Във все по -конкурентната производствена среда контролирането на разходите за обработка на механичните части се превърна в критичен фактор за поддържане на конкурентоспособността. Отличният механичен дизайн не само осигурява ефективно производство на част, но и оптимизира разходите. Това изисква инженерите да разгледат всеобхватно фактори като обработка, избор на материали, оптимизация на процесите и използване на ресурси през целия процес на проектиране и производство, като постигнат оптималния баланс между изискванията за изпълнение и икономическата ефективност. Тази статия систематично въвежда стратегии за контрол на разходите през целия процес, от дизайна до производството, предоставяйки практически и всеобхватни насоки.

I. Приложение и внедряване на дизайна за производство (DFM)

1. Принцип на опростяване на дизайна
Ядрото на дизайна за производство (DFM) Лъжи в опростяване на дизайна на части и намаляване на ненужната сложност. Оптимизирането на геометрията може значително да намали трудността на обработката и износването на инструмента. Например, избягвайте трудно-да-Характеристики на машината като дълбоки дупки и малки вътрешни филета, които не само изискват специализирани инструменти, но и увеличават времето и разходите за обработка. По време на дизайна, приоритизирайте формите, които могат да бъдат обработени с помощта на стандартни инструменти, за да се сведе до минимум нуждата от персонализирани инструменти.

2. Методи за оптимизация на процесите
Планирането на процеса на обработка трябва да бъде напълно разгледано по време на началните етапи на дизайна на продукта. Чрез анализиране и изучаване на структурните характеристики и изискванията за обработка на частта може да се определи най -оптималната схема за обработка и схема за затягане. Чрез приемането на паралелен модел за разработка и включване на производствени инженери в прегледите на дизайна в началото, потенциалните производствени проблеми могат да бъдат идентифицирани и разрешени по време на фазата на проектиране, като се избягва по -късните модификации на проектирането и преработката на разходите.

3. Стратегии за подобряване на ефективността на производството
Мулти-инструмент едновременно рязане и мулти-Частната обработка може значително да подобри ефективността на производството. Чрез намаляване на влизането на инструменти и изхода или подравняване в тези времена, времето за обработка на една част може да бъде ефективно съкратено. Например, когато обработвате малки части, използване на мулти-Приспособление за станция за обработка на няколко части наведнъж може да повиши ефективността с повече от 30% в сравнение с единичен-Обработка на парче. Крайната цел на прилагането на DFM е да се постигне висока доходност (ниска скорост на скрап) и минимални ревизии на дизайна, като по този начин постигат разходи-ефективно производство.

II. Разходи-Анализ на ползите от избора на материали

1. Основни принципи на Избор на материали
Изборът на материал първо трябва да отговаря на изискванията за производителност на компонента, включително механични, физически и химични свойства. Например частите за предаване на предавка изискват високо-сила стомана, за да се осигури устойчивост на износване и якост на умора, докато части от вала, работещи в корозивна среда корозия-Устойчива неръждаема стомана. Материал’s производителността директно определя компонента’s стойност и живот на обслужването и е основната основа за избор на материали.

2. Икономически съображения
Докато отговаряте на изискванията за изпълнение, материалите с добра обработка и ниска цена трябва да бъдат приоритизирани. Алуминиеви сплави са широко използвани при фрезоване на ЦПУ, предлагайки бързи скорости на обработка и минимално износване на инструмента, което ги прави идеален избор за механични и външни части. Стандартизираният избор на материали може да оптимизира процесите на възлагане на поръчки, да намали разнообразието на запасите и да по -ниски общи разходи. Статистиката показва, че чрез стандартизация на материали компаниите могат да намалят разходите за възлагане на обществени поръчки с 15%-25%.

3. Стратегия за заместване
Активното идентифициране и валидиране на алтернативни материали е ефективен начин за намаляване на разходите. Например, използване на SKD61 горещо-Работа от стомана вместо SKH51 високо-Скоростната стомана за производство на определени части от плесен може да спести 50%-70% в разходите, без да се компрометира ефективността. Когато избирате материали, човек не трябва сляпо да преследва висока производителност или висока цена, а по -скоро да търси най -подходящия материал въз основа на действителното приложение и функционалните изисквания на частта. Понякога чрез структурна оптимизация на дизайна дори е възможно да се заменят скъпите материали с ниско-разходите.

Повече знания, които бихте могли да прочетете: Изчерпателно ръководство за свойствата на материала: 11 ключови разлики между здравина, скованост, твърдост и други

Iii. Технология за обработка и оптимизация на пътя

1. Най -добрите практики за обработка на ЦПУ
Използване на Advanced CAD/CAM софтуерът за планиране на пътя на инструмента е от ключово значение за оптимизирането Обработка на ЦПУ. Съвременният софтуер на CAM може напълно да разгледа геометрията на детайла, характеристиките на инструмента и изискванията за точност на обработката, за да генерира най -оптимизирания път на инструмента. Технологията за контрол на обратната връзка регулира скоростта на подаване или скоростта на шпиндела в реално време въз основа на промените в силите за рязане, поддържайки силите за рязане в разумен диапазон и подобряване на ефективността на обработката и живота на инструмента.
Технологията за прогнозиране на модела прогнозира промени по време на обработката чрез изграждане на модели, свързани със силите за рязане и температурите на рязане, което му позволява активно да регулира параметрите на обработката, за да се избегне обработването на аномалии. Технологията за адаптивна контрола динамично настройва параметрите въз основа на реално-Данни за обработка на времето, осигуряване на стабилност и ефективност на обработката.

2. Избор на инструменти и оптимизация на параметрите
Изборът на подходящ тип инструмент и геометрия въз основа на изискванията за обработка е от решаващо значение. За обработка на алуминиеви сплави, често се използват крайни мелници, мелници за краища и скучни резачки. Въпреки това са необходими специализирани инструменти-да-машини за машини като високо-Температурни сплави. Контролирането на параметрите на рязане директно влияе върху разходите и качеството на обработката: Прекомерно високите скорости на рязане ускоряват износването на инструмента, докато прекомерно ниските скорости на подаване намаляват производителността. Оптимизирането на комбинации от параметри на рязане чрез методи като ортогонално тестване може да намери оптималния баланс между ефективността на обработката и живота на инструмента. По време на програмирането на ЦПУ, параметрите за избор на инструменти и рязане трябва да бъдат определени в реално време, под човека-взаимодействие на машината, осигурявайки както качеството на обработката, така и ефективността.

3. Управление и подбор на инструменти
Изборът на инструментален материал значително влияе върху ефективността и качеството на обработката. Diamond Tools са подходящи за обработка не-честни метали и не-Метални материали. PCBN инструментите са подходящи за обработка на втвърдена стомана и чугун. Керамичните инструменти са подходящи за високо-скоростна обработка на чугун и висока-Температурните сплави и инструментите с покритие могат да подобрят живота на инструмента и ефективността на обработката. От решаващо значение е да изберете стандартните притежатели на инструменти, които да съответстват на спецификациите на системата на машинните инструменти, за да се гарантира бързо и точно инсталиране на инструмента в шпиндела на машината или да се върнете в списанието Tool, като сведете до минимум времето за промяна на инструмента.

IV. Изискан дизайн и подобрено използване на материали

1. Стратегии за оптимизация на дизайна
Намаляването на дълбочината на образуване на продукти може ефективно да подобри използването на материали. Производител на автомобилни части постигна 8% Увеличаване на използването на материали чрез намаляване на дълбочината на формиране на задния кръстосан елемент на панела на покрива. Подразделението на подходящото продукти и дизайна на монтажа могат допълнително да подобрят използването на материали. Чрез разбиване на продукт на по -малки компоненти и оптимизиране на тяхното сглобяване, материалните отпадъци могат да бъдат намалени.
Използване на компютърна симулация и експериментален анализ на данни за оптимизиране на геометрията на продукта, например чрез използване на нено-Традиционните многоъгълни или извити дизайни могат да постигнат по -голямо използване на материала. В някои случаи структурната оптимизация може дори да намали използването на материали, като същевременно поддържа производителността.

2. Методи за подобряване на ефективността на използването на материали
Намаляването на ширината на материала и стъпката на щампованите части могат да намалят скрап. Множество анализи и оптимизации на CAE по време на фазата на проектиране на повърхността на матрицата осигуряват минимален размер на празен размер, като същевременно поддържат твърдост на продукта, като по този начин подобряват използването на материали.
Използвайки вложена технология за проектиране, системата MES избира части, които трябва да бъдат произведени въз основа на параметри като тип материал, дебелина и дата на доставка, и ги вкарва заедно, за да увеличи максимално използването на лист или материал на тръбата. Чрез оптимизиране на алгоритъма си за гнездене, производствена компания увеличи степента на използване на листата си от 70% до 85%, спестявайки над един милион юана в годишни материални разходи.

3. Оптимизация на процесите и стандартизацията
Оптимизацията на процеса подобрява използването на материали, намалява спецификациите на специализираните материали, увеличава гъвкавостта на материала и намалява разходите за запаси и управление. Установяването на стандарти и спецификации за използване на материали позволява обединено планиране на материали с различна дебелина и спецификации, като се избягват отпадъците и увеличените разходи за управление, причинени от свръхпроизводство на материални спецификации.

V. Разходи-Анализ на ползите от повърхностното обработка

1. Анализ на състава на разходите
Разходи за повърхностно обработка Включете материалните разходи (Химикали, покривни материали и др.), Разходи за труд, амортизация на оборудването и потребление на енергия. При провеждане на разходи за повърхностна обработка-Анализ на ползите, тези фактори трябва да бъдат обмислени всеобхватно и сравнени с подобренията на производителността, породени от повърхностната обработка. Например, газопроводането може да подобри част’S Корозионна устойчивост, но може да увеличи производствените разходи с 15%-25%.

2. Стратегии за оптимизиране на разходите
Изборът на подходяща степен на покритие на повърхността е от решаващо значение. Прекомерно високите изисквания за покритие на повърхността могат значително да увеличат разходите за обработка, докато разумните изисквания за качество на повърхността могат да отговарят на функционалните изисквания, като същевременно контролират разходите. Опитайте се да избегнете прилагането на множество различни повърхностни обработки към една и съща част, тъй като това добавя допълнителни стъпки и разходи за обработка.
Разгледайте цялостно изискванията за повърхностно обработка на всяка част от цялостна гледна точка на продукта и намалете ненужните стъпки на повърхностно обработка чрез проектиране и оптимизация на процесите. Например, структурният дизайн може да избегне обработката и повърхностното обработка на скрити вътрешни повърхности, ограничавайки лечението до критични функционални повърхности.

3. Решение-Извършване на методи и изпълнение
Създайте процес за оценка на необходимостта от повърхностно обработка, за да се определи ясно кога е необходима повърхностна обработка. За декоративни повърхностни обработки помислете за по -икономични алтернативи. За функционалните повърхностни обработки се уверете, че качеството на лечението отговаря на изискванията. Максимизирайте цената-Ефективност на повърхностните обработки чрез строго счетоводство на разходите и управление на производството.
Оптимизирайте планирането на процесите, за да намалите подготовката и времето на оборотите преди и след повърхностното обработка. Приемането на интензивен производствен модел за централизиране на обработката на части, изискващи същата повърхностна обработка, може да намали на-разходи за обработка на части.