اشتباهات رایج در طراحی قطعات فلزی سفارشی

اشتباهات سفارشی طراحی قطعات فلزی اولین نقطه بازرسی است که خریداران باید قبل از تایید عرضه کننده، بودجه یا اسلات تولید قفل کنند. اشتباهات رایج در طراحی قطعات فلزی سفارشی اولین نقطه بازرسی است که خریداران باید قبل از تایید تامین کننده، بودجه یا اسلات تولید آن را قفل کنند. هر طراحی برای ساخت راهنما همین را به شما می گوید: تلورانس ها را برای هر چیزی که حرکت می کند، تشدید کنید. این توصیه در سال گذشته 50000 دلار برای خریدار هزینه داشت. نمونه پیش‌تولید همه بررسی‌های ابعادی را پشت سر گذاشت. دوره تولید انبوه انجام نشد. اختلاف؟ تلورانس 0.15 میلی متری روی یک شکاف غیر کاربردی که طراحی مجدد ابزار را در اواسط کار مجبور کرد. اشتباهات متداول طراحی قطعات فلزی سفارشی مربوط به از دست دادن جزئیات نیست - آنها در مورد دقت نادرست هستند.

یک بررسی DFM تنها بیش از نیمی از این خطاها را قبل از اینکه فولاد به قالب برسد، تشخیص می دهد. ما دیده‌ایم که هزینه قطعات را 15 تا 25 درصد کاهش می‌دهد در حالی که سطوح مهم جفت‌گیری را محکم نگه می‌دارد. معیار؟ به طور متوسط ​​12000 دلار در هر پروژه بزرگ فقط با علامت گذاری صرفه جویی می شود تلرانس بیش از حد مشخصات. این عددی است که می‌توانید یادداشت کنید و در تماس بعدی از تامین‌کننده‌تان بپرسید. توصیه های عمومی را نادیده بگیرید. بیاموزید که کدام ابعاد واقعا مهم هستند.

تعیین بیش از حد تحمل ها

یک بررسی DFM بیش از 50٪ خطاهای تحمل را دریافت می کند و 15-25٪ در هزینه قطعات صرفه جویی می کند.

من هزاران بسته چاپی را در طول سال‌ها بررسی کرده‌ام، و رایج‌ترین محرک هزینه، تعیین بیش از حد تحمل‌ها است. مهندسانی که تازه از مدرسه خارج شده اند یا تازه وارد ساخت فلز شده اند، اغلب 0.1 ± میلی متر را در هر بعد می زنند و فکر می کنند که کیفیت را تضمین می کند. ندارد. این نرخ‌های ضایعات بالاتر، چرخه‌های بازرسی کندتر و 20 تا 40 درصد حق بیمه را در اکثر مغازه‌های مهر زنی و ریخته‌گری تضمین می‌کند.

در اینجا قانونی است که من هنگام عبور از چاپ با مشتری استفاده می کنم: فقط اعمال شود تحمل های تنگ به جفت شدن سطوح و ویژگی های حیاتی برای عملکرد. هر چیز دیگری - محل سوراخ‌هایی که به هم متصل نیستند، پروفیل‌های بیرونی که مهر و موم نمی‌شوند، طول فلنج‌ها که صرفاً آرایشی هستند - باید به یک کلاس تحمل استاندارد مانند ISO 2768-m یا یک یادداشت عمومی معادل بروند. داده‌های DFM داخلی Kbear Metal نشان می‌دهد که پرچم‌گذاری تلرانس‌های غیر ضروری به طور متوسط ​​۱۲۰۰۰ دلار برای هر پروژه بزرگ صرفه‌جویی می‌کند. این پول واقعی است که می‌تواند به سمت فولاد ابزار بهتر یا زمان تحویل سریع‌تر هزینه شود.

• سطوح جفت گیری: سوراخ‌های مناسب برای فشار، صندلی‌های بلبرینگ، وجه‌های آب‌بندی - اینها به تحمل محکم (معمولاً 0.05± میلی‌متر یا بهتر) نیاز دارند. GD را مشخص کنید&صریحاً و یک مرجع داده را فراخوانی کنید.
• ابعاد غیر بحرانی: سوراخ های خالی، جیب های غیر کاربردی، خطوط خارجی. از بلوک تحمل استاندارد استفاده کنید (به عنوان مثال، ± 0.5 میلی متر برای ابعاد تا 120 میلی متر در هر ISO 2768-m). این باعث رقابتی بودن قیمت و قابل پیش بینی چرخه تولید می شود.

هنگامی که تلورانس‌های محدودی را با مشخصات پتویی انجام می‌دهید، سازنده را مجبور می‌کنید تا قطعاتی را که عملکرد عالی دارند را رد کند. این باعث افزایش نرخ رد، تاخیر در تحویل و کاهش اعتماد می شود. یک بررسی عملی DFM - نوع Kbear Metal با هر RFQ رایگان ارائه می‌کند - ابعادی را که واقعا مهم هستند از ابعادی که اهمیت ندارند جدا می‌کند. اجازه دهید قابلیت فرآیند تامین کننده کار خود را روی ویژگی های غیر بحرانی انجام دهد.

نادیده گرفتن شکل پذیری مواد

کشش های عمیق و خمیدگی های تیز هنگامی که شکل پذیری مواد نادیده گرفته می شود شکست می خورند - یک خطای رایج طراحی ورق فلزی DFM.

انتخاب یک ماده صرفاً بر اساس استحکام یا هزینه، شکل پذیری را نادیده می گیرد. برای کشش های عمیق، ماده باید به مقادیر کشیدگی بالای 25-30 درصد برسد تا بدون پارگی به داخل حفره جاری شود. استفاده از درجه شکل پذیری کم مانند فولاد پر کربن برای محفظه ای با کشش عمیق، ترک خوردن در گوشه ها را تضمین می کند. برای خم ها، شعاع داخلی باید ابزار را در خود جای دهد. یک قانون رایج: فولاد به حداقل شعاع خمشی 1× ضخامت مواد نیاز دارد. آلومینیوم 1.5× نیاز دارد. نقض این آستانه ها باعث ایجاد ریز ترک هایی می شود که در هنگام مونتاژ یا سرویس پخش می شوند.

• قرعه کشی های عمیق: به مواد انعطاف پذیر با ازدیاد طول 25 درصد یا بیشتر نیاز دارید. برای کشش های شدید از فولاد ضد زنگ 304، فولاد کم کربن یا آلومینیوم 5052 استفاده کنید.
• شعاع خم: باید حداقل 1× ضخامت برای فولاد، 1.5× برای آلومینیوم باشد. شعاع های کوچکتر ماده را فراتر از حد کششی آن وادار می کند و باعث ایجاد ترک های قابل مشاهده یا افزایش دهنده های استرس پنهان می شود.

نادیده گرفتن زوایای پیش نویس برای ریخته گری/ آهنگری

ویژگی‌های Zero-draft 20 تا 40 درصد به هزینه ریخته‌گری می‌افزایند.

مشتری شما یک ریخته‌گری را امضا می‌کند که در مدل CAD تمیز به نظر می‌رسد - پیش‌نویس صفر روی دیوار عمودی. شش هفته بعد، قالب در پرس است و قطعه خارج نمی شود. فولاد ابزار تحت نیروی پرتاب خراشیده می شود. نیمی از اجرای اول حذف می شود. این ابزار 30000 دلاری ناگهان نیاز به کار مجدد دارد زیرا شما 1.5 درجه پیش نویس را در یک چهره غیر بحرانی حذف کرده اید.

• حداقل زاویه پیش نویس: 1-3 درجه شرط استاندارد برای ریخته گری و اکثر فرآیندهای آهنگری. بدون آن، قطعه به حفره قالب می چسبد و نیاز به نیروی بیرون راندن بیش از حد دارد که منجر به آسیب سطح، سایش ابزار یا قالب های ترک خورده می شود. زاویه خاص به مواد (آلومینیوم بیش از روی نیاز دارد) و عمق ویژگی بستگی دارد.
• هزینه طراحی بدون پیش نویس: ویژگی‌های با پیش‌نویس صفر، شما را مجبور می‌کند تا راه‌حل‌های ابزار پیچیده‌ای مانند اسلایدهای متحرک، هسته‌های جمع‌شونده، یا ماشین‌کاری ثانویه را انتخاب کنید که 20 تا 40 درصد به کل هزینه قالب اضافه می‌کنند. داده‌های داخلی بررسی‌های DFM Kbear Metal نشان می‌دهد که گرفتن یک ویژگی پیش‌نویس صفر قبل از برش ابزار، به‌طور متوسط ​​۸۰۰۰ دلار در هر پروژه در بازسازی و تأخیر صرفه‌جویی می‌کند.

مهندسان طراح اغلب پیش نویس را به عنوان یک جزئیات ثانویه در نظر می گیرند. این نیست. پیش نویس 2 درجه در یک جیب با عمق 50 میلی متر هیچ هزینه ای بر حسب CAD ندارد، اما باعث صرفه جویی در عیب یابی هفته ها در کف تولید می شود. هر قطعه ریخته گری یا آهنگری نیاز به تجزیه و تحلیل پیش نویس در طول بررسی DFM دارد - قبل از برش فولاد.

ضخامت یکنواخت دیوار در ریخته گری

ضخامت ناهموار دیوار، حفره‌های انقباضی ایجاد می‌کند که کل اجراها را از بین می‌برد.

رایج ترین خطای ریخته گری DFM طراحی مقاطع ضخیم در مجاورت دیوارهای نازک است. هنگامی که ریخته گری سرد می شود، قسمت ضخیم آخرین بار جامد می شود و مواد را از قسمت نازک بیرون می کشد و حفره های داخلی ایجاد می کند. استاندارد صنعت این است که تغییرات ضخامت دیوار را در نسبت 3:1 حفظ کند. اگر به استحکام موضعی نیاز دارید، به جای ضربه زدن به دیوار، دنده ها را اضافه کنید.

• از قطعات ضخیم در کنار نازک خودداری کنید: تغییر ناگهانی از 8 میلی متر به 2 میلی متر باعث ایجاد یک نقطه داغ می شود که باعث تخلخل انقباض می شود. داده های داخلی Kbear Metal نشان می دهد که این نقص منجر به افزایش 15 تا 25 درصدی هزینه در کار مجدد یا ضایعات می شود. راه حل این است که انتقال ها در فاصله ای حداقل 3× اختلاف ضخامت کاهش یابد.
• ضخامت اضافی را با دنده ها جایگزین کنید: ضخامت دنده باید 0.6× تا 0.8× دیوار اسمی باشد. ارتفاع می تواند تا 3× ضخامت دنده بدون مشکل پیش نویس افزایش یابد. یک شعاع فیله در پایه اضافه کنید - حداقل 0.5× دیوار اسمی - برای جلوگیری از تمرکز استرس. این روش وزن مواد را تا 20 درصد کاهش می دهد و در عین حال سفتی را حفظ می کند.

یک بررسی واحد DFM بیش از 50٪ از این اشتباهات هندسی را پیدا می کند و هزینه قطعه را 15 تا 25٪ کاهش می دهد. تیم مهندسی Kbear Metal به طور متوسط ​​12000 دلار در هر پروژه بزرگ با علامت گذاری بخش های دیوار ناهموار قبل از برش ابزار، به مشتریان پس انداز کرده است.

طراحی آندرکات در مهر زنی

آندرکات در مهر زنی بودجه ابزار شما را از بین می برد.

زیر بریدگی هر ویژگی است که نمی تواند با حرکت عمودی پرس ایجاد شود - به عنوان مثال، یک سوراخ کناری، یک زبانه جانبی، یا یک شکاف در پشت فلنج. برای ایجاد یکی، مهندس ابزار شما باید یک بادامک، یک اسلاید یا یک بخش قالب چرخان اضافه کند. هر یک از اینها 5000 تا 15000 دلار به ابزار اضافه می کند و چرخه را 10 تا 20 درصد کند می کند. بدتر از آن، آن قطعات متحرک سریعتر فرسوده می شوند و نیاز به تعمیر و نگهداری مکرر دارند.

• طراحی تک هواپیما: همه ویژگی ها در یک حرکت فشاری شکل گرفتند. هزینه ابزارآلات پایه 20000 دلار؛ زمان چرخه 1200 قسمت در ساعت. بدون رسیدگی ثانویه
• آندرکات با دوربین جانبی: جهش ابزار به 28000 تا 32000 دلار. چرخه به 900 قسمت در ساعت کاهش می یابد. هزینه نگهداری سالانه 4000 دلار افزایش می یابد. اغلب نیاز به تخلیه ثانویه است.
• Undercut نیاز به عملیات ثانویه: اگر بادامک نتواند به ویژگی دسترسی پیدا کند، به یک مرحله حفاری یا ماشینکاری دستی نیاز دارید. 0.15 تا 0.50 دلار به ازای هر قطعه اضافه می‌کند، خطر انحراف تحمل را دو برابر می‌کند و زمان تحویل را 2 تا 3 هفته افزایش می‌دهد.

راه حل های یک مرحله ای ساخت فلز ما را کاوش کنید

مجموعه انتخاب شده ما از محصولات مستقیم کارخانه را که برای کیفیت و ارزش عمده فروشی ساخته شده اند، مرور کنید.

محصولات ما را کاوش کنید →

فراموش کردن پایان ثانویه

یک بررسی DFM 50٪ از خطاهای تکمیل را دریافت می کند و 15-25٪ در هزینه قطعات صرفه جویی می کند.

من مهندسان را تماشا کردم که یک براکت مهر و موم شده زیبا طراحی کردند، اما بعد از تولید انبوه متوجه شدم که آبکاری الکتریکی 0.0005 اینچ به قطر سوراخ اضافه می کند و باعث می شود پین جفت گیری درست از بین برود. این یکباره نیست تکمیل ثانویه-برگیری، آبکاری، رنگ آمیزی، غیرفعال کردن - ابعاد قطعه را تغییر می دهد. اگر آن مواد اضافه یا حذف را در نظر نگیرید، قطعه در مونتاژ خراب می شود.

• کمک هزینه سهام: برای آبکاری (روی، نیکل، کروم)، انتظار 0.0002-0.001 اینچ در هر طرف را داشته باشید. برای پوشش پودری، برای هر طرف 0.003-0.005 اینچ برنامه ریزی کنید. اگر چاپ شما نیاز به تحمل فشار 0.001 ± داشته باشد، پوشش سوراخ را کوچک می کند. باید اندازه قسمت خام را کمتر کنید یا ابعاد پیش صفحه را مشخص کنید.
• دبر زدایی: اگر طرح شما دارای لبه‌های تیز یا گوشه‌های داخلی عمیق است، تخلیه دستی کند و ناسازگار است. حداکثر شعاع شکست لبه (مثلاً 0.005 اینچ تا 0.015 اینچ) را مشخص کنید تا مغازه بتواند از پرداخت غلتشی یا ارتعاشی استفاده کند. در غیر این صورت، انتظار داشته باشید که فرزها باقی بمانند و باعث تداخل مونتاژ یا بریدگی در حین جابجایی شوند.
• نقاشی و پوشش: رنگ آمیزی ضخامت ناهمواری را اضافه می کند. گوشه ها و لبه ها پوشش ضخیم تری دارند. فرورفتگی ها کمتر می شوند. اگر سوراخ رزوه‌شده باید بدون رنگ بماند، باید آن را بپوشانید (هزینه اضافه می‌کند) یا آن را با عمق بیشتری طراحی کنید تا تجمع رنگ ورود بست را محدود نکند. قانون 4T (حفظ ویژگی های 4× ضخامت مواد از خطوط خمشی) در مورد رنگ نیز صدق می کند - خم ها اگر خیلی سفت باشند می توانند رنگ را ترک کنند.

حقیقت سخت اینجاست: هر مرحله تکمیلی یک تغییر فرآیند است. پشته تحمل تامین کننده شما شامل سن حمام آبکاری، دمای فر و مهارت اپراتور است. ایمن ترین رویکرد این است که یک بعد قبل از اتمام چاپ و یک مشخصات پس از اتمام را ارائه دهید، سپس به سازنده اجازه دهید مرحله میانی را مدیریت کند. بسیاری از مهندسان از آن فراخوان دوم صرف نظر می کنند، و اینجاست که عدم تطابق 50 هزار دلاری رخ می دهد.

اگر قطعه شما نیاز به تکمیل ثانویه دارد، زودتر سازنده را درگیر کنید. یک بررسی سریع DFM در انتهای ما این عدم تطابق ها را قبل از برش دادن ابزار نشان می دهد. ما فقط با علامت گذاری سهم های موجود در نقشه به طور متوسط ​​12000 دلار در هر پروژه بزرگ صرفه جویی کرده ایم.

عدم ارتباط با سازنده

یک بررسی واحد DFM بیش از 50 درصد از خطاهای طراحی را نشان می دهد و هزینه قطعات را بین 15 تا 25 درصد کاهش می دهد.

گران‌ترین اختلال ارتباطی که من می‌بینم یک مانع زبانی نیست - این شکاف بین آنچه شما فرض می‌کنید واضح است و آنچه سازنده ابزار در واقع می‌سازد است. من شاهد تبدیل شدن یک سفارش 50000 دلاری به قراضه بودم زیرا طراح فرض می‌کرد که نمونه پیش‌تولید با تولید انبوه مطابقت دارد، اما هرگز اقلام حیاتی به کیفیت (CTQ) را روی نقشه تعریف نکرد. جی دی&T اختیاری نیست. این قرارداد بین قصد طراحی شما و طبقه فروشگاه است.

• جی دی&دقت تی: تلورانس های سخت را برای هر بعد اعمال نکنید. فقط سطوح جفت گیری پرچم و رابط های کاربردی با GD صریح&فراخوانی T چهره های غیر بحرانی باید از استاندارد ± 0.5 میلی متر استفاده کنند. داده‌های داخلی Kbear Metal نشان می‌دهد که پرچم‌گذاری تلرانس‌های غیرضروری به طور متوسط ​​۱۲۰۰۰ دلار در هر پروژه بزرگ صرفه‌جویی می‌کند.
• زمان بندی DFM: قبل از اینکه نقشه را برای ابزارسازی آزاد کنید، یک بررسی طراحی برای قابلیت ساخت (DFM) درخواست کنید. تأمین‌کننده‌ای که DFM را پس از نقل‌قول بررسی می‌کند، فقط در حال بررسی درگیری‌های آشکار است. تامین کننده ای که آن را قبل از نقل قول بررسی می کند، هزینه شما را بهینه می کند. بیش از 50٪ از اشتباهات طراحی در یک تکرار DFM تصحیح می شوند و زمان ارائه را به هفته ها کاهش می دهند.

وقتی طرحی را بدون فراخوان CTQ و درخواست DFM ارسال می کنید، قمار می کنید که سازنده قصد شما را حدس بزند. آنها نمی کنند. درعوض، آنها به سخت‌ترین تلورانس روی چاپ می‌پردازند، حتی اگر این تحمل غیرضروری باشد، و شما برای آن هزینه خواهید کرد. یک گفتگوی واضح DFM - که قبل از تماس اولین ابزار برش با فلز رد و بدل می شود - ارزان ترین بیمه ای است که می توانید بخرید.

چگونه Kbear Metal به جلوگیری از این اشتباهات کمک می کند

بررسی رایگان DFM Kbear بیش از 50٪ از خطاهای طراحی را قبل از شروع ابزارگیری پیدا می کند.

هر RFQ ارسال شده به Kbear Metal باعث بررسی قابلیت ساخت تکمیلی توسط مهندسانی می شود که به طور متوسط ​​15 سال در زمینه مهر زنی، ریخته گری و ورق فلز هستند. آنها هر بعد را با توجه به تلورانس های مشخص شده، درجه مواد و الزامات تکمیل ثانویه شما بررسی می کنند. هدف این است که تضاد بین هدف طراحی شما و آنچه ابزار عملاً می تواند نگه دارد - قبل از بریدن یک قالب.

• یافته های معمولی: تلورانس های محکم غیر ضروری در وجوه غیر بحرانی، ویژگی های کشش صفر در قطعات ریخته گری، شعاع خمش زیر 1× ضخامت مواد برای فولاد یا 1.5× برای آلومینیوم، و عدم تطابق ضخامت دیوار در بخش های مجاور.
• پس انداز کمی: داده‌های داخلی Kbear نشان می‌دهد که یک پاس DFM بیش از 50 درصد از اشتباهات طراحی را تصحیح می‌کند، هزینه قطعه را 15 تا 25 درصد کاهش می‌دهد و به طور متوسط ​​12000 دلار در هر پروژه بزرگ صرفه‌جویی می‌کند. این تئوری نیست - از بیش از 1000 مشتری بین المللی گرفته شده است که از سال 1989 به آنها خدمات داده شده است.
• سناریوی دنیای واقعی: یک خریدار یک محفظه ورق فلزی با یک صفحه مسطح 0.01 میلی متری روی پانل ارسال کرد که فقط نیاز به نصب یک برچسب داشت. Kbear مشخصات اضافی را علامت گذاری کرد، تحمل را به 0.25 میلی متر استاندارد کاهش داد و مرحله سنگ زنی ثانویه را حذف کرد. قطعه بر اساس مشخصات تحویل شد و 18٪ در هزینه واحد صرفه جویی کرد.

نتیجه گیری

هفت اشتباهی که در اینجا توضیح داده شده است باعث افزایش هزینه و زمان تولید قطعات فلزی سفارشی می شود. یک بررسی واحد DFM بیش از نیمی از آنها را قبل از برش فلز می‌گیرد. این بررسی معمولاً هزینه قطعه را 15 تا 25 درصد کاهش می دهد. همچنین به طور متوسط ​​12000 دلار در هر پروژه بزرگ صرفه جویی در تحمل های غیر ضروری صرف می کند.

قبل از اینکه نقشه بعدی خود را به مغازه بفرستید، این چک لیست تصمیم گیری سریع سه نقطه ای را با تامین کننده خود اجرا کنید. اول، آیا تامین کننده شما قبل از نقل قول، یک بررسی رایگان DFM ارائه می دهد؟ دوم، آیا تلورانس های تنگ خود را از ابعاد استاندارد خود در چاپ جدا کرده اید؟ سوم، آیا انتخاب مواد شما با فرآیند شکل‌دهی مطابقت دارد - کشش، خم شدن، یا قالب؟ اگر پاسخ هر یک از اینها منفی است، مکث کنید. فایل را برای تیمی بفرستید که این خطاها را از قبل شناسایی کند، مانند مهندسان Kbear Metal که 30 سال با این مشکل برخورد کرده اند. طرح فعلی خود را با توجه به لیست بالا بررسی کنید، سپس در صفحه خدمات شرکت درخواست بررسی DFM را در RFQ بعدی کنید.

سوالات متداول