مواصفات عملية التصنيع & تخطيط | هذه التقنية

بعد أكثر من 30 عامًا على أرضية التصنيع – كتابة أوراق العملية, ضبط الاعدادات في 2 أكون., وأشرح لمهندس شاب لماذا أدى مساره المخطط بعناية إلى إنتاج جزء مشوه - أستطيع أن أخبرك بذلك: تخطيط عملية التصنيع ليس عملاً ورقيًا.

إن خطة المعركة المنهجية هي التي تقرر ما إذا كان الجزء سيأتي على أساس التسامح, على الميزانية, وفي الوقت المحدد.

لقد رأيت عددًا كبيرًا جدًا من مهندسي العمليات الجدد يدخلون إلى المكتب, اختر آلة, تدوين بعض العمليات, ونسميها خطة العملية.

بعد ستة أسابيع, إنهم يتساءلون عن سبب رفض القطعة الأولى 40%, لماذا وقت الدورة هو ضعف التقدير, ولماذا يكرههم رئيس عمال المتجر. السبب بسيط: لقد تخطوا المنطق الأساسي.

في هذه التقنية, لقد قمنا ببناء برامج تصنيع دقيقة لمئات العملاء في مجال السيارات, دراجة نارية, والمكونات الهيكلية الصناعية.

يوضح هذا الدليل مبادئ التصميم الأساسية السبعة التي تكمن وراء مواصفات عملية التصنيع الصلبة - بدءًا من تعريفات وحدة المعالجة وحتى حساب سلسلة التسامح.

1. فهم الوحدات الأساسية لعملية التصنيع

قبل تطوير مسار العملية, من المهم التمييز بين الوحدات الأساسية لعملية التصنيع: عملية, يثبت, موضع, خطوة, وتمرير. ترتبط هذه المصطلحات ارتباطًا وثيقًا, لكنها ليست قابلة للتبديل.

ان عملية يتم تعريفه بشكل عام من خلال جزء مستمر من عملية التصنيع التي يتم إجراؤها باستخدام قطعة العمل, عامل, ومكان العمل يبقى دون تغيير بشكل أساسي.

إنها وحدة مهمة لتخطيط الإنتاج, وثائق العملية, وحساب التكلفة.

ضمن عملية, واحد أو أكثر الاجهزة قد تكون هناك حاجة. يشير الإعداد إلى تثبيت قطعة العمل ووضعها بطريقة معينة.

إذا تم إعادة وضع قطعة العمل أو إعادة تثبيتها, يتم عادةً إنشاء إعداد جديد.

يقدم كل إعداد إضافي فرصة أخرى لتحديد موضع الخطأ, لذا فإن تقليل الإعدادات غير الضرورية يعد هدفًا عمليًا مهمًا.

أ موقف العمل يشير إلى مواقع مختلفة يتم فيها تشكيل قطعة العمل عندما يسمح ترتيب التركيب أو الماكينة بمواضع متعددة دون تغيير الإعداد بالكامل.

أ خطوة بالقطع هو جزء محدد من العملية التي يتم فيها سطح المعالجة, أداة القطع, وتبقى شروط القطع الرئيسية دون تغيير بشكل أساسي.

عندما يجب إزالة بدل كبير في عدة تخفيضات, كل تمريرة قطع فردية هي أ يمر.

هذا التمييز مهم لأن تخطيط العملية هو في الأساس تنظيم هذه الوحدات في تسلسل متحكم فيه.

إن مسار العملية المنظم جيدًا يجعل تعليمات الإنتاج أكثر وضوحًا, يقلل من التعامل غير الضروري, ويوفر أساسًا أفضل لحساب وقت التشغيل وتكلفة التصنيع.

2. مطابقة خطة العملية مع حجم الإنتاج

لا توجد عملية تصنيع مثالية عالميًا. العملية الصحيحة تعتمد بشكل كبير على نوع الإنتاج والحجم المتوقع.

ل النموذج الأولي, قطعة واحدة, وإنتاج الحجم المنخفض, عادةً ما تكون المرونة ذات قيمة أكبر من الحد الأقصى من الأتمتة.

آلات CNC للأغراض العامة, أدوات القطع القياسية, تركيبات قابلة للتعديل, وغالبًا ما تكون عملية العمل المرنة أكثر اقتصادا من الأدوات المخصصة باهظة الثمن.

قد تعتمد العملية بشكل أكبر على التحقيق, التحقق من الإعداد اليدوي, وفحص القطعة الأولى.

ل إنتاج دفعة متوسطة الحجم, يتغير التوازن.

أصبحت التصنيع باستخدام الحاسب الآلي جذابة بشكل متزايد, بينما تجهيزات مخصصة, الأدوات المعيارية, أدوات محددة مسبقا, ويمكن أن يؤدي عقد العمل الموحد إلى تقليل وقت الإعداد بشكل كبير. الهدف هو تحقيق التكرار دون التضحية بالكثير من المرونة.

ل إنتاج كبير الحجم, يصبح وقت الدورة واستقرار العملية من الاعتبارات السائدة.

تجهيزات مخصصة, معدات متعددة المحطات, أدوات عالية الإنتاجية, التحميل الآلي, وظروف القطع الموحدة يمكن أن تبرر استثمارها الأولي لأن تكلفة الأدوات موزعة على عدد كبير من الأجزاء.

أحد أخطاء التخطيط الأكثر شيوعًا هو اختيار المعدات أو الأدوات بناءً على القدرة التقنية البحتة.

إن العملية القادرة على إنتاج التسامح المطلوب ليست بالضرورة عملية مناسبة اقتصاديًا.

ويجب أخذ حجم الإنتاج بعين الاعتبار قبل تحديد مقدار التخصص والأتمتة الذي تستحقه العملية.

3. حدد المسند الصحيح: أساس دقة العملية

إذا كان هناك جزء واحد من تخطيط عملية المعالجة يستحق اهتمامًا خاصًا, إنها اختيار مسند.

قد يحتوي المكون على العشرات من الأبعاد والتفاوتات الهندسية, لكن جميعها تعتمد في النهاية على نظام مرجعي متحكم فيه وقابل للتكرار.

إذا تم اختيار مسند المعالجة بشكل سيء, يمكن أن تتراكم أخطاء تحديد المواقع من عملية إلى أخرى, مما يجعل من الصعب تحقيق الدقة النهائية المطلوبة.

في الآلات العملية, الهدف هو إنشاء مستقر, قابل للتكرار, ونظام تحديد موقع مناسب وظيفيا في أقرب وقت ممكن.

يجب أن يوفر المسند المحدد منطقة تحديد موقع كافية, مقاومة الحركة أثناء القطع, والحفاظ على علاقة موثوقة مع الميزات المهمة الموضحة في الرسم.

أساسي, ثانوي, والموقع الثالث

يتحكم نظام العمل النموذجي في درجات الحرية الست لقطعة العمل من خلال المرحلة الابتدائية, ثانوي, ونظام تحديد المستوى الثالث.

ال المسند الابتدائي يقيد عموما ثلاث درجات من الحرية, ال مسند ثانوي يقيد اثنين, و مسند التعليم العالي يقيد الباقي.

يعتمد ترتيب التركيبات الفعلي على هندسة الأجزاء ومتطلبات التصنيع, لكن المبدأ يظل كما هو: تحديد موقع قطعة العمل بدقة دون الإفراط في تقييدها دون داع.

يجب أن تمنع التركيبات الثابتة الحركة مع السماح بتثبيت قطعة العمل دون حدوث تشوه مفرط.

استخدم مسندات التصميم كلما كان ذلك عمليًا

عندما يمكن جعل مسند التصميم ومسند التصنيع متزامنين, يمكن تقليل أخطاء نقل الأبعاد بشكل كبير.

يعد هذا مهمًا بشكل خاص للميزات التي يؤثر موضعها بشكل مباشر على التجميع أو الأداء الوظيفي, مثل الثقوب الدقيقة, مقاعد تحمل, السطح الختم, وواجهات التركيب.

إن استخدام نفس المرجع الذي حدده الرسم الهندسي يجعل العلاقة بين التصنيع والفحص أكثر وضوحًا.

حيث أن مصادفة المرجع ليست عملية, يجب على مهندس العملية أن يأخذ في الاعتبار تحويل المسند الناتج من خلال تحليل سلسلة الأبعاد المناسب.

تقليل تغييرات مسند الإسناد غير الضرورية

في كل مرة يتم فيها تغيير موضع قطعة العمل, تم تقديم مصدر آخر لخطأ تحديد المواقع.

دقة المباراة, تحديد موقع حالة السطح, قوة لقط, التعامل مع المشغل, والتسامح المتراكم يمكن أن يؤثر جميعًا على النتيجة النهائية.

هذا لا يعني أن كل عملية يجب أن تستخدم نفس مرجع الإسناد أو الإعداد بالضبط. غالبًا ما تتطلب المكونات المعقدة اتجاهات متعددة للوصول إلى الأسطح المختلفة.

الهدف العملي هو تجنب تغييرات المسند غير الضرورية والحفاظ على علاقة محكومة بين المسندات المتعاقبة.

في تجربتي, غالبًا ما تمنع إستراتيجية المسند الجيدة المشكلات قبل أن تبدأ آلة CNC في القطع.

بمجرد استقرار النظام المرجعي, القرارات اللاحقة بشأن المباريات, تسلسل التصنيع, البدلات, ويصبح التفتيش أسهل بكثير في السيطرة عليه.

4. تطوير طريق التصنيع: التخشين أولا, التشطيب الأخير

ينبغي تطوير مسار عملية التصنيع باعتباره التسلسل المنطقي للعمليات, وليس مجرد قائمة بالأبعاد أو الميزات المأخوذة من الرسم الهندسي.

الترتيب الذي تتم به إزالة المواد, يتم إنشاء الأسطح المرجعية, يتم إجراء المعالجة الحرارية, والانتهاء من الميزات الهامة له تأثير مباشر على دقة الأبعاد, تشوه, جودة السطح, وكفاءة الإنتاج.

لعنصر الدقة النموذجي, قد يتبع ذلك طريق عملي:

التحضير الفارغ ← التصنيع الخام ← تخفيف الضغط أو المعالجة الحرارية ← نصف التشطيب ← التشطيب ← العمليات الثانوية ← المعالجة السطحية ← الفحص النهائي

يجب أن يتكيف التسلسل الفعلي مع المادة, جزء هندسة, بدل الآلات, متطلبات المعالجة الحرارية, مستوى التسامح, وحجم الإنتاج.

الآلات الخام: إزالة المواد بكفاءة

الغرض الأساسي من الآلات الخام هو إزالة المواد الزائدة بكفاءة مع إنشاء أسطح مرجعية مستقرة للعمليات اللاحقة.

عادةً ما يتم إعطاء الأولوية لمعدلات إزالة المواد المرتفعة في هذه المرحلة, في حين أن الانتهاء من السطح النهائي والتفاوتات الضيقة في الأبعاد ليست الأهداف الرئيسية بعد.

لكن, لا ينبغي أن يكون التخشين عدوانيًا بشكل مفرط. يمكن لقوى القطع الكبيرة أن تشوه الجدران الرقيقة, إدخال الاهتزاز, أو إطلاق الضغوط المتبقية داخل الزهر, مزورة, أو الفراغات الملحومة.

لهذا السبب, يجب تحديد معلمات التصنيع وفقًا لصلابة قطعة العمل وحالة المادة بدلاً من مجرد زيادة سرعة القطع ومعدل التغذية إلى الحد الأقصى.

للمسبوكات والمطروقات على وجه الخصوص, تعد المعالجة الأولية أيضًا فرصة مهمة لإنشاء بيانات دقيقة وكشف المواد المحتملة أو العيوب الداخلية قبل إجراء عمليات التشطيب باهظة الثمن.

نصف تشطيب: إنشاء بدل مستقر

يعمل نصف التشطيب على سد الفجوة بين المعالجة الخام والتصنيع النهائي.

في هذه المرحلة, يتم تقريب المكون كثيرًا من هندسته النهائية مع الحفاظ على بدل الآلات الخاضعة للرقابة والموحدة نسبيا للتشطيب.

هذا مهم بشكل خاص للمكونات المعقدة, هياكل رقيقة الجدران, والأجزاء التي تتطلب إزالة مواد كبيرة.

يمكن أن ينتج عن البدل غير المتساوي قوى قطع غير متناسقة أثناء التشطيب وقد يساهم في اختلاف الأبعاد أو التشوه المحلي.

ومن ثم فإن عملية نصف التشطيب جيدة التخطيط لا تؤدي إلى مجرد إزالة كمية صغيرة من المواد، بل إنها تخلق حالة مستقرة لمرحلة المعالجة النهائية.

التشطيب: التحكم في الدقة النهائية

عمليات التشطيب هي المسؤولة عن تحقيق ما هو محدد الأبعاد النهائية, التفاوتات الهندسية, خشونة السطح, والميزات الوظيفية.

الملل الحرجة, مقاعد تحمل, السطح الختم, ثقوب دقيقة, وعادة ما يتم الانتهاء من أسطح التزاوج خلال هذه المرحلة.

عند هذه النقطة, تصبح العملية أكثر حساسية لتآكل الأداة, قوة القطع, اهتزاز, التمدد الحراري, دقة الآلة, واستقرار العمل.

ولذلك ينبغي التحكم في معلمات القطع بعناية أكبر مما كانت عليه أثناء التخشين, ويجب الحفاظ على أدوات التشطيب في حالة يمكن التنبؤ بها.

من منظور تخطيط العمليات, القاعدة الأساسية واضحة ومباشرة: الخام أولا, استقرار الشغل, ثم قم بإنهاء الميزات المهمة.

يقلل مسار التصنيع المنطقي من إعادة العمل غير الضرورية ويمنح كل عملية غرضًا واضحًا, مما يجعل العملية النهائية أسهل للتحكم في الجودة والتكلفة.

5. تحديد بدل الآلات الصحيح

يعد بدل التشغيل الآلي مجالًا آخر يمكن أن يؤدي فيه تخطيط العمليات قليل الخبرة إلى حدوث مشكلات غير ضرورية.

إذا كان البدل كبير جدًا, يجب إزالة المزيد من المواد, زيادة وقت القطع, ارتداء الأداة, استهلاك الطاقة, وتكلفة التصنيع.

يمكن للمخزون الكبير أيضًا أن يزيد من قوى القطع ويساهم في تشوه قطعة العمل, وخاصة مع أجزاء الألومنيوم رقيقة الجدار, مكونات الفولاذ المقاوم للصدأ, وغيرها من المواد ذات حساسية التشويه العالية نسبيًا.

إذا كان البدل صغير جدًا, قد لا تؤدي عملية التشطيب إلى إزالة مقياس الصب بالكامل, تزوير الجلد, طبقات منزوعة الكربنة, عيوب السطح, أو أخطاء الأبعاد من العملية السابقة.

يمكن أن تكون النتيجة عدم كفاية جودة السطح أو البعد النهائي غير المقبول.

ولذلك يجب أن يأخذ البدل العملي في الاعتبار قدرة العملية السابقة, التسامح النهائي المطلوب, خطأ في العمل, تشوه, وسلوك المواد أثناء المعالجة.

يتم استخدام ثلاثة أساليب شائعة في التصنيع:

على سبيل المثال, قد يتطلب مكون الألمنيوم المطروق بدلات تصنيع مختلفة من مكون مصبوب بالرمل حتى عندما تكون الأبعاد النهائية متطابقة.

تحدد الجودة واستقرار الأبعاد للفراغ الوارد مقدار المخزون الذي يجب أن يبقى بأمان للتصنيع.

البدل الصحيح هو بالتالي ليس الحد الأقصى المسموح به. إنه أصغر بدل عملي يستوعب بشكل موثوق العملية الأولية ولا يزال يوفر مادة كافية لتحقيق المواصفات النهائية.

6. استخدم تحليل السلسلة الأبعاد للتحكم في الخطأ المتراكم

يعد تحليل سلسلة الأبعاد إحدى المهارات الفنية الأساسية في تخطيط عمليات التشغيل الآلي.

يصبح الأمر مهمًا بشكل خاص عندما يعتمد البعد النهائي على عدة أبعاد تصنيع متسلسلة.

الخطوة الأولى هي التعرف على البعد الختامي والأبعاد التي تساهم في ذلك.

بمجرد تأسيس العلاقة الأبعاد, يمكن لمهندس العملية تحديد كيفية تأثير التفاوتات الفردية على المتطلبات النهائية.

يتم استخدام نهجين أساسيين بشكل شائع.

ال طريقة أسوأ الحالات يأخذ في الاعتبار الحد الأقصى والحد الأدنى من الأبعاد الممكنة لكل عنصر مساهم.

إنه واضح ومحافظ, مما يجعلها مناسبة عندما يكون عدد الأبعاد صغيرًا نسبيًا أو عندما تكون قابلية التبادل المضمونة ضرورية.

ال الطريقة الإحصائية أو القائمة على الاحتمالية يأخذ في الاعتبار التوزيع الفعلي لأبعاد العملية.

لأنه من غير المرجح أن يصل كل البعد المساهم في نفس الوقت إلى الحد الأقصى, يمكن أن يوفر هذا النهج في بعض الأحيان تخصيصًا أكثر واقعية للتسامح, وخاصة في الإنتاج المستقر بكميات كبيرة.

النقطة المهمة هي أنه لا ينبغي توزيع التفاوتات بشكل متساوٍ تلقائيًا. تختلف صعوبة التصنيع بشكل كبير بين الميزات.

قد يكون السطح المطحون البسيط قادرًا على تحمل تحمل أكثر إحكامًا اقتصاديًا من التجويف الداخلي العميق, ميزة الجدار الرقيق, أو علاقة موضعية معقدة.

لذا فإن تخصيص التسامح الجيد يأخذ في الاعتبار كليهما المتطلبات الوظيفية والقدرة على التصنيع.

الهدف هو حماية الأبعاد الهامة مع تجنب التفاوتات المقيدة بشكل غير ضروري على الميزات التي لا تتطلبها.

7. تحويل أبعاد العملية والتحقق من الجدوى الاقتصادية

لم تكتمل خطة العملية لمجرد أنه تم حساب تسلسل التشغيل والتفاوتات.

الخطوة الأخيرة هي التحقق من إمكانية تصنيع أبعاد العملية المحددة بشكل اقتصادي.

عندما يكون مسند التصميم ومسند التصنيع مختلفين, قد تحتاج أبعاد العملية إلى التحويل من خلال حسابات سلسلة الأبعاد.

يجب أيضًا دمج بدلات التصنيع في الأبعاد المتوسطة بحيث تترك كل عملية الكمية الصحيحة من المخزون للعملية التالية.

هذا مهم بشكل خاص للتصنيع باستخدام الحاسب الآلي متعدد العمليات.

إذا تم إنشاء البعد المتوسط ​​بشكل غير صحيح, قد يصبح من المستحيل تحقيق البعد النهائي الصحيح من الناحية النظرية بسبب بقاء كمية كبيرة جدًا أو قليلة جدًا من المواد لعملية التشطيب.

وينبغي بعد ذلك إجراء التقييم الاقتصادي إلى جانب التحقق الفني.

تتضمن تكلفة التصنيع عمومًا تكاليف متغيرة مثل استهلاك المواد, وقت الآلة, أدوات القطع, والعمل, وكذلك التكاليف الثابتة أو شبه الثابتة المرتبطة بالتركيبات, الأدوات, برمجة, والمعدات.

قد تؤدي التركيبات المخصصة إلى تقليل وقت الدورة بشكل كبير, ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى بضع عشرات من الأجزاء فقط, تكلفة تطويره قد لا يكون لها ما يبررها.

على العكس من ذلك, لعشرات الآلاف من الأجزاء, يمكن للتركيبات باهظة الثمن نسبيًا أن تدفع تكاليفها بسرعة من خلال تقليل وقت الإعداد وتحسين التكرار.

هذا هو المكان الذي يُحدث فيه تخطيط العمليات ذو الخبرة فرقًا: فالعملية الأكثر تعقيدًا من الناحية الفنية لا تعد تلقائيًا أفضل عملية.

العملية الجيدة هي تلك التي تحقق الجودة المطلوبة باستمرار مع استخدام المعدات المناسبة, الأدوات, وقت, والتكلفة.

كيف تقترب DEZE Tech من تخطيط عمليات التصنيع

في هذه التقنية, يتم أخذ تخطيط عملية التصنيع في الاعتبار مع رسم الأجزاء, الحالة المادية, طريقة التصنيع الفارغة, معدات CNC, الأدوات, متطلبات التفتيش, وحجم الإنتاج.

لمكونات الدقة, يجب إنشاء العملية قبل الإنتاج بدلاً من تصحيحها بعد ظهور مشاكل التصنيع.

وهذا يعني تقييم المسندات الحاسمة, تحديد الأبعاد عالية المخاطر, تحديد بدلات المعالجة المناسبة, واختيار التسلسل الأنسب لعمليات التخشين والتشطيب.

حيث يتطلب المكون كليهما تزوير أو صب و التصنيع باستخدام الحاسب الآلي, ويصبح هذا النهج المتكامل أكثر أهمية.

تؤثر حالة الفراغ الوارد بشكل مباشر على بدل المعالجة, عقد العمل, اختيار مسند, الأداة الحياة, واستقرار الأبعاد النهائي.

الهدف العملي بسيط: جعل كل عملية تدعم العملية التالية.

عندما يتم تصميم العملية بشكل صحيح من البداية, تصبح المعالجة أكثر قابلية للتنبؤ بها, يصبح التفتيش أسهل, والجزء النهائي أكثر اتساقًا من القطعة الأولى إلى دفعة الإنتاج.

خاتمة

بعد عقود على الأرض, الدرس بسيط: مواصفات عملية التصنيع ليست نموذجًا لملءه.

إنها خطة على مستوى النظام تعمل على تنسيق الأشخاص, آلات, الأدوات, التاريخ, البدلات, والتكلفة نحو هدف واحد - وهو الجزء الذي يلبي جودة الرسم بأقل تكلفة مستدامة.

إتقان المبادئ السبعة: تعرف على وحدات العملية الخاصة بك, تطابق نوع الإنتاج, اختر بياناتك بعناية, مرحلة الطريق, تعيين البدلات المعقولة, حساب سلاسل التسامح بشكل صحيح, وقم دائمًا بإجراء الفحص الاقتصادي.

افعل ذلك, وستعمل ورقة العملية الخاصة بك على أرضية المتجر, ليس فقط على الورق.

في هذه التقنية, نحن نجلب هذه التجربة إلى كل برنامج عميل - ونحول الرسومات إلى رسومات ثابتة, قابل للتكرار, عمليات التصنيع فعالة من حيث التكلفة.