În mediul de fabricație din ce în ce mai competitiv, controlul costurilor de prelucrare pentru piese mecanice a devenit un factor critic în menținerea competitivității. Proiectarea mecanică excelentănunumai că asigură o producție eficientă, dar, de asemenea, optimizează costurile. Acest lucrunecesită ingineri să ia în considerare în mod cuprinzător factori precum mașina, selecția materialelor, optimizarea proceselor și utilizarea resurselor pe întregul proces de proiectare și fabricație, atingând echilibrul optim între cerințele de performanță și eficiența economică. Acest articol introduce în mod sistematic strategii de control al costurilor pe parcursul întregului proces, de la proiectare la fabricație, oferind îndrumări practice și cuprinzătoare.

I. Aplicarea și implementarea proiectării pentru producție (DFM)

1. Principiul simplificării proiectării
Nucleul designului pentru producție (DFM) constă în simplificarea proiectării pieselor și reducerea complexității inutile. Optimizarea geometriei poate reduce semnificativ dificultățile de prelucrare și uzura sculei. De exemplu, evitați dificil-la-Caracteristici ale mașinii, cum ar fi găuri adânci și fileuri interne mici, carenunumai cănecesită instrumente specializate, dar și cresc timpul și costurile de prelucrare. În timpul proiectării, prioritizează forme care pot fi prelucrate folosind instrumente standard pentru a reducenevoia de instrumente personalizate.

2. Metode de optimizare a procesului
Planificarea proceselor de prelucrare ar trebui să fie luată în considerare pe deplin în etapele inițiale ale proiectării produsului. Prin analizarea și studierea caracteristicilor structurale și a cerințelor de prelucrare ale piesei, se pot determina cea mai optimă secvență de prelucrare și schemă de prindere. Prin adoptarea unui model de dezvoltare paralelă și implicarea inginerilor de fabricație în revizuirile de proiectare din timp, problemele potențiale de fabricație pot fi identificate și rezolvate în faza de proiectare, evitând modificările de proiectare ulterioare și costurile de refacere.

3. Strategii de îmbunătățire a eficienței producției
Multi-instrument tăiere simultană și multi-Prelucrarea pieselor poate îmbunătăți semnificativ eficiența producției. Prin reducerea timpului de intrare și de ieșire a instrumentelor sau alinierea acestor ori, timpul de prelucrare pentru o singură parte poate fi scurtat eficient. De exemplu, la prelucrarea pieselor mici, folosind un multi-Stația pentru a prelucra mai multe părți simultan poate crește eficiența cu mai mult de 30% comparativ cu single-prelucrare a piesei. Scopul final al implementării DFM este de a obține un randament ridicat (rată scăzută de resturi) și revizii minime de proiectare, obținând astfel costuri-Fabricare eficientă.

Ii. Cost-Analiza beneficiilor selecției materialelor

1. Principiile de bază ale Selectarea materialelor
Selecția materialelor trebuie să îndeplinească mai întâi cerințele de performanță ale componentei, inclusiv proprietățile mecanice, fizice și chimice. De exemplu, piesele de transmisie a angrenajuluinecesită ridicat-Oțel de rezistență pentru a asigura rezistența la uzură și rezistența oboselii, în timp ce piesele de arbore care funcționează în medii corozivenecesită coroziune-Oțel inoxidabil rezistent. Un material’S Performanța determină direct componenta’Valoarea și durata de viață a serviciilor și este baza principală pentru selecția materială.

2. Considerații economice
În timp ce îndeplinesc cerințele de performanță, trebuie să fie prioritizate materiale cu o utilabilitate bună și costuri reduse. Aliaje de aluminiu sunt utilizate pe scară largă în freza CNC, oferind viteze de prelucrare rapidă și o uzură minimă a sculelor, ceea ce le face o alegere ideală pentru piese mecanice și externe. Selecția standardizată a materialelor poate eficientiza procesele de achiziții, poate reduce varietatea de inventar și poate scădea costurile generale. Statisticile arată că, prin standardizarea materială, companiile pot reduce costurile de achiziții până la 15%-25%.

3. Strategia de substituție
Identificarea și validarea activă a materialelor alternative este o modalitate eficientă de a reduce costurile. De exemplu, folosind SKD61 HOT-lucrează oțel în loc de skh51 înalt-Oțelul de viteză pentru fabricarea anumitor piese de matriță poate economisi 50%-70% în costuri fără a compromite performanța. Atunci când selectați materiale,nu trebuie să urmăriți orbește performanțe ridicate sau un preț ridicat, ci mai degrabă să căutați cel mai adecvat material pe baza aplicației reale și a cerințelor funcționale ale piesei. Uneori, prin optimizarea proiectării structurale, este chiar posibil să se înlocuiască materialele scumpe cu scăzut-cele costuri.

Mai multe cunoștințe pe care le -ați putea citi: Ghid cuprinzător pentru proprietățile materiale: 11 diferențe cheie între rezistență, rigiditate, duritate și multe altele

Iii. Tehnologia de procesare și optimizarea căilor

1. Calea de prelucrare CNC Cele mai bune practici
Folosind CAD avansat/Software -ul CAM pentru planificarea căii de instrumente este esențial pentru optimizare Prelucrare CNC. Software -ul CAM modern poate lua în considerare pe deplin geometria piesei de lucru, caracteristicile sculei și cerințele de precizie a prelucrării pentru a genera cea mai optimizată cale de instrumente. Tehnologia de control al feedback -ului puterii ajustează viteza de alimentare sau viteza fusului în timp real, în funcție de modificările forțelor de tăiere, menținând forțele de tăiere într -o gamă rezonabilă și îmbunătățirea eficienței prelucrării și a duratei de viață a sculei.
Model Tehnologia de control predictivă prezice modificările în timpul prelucrării prin modele de construcție legate de forțele de tăiere și temperaturi de tăiere, permițându -i să ajusteze proactiv parametrii de prelucrare pentru a evita prelucrarea anomaliilor. Tehnologia de control adaptivă ajustează dinamic parametrii pe baza reală-Date de prelucrare a timpului, asigurând stabilitatea și eficiența prelucrării.

2.. Selecția instrumentelor și optimizarea parametrilor
Alegerea tipului de scule și geometria corespunzătoare bazate pe cerințele de prelucrare este crucială. Pentru prelucrarea aliajului de aluminiu, fabricile de capăt, fabricile de capăt cu bilă și tăieturile plictisitoare sunt utilizate în mod obișnuit. Cu toate acestea, instrumentele specializate suntnecesare pentru dificil-la-Materiale pentru mașini, cum ar fi High-aliaje de temperatură. Controlul parametrilor de tăiere afectează direct costurile și calitatea prelucrării: viteza de tăiere excesiv de mare accelerează uzura sculei, în timp ce ratele de alimentare excesiv de mici reduc productivitatea. Optimizarea combinațiilor de parametri de tăiere prin metode precum testarea ortogonală poate găsi echilibrul optim între eficiența prelucrării și durata de viață a sculei. În timpul programării CNC, parametrii de selecție și tăiere a sculelor trebuie să fie determinate în timp real, sub om-Interacțiunea mașinii, asigurând atât calitatea prelucrării, cât și eficiența.

3. Managementul și selecția instrumentelor
Alegerea materialelor de scule afectează semnificativ eficiența și calitatea prelucrării. Instrumentele cu diamante sunt potrivite pentru prelucrareanon-metale feroase șinon-Materiale metalice. Instrumentele PCBN sunt potrivite pentru prelucrarea oțelului întărit și fontă. Instrumentele ceramice sunt potrivite pentru mare-prelucrarea rapidă a fontei și a creșterii-Aliajele de temperatură și instrumentele acoperite pot îmbunătăți durata de viață a sculei și eficiența prelucrării. Este crucial să selectați deținătorii de instrumente standard care să corespundă specificațiilor sistemului de mașini -unelte pentru a asigura instalarea rapidă și precisă a instrumentului în fusul mașinii sau pentru a reveni la revista de instrumente, minimizând timpul de schimbare a instrumentului.

Iv. Proiectare rafinată și utilizarea îmbunătățită a materialelor

1. Strategii de optimizare a proiectării
Reducerea adâncimii de formare a produselor poate îmbunătăți eficient utilizarea materialelor. Un producător de piese auto a obținut un 8% Creșterea utilizării materialelor prin reducerea adâncimii de formare a membrului transversal din spate al unui panou de acoperiș. Subdiviziunea de produse adecvată și proiectarea de asamblare poate îmbunătăți în continuare utilizarea materialelor. Prin ruperea unui produs în componente mai mici și optimizarea ansamblului acestora, deșeurile de materiale pot fi reduse.
Utilizarea simulării computerului și a analizei experimentale a datelor pentru a optimiza geometria produsului, cum ar fi utilizândnon-Modelele poligonale tradiționale sau curbate, pot obține o utilizare mai mare a materialelor. În unele cazuri, optimizarea structurală poate reduce chiar și utilizarea materialelor, menținând în același timp performanța.

2. Metode pentru îmbunătățirea eficienței utilizării materialelor
Reducerea lățimii materialului și pasul de piese ștampilate poate reduce resturile. Analizele multiple CAE și optimizările în faza de proiectare a suprafeței matriței asigură o dimensiune minimănecompletată, menținând în același timp rigiditatea produsului, îmbunătățind astfel utilizarea materialelor.
Folosind tehnologia de proiectare cuibărită, sistemul MES selectează piese care trebuie produse pe baza unor parametri precum tipul de material, grosimea și data de livrare și le cuibărește împreună pentru a maximiza utilizarea foii sau a materialului tubului. Prin optimizarea algoritmului său de cuibărit, o companie de producție și -a mărit rata de utilizare a materialelor de foi de la 70% la 85%, economisind peste un milion de yuani în costuri materiale anuale.

3. Optimizarea procesului și standardizării
Optimizarea procesului îmbunătățește utilizarea materialelor, reduce specificațiile materialelor specializate, crește versatilitatea materială și reduce costurile de inventar și de gestionare. Stabilirea standardelor și specificațiilor de utilizare a materialelor permite planificarea unificată a materialelor cu grosimi și specificații variate, evitând deșeurile și costurile de gestionare sporite cauzate de o supraabundență a specificațiilor materiale.

V. Cost-Analiza beneficiilor tratamentului de suprafață

1. Analiza compoziției costurilor
Costuri de tratare a suprafeței Includeți costurile materiale (Produse chimice, materiale de acoperire etc.), costurile forței de muncă, deprecierea echipamentelor și consumul de energie. Când efectuați un cost de tratament de suprafață-Analiza beneficiilor, acești factori trebuie luați în considerare în mod cuprinzător și comparați cu îmbunătățirile performanței aduse de tratamentul de suprafață. De exemplu, electroplarea poate îmbunătăți o parte’S rezistență la coroziune, dar poate crește costurile de fabricație cu 15%-25%.

2. Strategii de optimizare a costurilor
Selectarea gradului corespunzător de finisare a suprafeței este crucială. Cerințele excesiv de mari de finisare la suprafață pot crește semnificativ costurile de procesare, în timp ce cerințele rezonabile de calitate a suprafeței pot satisface cerințele funcționale în timp ce controlează costurile. Încercați să evitați aplicarea mai multor tratamente de suprafață diferite la aceeași parte, deoarece aceasta adaugă pași și costuri suplimentare de procesare.
Luați în considerare în mod cuprinzător cerințele de tratament de suprafață ale fiecărei părți dintr -o perspectivă holistică a produsului și reduceți etapele inutile de tratament la suprafață prin proiectarea și optimizarea proceselor. De exemplu, proiectarea structurală poate evita prelucrarea și tratarea la suprafață a suprafețelor interne ascunse, limitând tratamentul la suprafețele funcționale critice.

3. Decizie-Realizarea metodelor și implementării
Stabiliți un proces de evaluare anecesității tratamentului de suprafață pentru a defini clar atunci când estenecesar un tratament la suprafață. Pentru tratamente decorative de suprafață, luați în considerare alternative mai economice. Pentru tratamentele funcționale de suprafață, asigurați -vă că calitatea tratamentului îndeplinește cerințele. Maximizați costul-Eficacitatea tratamentelor de suprafață prin contabilitatea riguroasă a costurilor și gestionarea producției.
Optimizați programarea procesului pentru a reduce prepararea și transformarea timpului înainte și după tratamentul la suprafață. Adoptarea unui model de producție intensivă pentru centralizarea procesării pieselor carenecesită același tratament de suprafață poate reduce per-Costuri de procesare a pieselor.