점점 경쟁이 치열해지는 제조 환경에서 기계 부품의 가공 비용을 제어하는 ​​것은 경쟁력을 유지하는 데 중요한 요소가 되었습니다. 뛰어난 기계 설계로 효율적인 부품 생산이 보장될 뿐만 아니라 비용도 최적화됩니다. 이를 위해서는 엔지니어가 전체 설계 및 제조 프로세스에 걸쳐 기계 가공성, 재료 선택, 프로세스 최적화, 자원 활용 등의 요소를 종합적으로 고려하여 성능 요구 사항과 경제적 효율성 간의 최적의 균형을 유지해야 합니다. 이 기사에서는 설계부터 제조까지 전체 프로세스에 걸쳐 비용 관리 전략을 체계적으로 소개하여 실용적이고 포괄적인 지침을 제공합니다.

I. 제조가능성을 위한 설계의 적용 및 구현 (DFM)

1. 디자인 단순화 원칙
제조 가능성을 위한 설계의 핵심 (DFM) 부품 설계를 단순화하고 불필요한 복잡성을 줄이는 데 있습니다. 형상을 최적화하면 가공 난이도와 공구 마모를 크게 줄일 수 있습니다. 예를 들어 어려운 것을 피하십시오.-에게-깊은 구멍, 작은 내부 필렛과 같은 기계 기능으로 인해 특수 도구가 필요할 뿐만 아니라 가공 시간과 비용도 늘어납니다. 설계 중에는 표준 도구를 사용하여 가공할 수 있는 형상의 우선순위를 지정하여 맞춤형 도구의 필요성을 최소화합니다.

2. 공정 최적화 방법
가공 공정 계획은 제품 설계 초기 단계에서 충분히 고려되어야 합니다. 부품의 구조적 특성과 가공 요구 사항을 분석하고 연구함으로써 가장 최적의 가공 순서와 클램핑 방식을 결정할 수 있습니다. 병렬 개발 모델을 채택하고 초기에 설계 검토에 제조 엔지니어를 참여시킴으로써 설계 단계에서 잠재적인 제조 문제를 식별하고 해결할 수 있으므로 나중에 설계 수정 및 재작업 비용을 피할 수 있습니다.

3. 생산 효율성 향상 전략
멀티-공구 동시절단 및 멀티-부품 가공은 생산 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 공구 진입 및 진출 시간을 줄이거나 이러한 시간을 정렬함으로써 단일 부품의 가공 시간을 효과적으로 단축할 수 있습니다. 예를 들어, 작은 부품을 가공할 때 멀티를 사용하여-한 번에 여러 부품을 처리하는 스테이션 고정 장치로 효율성을 30배 이상 높일 수 있습니다.% 싱글에 비해-조각 가공. DFM 구현의 궁극적인 목표는 높은 수율을 달성하는 것입니다. (낮은 폐기율) 설계 수정을 최소화하여 비용 절감-효과적인 제조.

II. 비용-재료 선택의 이점 분석

1. 기본원리 재료 선택
재료 선택은 먼저 기계적, 물리적, 화학적 특성을 포함하여 부품의 성능 요구 사항을 충족해야 합니다. 예를 들어 기어 변속기 부품에는 높은 요구 사항이 있습니다.-내마모성과 피로 강도를 보장하는 고강도 강철, 부식성 환경에서 작동하는 샤프트 부품에는 부식-저항하는 스테인레스 스틸. 재료’성능이 구성 요소를 직접적으로 결정합니다.’가치와 사용 수명이 중요하며 재료 선택의 기본 기초입니다.

2. 경제적 고려사항
성능 요구 사항을 충족하는 동시에 가공성이 좋고 비용이 저렴한 소재가 우선시되어야 합니다. 알루미늄 합금 CNC 밀링에 널리 사용되며 빠른 가공 속도와 최소한의 공구 마모를 제공하므로 기계 및 외부 부품에 이상적인 선택입니다. 표준화된 자재 선택은 조달 프로세스를 간소화하고 재고 다양성을 줄이며 전체 비용을 낮출 수 있습니다. 통계에 따르면 자재 표준화를 통해 기업은 조달 비용을 15% 절감할 수 있습니다.%-25%.

3. 대체 전략
대체 재료를 적극적으로 식별하고 검증하는 것은 비용을 절감하는 효과적인 방법입니다. 예를 들어 SKD61 핫을 사용하면-SKH51 높이 대신 작업 금형 강철-특정 금형 부품을 제조하는 고속 강철은 50을 절약할 수 있습니다.%-70% 성능 저하 없이 비용 절감. 소재를 선택할 때, 무작정 고성능이나 고가를 추구할 것이 아니라, 부품의 실제 용도와 기능적 요구사항을 바탕으로 가장 적합한 소재를 찾아야 합니다. 때로는 구조 설계 최적화를 통해 값비싼 재료를 낮은 재료로 대체하는 것도 가능합니다.-비용이 많이 듭니다.

읽을 수 있는 더 많은 지식: 재료 특성에 대한 종합 가이드: 강도, 강성, 경도 등의 11가지 주요 차이점

III. 처리 기술 및 경로 최적화

1. CNC 가공 경로 모범 사례
고급 CAD 사용/공구 경로 계획을 위한 CAM 소프트웨어는 최적화의 핵심입니다. CNC 가공. 최신 CAM 소프트웨어는 공작물 형상, 공구 특성 및 가공 정확도 요구 사항을 완전히 고려하여 가장 최적화된 공구 경로를 생성할 수 있습니다. 파워 피드백 제어 기술은 절삭력 변화에 따라 이송 속도나 스핀들 속도를 실시간으로 조정하여 절삭력을 합리적인 범위 내로 유지하고 가공 효율성과 공구 수명을 향상시킵니다.
모델 예측 제어 기술은 절삭력 및 절삭 온도와 관련된 모델을 구축하여 가공 중 변화를 예측하고 가공 매개변수를 사전에 조정하여 가공 이상을 방지할 수 있습니다. 적응형 제어 기술은 실제 기반으로 매개변수를 동적으로 조정합니다.-시간 가공 데이터를 통해 가공 안정성과 효율성을 보장합니다.

2. 도구 선택 및 매개변수 최적화
가공 요구 사항에 따라 적절한 공구 유형과 형상을 선택하는 것이 중요합니다. 알루미늄 합금 가공에는 엔드밀, 볼 엔드밀, 보링 커터가 일반적으로 사용됩니다. 하지만 어려운 작업에는 전문적인 도구가 필요합니다.-에게-높은 것과 같은 기계 재료-온도 합금. 절삭 매개변수 제어는 가공 비용과 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 절삭 속도가 지나치게 높으면 공구 마모가 가속화되고, 이송 속도가 지나치게 낮으면 생산성이 저하됩니다. 직교 테스트와 같은 방법을 통해 절삭 매개변수 조합을 최적화하면 가공 효율성과 공구 수명 간의 최적의 균형을 찾을 수 있습니다. CNC 프로그래밍 중에 공구 선택 및 절단 매개변수는 사람이 실시간으로 결정해야 합니다.-기계 상호 작용을 통해 가공 품질과 효율성을 모두 보장합니다.

3. 도구 관리 및 선택
공구 재료의 선택은 가공 효율성과 품질에 큰 영향을 미칩니다. 다이아몬드 공구는 비 가공에 적합합니다.-철금속 및 비금속-금속 재료. PCBN 공구는 경화강 및 주철 가공에 적합합니다. 세라믹 도구는 높은 작업에 적합합니다.-주철 및 고속 가공-온도 합금 및 코팅 공구는 공구 수명과 가공 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 공구를 기계 스핀들에 빠르고 정확하게 설치하거나 공구 매거진으로 돌아가 공구 교환 시간을 최소화하려면 공작 기계 시스템 사양과 일치하는 표준 공구 홀더를 선택하는 것이 중요합니다.

IV. 세련된 디자인과 향상된 소재 활용도

1. 설계 최적화 전략
제품의 성형 깊이를 줄이면 재료 활용도를 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 자동차 부품 제조업체는 8을 달성했습니다.% 루프 패널의 후면 크로스 멤버의 성형 깊이를 줄여 재료 활용도를 높입니다. 적절한 제품 세분화 및 조립 설계를 통해 자재 활용도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. 제품을 더 작은 구성요소로 나누고 조립을 최적화함으로써 재료 낭비를 줄일 수 있습니다.
컴퓨터 시뮬레이션과 실험 데이터 분석을 활용하여 제품 형상을 최적화합니다.-전통적인 다각형 또는 곡선 디자인은 더 높은 재료 활용도를 달성할 수 있습니다. 어떤 경우에는 구조 최적화를 통해 성능을 유지하면서 재료 사용량을 줄일 수도 있습니다.

2. 자재 활용 효율성을 향상시키는 방법
재료 폭과 스탬핑 부품의 피치를 줄이면 스크랩을 줄일 수 있습니다. 다이 표면 설계 단계에서 여러 CAE 분석 및 최적화를 통해 블랭크 크기를 최소화하는 동시에 제품 강성을 유지함으로써 재료 활용도를 향상시킵니다.
MES 시스템은 네스티드 설계 기술을 활용하여 재료 유형, 두께, 납품일 등의 매개변수를 기반으로 생산할 부품을 선택하고 함께 네스팅하여 시트 또는 튜브 재료의 활용도를 극대화합니다. 한 제조 회사는 네스팅 알고리즘을 최적화하여 시트 재료 활용률을 70%에서 70%로 높였습니다.% 85까지%, 연간 재료비를 100만 위안 이상 절약합니다.

3. 프로세스 및 표준화 최적화
프로세스 최적화는 재료 활용도를 향상시키고, 특수 재료 사양을 줄이고, 재료 다양성을 높이고, 재고 및 관리 비용을 줄입니다. 자재 사용 기준 및 사양을 설정하면 다양한 두께와 사양의 자재를 통일적으로 계획할 수 있어 자재 사양 과잉으로 인한 낭비 및 관리 비용 증가를 방지할 수 있습니다.

V. 비용-표면처리의 장점 분석

1. 비용 구성 분석
표면처리비용 재료비 포함 (화학약품, 코팅재료 등), 인건비, 장비 감가 상각 및 에너지 소비. 표면처리 비용 실시 시-이점 분석을 위해서는 이러한 요소들을 종합적으로 고려하고 표면 처리에 따른 성능 향상과 비교해야 합니다. 예를 들어, 전기도금은 부품을 개선할 수 있습니다.’내식성은 뛰어나지만 제조 비용이 15만큼 증가할 수 있습니다.%-25%.

2. 비용 최적화 전략
적절한 표면 마감 등급을 선택하는 것이 중요합니다. 지나치게 높은 표면 마감 요구 사항은 가공 비용을 크게 증가시킬 수 있으며, 합리적인 표면 품질 요구 사항은 비용을 제어하면서 기능적 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 동일한 부품에 여러 가지 다른 표면 처리를 적용하지 마십시오. 이렇게 하면 추가 처리 단계와 비용이 추가됩니다.
제품 전체의 관점에서 각 부품의 표면 처리 요구 사항을 종합적으로 고려하고, 설계 및 공정 최적화를 통해 불필요한 표면 처리 단계를 줄입니다. 예를 들어, 구조 설계에서는 숨겨진 내부 표면의 기계 가공 및 표면 처리를 방지하여 중요한 기능 표면에 대한 처리를 제한할 수 있습니다.

3. 결정-방법 만들기 및 구현
표면 처리가 필요한 시기를 명확하게 정의하기 위해 표면 처리의 필요성을 평가하는 프로세스를 확립합니다. 장식적인 표면 처리의 경우 보다 경제적인 대안을 고려하십시오. 기능성 표면 처리의 경우 처리 품질이 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오. 비용을 극대화하세요-엄격한 원가 계산 및 생산 관리를 통해 표면 처리 효과를 높입니다.
표면 처리 전후의 준비 및 소요 시간을 줄이기 위해 공정 일정을 최적화합니다. 동일한 표면 처리가 필요한 부품의 처리를 중앙 집중화하기 위해 집약적 생산 모델을 채택하면-부품 가공 비용.