Skardos gaminių gamyba, CNC apdirbimas arba liejimas pramoninės įrangos konstrukcinėms detalėms: kaip pasirinkti pagal geometriją, kiekį, leistiną nuokrypį ir gamybos terminą

Atmeskite procesus, kurie negali pagaminti geometrijos

Prieš lygindami kainą arba gamybos terminą, patikrinkite, ar procesas apskritai gali pagaminti tą formą. Liejimas yra kelias uždarytoms vidinėms ertmėms, išlenktiems tekėjimo keliams ir grotelės struktūroms, nes skystas metalas vienu žingsniu užpildo sudėtingas formos ertmes⁸.

Apdirbimas yra atimamas: jis prasideda nuo vientiso ruošinio ir šalina medžiagą, todėl giliai griožiai ir užsikirtimai reikalauja specialių įrankių, daugiaašių staklių arba kelių operacijų, o tai prideda gamybos terminą ir kainą⁸. Kai brėžinyje nurodyti griežti vidiniai kampai arba labai aštrios briaunos, apdirbimas suteikia valdymą ir pasikartojamumą, kad jas pasiektumėte⁸.

Skarda apsiriboja paprastesnėmis 3D geometrijos variantais ir negali lengvai pagaminti gilių arba labai sudėtingų 3D detalių be papildomų žingsnių²². Konkretus pavyzdys padaro šį vartų sprendinį aiškiu.

Detalės su uždarytu vidiniu tekėjimo keliu negalima nei apdirbti, nei suformuoti iš skardos, todėl liejimas yra vienintelis iš trijų, kuris ją gali pagaminti⁸. Detalės, kuriai reikia aštraus vidinio kampo, negalima lieti nepaliekus apdirbimo rezervo, todėl liejimo kelyje atsiranda papildoma apdirbimo operacija⁸.

Stori skersiniai pjūviai yra problema abiemis: liejant jie gali sukelti netolygų atšalimą ir susidarymo defektus, o apdirbant tiesiog reikia daugiau laiko ir įrankių pjūvimui⁸. Šiuos vartus taikykite pirmiausia ir pašalinkite bet kurį procesą, kuris jų neatitinka, nes jokios kiekio nuolaidos ar gamybos termino pranašumo nekompensuoja geometrija, kurios procesas negali pagaminti⁸²².

Patikrinkite, ar leistinas nuokrypis ir šiurkštumas verčia rinktis CNC apdirbimą

Leistinas nuokrypis ir paviršiaus šiurkštumas yra antrasis vartai. CNC apdirbimas užtikrina griežtus leistinus nuokrypius, nurodomus kaip ±0,001 in, ir aukštesnę paviršiaus šiurkštumo kokybę, kuri dažnai panaikina apdirbimą po apdirbimo²⁰.

Skarda ribojasi vidutiniais leistiniais nuokrypiais ir paprasta apdaila, o detalės gali rodyti įrankių žymes, įbrėžimus arba šlako, kurie reikia nupoliruoti, nudažyti arba apdirbti milteliniu dažymu, kad atitiktų išvaizdos arba korozijos reikalavimus²⁰²². Slėginis liejimas atsiduria tarp jų: priklausomai nuo medžiagos ir detalių konstrukcijos pasiekiama ±0,1 mm per 25 mm¹³ (tiekėjo pateiktas skaičius).

Ir jis dažnai duoda lygesnę paviršių nei kiti liejimo metodai, tačiau papildomas CNC apdirbimas gali būti įtraukiamas ypatybėms pasikomfortuoti arba atitinkti griežtesnes matmenų specifikacijas¹³. Konkretus pavyzdys rodo, kur atsiranda papildoma operacija.

Slėginis liejimas, laikomas ±0,1 mm per 25 mm kaip liejamas, vis tiek reikalauja apdirbimo pravaizės, kai brėžinyje nurodyta ±0,05 mm¹³¹⁸. Ta pravaizė nėra nemokama: ji prideda antrą procesą, antrą įrengimą ir antrą tiekėją arba skyrių į kelią.

Skardai praktinį leistino nuokrypio intervalą nustato pjūvimo ir formavimo žingsniai. Lazerio pjaustymas vienos tiekėjo prototipų duomenyse nurodomas kaip ±0,2 mm, o lenkimo kampas — ±1,0°¹⁵.

Jei jūsų brėžiniui reikia tiksnesnio, arba šiurkštumo, gaunamo tiesiogiai iš staklės, leistino nuokrypio vartai nukreipia į apdirbimą²⁰.

Nustatykite metinio kiekio intervalą, kuriame kiekvienas procesas tampa ekonomiškas

Kai geometrija ir leistinas nuokrypis leidžia kelis procesus, sprendžia kiekis. Slėginis liejimas reikalauja reikšmingų pradinių įrankių investicijų, kurios tampa ekonomiškos tik dideliais kiekiais — nurodoma nuo 5000 iki 500000+ vienetų per runą¹³¹⁸.

CNC apdirbimas nereikalauja specialių įrankių, kas sumažina pradinę kainą trumpiems runams, tačiau labai dideliais kiekiais jis tampa mažiau ekonomiškas, nes kaupiasi apdirbimo laikas ir įrankių nusidėvėjimas²⁰²⁶. Skardos gaminių gamyba aprašoma kaip ekonomiška vidutinio ir žemesnio kiekio atveju ir labai efektyvi masinei paprastų detalių gamybai, su mažesne kaina už vienetą dideliais kiekiais²⁰²².

Konkretus pavyzdys iš vieno šaltinio: esant 10000 vienetų, pranešama, kad slėginis liejimas duoda metines sutaupymas virš $300000, palyginti su CNC¹⁹. Tas skaičius yra vieno šaltinio stebėjimas ir neturėtų būti laikomas bendra lyginio taško taisykle; jis priklauso nuo detalės dydžio, lydinio ir konkretaus CNC kelio, su kuriu jis buvo palygintas¹⁹.

Kiekio intervalą turite naudoti, kad pašalintumėte procesus, kurių įrankai negali amortizuotis jūsų metiniu kiekiu, o tada surikiuoti likusius pagal kainą už detalį iš pasiūlymų. Šaltiniai nepateikia vientisos lyginio taško analizės visiems trims procesams, todėl jūsų detaliai susikirtimo tašką turi duoti jūsų pačio pasiūlymai¹⁹²⁰.

Palyginkite terminus nuo užsakymo iki pristatymo, įskaitant įrankius

Gamybos terminas skirstosi į dvi labai skirtingas skaitykles: įrankių ir detalių. Skardos prototipai gaminami per dienas — standartinai 2–5 darbo dienos, o vien lazerio pjaustymas — 1–2 dienos, pjūvimas su lenkimu — 2–3 dienos¹⁵ (tiekėjo pateiktas skaičius).

O visa gamyba, įskaitant suvirinimą ir apdailą, — 4–7 dienos¹⁵. Slėginis liejimas yra kitame mastelyje: įrankiai ir pirmosios detalės užtrunka 8–16 savaičių, įskaitant formos bandymą ir terminį patikrinimą¹⁸.

Konkretus pavyzdys: skardos prototipą galima išpjauti ir sulenkti per 2–3 darbo dienas, o iki pirmosios slėginio lygio detalės egzistavimo praeina 8–16 savaičių¹⁵¹⁸. Jei jūsų programos grafikas matuojamas savaitėmis, o ne ketvirčiais, tas vienas skirtumas gali atmesti lietimą net iki kainos aptarimo.

CNC apdirbimas pagal įrankių skaityklę atsiduria tarp abiejų — specialių įrankių nereikia, taigi nėra formos, kurią reikėtų gaminti. Tačiau įrengimo laikas ilgesnis nei skardai, nes reikia CAD/CAM programavimo ir prisegimo²⁰.

Šaltiniai nepateikia lyginamojo skaitinio gamybos CNC gamybiniams detalėms, tik kokybinius aprašymus, todėl turėtumėte paprašyti tiekėjo pateikti pasiūlymo pristatymo langą, o ne spėti jį²⁰.

Patikrinkite medžiagą ir sienelės storį pagal kiekvieną procesą

Medžiaga ir sienelės storis gali atmesti procesą net tada, kai geometrija ir kiekis jį leidžia. Skardos gaminių gamyba optimizuota plonai iki vidutiniškai storaus materialo, nurodomo nuo 0,5 mm iki 6 mm²² (tiekėjo pateiktas skaičius).

Storesnes detales galima formuoti, tačiau joms gali prireikti sunkios technikos arba kelių žingsnių, o tai mažiau efektyvu ir brangesnė²². 10 mm konstrukcinė plokštė yra už šio efektyvaus diapazono ribų ir nukreipia prie apdirbimo arba liejimo²².

Liejimui lydinys nustaro staklę. Karšio kabino slėginis liejimas veikia labai sparčiais ciklais, nurodomais kaip maždaug 15+ ciklų per minutę, tačiau tinka tik mažos lydymo temperatūros lydiniams, tokiems kaip cinkas ir magnis³⁰.

Šaltojo kabino slėginis liejimas apdoroja aukštos lydymo temperatūros lydinius, įskaitant aliuminį ir varį, lėtesniais ciklais, ir gali pagaminti dideles, sudėtingas, didelio stiprumo detales³⁰. Jei jūsų detalė yra aliuminė, tai šaltojo kabino kelias³⁰.

Apdirbimui kainą nustato medžiagos kietumas. Kietesnės medžiagos apskritai yra stipresnės, bet reikalauja specialių pjūvimo įrankių, lėtesnio apdirbimo laiko ir didesnių darbo sąnaudų³¹.

Tankis tiesiogiai atitinka komponento svorį, todėl mažiau tankios medžiagos, tokios kaip aliuminis, naudojamos ten, kur svarbus svoris³¹. Prieš užfiksuodami kelią, patvirtinkite lydinį ir skersinio storį pagal proceso intervalą, nes medžiaga, kurią lengva formuoti, gali būti lėta apdirbti, ir atvirkščiai²²³⁰³¹.

Patvirtinkite stiprio ir nuovargio prielaidas, kuriomis remiasi projektas

Stipris yra vieta, kur įrodymų mažiausia, todėl laikykite jį patikros žingsniu, o ne pasirinkimo kriterijumi. Nė vienas šio rinkinio šaltinis nepateikia lyginamojo stiprio ir masės skaičiaus skardai, apdirbimui ir liejimui pagamintais konstrukciniais komponentais, todėl negalite surikiuoti jų trijų pagal specifinį stiprį iš paskelbtų duomenų¹²⁹³¹.

Ką šaltiniai tikrai nustato, tai įvesties medžiagos savybę: šaltai valcuota anglinio plieno skarda pagal ASTM A1008 apima konstrukcines markes nuo SS Grade 25 (170 MPa) iki SS Grade 80 (550 MPa), su nurodytais tempimo ir takumo stiprumais, tikrinamais tempimo ir lenkimo bandymais¹.

Minkštas plienas (AISI 1018) turi takumo stiprumą apie 50 ksi ir tankį 0,283 lb/in³, todėl jis yra tris kartus standesnis nei tokio paties dydžio aliuminio detalis²⁹. Yra vienas gamybos aspektas, svarbus nuovargiui.

Užlenkti skardos kampai dažnai siūlo geresnį atsparumą nuovargiui nei suvirinti sujungimai, nes metalui lieka konstrukcinis vientisumas be terminio įtempimų⁹. Todėl suvirintas ir sulenktas braketas iš tos pačios skardos gali skirtis nuovargio gyvavimo ciklu, nes suvirinimas įneša terminį įtempimą, kurio lenkimas neįneša⁹.

Turėtumėte paprašyti tiekėjo nurodyti konkretaus kelio stiprio ir nuovargio pagrindą — lydinį, būseną, terminį apdirbimą ir sujungimo metodą — o ne manyti, kad proceso pavadinimas nešia stiprio klasę. Šaltiniai nepalygina nuovargio ar smūgio atsparumo lietų, apdirbtų ir skardinių detalių vienodai apkrautoje aplinkoje¹⁹²⁹.

Kontrolės, sertifikavimo ir projekto pakeitimų patikras įrašykite į kainos užklausą

Nė vienas šaltinis nepateikia NDT galimybių ar tipinių defektų dažnių trims procesams, todėl tai turite nurodyti patys, o ne manyti iš proceso pavadinimo. Patikros žemiau yra tos, kurias įrodymai palaiko kaip sprendimui svarbias, kol neatiduodate kainos užklausos.

• ✓Nurodykite kontrolės planą pagal kiekio intervalą: pagrindiniai matmenys prototipų kiekiams nuo 1 iki 20 detalių, nustatytas QC planas gamybiniams kiekiams nuo dešimčių iki šimtų ar daugiau.
• ✓Reikalaukte medžiagų sertifikacijos ir atsekamumo, kai detalė susijusi su saugumu; aviacijos ir gynybos darbai dėl būtent šių reikalavimų turi 20–50% priedą prie komercinių tarifų.
• ✓Paklauskite, ar tiekėjas turi AS9100D ir ITAR, kai galutinė panaudojimo sritis yra aviacija ar gynyba, nes tai gali sumažinti jūsų pačios audito ir priežiūros apkrovą.
• ✓Patvirtinkite, kad projektas yra stabilus, kol įsipareigojate įrankiams gamybiniams kiekiams, nes projektą lengva keisti prototipų kiekiams, o prieš gamybą jis turi būti užfiksuotas.
• ✓Paprašykite tiekėjo nurodyti NDT metodą ir priėmimo kriterijus pasirinktam procesui, nes šaltiniai nustato jokių defektų dažnių nė vienam iš trijų.

Kur šaltiniai nesutaria ir ką reikia patikrinti pasiūlymais

Dvi nesutapusios vietos įrodymuose tiesiogiai veikia sprendimą apie kiekį, ir nė viena jų nėra išsprendžiama šaltinių kontekstu.

Pirmoji — ar skardos gaminių gamyba lieka efektyvi dideliais kiekiais: vienas šaltinis ją priskiria prie žemesnių ir vidutinių kiekių su didesnėmis kaštais dideliems kiekiams²¹, o du kiti ją apibūdina kaip labai efektyvią masinei gamybai su mažesne kaina už vienetą dideliais kiekiais²⁰²².

Antroji — CNC kainos pozicija dideliais kiekiais: vienas šaltinis ją vadina ekonomiška vidutinio ir žemesnio kiekio atveju²⁰, kitas sako, kad labai dideliais kiekiais ji mažiau ekonomiška nei štampavimas ar liejimas²⁶.

Abi vertykite kaip atvirus klausimus savo detaliai ir išspręskite jas pasiūlymais pagal savo faktinį metinį kiekį, nes nesutarimas yra dėl to, kur yra susikirtimo taškas, o ne dėl to, ar jis egzistuoja^20212226.

Before you request a quote

• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.
• Ask the supplier for model-specific evidence and record the condition that would change your buying decision.