Pielaides, virsmas un izmaksas robotu savienojumiem, harmoniskajiem piedziņām un konstrukcijas detaļām: ko norādīt un kur atslābināt

Kurām īpašībām patiesībā vajag mikronu līmeņa pielaides

Pielaides izmaksas seko elementa kritiskumam, nevis zīmējumā norādītajam vispārējam noklusējumam. Stingra atzīme piespiež lēnāku griešanu, papildu precīzos griezumus un vairāk kontroles laika, un viens avots atzīmē, ka ±0.01 mm pret ±0.1 mm var dubultot kontroles laiku un brāķa līmeni²⁰.

Tieši tāpēc vienai un tai pašai detaļai var būt sarobiņš mikronu līmeņa īpašību un daudz brīvāka vispārēja pielaides visur citur. Aviācijas prakse skaidri rāda sadalījumu.

Vienā aviācijas detaļā gultņu caurumi stāv pie ±0.005 mm ar Ra 0.4 µm, kamēr vispārīgām nekritiskām īpašībām ir pieļaujamas ±0.05 mm līdz ±0.127 mm³⁰. Robotikā viens piegādātājs norāda, ka CNC apstrāde sasniedz ±0.01 mm līdz ±0.05 mm un ka šis diapazons ir nepieciešams servomotoru piestiprinājumiem, gultņu korpusiem un harmonisko piedziņu saskarnēm¹⁶.

Abi rādītāji nāk no piegādātāja līmeņa lapām, tāpēc tos uztveriet kā ziņotu praksi, nevis vadošu standartu. Kad nosakāt pielaides savienojuma korpusam vai harmoniskās piedziņas atvaram, jautājiet, kuri izmēri pozicionē gultni, zobratu iežogošanu vai savienojuma datumu, un stingro atzīmi rezervējiet tiem.

Viss pārējais var nes vispārējo pielaides klasi. Avoti neiestata obligātu pielaides nevienam konkrētam robotu savienojumam vai harmoniskās piedziņas modelim, tāpēc vērtība, ko rakstāt, jānāk no jūsu pašu pielaides aprēķina un jāapstiprina ar darbnīcu.

Kurām virsmām vajag smalku virsmu un kuras var palikt frēzētas

Virsmas apstrāde uzvedas kā pielaides: izmaksu solis ir starp frēzēto stāvokli un norādītu smalku virsmu, nevis starp vienu smalku vērtību un otru. Ra 3.2 µm ir frēzētais stāvoklis, kamēr Ra 0.8 µm prasa sekundāru griezumu, tāpēc smalkākā atzīme pievieno apstrādes operāciju katrai virsmai, ko tā aptver²⁰.

Smalkas virsmas prasa arī vairākus precīzos griezumus, tieši tāpēc tās jānorāda tikai kritiskajām virsmām²⁸. Robotu savienojumā virsmas, kas pamato smalku virsmu, ir tās ar savienojuma, gultņa vai blīvējuma funkciju.

Aviācijas gultņu caurumi minēti pie Ra 0.4 µm³⁰, kas ir smalkāk par vispārējo Ra 0.8 µm sekundārā griezuma slieksni un atspoguļo gultņa piegulšanu, nevis visu detaļu. Ja liekat Ra 0.8 µm uz kosmētiskas vai brīvgaitas virsmas, jūs maksājat par griezumu, kas mezglam nedod neko.

Praktiska pārbaude pirms zīmējuma atbrīvošanas: atzīmējiet katru virsmu kā frēzētu, izņemot to, kas nes gultni, blīvē vai veido precizitātes savienojuma virsmu. Avoti nepublicē robotu savienojumiem specifiskas blīvējuma virsmas apstrādes prasības, tāpēc, ja savienojumam ir blīvējums, šī vērtība jānāk no blīvējuma piegādātāja vai jūsu pašu testdatiem, nevis no šiem avotiem.

Izvēle materiāla pa komponentēm, nevis noklusēšanās pie izturīgākā

Materiāla izvēle maina gan izejmateriāla cenu, gan apstrādes laiku, un abas sekas rāda vienā virzienā.

Alumīnijs 6061-T6 tiek vērtēts ar izcilu apstrādājamību par zemu izmaksām, 7075-T6 — ar labu apstrādājamību par vidējām izmaksām ar labāko stiprības un svara attiecību alumīnija sakausējumu vidū, un 4140 leģētais tērauds — ar labu apstrādājamību par zemu-vidējām izmaksām ar augstu stiprību pēc termiskās apstrādes⁵.

Titāns Grade 5 tiek vērtēts kā grūts un dārgs, un PEEK — ar vidēju apstrādājamību par augstām izmaksām⁵. Grūti materiāli griežas lēnāk, nodilst instrumentus ātrāk un prasa stingrāku procesa kontroli, kas parādās gan izmaksās, gan termiņā²⁷.

Viens avots norāda, ka titāns pievieno 30–100% 5asu stundas likmēm²⁹. Šis skaitlis nāk no vienas piegādātāja līmeņa lapas un ir konkrētam avotam raksturīgs novērojums, nevis tirgus noteikums, bet tas ilustrē virzienu: prēmija ir stundas likmē, nevis tikai sagatavē.

Robotu rokas svirai vai bāzes rāmim 6061-T6 ir bāze, ja vien slodzes gadījums vai svara budžets to neizslēdz. Pārejiet uz 7075-T6 vai 4140, kad stiprības vai noguruma prasība ir reāla, un titānu vai PEEK rezervējiet pielietojumiem, kam vajag to konkrētās īpašības⁵²⁶.

Avoti nesalīdzina izmaksas par detaļu starp 7075, 4140, titānu un nerūsējošo tēraudu tai pašai robotu ģeometrijai, tāpēc salīdzinājums jāveic uz jūsu pašu detaļas.

Procesa saskaņošana ar apjomu un dizaina briedumu

Procesa lēmums griežas ap to, vai jūs jau esat saistīti ar instrumentēšanu. CNC apstrādei nav vajadzīga instrumentēšana un tā viegli absorbē dizaina pārmaiņas — tieši tāpēc tā pozicionēta prototipiem, mazajiem apjomiem un stingru pielaides īpašībām¹⁷¹⁹.

Liešana veidnēs un iesmidzināšana kļūst ekonomiski izdevīga lielākos apjomos, kad veidnes vai presformas ieguldījums sadalāms daudzām detaļām⁶¹⁷. Liešana veidnēs var turēt pielaides tik stingras kā ±0.1 mm uz 25 mm atkarībā no materiāla un detaļas dizaina, un papildu CNC apstrādi var pievienot, lai precizētu īpašības vai sasniegtu stingrākas izmēru specifikācijas⁶.

Tas nozīmē, ka lietam savienojuma korpusam tomēr var vajadzēt apstrādātu gultņa caurumu, tāpēc procesa izvēle neatceļ stingrās pielaides soli; tā to pārcel. Ja jūsu dizains vēl mainās vai apjoms atrodas prototipu un mazapjoma diapazonā, CNC ir mazākā riska ceļš, jo revīzija izmaksā jaunu programmu, nevis jaunu veidni¹⁷²⁴.

Kad dizains ir stabils un apjoms pietiekams instrumentēšanas amortizācijai, liešana vai presēšana var pārņemt bāzes ģeometriju⁶¹⁷. Avoti nesniedz skaitlisku apjoma slieksni, pie kura šī pāreja notiek robotu komponentēm, tāpēc atmaksas punkts jāaprēķina no jūsu pašu veidnes piedāvājuma un detaļas apjoma.

Dizaina elementi, ko izņemt, pirms sūtāt RFQ

Šie elementi piespiež tālas sasniedzamības vai smalku instrumentu, vairākas uzstādīšanas un lēnākus instrumentu ceļus, kas paceļ apstrādes laiku un izmaksas¹³²⁷²⁸. To noņemšana zīmējuma posmā ir lētāka nekā to apmakšana katrā detaļā.

Kontroles un sertifikācijas pielāgošana pielietojumam

Kontrole un sertifikācija ir pozīcijas, nevis pieslēgs. Pilna CMM FAI pievieno $150–$500 par partiju, un PPAP Level 3 pievieno vairāk²⁰.

Aviācijas un aizsardzības darbi nes 20–50% prēmiju 5asu likmēm izsekojamības, kvalitātes sistēmu un retu materiālu dēļ²⁹. Abi rādītāji nāk no piegādātāja līmeņa lapām, tāpēc tos izmantojiet kā mērogu piedāvājumu salīdzināšanai, nevis kā budžeta skaitli.

Sertifikācijas līmenim jāseko gala lietojumam. ISO 9001 aptver lielāko daļu rūpniecisko darbu, AS9100D ir nepieciešams lidojumu aparatūrai, un A2LA akreditācija apstiprina mērīšanas kompetenci atsevišķi no kvalitātes vadības sistēmas²¹.

Rūpnieciskam robotam, kas nekad nelido, AS9100D un ITAR pievieno izmaksas, nemainot detaļu. Aizsardzības vai kosmosa pielietojumam tie ir ieejas biļete, un piegādātāju baseins sašaurinās līdz sertificētām darbnīcām²⁹³⁰.

Pirms rakstāt kontroles klauzulu, izlemjiet, kādus pierādījumus jūs patiešām vajag: pirmā parauga pārskatu, CMM pārskatu par kritiskajām īpašībām vai pilnu PPAP paketi. Avoti nekvantificē CMM, FAI vai PPAP termiņa ietekmi robotu komponentēm, un tie nekvantificē viena ISO 9001 izmaksu ietekmi, tāpēc šīs sekas jāapstiprina ar darbnīcu.

Termiņa plānošana ap lēnāko soli, nevis apstrādes soli

Izpildes termiņu nosaka lēnākais ievads, kas bieži nav griešana. Viens piegādātājs norāda 7 līdz 15 dienas robotikas detaļām ar pilnu CMM kontroli un materiāla sertifikātiem klāt¹⁶.

Vienreizējam CNC prototipam cits avots dod 2–5 darbdienas, un metāla DMLS konstrukcijas detaļām ilgst 7–14 darbdienas ieskaitot pēcapstrādi un kontroli²⁵. Trešais avots parasto metāla prototipēšanas termiņu liek no 1 dienas līdz 3 nedēļām atkarībā no metodes un sarežģītības²³.

Šie ir piegādātāja līmeņa rādītāji ar dažādām jomām, tāpēc tie noder kā plānošanas diapazons, nevis saistība. Grūts materiāls, sarežģīta ģeometrija, pēcapstrāde un kontrole katrs atgrūž grafiku.

Titāns un PEEK tiek vērtēti kā grūti un dārgi, un lēnākā griešana un instrumentu nodilums, ko tie rada, pagarina gan termiņu, gan cenu⁵²⁹. Ja jūsu detaļai vajag smalku virsmu gultņa caurumam plus pilnu CMM pārskatu, abi šie soļi atrodas uz kritiskā ceļa pēc apstrādes.

Kad veidojat grafiku, palūdziet darbnīcai izcenot termiņu gatavai, kontrolētai detaļai, nevis tikai apstrādātai, un jautājiet, kurš solis to vada. Avoti nekvantificē kontroles termiņa ietekmi robotu komponentēm, tāpēc šī atbilde jānāk no piegādātāja.

What the sources do not establish

• Neviens avots nesniedz kvantificētu izmaksu līkni par detaļu, kas sasaistītu konkrētas pielaides vai Ra vērtības ar konkrētām robotu savienojumu, harmonisko piedziņu vai konstrukcijas komponentes īpašībām.
• Neviens avots dod skaitlisku apjoma slieksni, pie kura CNC kļūst dārgāks par liešanu vai presēšanu robotu komponentēm.
• Neviens avots kvantificē kontroles (CMM, FAI, PPAP) termiņa ietekmi robotu komponentēm.
• Neviens avots kvantificē viena ISO 9001 (ne-aviācijas) izmaksu ietekmi robotu komponentēm.
• Neviens avots nesniedz zobratu zobu profila pielaides prasības harmoniskajām piedziņām.
• Neviens avots nesniedz robotu savienojumiem specifiskas blīvējuma virsmas apstrādes prasības.
• Neviens avots nesniedz robotu rokām vai rāmjiem specifiskas nogurumam kritisku konstrukcijas komponentes virsmas apstrādes prasības.
• Neviens avots salīdzina izmaksas par detaļu starp alumīniju 7075, tēraudu 4140, titānu un nerūsējošo tēraudu tai pašai robotu komponentes ģeometrijai.