необходимо учитывать множество факторов. Именно поэтому многие подрядчики берут время на подготовку коммерческого предложения.
Ошибки и неточности в расчетах могут привести либо к убыточной для производителя цене, либо к завышению стоимости, что отпугнет потенциального заказчика.
