Vo svete výroby je obrábanie počítačovej numerickej kontroly (CNC) výstupom ako vysoko presná a efektívna metóda na výrobu širokého spektra častí. Ako dodávateľ CNC obrábiacich dielov som bol z prvej ruky svedkom toho, ako zložitosť týchto častí môže výrazne ovplyvniť ich náklady. V tomto blogu sa ponorím do rôznych faktorov týkajúcich sa zložitosti čiastočne a spôsobu, akým jazdia nahor alebo nadol celkové náklady na obrábanie CNC.
Zložitosť
Jedným z hlavných aspektov, ktoré prispievajú k zložitosti obrábaní častí CNC, je samotný dizajn. Jednoduchý, priamy dizajn so základnými geometrickými tvarmi, ako sú valce, kocky a ploché povrchy, je relatívne ľahký a rýchly na stroj. Tieto časti vyžadujú na stroji CNC menej operácií obrábania a menej času. Napríklad základná valcová tyč s rovnomerným priemerom a v krátkom období nie je možné opracovať žiadne špeciálne vlastnosti. Programovanie pre takúto časť je tiež relatívne jednoduché, pretože zahŕňa hlavne otáčanie operácií na sústruhu CNC.
Na druhej strane časť s komplexným dizajnom, ako je napríklad zámer so zložitými krivkami, hlbokými dutinami alebo viacerými prvkami pretínajúcich sa funkcií, predstavuje úplne nový súbor výziev. Opakovanie týchto zložitých geometrií vyžaduje pokročilé programovacie zručnosti a často viac nastavení na CNC stroj. Každé nastavenie dodáva procesu obrábania čas, pretože operátor potrebuje upraviť stroj, zaistiť obrobok a zabezpečiť správne zarovnanie. Navyše, rezanie nástrojov môže byť potrebné často meniť, aby sa prispôsobili rôznym vlastnostiam časti. Napríklad časť s vnútornými aj vonkajšími vláknami, spolu s tvarovaným povrchom, bude vyžadovať rôzne typy rezacích nástrojov na prevlečenie, otáčanie a mletie.
Zložitosť návrhu tiež ovplyvňuje výber materiálu. Niektoré zložité návrhy môžu vyžadovať vysoko výkonné materiály, ktoré vydržia stres z obrábania a spĺňajú funkčné požiadavky časti. Tieto materiály sú často drahšie ako štandardné materiály. Napríklad letectvo - zliatiny triedy používané v zložitých komponentoch motora sú oveľa nákladnejšie ako bežná oceľ alebo hliník.
Požiadavky na toleranciu
Tolerancia sa týka povolenej odchýlky od určených rozmerov časti. Pre časti, ktoré sa musia presne hodiť s inými komponentmi alebo vykonávať kritické funkcie, sa často vyžadujú tesné tolerancie. Dosiahnutie prísnych tolerancií pri obrábaní CNC je náročná úloha, ktorá priamo ovplyvňuje náklady.
Pri obrábaní častí s tesnými toleranciami musí byť stroj CNC kalibrovaný presnejšie. Rezacie nástroje musia byť vo vynikajúcom stave a proces obrábania je potrebné starostlivo monitorovať, aby sa zabezpečilo, že rozmery časti zostanú v rámci určeného rozsahu tolerancie. Vyžaduje si to častejšie kontroly kvality pomocou prístrojov s presným meraním, ako sú súradnicové meracie stroje (CMMS). Každá kontrola kvality dodáva výrobnému procesu čas a vyžaduje, aby na prevádzkovanie meracieho zariadenia kvalifikovaný personál.
Okrem toho môžu prísne tolerancie obmedziť rýchlosť obrábania. Aby sa zabezpečila presnosť, môže byť potrebné znížiť rýchlosť rezania a rýchlosť posuvu, čo zase zvyšuje čas obrábania. Napríklad časť s toleranciou ± 0,001 palca bude trvať oveľa dlhšie, kým sa stroj v porovnaní s časťou s toleranciou ± 0,01 palca. Zvýšený čas obrábania spolu s ďalšími krokmi kontroly kvality zvyšuje náklady na výrobu dielov s prísnymi toleranciami.
Požiadavky na povrchovú úpravu
Povrchová úprava časti je ďalším dôležitým faktorom, ktorý môže ovplyvniť jej zložitosť a má priamy vplyv na náklady. Pre časti, ktoré prichádzajú do kontaktu s inými povrchmi, ako sú ložiská alebo tesnenia, sa často vyžaduje hladký povrchový povrch, alebo z estetických dôvodov.
Komplexné časti môžu mať nepravidelné povrchy, ktoré je ťažké dokončiť. Dosiahnutie vysoko kvalitnej povrchovej povrchovej úpravy na týchto častiach môže vyžadovať ďalšie dokončovacie operácie, ako je brúsenie, leštenie alebo lapovanie. Tieto procesy dokončovania sú časom - náročné a často vyžadujú špecializované vybavenie a kvalifikovaných operátorov. Napríklad časť s textúrovaným alebo tvarovaným povrchom môže byť potrebné ručne vyleštená, aby sa dosiahol požadovaný povrch, ktorý dodáva výrobe značné množstvo pracovných nákladov.
Okrem toho môže tiež ovplyvniť povrchovú úpravu povrchovej úpravy aj výber nástrojov na rezanie a parametre obrábania. V prípade častí s komplexnými geometriami môže byť potrebné použiť menšie a presnejšie nástroje na rezanie na tvrdý prístup - na dosiahnutie oblastí. Tieto nástroje sa môžu opotrebovať rýchlejšie, čo vedie k vyšším nákladom na náradie. Niektoré z našich častí môžete preskúmať s konkrétnymi požiadavkami na dokončenie, napríklad sLeštené diely AA5024 CNC.
Množstvo výroby
Množstvo častí, ktoré sa majú vyrobiť, tiež interaguje so zložitosťou častí pri určovaní nákladov. Pre výrobu zložitých častí s nízkym objemom sú náklady na časť zvyčajne vysoké. Dôvodom je skutočnosť, že čas nastavenia a náklady na programovanie sa šíria na malý počet častí. Počiatočná investícia do programovania stroja CNC, nastavenie príslušenstva a testovanie procesu obrábania je významná. Napríklad, ak je potrebných iba niekoľko kusov veľmi zložitej časti, náklady na programovanie a nastavenie môžu predstavovať veľkú časť celkových nákladov na časť.
Ako sa však zvyšuje množstvo výroby, náklady na časť majú tendenciu klesať. Fixné náklady spojené s nastavením a programovaním sa šíria na väčší počet častí. Okrem toho, pri vyšších objemoch výroby sa stáva uskutočniteľnejšou optimalizáciou procesu obrábania, čo môže viesť k zníženiu času obrábania a nižším nákladom na náradie. Napríklad, ak vyrábame veľkú dávku zložitých častí, môžeme investovať do efektívnejších nástrojov na rezanie alebo automatizované systémy manipulácie, ktoré môžu zlepšiť produktivitu a znížiť celkové náklady na časť.
Výber materiálu
Výber materiálu pre časť obrábania CNC úzko súvisí s jeho zložitosťou. Ako už bolo spomenuté, zložité časti môžu vyžadovať vysoko výkonné materiály. Tieto materiály majú nielen vyššie náklady na suroviny, ale tiež predstavujú výzvy počas obrábania.
Niektoré materiály sú ťažšie strojové ako iné. Napríklad tvrdené ocele alebo zliatiny titánu majú vysokú pevnosť a tvrdosť, vďaka čomu sú odolné voči rezaniu. Opakovanie týchto materiálov vyžaduje špecializované strihacie nástroje, ktoré vydržia vysoké rezné sily a teplo generované počas procesu. Tieto rezné nástroje sú drahšie a majú kratšiu životnosť v porovnaní s nástrojmi používanými na obrábanie mäkších materiálov.
Záleží aj na forme materiálu. V prípade zložitých častí možno budeme musieť použiť vopred opracované medzery alebo výkyvy, aby sme zaistili, že surovina má správny tvar a veľkosť, s ktorým by sa začalo. Tieto predpracované materiály sú často drahšie ako štandardné tyče alebo listy.
Náklady na náradie
Nástroje je nevyhnutnou súčasťou procesu obrábania CNC a zložitosť častí priamo ovplyvňuje náklady na náradie. Komplexné časti môžu vyžadovať náradie na mieru - vyrábané nástroje na výrobu ich jedinečných funkcií. Navrhovanie a výroba týchto vlastných nástrojov sú drahé, pretože musia byť presne prispôsobené geometriu časti.
Okrem vlastných nástrojov ovplyvňuje aj počet zmien nástroja požadovaných počas obrábania zložitej časti. Každá zmena nástroja vyžaduje čas, čo znižuje celkovú produktivitu stroja CNC. Náklady na opotrebovanie a výmenu nástrojov sú navyše vyššie pre zložité diely. Rezacie nástroje sú pri obrábaní komplexných geometrií vystavení väčšiemu stresu a opotrebeniu a je potrebné ich častejšie vymeniť.
Napríklad časť s komplexným vnútorným profilom môže vyžadovať špeciálne navrhnutý koncový mlyn na dosiahnutie a strojové dutiny. Náklady na tento vlastný koncový mlyn, spolu s nákladmi na jeho výmenu, keď sa opotrebuje, zvyšujú celkové náklady na obrábanie časti.
Záver
Ako dodávateľ CNC obrábajúcich dielov chápem, že zložitosť častí má hlboký vplyv na náklady. Zložitosť dizajnu, požiadavky na toleranciu, požiadavky na povrchovú úpravu, výrobné množstvo, výber materiálu a náklady na náradie všetky prispievajú k konečnej cene CNC - opracovanej časti.
Na efektívne riadenie nákladov je rozhodujúce pre dodávateľov aj zákazníkov, aby tieto faktory jasne pochopili. Zákazníci by mali úzko spolupracovať s dodávateľmi počas fázy návrhu, aby optimalizovali návrhy dielu, požiadavky na toleranciu rovnováhy a výber najviac nákladov - efektívnych materiálov. Na druhej strane dodávatelia musia neustále zlepšovať svoje procesy obrábania, investovať do pokročilých technológií a trénovať svojich zamestnancov, aby efektívnejšie zvládli komplexné časti.
Ak potrebujete stručné diely CNC, či už jednoduché alebo komplexné, sme tu, aby sme vám poskytli riešenia vysokej kvality. Máme odborné znalosti a skúsenosti, aby sme zvládli širokú škálu komplexností. Neváhajte a kontaktujte nás, aby ste prediskutovali svoje konkrétne požiadavky a začnite rokovania o obstarávaní.
Odkazy
- Dornfeld, D., Minis, I., & Shi, X. (2006). Príručka obrábania s reznými nástrojmi. CRC Press.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). Výrobné inžinierstvo a technológie. Pearson.
- Groover, MP (2010). Základy modernej výroby: materiály, procesy a systémy. Wiley.
