Калькулятор стоимости фрезеровки детали на станке с ЧПУ

Как считается цена

Цена складывается из четырёх частей: машинное время по станко-часу, наладка на партию, износ фрез и материал.

• Время резания = длина траектории / минутная подача. Подача Vf = fz × z × n, где fz — подача на зуб, z — число зубьев, n — обороты, а n = 1000 × Vc / (π × D). Режим берётся из каталогов производителей фрез (калькулятор режимов резания); если станку не хватает оборотов, подача считается по максимальным, а скорость резания снижается.
• Траектория. Для контура и паза это длина пути центра фрезы за проход, для выборки и плоскости — площадь, делённая на ширину захвата (доля диаметра фрезы). Проходов по глубине столько, сколько целых раз глубина обработки укладывается в глубину за проход, с округлением вверх: 10 мм при проходе 6 мм — два прохода, 7 мм при проходе 3 мм — три.
• Холостые ходы. Подводы, врезание по Z, переходы между карманами и замедление на углах добавляют к времени резания 10–40%. Для простых деталей с длинными прямыми хватает 10–20%, для мелких контуров с сотнями узлов траектории берут 30–40%.
• Смена инструмента. Плановые смены (черновая и чистовая фреза, сверло, фаска) умножаются на время одной смены: 10–20 секунд с автоматическим магазином, минута-две вручную. Замены по износу считаются отдельно, по ресурсу фрезы.
• Износ фрез = цена фрезы / ресурс в метрах траектории × метры траектории. Если ресурс не задан, калькулятор считает его как 60 минут резания на выбранной подаче: 60 минут — условная точка отсчёта, каталоги дают скорости под стойкость от 15 до 60 минут, и для своей фрезы значение лучше взять из практики. В метрах ресурс сильно зависит от материала: 60 минут при подаче 2160 мм/мин в алюминии — 130 м, а в конструкционной стали при 1090 мм/мин — 65 м.
• Наладка — установка заготовки, привязка нулей, пробный проход, перенастройка. Она делится на партию, поэтому цена единичной детали почти целиком определяется наладкой, а цена детали из большой партии — режимом резания.

Пример: деталь из алюминия

Плита из алюминиевого сплава, контур длиной 1,2 м, глубина 10 мм, фреза твёрдосплавная Ø6 с тремя зубьями, станок с шпинделем до 18 000 об/мин. Для сплава Д16Т или АМг6 каталоги дают 250–600 м/мин; середина диапазона, 425 м/мин, требует 22 500 об/мин, шпиндель даёт 18 000, подача получается 0,04 × 3 × 18 000 = 2160 мм/мин. Два прохода по 6 и 4 мм дают 2,4 м траектории и 1,1 минуты резания. С холостыми ходами 20% и двумя сменами инструмента по 15 секунд выходит 1,8 минуты на деталь.

Партия из 20 штук при станко-часе 1500 ₽, наладке 30 минут и фрезе за 1800 ₽: станок 919 ₽, наладка 750 ₽, износ фрез 667 ₽ (ресурс 130 м, 54 детали на фрезу), всего около 2340 ₽, или 117 ₽ за деталь. Из них наладка — 32%, а на партии в 100 штук она сжимается до 7,5 ₽ на деталь при той же минуте резания.

Пример: единичная выборка

Карман 100×60 мм глубиной 10 мм (60 см²) в алюминии фрезой Ø10 с тремя зубьями при захвате 40% диаметра: траектория 1,5 м на слой, два слоя по 5 мм, 1,1 минуты резания. Станок за это время стоит 38 ₽, износ фрезы — 32 ₽, а наладка и программирование — 750 ₽. Деталь стоит около 820 ₽, а резание в ней — меньше 10%. Поэтому цеха назначают минимальный заказ, а при единичном изготовлении торгуются за наладку, а не за скорость подачи.

От чего цена зависит сильнее всего

• Материал. Нержавеющая сталь и титан режутся на скорости в разы ниже, чем алюминий. Подача в разы ниже означает во столько же раз большее машинное время и меньший ресурс фрезы в метрах.
• Число проходов. Глубина за проход ограничена жёсткостью и вылетом фрезы: для бокового фрезерования до 1×D, для паза во всю ширину фрезы до 0,5×D. Глубокий карман в стали фрезой Ø6 — это десятки проходов.
• Твёрдый сплав против быстрореза. Скорость резания у твёрдосплавной фрезы в 3–5 раз выше (по стали 110–180 против 25–55 м/мин). Минута станка при 1500 ₽/ч стоит 25 ₽, поэтому фреза за 1800 ₽ окупается, если сэкономит около 72 минут резания.

Типичные ошибки

• Считают станко-час по времени смены. Станок режет не всё время: идут загрузка, измерение, перенастройка. Либо берите себестоимость часа с учётом загрузки (калькулятор нормо-часа), либо считайте время по резанию.
• Забывают про износ. Для мелких фрез он сопоставим со станком: в примере 667 ₽ на партию при 919 ₽ за машинное время.
• Берут ресурс фрезы в метрах «из головы» и применяют ко всем материалам. В метрах траектории он разный: подача отличается, а стойкость определяется минутами и температурой.
• Не закладывают холостые ходы на сложных контурах и мелкой 3D-обработке. Станок снижает подачу на каждом узле траектории, и реальное время вдвое больше расчётного по прямой.
• Считают одинаковую подачу при пазе и боковом проходе. При пазе во всю ширину фрезы нагрузка выше, и подачу снижают примерно на 40%: в калькуляторе режимов для этого есть переключатель вида обработки.