مشخصات فرآیند ماشینکاری & برنامه ریزی | این فناوری

پس از بیش از 30 سال در کف ماشینکاری - نوشتن برگه های فرآیند, تنظیم تنظیمات در 2 صبح, و توضیح دادن به یک مهندس جوان که چرا مسیر با دقت برنامه ریزی شده او باعث ایجاد یک قطعه تاب خورده شد - می توانم این را به شما بگویم: برنامه ریزی فرآیند ماشینکاری کاغذبازی نیست.

این طرح نبرد سیستماتیک است که تصمیم می‌گیرد که آیا بخشی از آن به مدارا می‌رسد یا خیر, در بودجه, و به موقع.

من تعداد زیادی مهندس فرآیند جدید را دیده ام که وارد دفتر شده اند, یک ماشین انتخاب کنید, چند عملیات را یادداشت کنید, و به آن برنامه فرآیندی می گویند.

شش هفته بعد, آنها تعجب می کنند که چرا رد قطعه اول است 40%, چرا زمان چرخه دو برابر تخمین است, و چرا سرکارگر مغازه از آنها متنفر است. دلیلش هم ساده است: آنها منطق زیربنایی را نادیده گرفتند.

در THIS Tech, ما برنامه های ماشینکاری دقیق را برای صدها مشتری در سراسر خودرو ساخته ایم, موتور سیکلت, و اجزای ساختاری صنعتی.

این راهنما هفت اصل طراحی اصلی را در پشت مشخصات فرآیند ماشینکاری جامد بیان می کند - از تعاریف واحد فرآیند تا محاسبه زنجیره تحمل.

1. واحدهای اساسی فرآیند ماشینکاری را بشناسید

قبل از توسعه مسیر فرآیند, مهم است که واحدهای اساسی یک فرآیند ماشینکاری را متمایز کنیم: عمل, راه اندازی, موقعیت, گام, و عبور کنید. این اصطلاحات ارتباط نزدیکی با هم دارند, اما قابل تعویض نیستند.

یک عمل به طور کلی توسط بخش پیوسته ای از فرآیند تولید که با قطعه کار انجام می شود، تعریف می شود, کارگر, و محل کار اساساً بدون تغییر باقی می ماند.

واحد مهمی برای برنامه ریزی تولید است, مستندات فرآیند, و محاسبه هزینه.

در یک عملیات, یک یا چند تنظیمات ممکن است مورد نیاز باشد. تنظیم به قطعه کار اشاره دارد که به روشی خاص گیره و قرار می گیرد.

اگر قطعه کار جابجا شده یا مجدداً بسته شود, یک تنظیم جدید به طور معمول ایجاد می شود.

هر تنظیم اضافی فرصت دیگری را برای خطای موقعیت یابی معرفی می کند, بنابراین به حداقل رساندن تنظیمات غیر ضروری یک هدف عملی مهم است.

الف موقعیت کاری به مکان‌های مختلفی اشاره دارد که قطعه کار در آن‌ها ماشین‌کاری می‌شود، زمانی که دستگاه یا چیدمان ماشین اجازه می‌دهد موقعیت‌های متعددی را بدون تغییر کامل تنظیمات انجام دهد..

الف مرحله ماشینکاری بخش خاصی از عملیات است که در آن سطح ماشینکاری, ابزار برش, و شرایط اصلی برش اساساً بدون تغییر باقی می ماند.

هنگامی که یک کمک هزینه بزرگ باید در چند برش حذف شود, هر پاس برش فردی یک است عبور کند.

این تمایز اهمیت دارد زیرا برنامه ریزی فرآیند اساساً سازماندهی این واحدها در یک توالی کنترل شده است.

یک مسیر فرآیندی با ساختار مناسب دستورالعمل های تولید را واضح تر می کند, جابجایی غیر ضروری را کاهش می دهد, و مبنای بهتری برای محاسبه زمان ماشینکاری و هزینه ساخت فراهم می کند.

2. برنامه فرآیند را با حجم تولید مطابقت دهید

هیچ فرآیند ماشینکاری بهینه جهانی وجود ندارد. روند صحیح به شدت به این بستگی دارد نوع تولید و حجم مورد انتظار.

برای نمونه اولیه, تک تکه, و تولید کم حجم, انعطاف پذیری معمولاً ارزش بیشتری نسبت به حداکثر اتوماسیون دارد.

دستگاه های CNC همه منظوره, ابزارهای برش استاندارد, وسایل قابل تنظیم, و کار انعطاف پذیر اغلب مقرون به صرفه تر از ابزار اختصاصی گران قیمت هستند.

این فرآیند ممکن است بیشتر به کاوش متکی باشد, تأیید تنظیم دستی, و بازرسی قطعه اول.

برای تولید دسته ای با حجم متوسط, تعادل تغییر می کند.

ماشینکاری CNC به طور فزاینده ای جذاب می شود, در حالی که وسایل اختصاصی, ابزار مدولار, ابزارهای از پیش تعیین شده, و کار استاندارد شده می تواند زمان راه اندازی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. هدف دستیابی به قابلیت تکرار بدون به خطر انداختن انعطاف پذیری زیاد است.

برای تولید با حجم بالا, زمان چرخه و ثبات فرآیند به ملاحظات غالب تبدیل می شوند.

وسایل اختصاصی, تجهیزات چند ایستگاهی, ابزار با بهره وری بالا, بارگیری خودکار, و شرایط برش استاندارد می تواند سرمایه گذاری اولیه آنها را توجیه کند زیرا هزینه ابزار در تعداد زیادی از قطعات توزیع می شود.

یکی از رایج ترین اشتباهات برنامه ریزی، انتخاب تجهیزات یا ابزار صرفاً بر اساس توانایی فنی است.

فرآیندی که قادر به تولید تلورانس مورد نیاز باشد، لزوماً یک فرآیند اقتصادی مناسب نیست.

حجم تولید باید قبل از تصمیم گیری در مورد میزان تخصص و اتوماسیون فرآیند در نظر گرفته شود.

3. مبحث صحیح را انتخاب کنید: پایه و اساس دقت فرآیند

اگر بخشی از برنامه ریزی فرآیند ماشینکاری وجود داشته باشد که مستحق توجه خاص است, آن است انتخاب مبنا.

یک جزء ممکن است شامل ده ها بعد و تحمل هندسی باشد, اما همه آنها در نهایت به یک سیستم مرجع کنترل شده و قابل تکرار بستگی دارند.

اگر مبدأ ماشینکاری ضعیف انتخاب شده باشد, خطاهای موقعیت یابی می توانند از یک عملیات به عملیات دیگر جمع شوند, دستیابی به دقت نهایی لازم را دشوار می کند.

در ماشینکاری عملی, هدف ایجاد الف است پایدار, قابل تکرار, و سیستم مکان یابی مناسب از نظر عملکردی هر چه زودتر.

داده انتخاب شده باید منطقه مکان یابی کافی را فراهم کند, مقاومت در برابر حرکت در حین برش, و یک رابطه قابل اعتماد با ویژگی های مهم نشان داده شده در نقاشی حفظ کنید.

اولیه, ثانویه, و مکان سوم

یک سیستم کار معمولی شش درجه آزادی یک قطعه کار را از طریق یک اولیه کنترل می کند, ثانویه, و طرح مکان یابی درجه سوم.

این داده اولیه به طور کلی سه درجه آزادی را محدود می کند, را داده ثانویه دو را محدود می کند, و داده سوم باقی مانده را محدود می کند.

چیدمان فیکسچر واقعی به هندسه قطعه و نیازهای ماشینکاری بستگی دارد, اما اصل یکسان است: محل قطعه کار را با دقت و بدون محدود کردن بیش از حد آن تعیین کنید.

یک یراق پایدار باید از حرکت جلوگیری کند و در عین حال اجازه دهد قطعه کار بدون ایجاد تغییر شکل بیش از حد گیره شود..

هر زمان که عملی است از داده های طراحی استفاده کنید

زمانی که داده های طراحی و ماشین کاری می توانند همزمان باشند, خطاهای انتقال ابعادی را می توان به میزان قابل توجهی کاهش داد.

این به ویژه برای ویژگی هایی که موقعیت آنها مستقیماً بر عملکرد مونتاژ یا عملکردی تأثیر می گذارد بسیار مهم است, مانند سوراخ های دقیق, صندلی های بلبرینگ, سطوح آب بندی, و رابط های نصب.

استفاده از همان مرجع تعیین شده توسط نقشه مهندسی نیز رابطه بین ماشینکاری و بازرسی را واضح تر می کند.

جایی که تصادف داده عملی نیست, مهندس فرآیند باید از طریق تجزیه و تحلیل زنجیره بعدی مناسب، تبدیل مبدأ حاصل را محاسبه کند.

تغییرات غیرضروری داده را به حداقل برسانید

هر بار که قطعه کار تغییر مکان می دهد, منبع دیگری از خطای موقعیت یابی معرفی شده است.

دقت فیکسچر, موقعیت - وضعیت سطح, نیروی بستن, مدیریت اپراتور, و تحمل انباشته همگی می توانند بر نتیجه نهایی تأثیر بگذارند.

این بدان معنا نیست که هر عملیات باید دقیقاً از همان داده یا تنظیم استفاده کند. اجزای پیچیده اغلب برای دسترسی به سطوح مختلف نیاز به جهت گیری های متعدد دارند.

هدف عملی این است که اجتناب از تغییرات غیرضروری داده و حفظ یک رابطه کنترل شده بین داده های متوالی.

در تجربه من, یک استراتژی مبنا خوب اغلب از مشکلات قبل از شروع برش دستگاه CNC جلوگیری می کند.

هنگامی که سیستم مرجع پایدار است, تصمیمات بعدی در مورد وسایل, دنباله ماشینکاری, کمک هزینه, و کنترل بازرسی بسیار آسان تر می شود.

4. مسیر ماشینکاری را توسعه دهید: اول خشن کردن, پایان آخرین

یک مسیر فرآیند ماشینکاری باید به عنوان یک توسعه داده شود دنباله منطقی عملیات, نه صرفاً به عنوان فهرستی از ابعاد یا ویژگی های گرفته شده از نقشه مهندسی.

ترتیب حذف مواد, سطوح مرجع ایجاد می شود, عملیات حرارتی انجام می شود, و ویژگی های بحرانی به پایان رسید تأثیر مستقیمی بر دقت ابعاد دارد, تغییر شکل, کیفیت سطح, و راندمان تولید.

برای یک جزء دقیق معمولی, یک مسیر عملی ممکن است دنبال شود:

آماده سازی خالی ← ماشینکاری خشن ← تنش زدایی یا عملیات حرارتی ← نیمه تمام ← تکمیل ← عملیات ثانویه ← عملیات سطح ← بازرسی نهایی

توالی واقعی باید با مواد تطبیق داده شود, هندسه قسمت, کمک هزینه ماشینکاری, الزامات عملیات حرارتی, سطح تحمل, و حجم تولید.

ماشینکاری خشن: مواد را به طور موثر حذف کنید

هدف اولیه ماشینکاری خشن این است که ضمن ایجاد سطوح مرجع پایدار، مواد اضافی را به طور موثر حذف کنید برای عملیات های بعدی.

نرخ بالای حذف مواد معمولاً در این مرحله اولویت دارند, در حالی که پرداخت نهایی سطح و تلورانس های ابعادی محکم هنوز اهداف اصلی نیستند.

با این حال, خشن کردن نباید بیش از حد تهاجمی باشد. نیروهای برش بزرگ می توانند دیوارهای نازک را تغییر شکل دهند, ارتعاش را معرفی کنید, یا تنش های پسماند درون ریخته گری را آزاد می کند, جعلی, یا قطعات جوش داده شده.

به همین دلیل, پارامترهای ماشینکاری باید با توجه به سختی قطعه کار و شرایط مواد انتخاب شوند نه اینکه صرفاً سرعت برش و سرعت تغذیه را به حداکثر برسانند..

مخصوصاً برای ریخته گری و آهنگری, ماشینکاری ناهموار همچنین فرصت مهمی برای ایجاد داده های دقیق و افشای عیوب بالقوه مواد یا داخلی قبل از انجام عملیات تکمیل گران است..

نیمه تمام: یک کمک هزینه پایدار ایجاد کنید

نیمه تکمیل شکاف بین زبر و ماشینکاری نهایی را پر می کند.

در این مرحله, مولفه با حفظ a بسیار به هندسه نهایی خود نزدیک می شود کمک هزینه ماشینکاری کنترل شده و نسبتا یکنواخت برای اتمام.

این به ویژه برای اجزای پیچیده مهم است, سازه های دیوار نازک, و قطعاتی که نیاز به حذف مواد دارند.

مقدار مجاز ناهموار می تواند نیروهای برشی ناسازگاری را در حین تکمیل ایجاد کند و ممکن است به تغییرات ابعادی یا تغییر شکل موضعی کمک کند..

بنابراین یک عملیات نیمه تمام برنامه ریزی شده بیشتر از حذف مقدار کمی از مواد انجام می دهد - شرایط پایداری را برای مرحله نهایی ماشینکاری ایجاد می کند..

در حال اتمام: دقت نهایی را کنترل کنید

عملیات تکمیلی مسئول دستیابی به موارد مشخص شده است ابعاد نهایی, تلورانس های هندسی, زبری سطح, و ویژگی های کاربردی.

حفره های بحرانی, صندلی های بلبرینگ, سطوح آب بندی, سوراخ های دقیق, و سطوح جفت گیری معمولاً در این مرحله تکمیل می شوند.

در این مرحله, فرآیند به سایش ابزار بسیار حساس تر می شود, نیروی برش, ارتعاش, انبساط حرارتی, دقت ماشین ابزار, و ثبات محل کار.

بنابراین پارامترهای برش باید با دقت بیشتری نسبت به هنگام خشن کردن کنترل شوند, و ابزار تکمیلی باید در شرایط قابل پیش بینی نگهداری شوند.

از دیدگاه برنامه ریزی فرآیند, قانون اساسی ساده است: اول خشن, قطعه کار را تثبیت کنید, سپس ویژگی های حیاتی را تمام کنید.

یک مسیر ماشینکاری منطقی، کار مجدد غیرضروری را کاهش می دهد و به هر عملیات هدف مشخصی می دهد, کنترل فرآیند نهایی را از نظر کیفیت و هزینه آسان تر می کند.

5. مقدار مجاز ماشینکاری صحیح را تعیین کنید

کمک هزینه ماشینکاری حوزه دیگری است که برنامه ریزی فرآیند بی تجربه می تواند مشکلات غیرضروری ایجاد کند.

اگر کمک هزینه باشد خیلی بزرگ, مواد بیشتری باید حذف شود, افزایش زمان برش, سایش ابزار, مصرف انرژی, و هزینه ماشینکاری.

انبار بزرگ همچنین می تواند نیروهای برش را افزایش داده و به تغییر شکل قطعه کار کمک کند, به خصوص با قطعات آلومینیومی دیوار نازک, اجزای فولاد ضد زنگ, و سایر مواد با حساسیت اعوجاج نسبتاً بالا.

اگر کمک هزینه باشد خیلی کوچک, عملیات تکمیل ممکن است مقیاس ریخته گری را به طور کامل حذف نکند, جعل پوست, لایه های کربن زدایی شده, عیوب سطحی, یا خطاهای ابعادی از فرآیند قبلی.

نتیجه می تواند کیفیت سطح ناکافی یا ابعاد نهایی غیر قابل قبول باشد.

بنابراین یک کمک هزینه عملی باید قابلیت فرآیند قبلی را در نظر بگیرد, تحمل نهایی مورد نیاز, خطای کار, تغییر شکل, و رفتار مواد در حین ماشینکاری.

سه رویکرد رایج در تولید استفاده می شود:

به عنوان مثال, یک قطعه آلومینیومی آهنگری ممکن است نیاز به ماشینکاری متفاوتی از یک جزء ریخته گری شن و ماسه داشته باشد، حتی زمانی که ابعاد نهایی یکسان باشد..

کیفیت و ثبات ابعادی خالی ورودی تعیین می کند که چه مقدار ذخیره باید به طور ایمن برای ماشین کاری باقی بماند.

بنابراین کمک هزینه مناسب است حداکثر کمک هزینه ممکن نیست. این کوچکترین کمک هزینه عملی است که به طور قابل اعتمادی فرآیند بالادستی را در خود جای می دهد و همچنان مواد کافی برای دستیابی به مشخصات نهایی را فراهم می کند..

6. از تجزیه و تحلیل زنجیره بعدی برای کنترل خطای انباشته استفاده کنید

تحلیل زنجیره بعدی یکی از مهارت های فنی اساسی در برنامه ریزی فرآیند ماشینکاری است.

زمانی که یک بعد تکمیل شده به چندین بعد ماشینکاری متوالی وابسته باشد، اهمیت ویژه ای پیدا می کند.

اولین قدم شناسایی بعد بسته شدن و ابعادی که به آن کمک می کند.

زمانی که رابطه ابعادی برقرار شد, مهندس فرآیند می تواند تعیین کند که چگونه تحمل های فردی بر نیاز نهایی تأثیر می گذارد.

دو رویکرد اساسی معمولا استفاده می شود.

این بدترین روش حداکثر و حداقل ابعاد ممکن هر عنصر کمک کننده را در نظر می گیرد.

صریح و محافظه کارانه است, زمانی که تعداد ابعاد نسبتاً کم است یا زمانی که قابلیت تعویض تضمین شده ضروری است، مناسب است.

این روش آماری یا مبتنی بر احتمال توزیع واقعی ابعاد فرآیند را در نظر می گیرد.

زیرا بعید است که هر بعد کمک کننده به طور همزمان به حد نهایی خود برسد, این رویکرد گاهی اوقات می تواند تخصیص تلورانس واقعی تری ارائه دهد, به ویژه در تولید پایدار با حجم بالا.

نکته مهم این است که تلرانس ها نباید به طور خودکار به طور مساوی توزیع شوند. دشواری ساخت به طور قابل توجهی بین ویژگی ها متفاوت است.

یک سطح آسیاب شده ساده ممکن است نسبت به یک سوراخ داخلی عمیق از نظر اقتصادی تحمل سخت تری داشته باشد, ویژگی دیوار نازک, یا رابطه موقعیتی پیچیده.

بنابراین تخصیص تلورانس خوب هر دو را در نظر می گیرد الزامات عملکردی و قابلیت تولید.

هدف محافظت از ابعاد بحرانی و در عین حال اجتناب از تحمل غیر ضروری محدود کننده در مورد ویژگی هایی است که به آنها نیاز ندارند..

7. ابعاد فرآیند را تبدیل کنید و امکان سنجی اقتصادی را بررسی کنید

یک طرح فرآیند به سادگی به این دلیل کامل نیست که توالی عملیات و تلورانس ها محاسبه شده است.

مرحله آخر این است که تأیید کنیم که ابعاد فرآیند مشخص شده واقعاً می‌توانند به‌طور اقتصادی تولید شوند.

زمانی که مبنا طراحی و مبحث ماشینکاری متفاوت است, ممکن است نیاز باشد که ابعاد فرآیند از طریق محاسبات زنجیره بعدی تبدیل شوند.

کمک هزینه ماشینکاری نیز باید در ابعاد میانی گنجانده شود تا هر عملیات مقدار صحیح موجودی را برای عملیات زیر باقی بگذارد..

این به ویژه برای ماشینکاری CNC چند کاره مهم است.

اگر بعد میانی به درستی تعیین نشده باشد, ممکن است دستیابی به بعد نهایی از لحاظ نظری صحیح غیرممکن شود زیرا مواد بسیار یا بسیار کمی برای عملیات تکمیلی باقی می ماند.

سپس ارزیابی اقتصادی باید در کنار تایید فنی انجام شود.

هزینه ساخت به طور کلی شامل هزینه های متغیر مانند مصرف مواد می شود, زمان ماشین, ابزار برش, و کار, و همچنین هزینه های ثابت یا نیمه ثابت مرتبط با وسایل, ابزار سازی, برنامه نویسی, و تجهیزات.

یک وسیله اختصاصی ممکن است زمان چرخه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد, اما اگر فقط چند ده قطعه مورد نیاز باشد, هزینه توسعه آن ممکن است قابل توجیه نباشد.

برعکس, برای ده ها هزار قطعه, یک دستگاه نسبتاً گران قیمت می تواند به سرعت هزینه خود را از طریق کاهش زمان راه اندازی و بهبود تکرارپذیری پرداخت کند.

اینجاست که برنامه ریزی فرآیند با تجربه تفاوت ایجاد می کند: از نظر فنی پیچیده ترین فرآیند به طور خودکار بهترین فرآیند نیست.

یک فرآیند خوب فرآیندی است که به طور مداوم کیفیت مورد نیاز را با استفاده از تجهیزات مناسب به دست آورد, ابزار سازی, زمان, و هزینه.

چگونه DEZE Tech به برنامه ریزی فرآیند ماشینکاری می پردازد

در این فناوری, برنامه ریزی فرآیند ماشینکاری همراه با نقشه قطعه در نظر گرفته می شود, وضعیت مادی, روش ساخت بلانک, تجهیزات CNC, ابزار سازی, الزامات بازرسی, و حجم تولید.

برای قطعات دقیق, فرآیند باید قبل از تولید ایجاد شود نه اینکه پس از ظاهر شدن مشکلات ماشینکاری اصلاح شود.

این به معنای ارزیابی داده های بحرانی است, شناسایی ابعاد پرخطر, تعیین مزایای ماشینکاری مناسب, و انتخاب مناسب ترین توالی عملیات خشن و تکمیل.

جایی که یک جزء به هر دو نیاز دارد جعل یا ریخته گری و ماشینکاری CNC, این رویکرد یکپارچه حتی مهم تر می شود.

وضعیت خالی ورودی مستقیماً بر هزینه ماشینکاری تأثیر می گذارد, کار, انتخاب مبنا, زندگی ابزاری, و پایداری ابعادی نهایی.

هدف عملی ساده است: کاری کنید که هر عملیات از عملیات بعدی پشتیبانی کند.

زمانی که فرآیند از ابتدا به درستی طراحی شده باشد, ماشینکاری قابل پیش بینی تر می شود, بازرسی آسان تر می شود, و قسمت تمام شده از اولین قطعه تا دسته تولید سازگارتر است.

نتیجه گیری

پس از چندین دهه در زمین, درس ساده است: مشخصات فرآیند ماشینکاری فرمی برای پر کردن نیست.

این یک طرح در سطح سیستم است که افراد را هماهنگ می کند, ماشین آلات, ابزار سازی, تاریخ, کمک هزینه, و هزینه برای رسیدن به یک هدف - بخشی که کیفیت طراحی را با کمترین هزینه پایدار برآورده می کند.

بر هفت اصل مسلط شوید: واحدهای فرآیند خود را بشناسید, نوع تولید کبریت, داده ها را با دقت انتخاب کنید, مسیر را فاز بندی کنید, کمک هزینه معقول تعیین کنید, زنجیره های تحمل را به درستی محاسبه کنید, و همیشه چک اقتصادی را اجرا کنید.

این کار را انجام دهید, و برگه فرآیند شما در طبقه فروشگاه کار خواهد کرد, نه فقط روی کاغذ.

در THIS Tech, ما این تجربه را برای هر برنامه مشتری به ارمغان می آوریم - نقشه ها را به پایدار تبدیل می کنیم, قابل تکرار, فرآیندهای ماشینکاری مقرون به صرفه.