В условиях растущей конкуренции в производственной среде контроль затрат на обработку механических деталей стал решающим фактором поддержания конкурентоспособности. Превосходная механическая конструкция не только обеспечивает эффективное производство деталей, но и оптимизирует затраты. Это требует от инженеров всестороннего рассмотрения таких факторов, как обрабатываемость, выбор материалов, оптимизация процессов и использование ресурсов на протяжении всего процесса проектирования и производства, обеспечивая оптимальный баланс между требованиями к производительности и экономической эффективностью. В этой статье систематически представлены стратегии контроля затрат на протяжении всего процесса, от проектирования до производства, предоставляя практические и всеобъемлющие рекомендации.

I. Применение и реализация проектирования для обеспечения технологичности (ДФМ)

1. Принцип упрощения конструкции
Ядро дизайна для технологичности (ДФМ) заключается в упрощении конструкции детали и уменьшении ненужной сложности. Оптимизация геометрии может значительно снизить сложность обработки и износ инструмента. Например, избегайте сложных-к-особенности станка, такие как глубокие отверстия и небольшие внутренние скругления, которые не только требуют специальных инструментов, но также увеличивают время и стоимость обработки. Во время проектирования отдавайте приоритет формам, которые можно обработать с помощью стандартных инструментов, чтобы свести к минимуму потребность в специальных инструментах.

2. Методы оптимизации процессов
Планирование процесса обработки следует полностью учитывать на начальных этапах проектирования изделия. Анализируя и изучая структурные характеристики и требования к обработке детали, можно определить наиболее оптимальную последовательность обработки и схему зажима. Приняв модель параллельной разработки и привлекая инженеров-технологов к анализу конструкции на ранних этапах, потенциальные производственные проблемы можно выявить и решить на этапе проектирования, избегая последующих изменений конструкции и затрат на доработку.

3. Стратегии повышения эффективности производства
Мульти-инструмент одновременной резки и мульти-обработка деталей может значительно повысить эффективность производства. Уменьшая время входа и выхода инструмента или выравнивая это время, можно эффективно сократить время обработки отдельной детали. Например, при обработке мелких деталей используйте многофункциональный станок.-приспособление станции для одновременной обработки нескольких деталей может повысить эффективность более чем на 30% по сравнению с одиночным-обработка деталей. Конечная цель внедрения DFM — достижение высокой доходности. (низкий процент брака) и минимальные изменения конструкции, тем самым достигая стоимости-эффективное производство.

II. Расходы-Анализ преимуществ выбора материала

1. Основные принципы Выбор материала
Выбор материала должен в первую очередь соответствовать требованиям к характеристикам компонента, включая механические, физические и химические свойства. Например, детали зубчатой ​​передачи требуют высокой-прочную сталь для обеспечения износостойкости и усталостной прочности, а детали вала, работающие в агрессивных средах, требуют коррозия-устойчивая нержавеющая сталь. Материал’производительность напрямую определяет компонент’Его ценность и срок службы являются основной основой для выбора материала.

2. Экономические соображения
При выполнении требований к производительности приоритет следует отдавать материалам с хорошей обрабатываемостью и низкой стоимостью. Алюминиевые сплавы широко используются при фрезеровании с ЧПУ, обеспечивая высокую скорость обработки и минимальный износ инструмента, что делает их идеальным выбором для механических и внешних деталей. Стандартизированный выбор материалов может упростить процессы закупок, уменьшить разнообразие запасов и снизить общие затраты. Статистика показывает, что благодаря стандартизации материалов компании могут сократить затраты на закупки в 15 раз.%-25%.

3. Стратегия замены
Активное выявление и проверка альтернативных материалов является эффективным способом снижения затрат. Например, с помощью горячего SKD61.-рабочая матрица стальная вместо СХ51 высокая-Быстрорежущая сталь для изготовления определенных деталей пресс-формы позволяет сэкономить 50%-70% затрат без ущерба для производительности. При выборе материалов не следует слепо гоняться за высокими характеристиками или высокой ценой, а следует искать наиболее подходящий материал, исходя из фактического применения и функциональных требований детали. Иногда за счет оптимизации конструкции удается даже заменить дорогие материалы на недорогие.-стоящие.

Больше знаний вы можете прочитать: Подробное руководство по свойствам материалов: 11 ключевых различий между прочностью, жесткостью, твердостью и многим другим

III. Технология обработки и оптимизация пути

1. Лучшие практики обработки пути обработки с ЧПУ
Использование передового САПР/Программное обеспечение CAM для планирования траектории инструмента является ключом к оптимизации обработка с ЧПУ. Современное программное обеспечение CAM может полностью учитывать геометрию заготовки, характеристики инструмента и требования к точности обработки для создания наиболее оптимизированной траектории инструмента. Технология управления с обратной связью по мощности регулирует скорость подачи или скорость шпинделя в реальном времени в зависимости от изменений сил резания, поддерживая силы резания в разумных пределах и повышая эффективность обработки и срок службы инструмента.
Технология прогнозного управления моделями прогнозирует изменения во время обработки путем построения моделей, связанных с силами резания и температурой резания, что позволяет заранее корректировать параметры обработки, чтобы избежать аномалий обработки. Технология адаптивного управления динамически настраивает параметры на основе реальных условий.-данные по времени обработки, обеспечивая стабильность и эффективность обработки.

2. Выбор инструмента и оптимизация параметров
Выбор подходящего типа и геометрии инструмента в зависимости от требований обработки имеет решающее значение. Для обработки алюминиевых сплавов обычно используются концевые фрезы, шаровые концевые фрезы и расточные фрезы. Однако для сложных задач требуются специальные инструменты.-к-машинные материалы, такие как высокие-температурные сплавы. Контроль параметров резания напрямую влияет на стоимость и качество обработки: чрезмерно высокие скорости резания ускоряют износ инструмента, а чрезмерно низкие скорости подачи снижают производительность. Оптимизация комбинаций параметров резания с помощью таких методов, как ортогональное тестирование, позволяет найти оптимальный баланс между эффективностью обработки и сроком службы инструмента. Во время программирования ЧПУ выбор инструмента и параметры резки должны определяться в реальном времени под контролем человека.-взаимодействие станков, обеспечивающее как качество, так и эффективность обработки.

3. Управление и выбор инструмента
Выбор инструментального материала существенно влияет на эффективность и качество обработки. Алмазные инструменты подходят для обработки не-черные металлы и цветные-металлические материалы. Инструменты из PCBN подходят для обработки закаленной стали и чугуна. Керамические инструменты подходят для высоких-скоростная обработка чугуна и высокая-Температурные сплавы и инструменты с покрытием могут улучшить срок службы инструмента и эффективность обработки. Крайне важно выбрать стандартные держатели инструмента, соответствующие характеристикам системы станка, чтобы обеспечить быструю и точную установку инструмента в шпиндель станка или возврат в инструментальный магазин, сводя к минимуму время смены инструмента.

IV. Утонченный дизайн и улучшенное использование материалов

1. Стратегии оптимизации дизайна
Уменьшение глубины формования изделий может эффективно улучшить использование материала. Производитель автомобильных запчастей получил 8 баллов.% увеличение использования материала за счет уменьшения глубины формовки задней поперечины панели крыши. Соответствующее разделение продукции и проектирование сборки могут еще больше улучшить использование материалов. Разбивая продукт на более мелкие компоненты и оптимизируя их сборку, можно сократить потери материала.
Использование компьютерного моделирования и анализа экспериментальных данных для оптимизации геометрии изделия, например, путем использования нестандартных-традиционные многоугольные или изогнутые конструкции позволяют добиться более высокого использования материала. В некоторых случаях структурная оптимизация может даже снизить расход материала при сохранении производительности.

2. Методы повышения эффективности использования материалов.
Уменьшение ширины материала и шага штампованных деталей позволяет уменьшить количество отходов. Многочисленные анализы и оптимизации CAE на этапе проектирования поверхности штампа обеспечивают минимальный размер заготовки при сохранении жесткости продукта, тем самым улучшая использование материала.
Используя технологию вложенного проектирования, система MES выбирает детали для производства на основе таких параметров, как тип материала, толщина и дата поставки, и объединяет их вместе, чтобы максимально эффективно использовать листовой или трубчатый материал. Оптимизировав алгоритм раскладки, производственная компания увеличила коэффициент использования листового материала с 70% до 85%, что позволяет сэкономить более миллиона юаней на ежегодных материальных затратах.

3. Оптимизация процессов и стандартизации
Оптимизация процесса улучшает использование материалов, уменьшает спецификации специализированных материалов, повышает универсальность материалов и снижает затраты на инвентаризацию и управление. Установление стандартов и спецификаций использования материалов позволяет унифицированно планировать материалы различной толщины и спецификаций, избегая отходов и увеличения управленческих затрат, вызванных переизбытком спецификаций материалов.

В. Стоимость-Анализ преимуществ обработки поверхности

1. Анализ состава затрат
Стоимость обработки поверхности включить материальные затраты (химикаты, лакокрасочные материалы и т. д.), затраты на рабочую силу, износ оборудования и энергопотребление. При проведении стоимости обработки поверхности-При анализе преимуществ эти факторы необходимо всесторонне учитывать и сравнивать с улучшением характеристик, вызванным обработкой поверхности. Например, гальваника может улучшить деталь.’s коррозионная стойкость, но это может увеличить производственные затраты на 15%-25%.

2. Стратегии оптимизации затрат
Выбор подходящего класса отделки поверхности имеет решающее значение. Чрезмерно высокие требования к качеству поверхности могут значительно увеличить затраты на обработку, в то время как разумные требования к качеству поверхности могут удовлетворить функциональные требования при одновременном контроле затрат. Старайтесь избегать применения нескольких различных видов обработки поверхности к одной и той же детали, поскольку это требует дополнительных этапов обработки и затрат.
Всесторонне рассмотрите требования к обработке поверхности каждой детали с точки зрения целостного продукта и сократите ненужные этапы обработки поверхности за счет оптимизации проектирования и процессов. Например, при проектировании конструкции можно избежать механической обработки и поверхностной обработки скрытых внутренних поверхностей, ограничив обработку критически важными функциональными поверхностями.

3. Решение-Создание методов и реализация
Установите процесс оценки необходимости обработки поверхности, чтобы четко определить, когда обработка поверхности необходима. Для декоративной обработки поверхности рассмотрите более экономичные альтернативы. При функциональной обработке поверхности убедитесь, что качество обработки соответствует требованиям. Максимизируйте стоимость-эффективность обработки поверхности за счет строгого учета затрат и управления производством.
Оптимизируйте планирование процессов, чтобы сократить время подготовки и выполнения работ до и после обработки поверхности. Принятие модели интенсивного производства для централизации обработки деталей, требующих одинаковой обработки поверхности, может снизить-затраты на обработку детали.