ในสภาพแวดล้อมการผลิตที่มีการแข่งขันสูงขึ้น การควบคุมต้นทุนการตัดเฉือนสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการรักษาความสามารถในการแข่งขัน การออกแบบทางกลที่ยอดเยี่ยมไม่เพียงแต่รับประกันการผลิตชิ้นส่วนที่มีประสิทธิภาพ แต่ยังช่วยลดต้นทุนอีกด้วย สิ่งนี้กำหนดให้วิศวกรต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ อย่างครอบคลุม เช่น ความสามารถในการขึ้นรูป การเลือกใช้วัสดุ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ และการใช้ทรัพยากรตลอดทั้งกระบวนการผลิตและการออกแบบ เพื่อสร้างสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ บทความนี้จะแนะนำกลยุทธ์การควบคุมต้นทุนอย่างเป็นระบบตลอดกระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิต โดยให้คำแนะนำที่เป็นประโยชน์และครอบคลุม

I. การประยุกต์และการใช้งานการออกแบบเพื่อความสามารถในการผลิต (ดีเอฟเอ็ม)

1. หลักการออกแบบที่เรียบง่าย
หัวใจสำคัญของการออกแบบเพื่อความสามารถในการผลิต (ดีเอฟเอ็ม) อยู่ที่การทำให้การออกแบบชิ้นส่วนง่ายขึ้นและลดความซับซ้อนที่ไม่จำเป็น การปรับรูปทรงให้เหมาะสมสามารถลดความยากในการตัดเฉือนและการสึกหรอของเครื่องมือได้อย่างมาก เช่น หลีกเลี่ยงความยากลำบาก-ถึง-คุณลักษณะของเครื่องจักร เช่น รูลึกและร่องภายในขนาดเล็ก ซึ่งไม่เพียงแต่ต้องใช้เครื่องมือพิเศษเท่านั้น แต่ยังเพิ่มเวลาและต้นทุนการตัดเฉือนอีกด้วย ในระหว่างการออกแบบ ให้จัดลำดับความสำคัญของรูปร่างที่สามารถกลึงได้โดยใช้เครื่องมือมาตรฐาน เพื่อลดความจำเป็นในการใช้เครื่องมือแบบกำหนดเอง

2. วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
การวางแผนกระบวนการตัดเฉือนควรได้รับการพิจารณาอย่างเต็มที่ในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบผลิตภัณฑ์ ด้วยการวิเคราะห์และศึกษาคุณลักษณะทางโครงสร้างและข้อกำหนดในการตัดเฉือนของชิ้นส่วน จึงสามารถกำหนดลำดับการตัดเฉือนและรูปแบบการจับยึดที่เหมาะสมที่สุดได้ ด้วยการนำโมเดลการพัฒนาแบบคู่ขนานมาใช้และให้วิศวกรการผลิตมีส่วนร่วมในการทบทวนการออกแบบตั้งแต่เนิ่นๆ ปัญหาด้านการผลิตที่อาจเกิดขึ้นสามารถระบุและแก้ไขได้ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบ โดยหลีกเลี่ยงการปรับเปลี่ยนการออกแบบในภายหลังและต้นทุนการทำงานซ้ำ

3. กลยุทธ์การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต
มัลติ-เครื่องมือตัดพร้อมกันและหลาย-การตัดเฉือนชิ้นส่วนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก ด้วยการลดเวลาเข้าและออกของเครื่องมือหรือปรับเวลาเหล่านี้ให้ตรงกัน เวลาในการตัดเฉือนสำหรับชิ้นส่วนเดียวจะสั้นลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น เมื่อตัดเฉือนชิ้นส่วนขนาดเล็กโดยใช้มัลติ-การติดตั้งสถานีเพื่อประมวลผลหลายส่วนในคราวเดียวสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับคนโสด-การตัดเฉือนชิ้นงาน เป้าหมายสูงสุดของการนำ DFM ไปใช้คือการบรรลุผลตอบแทนที่สูง (อัตราเศษเหล็กต่ำ) และการแก้ไขการออกแบบให้น้อยที่สุด จึงทำให้บรรลุต้นทุน-การผลิตที่มีประสิทธิภาพ

ครั้งที่สอง ค่าใช้จ่าย-การวิเคราะห์ประโยชน์ของการเลือกใช้วัสดุ

1. หลักการพื้นฐานของ การเลือกใช้วัสดุ
การเลือกใช้วัสดุต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของส่วนประกอบก่อน รวมถึงคุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ และทางเคมี เช่น อะไหล่เกียร์ต้องใช้สูง-เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อให้มั่นใจถึงความต้านทานต่อการสึกหรอและความเมื่อยล้า ในขณะที่ชิ้นส่วนเพลาที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต้องการ การกัดกร่อน-สแตนเลสทน- วัสดุ’ประสิทธิภาพจะกำหนดส่วนประกอบโดยตรง’มูลค่าและอายุการใช้งานและเป็นพื้นฐานหลักในการเลือกวัสดุ

2. ข้อพิจารณาทางเศรษฐกิจ
แม้ว่าจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ แต่ควรให้ความสำคัญกับวัสดุที่มีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและต้นทุนต่ำ อลูมิเนียมอัลลอยด์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการกัด CNC โดยให้ความเร็วในการตัดเฉือนที่รวดเร็วและการสึกหรอของเครื่องมือน้อยที่สุด ทำให้เป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลและชิ้นส่วนภายนอก การเลือกวัสดุที่ได้มาตรฐานสามารถปรับปรุงกระบวนการจัดซื้อ ลดความหลากหลายของสินค้าคงคลัง และลดต้นทุนโดยรวม สถิติแสดงให้เห็นว่าด้วยมาตรฐานวัสดุ บริษัทสามารถลดต้นทุนการจัดซื้อได้ 15%-25%-

3. กลยุทธ์การเปลี่ยนตัว
การระบุและตรวจสอบความถูกต้องของวัสดุทางเลือกอย่างแข็งขันเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดต้นทุน เช่น ใช้ SKD61 hot-งานเหล็กแม่พิมพ์แทน SKH51 สูง-เหล็กความเร็วในการผลิตชิ้นส่วนแม่พิมพ์บางอย่างสามารถประหยัดได้ 50%-70% ในราคาที่ไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน เมื่อเลือกวัสดุ เราไม่ควรสุ่มสี่สุ่มห้ามองหาประสิทธิภาพสูงหรือราคาสูง แต่ควรแสวงหาวัสดุที่เหมาะสมที่สุดโดยพิจารณาจากการใช้งานจริงและข้อกำหนดด้านการทำงานของชิ้นส่วน บางครั้ง ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบโครงสร้าง จึงสามารถทดแทนวัสดุราคาแพงด้วยวัสดุที่ต่ำได้-ค่าใช้จ่าย

ความรู้เพิ่มเติมที่คุณสามารถอ่านได้: คู่มือที่ครอบคลุมเกี่ยวกับคุณสมบัติของวัสดุ: ความแตกต่างที่สำคัญ 11 ประการระหว่างความแข็งแกร่ง ความแข็ง ความแข็ง และอื่นๆ

III. เทคโนโลยีการประมวลผลและการเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทาง

1. แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในเส้นทางการตัดเฉือน CNC
การใช้ CAD ขั้นสูง/ซอฟต์แวร์ CAM สำหรับการวางแผนเส้นทางเครื่องมือเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพ เครื่องจักรกลซีเอ็นซี- ซอฟต์แวร์ CAM สมัยใหม่สามารถพิจารณารูปทรงของชิ้นงาน คุณลักษณะของเครื่องมือ และข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการตัดเฉือนได้อย่างเต็มที่ เพื่อสร้างเส้นทางเครื่องมือที่เหมาะสมที่สุด เทคโนโลยีการควบคุมการป้อนกลับกำลังจะปรับอัตราการป้อนหรือความเร็วของสปินเดิลแบบเรียลไทม์ตามการเปลี่ยนแปลงของแรงตัด ทำให้แรงตัดอยู่ในช่วงที่เหมาะสม และเพิ่มประสิทธิภาพการตัดเฉือนและอายุการใช้งานของเครื่องมือ
เทคโนโลยีการควบคุมการคาดการณ์แบบจำลองจะคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงระหว่างการตัดเฉือนโดยการสร้างแบบจำลองที่เกี่ยวข้องกับแรงตัดและอุณหภูมิการตัด ทำให้สามารถปรับพารามิเตอร์การตัดเฉือนในเชิงรุกเพื่อหลีกเลี่ยงความผิดปกติของการตัดเฉือน เทคโนโลยีการควบคุมแบบปรับเปลี่ยนจะปรับพารามิเตอร์แบบไดนามิกตามความเป็นจริง-ข้อมูลไทม์แมชชีนนิ่ง ทำให้มั่นใจถึงความเสถียรและประสิทธิภาพของเครื่องจักร

2. การเลือกเครื่องมือและการเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์
การเลือกประเภทเครื่องมือและรูปทรงที่เหมาะสมตามความต้องการในการตัดเฉือนถือเป็นสิ่งสำคัญ สำหรับการตัดแต่งขึ้นรูปด้วยเครื่องจักร อะลูมิเนียมอัลลอย มักใช้ดอกเอ็นมิลล์ ดอกเอ็นมิลล์แบบบอล และคัตเตอร์คว้าน อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องมีเครื่องมือพิเศษหากทำได้ยาก-ถึง-วัสดุเครื่องจักรเช่นสูง-โลหะผสมอุณหภูมิ การควบคุมพารามิเตอร์การตัดส่งผลโดยตรงต่อต้นทุนและคุณภาพของการตัดเฉือน: ความเร็วตัดที่สูงเกินไปจะทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้น ในขณะที่อัตราป้อนต่ำเกินไปจะลดประสิทธิภาพการผลิต การปรับค่าผสมพารามิเตอร์การตัดให้เหมาะสมด้วยวิธีต่างๆ เช่น การทดสอบมุมฉาก จะช่วยให้เกิดความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพการตัดเฉือนและอายุการใช้งานของเครื่องมือ ในระหว่างการเขียนโปรแกรม CNC การเลือกเครื่องมือและพารามิเตอร์การตัดจะต้องถูกกำหนดแบบเรียลไทม์ภายใต้การควบคุมของมนุษย์-ปฏิสัมพันธ์ของเครื่องจักรทำให้มั่นใจทั้งคุณภาพและประสิทธิภาพของเครื่องจักร

3. การจัดการและการเลือกเครื่องมือ
การเลือกใช้วัสดุเครื่องมือส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและคุณภาพของการตัดเฉือน เครื่องมือเพชรเหมาะสำหรับการกลึงที่ไม่ใช่-โลหะเหล็กและอโลหะ-วัสดุโลหะ เครื่องมือ PCBN เหมาะสำหรับการกลึงเหล็กชุบแข็งและเหล็กหล่อ เครื่องมือเซรามิกเหมาะสำหรับงานสูง-ความเร็วการกลึงเหล็กหล่อและสูง-โลหะผสมอุณหภูมิและเครื่องมือเคลือบสามารถปรับปรุงอายุการใช้งานของเครื่องมือและประสิทธิภาพการตัดเฉือนได้ สิ่งสำคัญคือต้องเลือกตัวจับยึดเครื่องมือมาตรฐานที่ตรงกับข้อกำหนดของระบบเครื่องมือกล เพื่อให้มั่นใจว่าจะติดตั้งเครื่องมือลงในสปินเดิลของเครื่องจักรได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำหรือกลับคืนสู่แม็กกาซีนเครื่องมือ เพื่อลดเวลาในการเปลี่ยนเครื่องมือให้เหลือน้อยที่สุด

IV. การออกแบบที่ประณีตและปรับปรุงการใช้วัสดุ

1. กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ
การลดความลึกในการขึ้นรูปของผลิตภัณฑ์สามารถปรับปรุงการใช้วัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้ผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ได้รับ 8 คะแนน% เพิ่มการใช้วัสดุโดยการลดความลึกของการขึ้นรูปของส่วนขวางด้านหลังของแผงหลังคา การแบ่งส่วนผลิตภัณฑ์และการออกแบบการประกอบที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงการใช้วัสดุได้ดียิ่งขึ้น การแบ่งผลิตภัณฑ์ออกเป็นส่วนประกอบเล็กๆ และเพิ่มประสิทธิภาพการประกอบ ช่วยให้วัสดุสิ้นเปลืองลดลง
การใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์และการวิเคราะห์ข้อมูลเชิงทดลองเพื่อปรับรูปทรงของผลิตภัณฑ์ให้เหมาะสม เช่น โดยการใช้non-การออกแบบรูปหลายเหลี่ยมหรือโค้งแบบดั้งเดิมสามารถบรรลุการใช้วัสดุที่สูงขึ้น ในบางกรณี การปรับโครงสร้างให้เหมาะสมสามารถลดการใช้วัสดุในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพไว้ได้

2. วิธีการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้วัสดุ
การลดความกว้างของวัสดุและระยะพิทช์ของชิ้นส่วนที่ประทับสามารถลดเศษได้ การวิเคราะห์และการปรับ CAE หลายครั้งในระหว่างขั้นตอนการออกแบบพื้นผิวแม่พิมพ์ทำให้มั่นใจได้ว่าขนาดชิ้นงานจะเหลือน้อยที่สุด ในขณะเดียวกันก็รักษาความแข็งแกร่งของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงปรับปรุงการใช้วัสดุให้ดีขึ้น
ด้วยการใช้เทคโนโลยีการออกแบบที่ซ้อนกัน ระบบ MES จะเลือกชิ้นส่วนที่จะผลิตตามพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ประเภทวัสดุ ความหนา และวันที่ส่งมอบ และซ้อนกันเพื่อเพิ่มประโยชน์สูงสุดจากวัสดุแผ่นหรือท่อ ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพอัลกอริธึมการซ้อน บริษัทผู้ผลิตจึงเพิ่มอัตราการใช้วัสดุแผ่นจาก 70% ถึง 85%ซึ่งช่วยประหยัดต้นทุนวัสดุต่อปีได้มากกว่าหนึ่งล้านหยวน

3. การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและมาตรฐาน
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการปรับปรุงการใช้วัสดุ ลดข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุ เพิ่มความคล่องตัวของวัสดุ และลดต้นทุนสินค้าคงคลังและการจัดการ การสร้างมาตรฐานและข้อกำหนดการใช้วัสดุช่วยให้สามารถวางแผนวัสดุที่มีความหนาและข้อกำหนดเฉพาะที่แตกต่างกันได้แบบครบวงจร หลีกเลี่ยงของเสียและเพิ่มต้นทุนการจัดการที่เกิดจากข้อกำหนดเฉพาะของวัสดุที่มากเกินไป

ค่าใช้จ่าย V-การวิเคราะห์ประโยชน์ของการรักษาพื้นผิว

1. การวิเคราะห์องค์ประกอบต้นทุน
ค่ารักษาพื้นผิว รวมต้นทุนวัสดุ (สารเคมี วัสดุเคลือบ ฯลฯ)ต้นทุนค่าแรง ค่าเสื่อมของอุปกรณ์ และการใช้พลังงาน เมื่อดำเนินการต้นทุนการรักษาพื้นผิว-การวิเคราะห์ผลประโยชน์ ปัจจัยเหล่านี้จะต้องได้รับการพิจารณาอย่างครอบคลุมและเปรียบเทียบกับการปรับปรุงประสิทธิภาพที่เกิดจากการรักษาพื้นผิว ตัวอย่างเช่น การชุบด้วยไฟฟ้าสามารถปรับปรุงชิ้นส่วนได้’ทนต่อการกัดกร่อน แต่สามารถเพิ่มต้นทุนการผลิตได้ 15%-25%-

2. กลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน
การเลือกเกรดผิวสำเร็จที่เหมาะสมถือเป็นสิ่งสำคัญ ข้อกำหนดด้านการตกแต่งพื้นผิวที่สูงเกินไปอาจเพิ่มต้นทุนการประมวลผลได้อย่างมาก ในขณะที่ข้อกำหนดด้านคุณภาพพื้นผิวที่เหมาะสมสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานไปพร้อมๆ กับการควบคุมต้นทุน พยายามหลีกเลี่ยงการใช้การเตรียมพื้นผิวที่แตกต่างกันหลายครั้งกับชิ้นส่วนเดียวกัน เนื่องจากจะทำให้ขั้นตอนการประมวลผลและค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม
พิจารณาข้อกำหนดการรักษาพื้นผิวของแต่ละชิ้นส่วนอย่างครอบคลุมจากมุมมองของผลิตภัณฑ์แบบองค์รวม และลดขั้นตอนการรักษาพื้นผิวที่ไม่จำเป็นผ่านการออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ตัวอย่างเช่น การออกแบบโครงสร้างสามารถหลีกเลี่ยงการตัดเฉือนและการรักษาพื้นผิวของพื้นผิวภายในที่ซ่อนอยู่ ซึ่งจำกัดการรักษาไว้เฉพาะกับพื้นผิวการทำงานที่สำคัญเท่านั้น

3. การตัดสินใจ-การสร้างวิธีการและการนำไปปฏิบัติ
จัดทำกระบวนการประเมินความจำเป็นของการรักษาพื้นผิวเพื่อกำหนดอย่างชัดเจนว่าเมื่อใดจึงจำเป็นต้องรักษาพื้นผิว สำหรับการตกแต่งพื้นผิว ให้พิจารณาทางเลือกที่ประหยัดกว่า สำหรับการปรับสภาพพื้นผิวตามหน้าที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณภาพการบำบัดเป็นไปตามข้อกำหนด เพิ่มต้นทุนให้สูงสุด-ประสิทธิผลของการบำบัดพื้นผิวผ่านการบัญชีต้นทุนและการจัดการการผลิตที่เข้มงวด
ปรับกำหนดการกระบวนการให้เหมาะสมเพื่อลดเวลาการเตรียมการและการดำเนินการก่อนและหลังการรักษาพื้นผิว การใช้รูปแบบการผลิตแบบเข้มข้นเพื่อรวมศูนย์การประมวลผลชิ้นส่วนที่ต้องการการรักษาพื้นผิวแบบเดียวกันสามารถลดค่าใช้จ่ายต่อ-ต้นทุนการประมวลผลชิ้นส่วน