Yhä kilpailukykyisessä valmistusympäristössä mekaanisten osien työstökustannusten hallinnasta on tullut kriittinen tekijä kilpailukyvyn ylläpitämisessä. Erinomainen mekaaninen suunnittelu ei vain takaa tehokkaan osan tuotannon, vaan myös optimoi kustannukset. Tämä edellyttää, että insinöörit harkitsevat kattavasti tekijöitä, kuten konettavuutta, materiaalien valintaa, prosessien optimointia ja resurssien käyttöä koko suunnittelu- ja valmistusprosessissa, mikä saavuttaa optimaalisen tasapainon suorituskykyvaatimusten ja taloudellisen tehokkuuden välillä. Tämä artikkeli esittelee systemaattisesti kustannustenhallintastrategioita koko prosessin ajan suunnittelusta valmistukseen, käytännön ja kattavan ohjauksen tarjoamiseen.

I. Valmistettavuuden suunnittelun soveltaminen ja toteutus (Dfm)

1. Suunnittelun yksinkertaistamisperiaate
Valmistettavuuden suunnittelun ydin (Dfm) on osan suunnittelun yksinkertaistaminen ja tarpeettoman monimutkaisuuden vähentäminen. Geometrian optimointi voi vähentää merkittävästi koneistusvaikeuksia ja työkalujen kulumista. Vältä esimerkiksi vaikeaa--lla-Koneominaisuudet, kuten syvät reikät ja pienet sisäiset fileet, jotka eivät vain vaadi erikoistuneita työkaluja, vaan lisäävät myös koneistusaikaa ja kustannuksia. Suunnittelun aikana priorisoi muodot, jotka voidaan koneistaa vakiotyökaluilla mukautettujen työkalujen tarpeen minimoimiseksi.

2. Prosessien optimointimenetelmät
Koneistusprosessin suunnittelua tulisi harkita täysin tuotesuunnittelun alkuvaiheissa. Analysoimalla ja tutkimalla osan rakenteellisia ominaisuuksia ja koneistusvaatimuksia voidaan määrittää optimaalisin koneistussekvenssi ja puristusjärjestelmä. Hyväksymällä rinnakkaiskehitysmalli ja osallistumalla valmistusinsinööreihin suunnittelukatsauksiin jo varhain, mahdolliset valmistuskysymykset voidaan tunnistaa ja ratkaista suunnitteluvaiheessa välttäen myöhempiä suunnittelumuutoksia ja uusintakustannuksia.

3. Tuotannon tehokkuuden parantamisstrategiat
Moni--työkalu samanaikainen leikkaus ja multi-Osan koneistus voi parantaa merkittävästi tuotannon tehokkuutta. Vähentämällä työkalujen syöttämistä ja poistumisaikoja tai kohdistamallanämä ajat, yhden osan työstöaika voidaan lyhentää tehokkaasti. Esimerkiksi pienten osien koneessa, monen käyttämällä-Aseman kiinnitys useiden osien käsittelemiseksi kerralla voi lisätä tehokkuutta yli 30% verrattuna yksin-pala koneistus. DFM:n toteuttamisen perimmäinen tavoite on saavuttaa korkea sato (alhainen romu) ja minimaalisten suunnittelutehtävät, saavuttaen siten kustannukset-tehokas valmistus.

II. Maksaa-Materiaalin valinnan hyötyanalyysi

1. Perusperiaatteet Materiaalivalinta
Materiaalin valinnan on ensin täytettävä komponentin suorituskykyvaatimukset, mukaan lukien mekaaniset, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Esimerkiksi vaihdevaihteistot vaativat korkeat-Vahvuusteräs kulunkestävyyden ja väsymyslujuuden varmistamiseksi, kun taas syövyttävissä ympäristöissä toimivat akseliosat vaativat korroosio-kestävä ruostumaton teräs. Materiaali’S Suorituskyky määrittää suoraan komponentin’S -arvo ja palveluikä ja on ensisijainen perusta materiaalien valintaan.

2. Taloudellisetnäkökohdat
Suorituskykyvaatimukset täyttäisivät samalla materiaalit, joilla on hyvä konettavuus ja alhaiset kustannukset, olisi asetettava etusijalle. Alumiiniseokset käytetään laajasti CNC -jyrsinnässä, tarjoamallanopeaa koneistusnopeutta ja minimaalista työkalujen kulumista, mikä tekeeniistä ihanteellisen valinnan mekaanisiin ja ulkoisiin osiin. Standardoidut materiaalien valinta voi virtaviivaistaa hankintaprosesseja, vähentää varaston lajiketta ja alentaa kokonaiskustannuksia. Tilastot osoittavat, että materiaalien standardisoinnin avulla yritykset voivat vähentää hankintakustannuksia 15: llä%-25%.

3. Korvausstrategia
Vaihtoehtoisten materiaalien aktiivisen tunnistaminen ja validointi on tehokas tapa vähentää kustannuksia. Esimerkiksi SKD61:n kuuma-Työskennä teräs SKH51 -korkean sijasta-Nopeusteräs tiettyjen muotiosien valmistamiseksi voi säästää 50%-70% kustannuksissa vaarantamatta suorituskykyä. Materiaaleja valittaessa ei pidä sokeasti saavuttaa korkeaa suorituskykyä tai korkeaa hintaa, vaan etsiä sopivin materiaali osan todellisten sovellusten ja toiminnallisten vaatimusten perusteella. Joskus rakenteellisen suunnittelun optimoinnin avulla on jopa mahdollista korvata kalliit materiaalit matalalla-kustannukset.

Lisää tietoa, jonka voit lukea: Kattava opas materiaalien ominaisuuksiin: 11 keskeistä eroa lujuuden, jäykkyyden, kovuuden ja muun välillä

III. Käsittelytekniikka ja polun optimointi

1. CNC -koneistuspolku parhaat käytännöt
Käyttämällä Advanced CAD: tä/CAM -ohjelmisto työkalujen polun suunnittelulle on avain optimoinnin kannalta CNC -koneistus. Nykyaikaiset CAM -ohjelmistot voivat täysin harkita työkappaleen geometriaa, työkaluominaisuuksia ja koneistustarkkuusvaatimuksia optimoidun työkalupolun luomiseksi. Virtapalauteohjaustekniikka säätää syötteenopeutta tai karannopeutta reaaliajassa leikkausvoimien muutosten perusteella, pitämällä leikkausvoimat kohtuullisella alueella ja parantamalla koneistustehokkuutta ja työkalujen käyttöikää.
Malli Ennustava ohjaustekniikka ennustaa muutoksia koneistuksen aikana leikkausvoimiin ja leikkauslämpötiloihin liittyvien rakennusmallien avulla, jolloin se voi säätää työstöparametreja proaktiivisesti koneistusanomalioiden välttämiseksi. Adaptiivinen ohjaustekniikka säätää dynaamisesti parametreja todellisiin-Aikakoneiden tiedot, työstökyvyn ja tehokkuuden varmistaminen.

2. työkalujen valinta ja parametrien optimointi
Koneistusvaatimuksiin perustuvan asianmukaisen työkalutyypin ja geometrian valitseminen on ratkaisevan tärkeää. Yleisesti käytetään alumiiniseosten koneistus, päätymyllyt, pallopäätehtaat ja tylsät leikkurit. Erikoistuneita työkaluja tarvitaan kuitenkin vaikeaksi--lla-konemateriaalit, kuten korkea-Lämpötilaseokset. Leikkausparametrien hallinta vaikuttaa suoraan koneistuskustannuksiin ja laatuun: Liian korkeat leikkuunopeudet kiihdyttävät työkalujen kulumista, kun taas liian alhaiset syöttöasteet vähentävät tuottavuutta. Parametriyhdistelmien leikkaamisen optimointi menetelmillä, kuten ortogonaalisella testauksella, voi löytää optimaalisen tasapainon koneistustehokkuuden ja työkalun käyttöiän välillä. CNC -ohjelmoinnin aikana työkalujen valinta- ja leikkausparametrit on määritettävä reaaliajassa, ihmisen alla-Koneen vuorovaikutus varmistaen sekä koneistuslaadun että tehokkuuden.

3. Työkalujen hallinta ja valinta
Työkalumateriaalin valinta vaikuttaa merkittävästi koneistustehokkuuteen ja laatuun. Timanttityökalut sopivat ei-rautametallit ja muut kuin-Metalliset materiaalit. PCBN -työkalut soveltuvat kovetetun teräs- ja valuraudan työstöön. Keraamiset työkalut sopivat korkealle-Valuraudan ja korkeannopeuden koneistus-Lämpötilaseokset ja päällystetyt työkalut voivat parantaa työkalujen käyttöikää ja koneistustehokkuutta. On tärkeää valita standardi työkalunhaltijat, jotka vastaavat työstötyökalujärjestelmän eritelmiä, jotta varmistetaan työkalunnopea ja tarkka asentaminen konekaraan tai palata työkalulehteen, minimoimalla työkalujen muutosaika.

Iv. Hienostunut suunnittelu ja parantunut materiaalien käyttö

1. Suunnittelun optimointistrategiat
Tuotteiden muodostumissyvyyden vähentäminen voi parantaa materiaalin käyttöä tehokkaasti. Autoteollisuuden osien valmistaja saavutti 8% Materiaalin käytön lisääminen vähentämällä kattopaneelin takaosan ristijäsenen muodostumissyvyyttä. Asianmukainen tuotesuunnittelu ja kokoonpano -suunnittelu voivat edelleen parantaa materiaalien käyttöä. Jakaamalla tuote pienempiin komponentteihin ja optimoimallaniiden kokoonpano, materiaalijätteet voidaan vähentää.
Tietokoneen simulaation ja kokeellisen tietoanalyysin hyödyntäminen tuotegeometrian optimoimiseksi, esimerkiksi käyttämällä ei --Perinteiset monikulmio- tai kaarevat mallit voivat saavuttaa suuremman materiaalin hyödyntämisen. Joissakin tapauksissa rakenteellinen optimointi voi jopa vähentää materiaalin käyttöä säilyttäen samalla suorituskykyä.

2. menetelmät materiaalin hyödyntämisen parantamiseksi
Materiaalin leveyden ja leimattujen osiennousun vähentäminen voivat vähentää romua. Useat CAE -analyysit ja optimoinnit muotin pinnan suunnitteluvaiheessa varmistavat minimaalisen tyhjän koon säilyttäen samalla tuotteen jäykkyyttä parantaen siten materiaalin käyttöä.
MES -järjestelmä valitsee sisäkkäisen suunnittelutekniikan hyödyntämällä tuotettavia osia parametrien, kuten materiaalityypin, paksuuden ja toimituspäivän perusteella, ja pesine yhteen arkin tai putkimateriaalin käytön maksimoimiseksi. Optimoimalla pesäalgoritminsa, valmistusyritys lisäsi arkin materiaalin käyttöastetta 70: stä% 85%, säästää yli miljoona yuania vuotuisissa materiaalikustannuksissa.

3. Prosessi- ja standardoinnin optimointi
Prosessin optimointi parantaa materiaalien käyttöä, vähentää erikoistuneita materiaalien eritelmiä, lisää materiaalin monipuolisuutta ja vähentää varasto- ja hallintakustannuksia. Materiaalien käyttöstandardien ja eritelmien laatiminen mahdollistaa erilaisten paksuuksien ja eritelmien materiaalien suunnittelun, välttäen jätteitä ja lisääntyneitä hallintokustannuksia, jotka johtuvat materiaalien eritelmien liiallisesta määrästä.

V. Kustannukset-Pintakäsittelyn hyötyanalyysi

1. kustannuskoostumuksen analyysi
Pintakäsittelykustannukset Sisällytä materiaalikustannukset (Kemikaalit, pinnoiteaineet jne.), työvoimakustannukset, laitteiden poistot ja energiankulutus. Pintakäsittelykustannusten suorittamisessa-Hyötyanalyysi,näitä tekijöitä on harkittava kattavasti ja verrata pintakäsittelyn aiheuttamiin suorituskyvyn parannuksiin. Esimerkiksi elektropanointi voi parantaa osaa’S -korroosionkestävyys, mutta se voi lisätä valmistuskustannuksia 15%-25%.

2. Kustannusoptimointistrategiat
Sopivan pinta -asteen valitseminen on ratkaisevan tärkeää. Liian korkeat pintavaatimukset voivat lisätä merkittävästi käsittelykustannuksia, kun taas kohtuulliset pinnan laatuvaatimukset voivat täyttää toiminnalliset vaatimukset samalla kun hallitaan kustannuksia. Yritä välttää useiden erilaisten pintakäsittelyjen asettamista samaan osaan, koska tämä lisää lisäkäsittelyvaiheita ja kustannuksia.
Harkitse kattavasti kunkin osan pintakäsittelyvaatimuksia kokonaisvaltaisesta tuotteennäkökulmasta ja vähennä tarpeettomia pintakäsittelyvaiheita suunnittelun ja prosessien optimoinnin kautta. Esimerkiksi rakennesuunnittelu voi välttää piilotettujen sisäisten pintojen koneistamisen ja pintakäsittelyn, rajoittaen käsittelyä kriittisiin funktionaalisiin pintoihin.

3. Päätös-Menetelmien ja toteutuksen tekeminen
Luo prosessi pintakäsittelyn tarpeen arvioimiseksi selvästi, kun pintakäsittely on tarpeen. Koristeellisissa pintakäsittelyissä harkitse taloudellisempia vaihtoehtoja. Varmista, että funktionaalisten pintakäsittelyjen osalta hoidon laatu täyttää vaatimukset. Maksimoida kustannukset-Pintakäsittelyjen tehokkuus tiukan kustannuslaskenta- ja tuotannonhallinnan avulla.
Optimoi prosessiaikataulu valmistus- ja käännösajan vähentämiseksi ennen pintakäsittelyä ja sen jälkeen. Intensiivisen tuotantomallin omaksuminen samaan pintakäsittelyyn vaadittavien osien käsittelemiseksi voi vähentää-Osankäsittelykustannukset.