Pēc vairāk nekā 30 gadiem, kas pavadīti apstrādes grīdā – rakstīšanas procesa lapas, iestatījumu pielāgošana plkst 2 a.m., un paskaidrojot jaunam inženierim, kāpēc viņa rūpīgi izplānotais maršruts radīja deformāciju — es varu jums to pateikt: apstrādes procesa plānošana nav papīra darbi.
Tas ir sistemātisks kaujas plāns, kas izlemj, vai daļa atbilst tolerancei, par budžetu, un laikā.
Esmu redzējis, ka birojā ienāk pārāk daudz jaunu procesu inženieru, izvēlēties mašīnu, pierakstiet dažas operācijas, un sauc to par procesa plānu.
Pēc sešām nedēļām, viņi brīnās, kāpēc tiek noraidīta pirmā daļa 40%, kāpēc cikla laiks ir divreiz lielāks par novērtējumu, un kāpēc veikala meistars viņus ienīst. Iemesls ir vienkāršs: viņi izlaida pamatā esošo loģiku.
ŠAJĀ tehnikā, mēs esam izveidojuši precīzas apstrādes programmas simtiem klientu visā automobiļu nozarē, motocikls, un rūpnieciskās konstrukcijas sastāvdaļas.
Šajā rokasgrāmatā ir izklāstīti septiņi galvenie projektēšanas principi, kas ir pamatā stabilai apstrādes procesa specifikācijai — no procesa vienību definīcijām līdz pielaides ķēdes aprēķinam.
1. Izprotiet apstrādes procesa pamatvienības
Pirms procesa maršruta izstrādes, ir svarīgi atšķirt apstrādes procesa pamatvienības: darbība, iestatīšana, pozīciju, solis, un iet garām. Šie termini ir cieši saistīti, bet tie nav savstarpēji aizvietojami.
An darbība To parasti nosaka nepārtraukta ražošanas procesa daļa, ko veic ar sagatavi, strādnieks, un darba vieta būtībā paliek nemainīga.
Tā ir svarīga ražošanas plānošanas vienība, procesa dokumentācija, un izmaksu aprēķins.
Operācijas ietvaros, viens vai vairāki uzstādījumi var būt nepieciešama. Iestatījums attiecas uz apstrādājamo priekšmetu, kas tiek nostiprināts un novietots noteiktā veidā.
Ja apstrādājamā detaļa tiek pārvietota vai nostiprināta, parasti tiek izveidots jauns uzstādījums.
Katra papildu iestatīšana rada vēl vienu pozicionēšanas kļūdas iespēju, tāpēc nevajadzīgu iestatījumu samazināšana ir svarīgs praktisks mērķis.
Izšķirt darba pozīcija attiecas uz dažādām vietām, kurās apstrādājamā detaļa tiek apstrādāta, ja armatūra vai mašīnas izvietojums pieļauj vairākas pozīcijas, pilnībā nemainot iestatījumu.
Izšķirt apstrādes solis ir noteikta darbības daļa, kurā tiek apstrādāta apstrādes virsma, griezējinstruments, un galvenie griešanas nosacījumi būtībā paliek nemainīgi.
Kad liels pabalsts ir jānoņem vairākos izcirtņos, katra atsevišķa griešanas gājiens ir a caurlaide.
Šī atšķirība ir svarīga, jo procesa plānošana būtībā ir šo vienību organizēšana kontrolētā secībā.
Labi strukturēts procesa maršruts padara ražošanas instrukcijas skaidrākas, samazina nevajadzīgu apstrādi, un nodrošina labāku pamatu apstrādes laika un ražošanas izmaksu aprēķināšanai.
2. Saskaņojiet procesa plānu ar ražošanas apjomu
Nav universāli optimāla apstrādes procesa. Pareizais process lielā mērā ir atkarīgs no ražošanas veids un paredzamais apjoms.
Par prototips, viengabalains, un neliela apjoma ražošana, elastībai parasti ir lielāka vērtība nekā maksimālajai automatizācijai.
Universālas CNC mašīnas, standarta griezējinstrumenti, regulējami stiprinājumi, un elastīga darba turēšana bieži vien ir ekonomiskāka nekā dārgi īpaši instrumenti.
Process var būt vairāk atkarīgs no zondēšanas, manuālas iestatīšanas pārbaude, un pirmā pārbaude.
Par vidēja apjoma sērijveida ražošana, līdzsvars mainās.
CNC apstrāde kļūst arvien pievilcīgāka, kamēr veltīta ķermeņi, modulārais instruments, iepriekš iestatīti rīki, un standartizēta darba turēšana var ievērojami samazināt iestatīšanas laiku. Mērķis ir panākt atkārtojamību, nezaudējot pārāk lielu elastību.
Par liela apjoma ražošana, cikla laiks un procesa stabilitāte kļūst par dominējošiem apsvērumiem.
Īpašas armatūras, daudzstaciju aprīkojums, augstas produktivitātes instrumenti, automatizēta iekraušana, un standartizēti griešanas apstākļi var attaisnot to sākotnējo ieguldījumu, jo instrumentu izmaksas tiek sadalītas pa lielu skaitu detaļu.
| Ražošanas veids | Tipiska procesa stratēģija | Galvenā prioritāte |
| Prototips / zems skaļums | Elastīgs CNC, standarta instrumenti, regulējami stiprinājumi | Elastīgums |
| Vidējs apjoms | CNC + īpašas vai moduļu ķermeņi | Līdzsvars |
| Liels skaļums | Īpaši instrumenti, automatizācija, optimizēti cikli | Produktivitāte un atkārtojamība |
Viena no visbiežāk pieļautajām plānošanas kļūdām ir aprīkojuma vai instrumentu izvēle, pamatojoties tikai uz tehniskajām iespējām.
Process, kas spēj radīt vajadzīgo pielaidi, ne vienmēr ir ekonomiski piemērots process.
Ražošanas apjoms ir jāņem vērā, pirms izlemt, cik lielu specializāciju un automatizāciju process ir pelnījis.
3. Atlasiet pareizo datumu: Procesa precizitātes pamats
Ja ir kāda apstrādes procesa plānošanas daļa, kurai jāpievērš īpaša uzmanība, tas ir datuma izvēle.
Komponents var saturēt desmitiem izmēru un ģeometrisko pielaidi, bet tie visi galu galā ir atkarīgi no kontrolētas un atkārtojamas atskaites sistēmas.
Ja apstrādes atskaites punkts ir slikti izvēlēts, pozicionēšanas kļūdas var uzkrāties no vienas darbības uz nākamo, apgrūtinot vajadzīgās galīgās precizitātes sasniegšanu.
Praktiskajā apstrādē, mērķis ir izveidot a stabils, atkārtojams, un funkcionāli piemērota atrašanās vietas noteikšanas sistēma pēc iespējas agrāk.
Izvēlētajam atskaites punktam jānodrošina pietiekams atrašanās vietas noteikšanas laukums, pretoties kustībām griešanas laikā, un uzturēt uzticamu saikni ar zīmējumā parādītajām kritiskajām iezīmēm.
Primārais, Sekundārais, un terciārā atrašanās vieta
Tipiska darba turēšanas sistēma kontrolē sešas sagataves brīvības pakāpes, izmantojot primāro, sekundārais, un terciārās atrašanās vietas noteikšanas shēma.
Līdz primārais atskaites punkts parasti ierobežo trīs brīvības pakāpes, līdz sekundārais atskaites punkts ierobežo divus, un terciārais datums ierobežo atlikušo.
Faktiskais stiprinājuma izvietojums ir atkarīgs no detaļas ģeometrijas un apstrādes prasībām, bet princips paliek tas pats: precīzi novietojiet apstrādājamo priekšmetu, to nevajadzīgi nepārslogojot.
Stabilam stiprinājumam ir jānovērš kustība, vienlaikus ļaujot saspiest apstrādājamo priekšmetu, neradot pārmērīgu deformāciju.
Izmantojiet Design Datums, kad vien iespējams
Kad projektēšanas un apstrādes atskaites punktu var sakrist, izmēru pārnešanas kļūdas var ievērojami samazināt.
Tas ir īpaši svarīgi elementiem, kuru novietojums tieši ietekmē montāžu vai funkcionālo veiktspēju, piemēram, precīziem caurumiem, gultņu sēdekļi, blīvējuma virsmas, un montāžas saskarnes.
Izmantojot to pašu atsauci, kas noteikta inženiertehniskajā rasējumā, arī attiecības starp apstrādi un pārbaudi kļūst skaidrākas.
Kur datu sakritība nav praktiska, procesa inženierim ir jāņem vērā iegūtā atskaites punkta konversija, izmantojot atbilstošu dimensiju ķēdes analīzi.
Samaziniet nevajadzīgās datuma izmaiņas
Katru reizi, kad sagatave tiek pārvietota, tiek ieviests vēl viens pozicionēšanas kļūdas avots.
Stiprinājuma precizitāte, atrašanās vietas virsmas stāvoklis, iespīlēšanas spēks, operatora apstrāde, un uzkrātā tolerance var ietekmēt gala rezultātu.
Tas nenozīmē, ka katrai darbībai ir jāizmanto tieši tas pats atskaites punkts vai iestatījums. Sarežģītiem komponentiem bieži ir nepieciešamas vairākas orientācijas, lai piekļūtu dažādām virsmām.
Praktiskais mērķis ir izvairieties no nevajadzīgām datu izmaiņām un saglabājiet kontrolētas attiecības starp secīgiem atskaites punktiem.
Pēc manas pieredzes, laba nulles stratēģija bieži novērš problēmas, pirms CNC iekārta sāk griezt.
Kad atskaites sistēma ir stabila, turpmākos lēmumus par armatūru, apstrādes secība, piemaksas, un pārbaudes kļūst daudz vieglāk kontrolēt.
4. Izstrādājiet apstrādes maršrutu: Rupjš vispirms, Apdare pēdējā
Apstrādes procesa maršruts jāizstrādā kā a loģiskā darbību secība, ne tikai kā izmēru vai pazīmju sarakstu, kas ņemts no inženiertehniskā rasējuma.
Materiāla noņemšanas secība, tiek noteiktas atsauces virsmas, tiek veikta termiskā apstrāde, un kritiskās īpašības ir pabeigtas, ir tieša ietekme uz izmēru precizitāti, deformācija, virsmas kvalitāte, un ražošanas efektivitāti.
Tipiskai precizitātes sastāvdaļai, var sekot praktisks maršruts:
Sagataves sagatavošana → Rupja apstrāde → Sprieguma samazināšana vai termiskā apstrāde → Pusapstrāde → Apdare → Sekundārās darbības → Virsmas apstrāde → Galīgā pārbaude
Faktiskā secība ir jāpielāgo materiālam, daļas ģeometrija, apstrādes pabalsts, termiskās apstrādes prasības, tolerances līmenis, un ražošanas apjoms.
Neapstrādāta apstrāde: Efektīvi noņemiet materiālu
Neapstrādātas apstrādes galvenais mērķis ir efektīvi noņemiet lieko materiālu, vienlaikus izveidojot stabilas atskaites virsmas turpmākajām operācijām.
Šajā posmā prioritāte parasti ir augsta materiāla noņemšanas pakāpei, kamēr galīgā virsmas apdare un stingras izmēru pielaides vēl nav galvenie mērķi.
Lai arī, rupjmašīna nedrīkst būt pārāk agresīva. Lieli griešanas spēki var deformēt plānās sienas, ieviest vibrāciju, vai atlaist atlikušos spriegumus lējuma ietvaros, kalti, vai metinātas sagataves.
Šī iemesla dēļ, apstrādes parametri jāizvēlas atbilstoši sagataves stingrībai un materiāla stāvoklim, nevis vienkārši maksimāli palielinot griešanas ātrumu un padeves ātrumu.
Jo īpaši lējumiem un kalumiem, neapstrādāta apstrāde ir arī svarīga iespēja noteikt precīzus atskaites punktus un atklāt iespējamos materiālu vai iekšējos defektus pirms dārgu apdares darbību veikšanas..
Pusapdare: Izveidojiet stabilu pabalstu
Pusapstrāde novērš plaisu starp rupjo apstrādi un galīgo apstrādi.
Šajā posmā, sastāvdaļa tiek pietuvināta daudz tuvāk tās galīgajai ģeometrijai, vienlaikus saglabājot a kontrolēta un samērā vienmērīga apstrādes pielaide apdarei.
Tas ir īpaši svarīgi sarežģītiem komponentiem, plānsienu konstrukcijas, un daļas, kurām nepieciešama būtiska materiāla noņemšana.
Nevienmērīga pielaide var radīt nevienmērīgus griešanas spēkus apdares laikā un var veicināt izmēru izmaiņas vai lokālu deformāciju.
Tāpēc labi plānota pusapstrādes darbība ir vairāk nekā tikai neliela materiāla daudzuma noņemšana — tā rada stabilus apstākļus pēdējai apstrādes stadijai..
Apdare: Kontrolējiet galīgo precizitāti
Apdares operācijas ir atbildīgas par noteiktā sasniegšanu galīgie izmēri, ģeometriskās pielaides, virsmas raupjums, un funkcionālās īpašības.
Kritiskie urbumi, gultņu sēdekļi, blīvējuma virsmas, precizitātes caurumi, un pārošanās virsmas parasti tiek pabeigtas šajā posmā.
Šajā brīdī, process kļūst daudz jutīgāks pret instrumentu nodilumu, griešanas spēks, vibrācija, termiskā izplešanās, darbgaldu precizitāte, un darba stabilitāte.
Tāpēc griešanas parametri ir jākontrolē rūpīgāk nekā rupjā apstrādes laikā, un apdares instrumenti jāuzglabā paredzamā stāvoklī.
No procesa plānošanas viedokļa, pamatnoteikums ir vienkāršs: rupjš vispirms, stabilizējiet apstrādājamo priekšmetu, pēc tam pabeidziet kritiskās funkcijas.
Loģisks apstrādes maršruts samazina nevajadzīgu pārstrādi un piešķir katrai darbībai skaidru mērķi, padarot galīgo procesu vieglāk kontrolējamu gan kvalitātes, gan izmaksu ziņā.
5. Nosakiet pareizo apstrādes pielaidi
Apstrādes pielaide ir vēl viena joma, kurā nepieredzēta procesa plānošana var radīt nevajadzīgas problēmas.
Ja pabalsts ir pārāk liels, ir jānoņem vairāk materiālu, palielinot griešanas laiku, instrumentu nodilums, enerģijas patēriņš, un apstrādes izmaksas.
Liels krājums var arī palielināt griešanas spēkus un veicināt sagataves deformāciju, īpaši ar plānsienu alumīnija daļām, nerūsējošā tērauda sastāvdaļas, un citi materiāli ar relatīvi augstu deformācijas jutību.
Ja pabalsts ir pārāk mazs, apdares darbība var pilnībā nenoņemt liešanas nogulsnes, ādas kalšana, dekarbonizēti slāņi, virsmas defekti, vai izmēru kļūdas no iepriekšējā procesa.
Rezultāts var būt nepietiekama virsmas kvalitāte vai nepieņemami gala izmēri.
Tāpēc praktiskajai piemaksai ir jāņem vērā iepriekšējā procesa iespējas, nepieciešamo galīgo pielaidi, darba turēšanas kļūda, deformācija, un materiāla uzvedība apstrādes laikā.
Ražošanā tiek izmantotas trīs izplatītas pieejas:
| Metode | Tipiska lietošana | Raksturlielumi |
| Atsauces tabulas metode | Rutīnas ražošana | Ātri un pamatojoties uz noteiktiem ražošanas datiem |
| Aprēķina metode | Stabils, liela apjoma ražošana | Sistemātiskāks un ņem vērā procesa variācijas |
| Uz pieredzi balstīta metode | Prototipi un neliela apjoma darbs | Elastīgs, bet atkarīgs no procesu inženieru pieredzes |
Piemēram, kaltai alumīnija detaļai var būt nepieciešamas atšķirīgas apstrādes pielaides no smilšu liešanas detaļas pat tad, ja galīgie izmēri ir identiski.
Ienākošās sagataves kvalitāte un izmēru stabilitāte nosaka, cik daudz krājuma ir droši jāpaliek apstrādei.
Tāpēc pareizais pabalsts ir nav maksimālā iespējamā pabalsts. Tā ir mazākā praktiskā piemaksa, kas uzticami pielāgojas iepriekšējam procesam un joprojām nodrošina pietiekami daudz materiāla galīgās specifikācijas sasniegšanai.
6. Izmantojiet dimensiju ķēdes analīzi, lai kontrolētu uzkrāto kļūdu
Dimensiju ķēdes analīze ir viena no galvenajām tehniskajām prasmēm apstrādes procesa plānošanā.
Tas kļūst īpaši svarīgi, ja gatavais izmērs ir atkarīgs no vairākiem secīgiem apstrādes izmēriem.
Pirmais solis ir identificēt noslēguma dimensija un izmēri, kas to veicina.
Kad dimensiju attiecības ir izveidotas, procesa inženieris var noteikt, kā individuālās pielaides ietekmē galīgo prasību.
Parasti tiek izmantotas divas pamata pieejas.
Līdz sliktākā gadījuma metode ņem vērā katra papildu elementa maksimālos un minimālos iespējamos izmērus.
Tas ir tiešs un konservatīvs, padarot to piemērotu, ja izmēru skaits ir salīdzinoši mazs vai ja ir būtiska garantēta savstarpēja aizvietojamība.
Līdz statistiskā vai uz varbūtību balstīta metode ņem vērā faktisko procesa dimensiju sadalījumu.
Tā kā ir maz ticams, ka katra ieguldījumu dimensija vienlaikus sasniegs savu galējo robežu, šī pieeja dažkārt var nodrošināt reālāku pielaides sadalījumu, īpaši stabilā liela apjoma ražošanā.
Svarīgi ir tas, ka pielaides nevajadzētu automātiski sadalīt vienādi. Ražošanas grūtības dažādās pazīmēs ievērojami atšķiras.
Vienkārša frēzēta virsma var ekonomiski noturēt stingrāku pielaidi nekā dziļš iekšējais urbums, plānsienu funkcija, vai sarežģītas pozicionālās attiecības.
Tāpēc labas pielaides sadalījums ņem vērā abus funkcionālās prasības un ražošanas iespējas.
Mērķis ir aizsargāt kritiskos izmērus, vienlaikus izvairoties no nevajadzīgi ierobežojošām pielaidēm objektos, kuriem tie nav nepieciešami..
7. Konvertējiet procesa izmērus un pārbaudiet ekonomisko iespējamību
Procesa plāns nav pilnīgs tikai tāpēc, ka ir aprēķināta darbību secība un pielaides.
Pēdējais solis ir pārbaudīt, vai norādītos procesa izmērus patiešām var ražot ekonomiski.
Ja projektēšanas un apstrādes atskaites punkts atšķiras, procesa izmēri var būt jāpārvērš, izmantojot dimensiju ķēdes aprēķinus.
Apstrādes pielaides jāiekļauj arī starpizmēros, lai katra darbība atstātu pareizo krājuma daudzumu nākamajai darbībai.
Tas ir īpaši svarīgi vairāku darbību CNC apstrādei.
Ja starpdimensija ir nepareizi noteikta, teorētiski pareizu gala izmēru var kļūt neiespējami sasniegt, jo apdares darbībai paliek pārāk daudz vai pārāk maz materiāla.
Pēc tam līdztekus tehniskajai pārbaudei būtu jāveic arī ekonomiskais novērtējums.
Ražošanas izmaksas parasti ietver mainīgās izmaksas, piemēram, materiālu patēriņu, mašīnas laiks, griešanas rīki, un darbaspēku, kā arī fiksētās vai daļēji fiksētās izmaksas, kas saistītas ar armatūru, instrumenti, programmēšana, un aprīkojumu.
Īpaša armatūra var ievērojami samazināt cikla laiku, bet ja nepieciešamas tikai daži desmiti detaļu, tā izstrādes izmaksas var nebūt pamatotas.
Tieši pretēji, desmitiem tūkstošu detaļu, salīdzinoši dārgs aprīkojums var ātri atmaksāties, samazinot iestatīšanas laiku un uzlabojot atkārtojamību.
Šeit izšķiras pieredzējusi procesu plānošana: tehniski vismodernākais process automātiski nav labākais process.
Labs process ir tāds, kas, izmantojot atbilstošu aprīkojumu, pastāvīgi sasniedz vajadzīgo kvalitāti, instrumenti, laiks, un izmaksas.
Kā DEZE Tech pieiet apstrādes procesa plānošanai
Pie ŠĪ Tehn, apstrādes procesa plānošana tiek izskatīta kopā ar detaļas rasējumu, materiālais stāvoklis, sagataves ražošanas metode, CNC iekārtas, instrumenti, pārbaudes prasības, un ražošanas apjoms.
Precīzām sastāvdaļām, process ir jānosaka pirms ražošanas, nevis jālabo pēc apstrādes problēmu parādīšanās.
Tas nozīmē kritisko datu novērtēšanu, augsta riska dimensiju noteikšana, atbilstošu apstrādes pielaides noteikšana, un izvēloties vispiemērotāko raupšanas un apdares darbību secību.
Ja komponentam ir nepieciešami abi kalšana vai liešana un CNC apstrāde, šī integrētā pieeja kļūst vēl svarīgāka.
Ienākošās sagataves stāvoklis tieši ietekmē apstrādes pielaidi, darba turēšana, datuma izvēle, instrumenta kalpošanas laiks, un galīgo izmēru stabilitāti.
Praktiskais mērķis ir vienkāršs: likt katrai darbībai atbalstīt nākamo.
Kad process no sākuma ir pareizi izstrādāts, apstrāde kļūst paredzamāka, pārbaude kļūst vieglāka, un gatavā daļa ir konsekventāka no pirmā gabala līdz ražošanas partijai.
Secinājums
Pēc gadu desmitiem uz grīdas, nodarbība ir vienkārša: apstrādes procesa specifikācija nav veidlapa, kas jāaizpilda.
Tas ir sistēmas līmeņa plāns, kas koordinē cilvēkus, mašīnas, instrumenti, datums, piemaksas, un izmaksas vienam mērķim — daļai, kas atbilst zīmēšanas kvalitātei par zemākajām ilgtspējīgajām izmaksām.
Apgūstiet septiņus principus: zināt savas procesa vienības, atbilst ražošanas veidam, rūpīgi izvēlieties datu punktus, fāzē maršrutu, noteikt saprātīgas piemaksas, pareizi aprēķināt pielaides ķēdes, un vienmēr veiciet ekonomisko pārbaudi.
Dariet to, un jūsu procesa lapa darbosies veikalā, ne tikai uz papīra.
ŠAJĀ tehnikā, mēs sniedzam šo pieredzi ikvienā klientu programmā — pārvēršot rasējumus stabilos, atkārtojams, rentablus apstrādes procesus.
