Hogyan tervezhet olyan fémesztergált alkatrészeket, amelyek gyártása költséghatékony?

Miért a tervezési döntések határozzák meg a fémesztergált alkatrészek költségének nagy részét?

A fém esztergált részesztergagépen készül, ahol a munkadarab forog, és egy egypontos szerszám a forgástengely mentén eltávolítja az anyagot. Ez az eljárás rendkívül hatékony a hengeres alakzatoknál, de vannak geometriai korlátai. Az ezeken a határokon kívül eső funkciók másodlagos műveleteket, speciális szerszámokat vagy lassabb ciklusidőket kényszerítenek ki.

A legfontosabb tervezési lehetőségek:

• Toleranciafelhívások, amelyek meghaladják azt, amit a folyamat természetesen tartalmaz
• Másodlagos műveleteket igénylő felületkezelési követelmények
• Falvastagság, amely rezgést vagy elhajlást okoz
• Speciális szerszámot igénylő menetspecifikációk
• Anyagkeménység, amely felgyorsítja a szerszámkopást

Egy olyan alkatrész, amelyet kezdettől fogva esztergálásra terveztek, kevesebbe kerül, gyorsabban fut, és következetesebben tartja a tűréshatárt, mint az az alkatrész, amely az esztergálást utógondolatként kezeli.

Három tervezési jellemző, amelyek növelik az esztergálás költségeit

Túltűrés – A legdrágább szokás

Gyakori hiba, hogy minden dimenzióra szűk tűrést alkalmaznak, nem csak a funkcionális méretekre. Standard esztergatartás ±0,05 mm fémeken az ISO 2768-f szerint. A precíziós esztergálás ±0,01 mm. De a ±0,01 mm-es tűrés egy nem funkcionális méretnél értéknövelés nélkül növeli a költségeket.

A javítás:Csak az illeszkedő felületekre, a csapágyülésekre és a funkcionális interfészekre alkalmazzon szűk tűréseket. Hagyja a kozmetikai és űrméreteket az általános tűréshatáron.

Vékony falak és hosszú túlnyúlások

1 mm alatti falvastagság afém esztergált részvibrációt, fecsegést és elhajlást idéz elő. A szerszám eltolja a falat ahelyett, hogy tisztán vágná. Az eredmény inkonzisztens méretek és rossz felületi minőség.

A javítás:Ha funkcionálisan vékony falra van szükség, adjon meg feszültségmentesített anyagot, és lassabb vágási paraméterekre számítson. Ha a fal funkcionálisan nem szükséges, vastagítsa meg. Egy 1,5 mm-es fal négyszer gyorsabban működik, mint egy 0,8 mm-es fal, ugyanazzal a tűréshatárral.

Speciális szerszámot igénylő menetek és hornyok

A szabványos metrikus és angolszász meneteket készszerszámmal vágják normál ciklusidőben. A nem szabványos menetprofilok, baloldali menetek, többszörös indítású menetek és keskeny belső hornyok azonban egyedi köszörülést, lassabb sebességet és gyakran egy második műveletet igényelnek.

A javítás:Lehetőség szerint szabványos menetprofilokat használjon. Ha speciális menetre van szükség, rögzítse azt alkatrészenként egy jellemzőre, ahelyett, hogy több átmérőre osztaná el.

Anyagválasztás – A teljesítmény és a folyamat összehangolása

Az anyag meghatározza a vágási sebességet, a szerszám élettartamát, a felületi minőséget és a másodlagos műveleti követelményeket. A Nuote Metalsnál öt anyagcsaládot alakítunk ki, amelyek mindegyike eltérő megmunkálási viselkedéssel rendelkezik.

Szabályunk:Ha afém esztergált résznem igényel korrózióállóságot, a szabadon megmunkálható sárgaréz vagy szénacél lesz a legalacsonyabb költségű lehetőség. Ha korrózióállóságra van szükség, a 303-as rozsdamentes könnyebben megmunkálható, mint a 316-os. Csak akkor adja meg a 316-ot, ha a környezet megköveteli.

Két tervezési eset, ahol a változtatások csökkentik a költségeket

Hidraulikus elosztó-szerelvény (tűrés-racionalizálás)

Probléma: A hidraulikus rendszerek gyártója benyújtott egy elosztó szerelvényt ±0,01 mm tűréssel minden méretben – beleértve a hatlapú lapokat és a teljes hosszt is. Az alkatrészt magas áron jegyezték, mert minden funkció folyamat közbeni mérést igényelt.

Véleményünk:Csak három méret volt funkcionálisan kritikus: a menetemelkedés átmérője, az O-gyűrű horony átmérője és az illeszkedő felület merőlegessége. A hatszögletű lapoknak és a teljes hossznak az általános tűréshatáron túl nem volt funkcionális követelménye.

A változás:A nem kritikus méreteknél ±0,05 mm-t javasoltunk, és csak a három funkcionális jellemzőnél megtartottuk a ±0,01 mm-t.

Eredmény: A ciklusidő 22%-kal csökkent. Az alkatrész mostantól szabványos folyamat közbeni ellenőrzésekkel fut a három kritikus dimenziónál, és általános mintavételezéssel a többinél. Az éves költségmegtakarítás meghaladta a 15%-ot.

Rozsdamentes acél érzékelőház (anyagcsere)

Probléma: Az érzékelő gyártója 316-os rozsdamentes acélt írt elő olyan házhoz, amely csak beltéri laboratóriumi levegőnek van kitéve. Az alkatrésznek mély belső furata volt, fala 1,2 mm. A 316-os megmunkálása ekkora falvastagságnál csattanást okozott, és lassú sebességet igényelt, ami megnövelte a vezetési költségeket.

Véleményünk:A működési környezet száraz, szabályozott hőmérsékletű és kloridmentes volt. A 316 túl volt megadva.

A változás:A 303-as rozsdamentes acélt javasoltuk – könnyebben megmunkálható, megfelelő korrózióállóság a beltéri környezetben, és kompatibilis a meglévő tömítőanyaggal.

Eredmény: A vágási sebesség 40%-kal nőtt. A fecsegés megszűnt. A szerszám élettartama megháromszorozódott. Az ügyfél minden beltéri érzékelős modellre 303 minősítést szerzett.

Műszaki adatok – Esztergaborítékunk

Mertfém esztergált alkatrészekezeken a tartományokon kívül inkább az idézés előtt mondjuk el, nem pedig az első cikk sikertelensége után.

GYIK

1. kérdés: Honnan tudhatom, hogy az én alkatrészem alkalmas-e az esztergálásra?

V: A döntő tényező a forgásszimmetria. Ha az alkatrész kritikus jellemzői egyetlen tengellyel koncentrikusak – tengelyek, csapok, perselyek, szerelvények, csatlakozók, távtartók –, az esztergálás szinte mindig a leggyorsabb és leggazdaságosabb folyamat. Ha az alkatrész több oldalon elosztva zsebekkel, hornyokkal vagy furatmintákkal rendelkezik, a marás vagy marás a megfelelő elsődleges folyamat. Egy hozzáértő beszállító megmondja Önnek, ha az esztergálás nem a megfelelő válasz, ahelyett, hogy az alkatrészét esztergagépre kényszerítené. A Nuote Metalsnál minden rajzot átnézünk a folyamat illeszkedésére, mielőtt idéznénk.

Q2: Milyen tűréshatárt adjak meg egy fémesztergált alkatrészen?

V: Csak ott adjon meg szűk tűréseket, ahol azok funkcionálisan fontosak – illeszkedő felületek, csapágyülések, tömítési hornyok és menetemelkedési átmérők. Minden más méretnél általános tűréshatárt használjon (±0,05 mm az ISO 2768-f szerint). A túltűrés az egyetlen leggyakoribb költséghajtó, amit látunk. Egy olyan alkatrész, amelynek minden mérete ±0,01 mm, 20-35%-kal többe kerül, mint az azonos alkatrész, csak a három-négy funkcionális jellemzőnél szűk tűréssel. Ha nem biztos abban, hogy mely méretek kritikusak, küldje el nekünk a rajzot, és árajánlat készítése előtt azonosítjuk a funkcionális kiírásokat.

Q3: Milyen anyagok állnak rendelkezésrefém esztergált alkatrészeka Nuote Metalsnál?

V: Esztergálunk sárgaréz (C36000 és C2680), alumínium (6061), rozsdamentes acél (303 és 316), szénacél (12L14) és rezet. Minden anyagnak sajátos megmunkálási viselkedése van. A C36000 sárgaréz a leggyorsabb és leggazdaságosabb a nagy mennyiségű alkatrészekhez. A 303 rozsdamentes acél könnyebben megmunkálható, mint a 316, és megfelelő a legtöbb beltéri és enyhe kültéri környezethez. A 316 tengeri, vegyi és orvosi alkalmazásokhoz van fenntartva, ahol kloridállóság szükséges. A 12L14 szénacél a legalacsonyabb költségű lehetőség, ha nincs szükség korrózióállóságra. Azt a legalacsonyabb költségű anyagot ajánljuk, amely megfelel az Ön tényleges működési környezetének – nem a legdrágábbat.

4. kérdés: Mi a MOQ és az átfutási idő a Nuote Metals fémesztergált alkatrészeinél?

V: A standard MOQ 500 darab az egyedi esztergált alkatrészekhez, a prototípusokhoz és az első cikkekhez kisebb mennyiség áll rendelkezésre. A raktári anyagok és a szabványos profilok 100 darabtól kezdve szállíthatók. A szabványos anyagok átfutási ideje 50 000 darabos gyártási mennyiségig 7-12 nap. Egyedi bevonat vagy másodlagos műveletek 5-8 napot vesznek igénybe. A szerszámozást és az első cikkvizsgálatot igénylő új alkatrészek összesen 15–25 napot tesznek lehetővé. Minden árajánlat határozott átfutási időt tartalmaz, nem tartományt. ISO 9001:2015 minősítéssel.