精密 CNC 旋削サービス: ロボット アーム、ギア、アクチュエータ部品の製造ガイド

精密 CNC 旋削サービスは、産業オートメーション用コンポーネントの製造における重要なサポート テクノロジーの 1 つです。

ロボットの関節の再現性は±0.02 mm の精度でなければならず、アクチュエータは 10,000 時間欠陥なく動作することが期待される場合、精密部品のサプライヤーがそのようなハイエンドの要求を実際に満たせるとどの程度確信できますか?

一般に、エンジニアは、特に自動コンポーネント加工に関しては、精度、納期、コストの問題を同時に解決することが非常に難しいと感じています。

この記事の目的は、高精度 CNC 旋削サービスがどのように産業オートメーションを決定し、適切な製造上の意思決定を支援するかを明確にすることです。

主要な回答の概要

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重要な結論

• 精度のしきい値: ±0.01 mm が限界であり、公差が厳しくなると追加の研削プロセスが必要となり、コストが 40～60% 増加します。
• 素材の面: 7075 アルミニウムは最も軽量 (重量が 60% 軽量)、17-4PH ステンレス鋼は腐食に耐え、PEEK プラスチックは小型の用途に適しています。
• バッチ効果に注意してください。生産個数が 10 個から 100 個に増加すると、単価が 40 ～ 60% 低下します。重要なのは、デバッグのコストの償却です。
• 検査レベル: DVT/PVT の全プロセス検証により、量産問題の 80% を削減できます。

この記事が信頼できる理由JS Precision の 20 年以上の CNC 機械加工における精度とは

JS Precision には、精密製造に携わってきた長い歴史があります。特に CNC 旋削加工技術は業界トップクラスです。

当社は、主に産業用ロボット、車両オートメーション、医療機器と連携し、長年にわたり 200 万個を超える CNC 旋削部品を世界中に納品してきました。

この記事では、実際の生産データとプロセス検証事例に基づいて、高精度部品を低コストで生産するための CNC 加工の秘密を公開します。この成形品のプロセス パラメータはすべて、ASME Y14.5-2018 規格の寸法要件を満たしています。

JS Precision は、精密 CNC 旋削サービスのリーダーの 1 つです。当社の工房には 50 台以上の多軸ターニング センターとスイス型旋盤があり、公差 ±0.001mm の部品を製造できます。

航空宇宙および産業オートメーションに加えて、ハイエンドの非常に厳しい公差のジョブも専門です。

産業オートメーション向けの 1,000 を超えるコンポーネント プロジェクトがこのチームによって実行され、業界で最も一般的な 200 を超える問題点も解決しました。

言うまでもなく、アクチュエータのシール不良やロボット ジョイントの適合精度不足も解決された問題の 1 つです。

最後になりましたが、一例として、有名なロボット会社の関節軸コンポーネントの再設計により、機械の全体的な故障率が 1.2% から 0.1% に減少しただけでなく、納期を 50% 短縮することができました。

JS Precision の CNC 旋削部品は、CMM および SPC プロセス管理によって完全に検査されます。同社の品質システムは ISO 9001:2015 や AS9100D などの国際規格に基づいており、Automation Solutions Inc. などのトップクラスのクライアントの厳しい要件を満たすことができます。

業界で 20 年以上の経験により、当社は精密 CNC 旋削加工に関する深い知識と、産業オートメーション コンポーネントの要件を徹底的に理解しています。当社は、設計の最適化から量産、納品に至るまで、包括的なサービスをクライアントに提供することができます。

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精密オートメーション コンポーネントの加工精度、納期、コストでお困りの場合は、カスタマイズされた精密 CNC 旋削サービス ソリューションについて、今すぐ JS Precision のエンジニアにお問い合わせください。私たちの専門チームがあなたのプロジェクトを守ります。

精密 CNC 旋削サービスとは何ですか?また、ロボット アームの製造をどのように可能にするのですか?

ロボット アームの量産は、精密 CNC 旋削サービスに基づいています。主要な方法である CNC 旋削は、実際には、産業オートメーション テクノロジーにおける部品の高精度を確保する役割を担っています。

精密 CNC 旋削サービス: 概要とその技術基盤

精密 CNC 旋削サービスとは、棒材を精密な円筒コンポーネントに変えるコンピューター制御の回転切削プロセスを指します。これらのコンポーネントは、ロボットの関節の動きと動力伝達をサポートするために不可欠です。

自動化テクノロジーと旋削加工

産業用オートメーション技術において、±0.02 mm の精度の動作の再現性と安定性は、精密 CNC 旋盤で製造されたジョイント シャフトやハーモニック リデューサなどのコンポーネントの特性に直接影響されます。

原材料から完成品まで: 生産サイクル全体

JS Precision では、精密 CNC 旋削加工能力をバーの準備から最終的な洗浄とパッケージングまで拡張しています。メートル単位の高精度 CNC 加工により、コンポーネントは自動化システムが必要とするレベルに引き上げられます。

図 1: 最新の製造環境に設定された 2 つの産業用ロボット アームが CNC 加工タスクで連携して動作し、1 つは金属部品の位置決めを行い、もう 1 つは精密な操作を実行します。

高精度 CNC 加工が産業オートメーション テクノロジーに不可欠なのはなぜですか?

産業オートメーション技術では、コンポーネントがこれまで以上に正確で安定していることが求められます。高精度 CNC 加工は、精密 CNC 加工の高度な応用として、 要件を満たし、デバイスのパフォーマンスを決定するための中心的な手段です

。

再現性の物理的基礎

誤差が確実に除去される高精度 CNC 加工により、ロボットの再現性 ±0.02 mm が可能になり、CNC 旋削部品の嵌合クリアランス ≤0.01 mm

高速動作時の熱安定性

自動化装置が休みなく稼働している場合でも、チタン合金などの材料と組み合わせた高精度 CNC 加工を使用して、部品の熱変形を 0.01mm 以下に制御できます。これは、温度上昇と産業オートメーション技術の適合性の要件に十分対応できます。

寿命と信頼性の基本的な保証

アクチュエータの設計寿命が 10,000 ～ 20,000 時間であるということは、コンポーネントの表面の完全性を制御するには、高精度 CNC 加工が必要であることを意味します。これにより、特に疲労寿命が 30% 以上長くなります。

図 2: 金属部品を精密に旋削している CNC マシンの拡大図。先進的な工場のぼかした背景にロボット アームが見えます。

精密 CNC 旋盤で製造できる主要な自動化コンポーネントは何ですか?

精密 CNC 旋削サービスには、オートメーション業界のさまざまなコア円筒要素を加工する機能があります。高精度 CNC 加工により、ロボット、アクチュエーター、その他の機器を含むCNC 旋削部品の精度と性能が保証されます。

ロボットの関節やアームの高精度部品

さまざまな CNC 旋削部品がロボット ジョイントの調和減速機、ベアリングなどに利用されています。高精度 CNC 加工により、座標のクリアランス ≤0.01 mm および Ra ≤0.4μm を確保できるため、産業オートメーション技術の精度要件に完全に適合します。

さまざまな伝動システム用のギアとシャフト

トランスミッション システムには、サーボ モーター シャフトや遊星歯車キャリアなどの CNC 旋削部品が必要です。精密 CNC 旋削により、AGMA 12 レベルの精度 (歯ピッチ誤差 ±0.007mm) で高速かつ高負荷の要件を満たす部品を製造することが可能

です。

技術的なアクチュエータ ハウジングと主要構造部品

精密 CNC 旋削加工（円筒度 ≤0.005mm）でシール面精度を制御したアクチュエータ シリンダ バレルや油圧バルブ スリーブなどの部品は、Automation Solutions Inc などのクライアントに確かなサポートを提供しています。

自動化システムにおける中子旋削コンポーネントの加工パラメータ表

コア ディメンション	コア ディメンション	あなたにとっての価値
プロセス パフォーマンス	CNC 旋盤設備は、許容誤差 ±0.01 mm、表面粗さ Ra 0.4 μm での作業が可能で、 ロボットの関節やロボットの軸として使用できます。	部品の移動が非常に正確に適合し、システム全体の信頼性が向上することが保証されます。
品質基準	ISO 9001:2015 は基本的な品質管理規格、AS9100 は航空宇宙用、AGMA 12 はギア精度の規格です。	不必要な出費を避けるために、アプリケーションに適した規格を選択してください。
コスト要因	材料費 30 ～ 40%)、公差要件 (±0.01mm は ±0.05mm より 40% 高くなります)、バッチ サイズによって単価が決まります。	コスト構造を理解し、デザインを改善することで、最大 20 ～ 30% 節約できます
サプライヤーの選択	機械を検証し (多軸ターニング センター)、検査の種類を確認し (CMM の完全な検査機能)、ケーススタディを確認します (オートメーション業界での経験)。	自動化をよく理解している機械加工サプライヤーと提携します。

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アクチュエータ アセンブリで使用される CNC 旋削部品にはどのような品質基準が適用されますか?

CNC 旋削部品の品質は機器の性能に直接影響します。高精度の CNC 加工は国際規格に準拠する必要があります。

高精度 CNC 加工品質システムは、これらの基準を確実に実装し、ハイエンド顧客の要求を確実に満たす方法の 1 つです。

国際品質基準を理解する

CNC 旋削部品は、アプリケーション シナリオに応じて、ISO 2768-M、AGMA 2000、ISO 9001:2015、AS9100D などのさまざまな国際規格に準拠できます。

アクチュエータ コンポーネントの主要な品質指標

アクチュエータの CNC 旋削部品の場合、部品の主な指標であるシール性と耐摩耗性を調整できるように、精密な CNC 加工に重点を置く必要があります。主な指標は、円筒度 0.005 mm、表面粗さ (Ra) 0.4 μm です。

検査計画: 最初の製品から量産までの検証プロセス

• プロトタイプ段階: CMM + 3D スキャンによる完全な検査で、図面と物理的な製品の適合性を確認します。
• EV R/DVT ステージ: 負荷要件への準拠を確認するためのエンジニアリング検証
• 量産段階: SPC 管理 + バッチの一貫性を確保するためのバッチ サンプリング検査

アクチュエータ部品の品質基準と検査方法の対応表

コンポーネント名	加工公差	表面粗さ Ra	適用可能な素材	コアプロセス
ロボットの関節軸	±0.005mm	0.2μm	17-4PH ステンレススチール	多軸旋削 + 研削加工
サーボ モーター軸	±0.01mm	0.4μm	40Cr	精密旋削 + 熱処理
シリンダー バレル	±0.008mm	0.4μm	6061 アルミニウム	ホーニング + 仕上げ旋削
遊星歯車キャリア	±0.01mm	0.8μm	20CrMnTi	フライスと旋削の複合材
油圧バルブ スリーブ	±0.003mm	0.2μm	真鍮 H62	鏡回し

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図 3: スプラインやキー溝などの機能を備えた、精密に機械加工された 3 つのステンレス鋼シャフト。中間色の背景に表示されています。

高精度用途における機械加工、旋削加工と他のプロセスの違いは何ですか?

高精度 CNC 加工の分野では、旋削加工がフライス加工や研削などのプロセスを補完します。精密な CNC 加工は品質要件の中核であり、複数のプロセスのコラボレーションにより、CNC 旋削部品の最適な加工結果を達成できます。

旋削 vs. フライス加工: 回転対称 vs. 複雑な形状

旋削加工は、回転対称であり、1 回のセットアップで加工できるシャフトの製造に完全に適合します。

一方、フライス加工はハウジングのような非回転構造に適合します。さらに、これらのテクノロジーは両方とも、旋削フライス加工を組み合わせたプロセスを使用して、二次的なセットアップ エラーを回避できます。

旋削 vs 研削: 効率 vs 究極の精度

効率的な高精度 CNC 加工により、公差 IT6 ～ IT7 (±0.01mm) の部品を製造できます。

一方、研削では、処理時間は長くなりますが、さらに高い精度を引き出すことができます。 ±0.01mm は 2 つのプロセス間のベンチマークとして十分に機能します。

旋削加工 vs. 積層造形: バッチ サイズ vs. 複雑さ

• 機械旋削: 中規模から大規模のバッチ サイズは機械旋削で加工できます。実際、高精度 CNC 旋削により、バッチ生産のコストを大幅に削減できます。
• 積層造形: 複雑な構造は積層造形で構築できますが、完成させるには後で旋削加工が必要になります。
• 相補性: 「積層造形 + 旋削」 の組み合わせにより、構造の複雑さと表面精度を同時に実現できます。

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高精度部品に最適なプロセスの組み合わせを選択したいですか? JS Precision のエンジニアは、お客様の部品要件に基づいて旋削加工のコストと精度を他のプロセスと比較し、無料のコスト計算を提供します。

精密 CNC 旋削サービスを選択する際、コストをどのように考慮すればよいですか?

高精度 CNC 旋削サービスの提供の価格は、さまざまな要因によって決まります。 CNC 旋削部品の設計とバッチ サイズ自体がコスト最適化の主な鍵であり、その構成を理解することは機械加工のコスト効率を高める上で大いに役立ちます

。

CNC 旋削部品の価格に影響を与える主な要因

材料 (30 ～ 40%) と公差 の要件は、精密 CNC 旋削加工のコストに大きな影響を与えます。たとえば、±0.01 mm の精度で加工する場合は、±0.05 mm よりも約 40% 多くのコストがかかります。

予算とパフォーマンスの要件を調整する方法

段階的精度戦略を採用すると、コストとパフォーマンスのバランスをとることができます。非合わせ面には高精度 CNC 加工は必要ありません。重要な合わせ面には精密 CNC 加工が使用され、特殊なベンチマークが旋削および研削プロセスと組み合わされます。

長期的なパートナーシップとバッチ生産によるコスト上の利点

バッチサイズを 10 個から 100 個にすると、CNC 旋削部品の単価を 40 ～ 60% 削減できます。 JS Precision と年間契約を結ぶと、長期的には生産能力の確保と調達コストの削減に役立ちます。

さまざまなバッチ サイズと公差での CNC 旋削単価の参考表 (7075 アルミニウム シャフトを例にします)

品質指標	標準要件	検査機器	検査頻度
寸法許容差	±0.01mm	三次元測定機	初品全数検査、量産抜き取り検査 10%。
表面粗さ	Ra≤0.4μm	粗さ試験機	バッチサンプリング検査 20%。
円筒度	≤0.005mm	真円度テスター	初品全数検査、量産抜き取り検査 5%。
硬度	HRC 50～60	ロックウェル硬度計	バッチサンプリング検査 15%。
同軸度	≤0.01mm	振れ試験機	初品全数検査、量産抜き取り検査 8%。

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自動化ソリューションの適用に成功した事例にはどのようなものがありますか?

JS Precision は、多くのコンポーネントの問題を解決する高精度 CNC 旋削サービスを提供することで、産業オートメーション テクノロジーを支援してきました。当社の CNC 旋削部品はさまざまな業界で使用されており、Automation Solutions Inc とのパートナーシップは当社の非常に正確な CNC 加工ツールと技術の証拠

です。

ケーススタディ 1: 複雑なロボット コンポーネントの製造例

• チャレンジ:

欧州のロボット メーカーの 6 軸協働ロボット ジョイントのコンポーネント (17-4PH ステンレス鋼製、限界公差 ±0.005mm、表面粗さ Ra 0.2μm) は、元のサプライヤーから調達した場合の歩留まりが 82% にすぎず、 これにより重大な納期遅延が発生し、ロボット全体の量産が中断されました。

• 解決策:

JS Precision はこれを支援する措置を講じ、高精度 CNC 加工ソリューションを導入しました。効率を最大化するために、内側と外側の円筒加工は単一のミルターン設定で実行されました。

仕上げ切削は CBN 工具を使用して行われ、切削プロセス中の熱変形の影響を最小限に抑えました。同時に三次元測定機による全数検査と表面粗さのサンプリングも実施されました。海上輸送の場合、腐食を防ぐために真空包装と独立したコンパートメントが使用されました。

• 結果:

コンポーネントの歩留まりが98.5% に向上しました。ユニットあたりの価格は 22 ドル削減されました。納期は 18 週間から 10 週間に短縮されました。ロボット全体の再現性精度は ±0.02mm 以内に維持され、産業オートメーション技術のアプリケーション要件に一致しています。

図 4: 高品質の機械加工仕上げを示す、ステンレス鋼製の 2 つの完成した複雑なロボット アーム ジョイント コンポーネント。

ケーススタディ 2: 生産ラインの効率を向上させるオーダーメイドのギア ソリューション

• チャレンジ:

Automation Solutions Inc. の伝送ラインのギアボックスの騒音レベルが許容限界 (78dB) を超えており、 ギアの持続時間は 5000 時間未満 でした。主な問題は、歯車加工の精度の欠如でした。

• 解決策:

精密 CNC 旋削によるギア ブランクの仕上げ後、JS Precision のギアの専門家がギアの歯のプロファイルに影響を与え、噛み合いを改善 (キャンバー 8μm) + 浸炭焼入れ (HRC 60±2) + ギア研削 (AGMA 12 グレード) を行いました。これは ギア処理の最良の組み合わせです。

全工程に高精度CNC加工を施し、厳密に精度管理しました。

• 結果:

ギアボックスの騒音は 68dB まで低減され、 ギア寿命は3 倍の 15,000 時間に向上し、CNC 旋削部品の伝達効率は 15% 向上し、生産ラインの動作安定性が大幅に向上しました。

ケーススタディ 3: 一流のリニア モジュール スライダー コンポーネント ソリューション

• チャレンジ:

北米のオートメーション インテグレーターは、高性能でありながら低価格のリニア モジュール スライダー コンポーネントを手に入れることを決意しました。もともと輸入されたコンポーネントの価格が高すぎたため、市場での製品の競争力に悪影響を及ぼしました。

• 解決策:

JS Precision は、輸入材料の代替として高品質の中国製 20CrMnTi を選択し、最も重要な焼入れプロセスを維持し、高精度 CNC 旋削によって、非合わせ面の公差が最適化されていますが、重要な合わせ面の高精度 CNC 加工の要件を損なうことなく、加工の難易度も軽減されています。

• 結果:

コンポーネントの材料コストは 35% 削減され、単価は 18 ドル削減され、性能は設計要件を完全に満たし、顧客の年間購入量は 5,000 ユニットから 30,000 ユニットに増加しました。

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これらのケーススタディはあなたのプロジェクトの問題点に似ていますか? JS Precision の産業オートメーション テクノロジーセクションからコンポーネント加工事例をさらにご覧になり、お客様のニーズに合った精密 CNC 旋削サービスソリューションを見つけるか、カスタマイズされたソリューションについてプロジェクト要件を直接送信してください。

精密部品製造プロジェクトを始めるには?

プロの精密 CNC 旋削サービス プロバイダーを選択することは非常に重要です。 JS Precision は、あらゆるサービスを提供するだけでなく、産業オートメーション技術のニーズに完全に適合するより効率的で正確な CNC 旋削部品加工も提供します。

設計から最終製品までの重要な段階

• DFM 分析: 図面は JS Precision エンジニアによって微調整され、高精度の CNC 旋削フローが妨げられないようにします。
• 見積もりの最終決定: 精密 CNC 旋削サービスの明確な見積もりは、材料、公差、バッチ サイズに基づいて作成されます。
• プロトタイプの製造: 高精度 CNC 加工により、1 ～ 10 個のサンプルの精度が保証され、7 ～ 10 営業日以内に完成します。
• EVT/DVT 検証: 部品はシステム要件を満たしているだけでなく、プロセスの最適化も実現しています。
• 量産納品: SPC 制御 + バッチ完全検査により、さまざまなバッチの CNC 旋削部品が安定しており、品質が一貫していることを確認します。

効果的な技術図面と要件

機械加工でのミスを避けるため、精密 CNC 旋削加工の製造リクエストを送信する際には、次の情報を提供してください:

3D/2D 図面、材質の説明、熱処理要件、表面処理仕様、推定年間消費量、目標単価、納期サイクル。

プロトタイピングと小ロット試作

JS Precision は 1 回限りの製品を提供できます。 1 ～ 10 個は主に設計検証を目的とし、 10 ～ 50 個は最高のコストパフォーマンス比を提供します。 50 ～ 500 個は SPC データの蓄積の可能性を提供し、500 個以上は一括価格設定を可能にするため、企業はさまざまなクライアントのニーズに適応できます。

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精密コンポーネント プロジェクトを開始する準備はできていますか?今すぐ技術図面と要件を JS Precision に提出すると、精密 CNC 旋削サービスの詳細な見積もりをすぐに入手でき、効率的な精密製造コラボレーションを開始できます。

よくある質問

Q1: CNC 旋削はどの程度の精度を達成できますか?

標準精度の CNC 旋削では ± 0.01 mm の公差、精密機械加工では ± 0.005 mm に達し、 研削プロセスでは ± 0.002 mm に達する ため、ハイエンドのオートメーション コンポーネントの要件に適しています。

Q2: ロボットの関節コンポーネントにはどのような材料が一般的に使用されますか?

ロボット関節旋削用の機械部品は、主に 7075 アルミニウム (最軽量)、17-4PH ステンレス鋼 (耐食性)、20CrMnTi (耐摩耗性) で作られており、ニーズに応じて選択できます。

Q3: 小ロットのカスタム CNC パーツの最小注文数量はいくらですか?

JS Precision では、最小 1 個から注文できます。 For 1-10 pieces orders, debugging costs need to be shared, while 10-50 pieces orders are most cost effective and are suitable for small batch testing requirements.

Q4: What are the main components of CNC turning prices?

Price of precision CNC turning mainly comes from the materials (30-40%), machining, heat treatment, and inspection. Surface treatment is not included and will be an extra charge.

Q5: How long does it take to get a sample after providing drawings?

Simple turning parts can be sampled in 7-10 days. Complex parts require 2-3 weeks as they not only include main processes but also material acquisition and script debugging time.

Q6: What does AGMA Grade 12 gear mean?

AGMA Grade 12 represents the finest gear level attainable through CNC machining of excellent quality. The tooth pitch error is only ±0.007mm and gear grinding is inevitable. This type of gear can be used for high speed precision transmission.

Q7: How to ensure batch consistency?

We utilize SPC process control + first piece full inspection + batch sampling inspection to ensure batch consistency of turned parts. The core dimension CPK value is 1.33, which complies with the standards of precision machining.

Q8: Does anodizing affect dimensions?

Yes, anodizing does change the dimensions of turned parts. The usual thickness of the film is from 5 to 25μm. If precision CNC turning is done, the reciprocal dimension normal have to be made allowable.

Q9: What is the difference between CNC turning and Swiss type automatic lathes?

Swiss type automatic lathes offer the best solution for machining slender shafts with diameters <42mm, delivering higher precision levels. CNC turning centers are the tools that allow to produce large diameter, complex parts, and they have a wider machining range.

Q10: Are there any special requirements for export packaging?

Exported turned parts are packaged with rust preventive oil + VCI vapor phase rust inhibitor paper + independent compartments + vacuum packaging, which is an effective method to prevent contamination, corrosion, and damage during sea transport.

Q11: What tests are necessary at the prototype stage?

The prototype phase needs comprehensive CMM inspection, surface roughness measurement, hardness testing, and assembly verification to thoroughly check the turning accuracy and the effectiveness of component assembly.

Q12: How to identify a trustworthy CNC machining supplier?

If you want to select a reliable precision CNC turning supplier, it is mandatory to check their machining equipment, quality certification (ISO/AS9100), and review cases of automated component machining within the same industry.

Summary

Precision CNC turning services represent the lifeblood of industrial automation systems' stable functioning. The machining quality of each CNC turned part is a decisive factor for the performance, lifespan, and stability of automated equipment.

With more than two decades of experience in high precision CNC machining, JS Precision deeply understands the needs of industrial automation technologies. We, as your trusted partner, can solve the 3 main challenges accuracy, delivery time, and cost by precision CNC turning.

Send us your drawings immediately for free DFM analysis and quotation. Make JS Precision a reliable partner on your path to automation success.

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バッチ サイズ (個)	±0.05 mm 公差 (USD/個)	±0.01 mm 公差 (USD/個)	±0.005mm 公差 (USD/個)
10	85	120	180
50	55	77	110
100	32	45	68
500	20	28	42
1000	15	21	31