שירותי עיבוד שבבי CNC לחריטה וכרסום

מבוא

חריטה-כרסום (חריטה-כרסום) מאחדת מספר שלבי עיבוד שבבי לתהליך מתואם אחד. במקום חריטה גסה במחרטה, העברת החלק למכבש עבור חורים צולבים או שטוחים, ואז חזרה לעבודה שנייה, מכונת חריטה-חריטה משלבת פעולות אלו בהגדרה אחת.

אם אתה מוצא סיבוב CNC שירותי טחנה, השאלה המעשית היא האם ניתן להסיר מערך שלם (או שניים) מבלי ליצור סיכוני איכות חדשים.

עבור מהנדסי יצרן ציוד מקורי (OEM) ומהנדסי איכות ספקים (SQE), הערך הגדול אינו חידוש. אלא שליטה. פחות הגדרות בדרך כלל פירושן פחות הזדמנויות לאבד יישור נתונים, פחות תורים בין תהליכים ופחות מקומות שבהם התפוקה תתמוטט.

אם אתה מצטט חלק שצריך מחרטת תת-ציר Y עם כלי עבודה חיים תצורה, ציינו זאת מוקדם. אחרת, ספקים עשויים לצטט הנחות ניתוב שונות, והמספרים לא יהיו ניתנים להשוואה.

אז, מתי כדאי לבחור CNC מסתובב ושירותי כרסום בתצורת כרסום-חריטה במקום לפצל את העבודה בין מכונות נפרדות? בדרך כלל, כאשר (1) יש לך גיאומטריה חרוטה בתוספת מאפיינים חרוטים שחייבים להישאר בקשר הדוק, (2) לוח הזמנים של האספקה ​​שלך אינו יכול לסבול שתיים או שלוש הגדרות נפרדות, או (3) אתה מנסה להפחית את עלות הבעלות הכוללת על ידי צמצום מורכבות הטיפול, העבודה מהעבודה והבדיקה.

מה תלמדו במדריך זה: כיצד מכונות חריטה-כרסום מוגדרות, במה הן טובות (ובמה לא), אילו מפרטים חשובים ביותר בבקשת מחיר (RFQ), וכיצד להעריך ספק באמצעות אותות יכולת ואיכות שעומדים בביקורת.

יסודות עיבוד שבבי (שירותי עיבוד שבבי)

תצורות מכונה

פלטפורמת כרסום-חריטה היא עדיין מרכז חריטה בליבתה: הציר הראשי מסובב את החלק, והמכונה שולטת בתנועת הכלי לאורך צירי X ו-Z. מה שמשתנה הוא קבוצת ה"תוספות" המאפשרות לבצע כרסום אמיתי ולהשלים חלק מבלי להעבירו למכונה אחרת.

תצורות נפוצות שתראו מצוטטות כ"turn-mill" או "mill-turn" כוללות:

• ציר C + כלי עבודה חייםהציר יכול לאינדקס/למקם (ציר C), והצריח יכול להניע כלים מסתובבים לקידוח, כרסום והברגה.
• ציר Yמאפשר עיבוד שבבי מחוץ למרכז, כך שניתן לעבד מאפיינים שאינם על קו המרכז ללא פתרונות מסורבלים.
• ציר משנה (ציר שני)מאפשר העברת חלק לעיבוד שבבי בצד האחורי ללא כיוון שני.
• ציר B (ראש מסתובב) (במכונות מתקדמות יותר): מאפשר כרסום זוויתי ועבודה מרובת פאות מורכבת יותר, במחיר של מורכבות תכנות וקצבי מכונה גבוהים יותר.

השילוב של כלי עבודה חיים, ציר Y ותת-ציר הוא מה שמאפשר בדרך כלל עבודה "חד פעמית" על רכיבים בסגנון פיר.

הנה דרך פשוטה לחשוב על זה: ציר C וכלים חיים מכסים הרבה "תכונות מחרטה + כרסום פשוט". ציר ה-Y ותת-הציר הם שהופכים אותו לתא יחיד ואיכותי עבור חלקים רבים של צירים וסיבובים.

יתרונות בהתקנה אחת

אם תקחו רק נקודה אחת מהסעיף הזה, חשבו עליה כך: בכל פעם שאתם משחררים חלק, אתם יוצרים הזדמנות חדשה לשגיאות הצטברות.

עיבוד חריטה וכרסום מפחית את הסיכון הזה על ידי שמירה על מאפייני חריטה וכרסום באותה מערכת קואורדינטות במשך רוב התהליך. זה בא לידי ביטוי בדרכים מעשיות:

• שליטה טובה יותר במערכת היחסים בין קטרים ​​מחורטים לחורים/שטחים חרוטים מכיוון שנתונים לא "מתפרשים מחדש" במכונה שנייה.
• זמן אספקה ​​קצר יותר כי אתה מסיר את זמן ההובלה והתור בין פעולות.
• פחות עבודות חוזרות של בדיקה כי אפשר לתכנן מדידה סביב סכמת נתונים אחת במקום להסביר שתיים או שלוש.

טיקאוואיאם השרטוט שלך מסתמך על יחסי GD&T הדוקים בין מאפיינים חרוטים וחרוטים, עיבוד שבבי בכיול יחיד הוא לרוב הדרך הפשוטה ביותר לחזרתיות.

מגבלות תהליך

חריטה במפעל אינו פתרון קסם. יש בו פשרות שעליכם לקחת בחשבון הן בתכנון לצורך ייצור (DFM) והן בהערכת ספקים.

מגבלות אופייניות כוללות:

• קשיחות חלקפירים ארוכים ודקים עלולים לסטות ולרטוט. ייתכן שתזדקק לאסטרטגיית זנב-קידוח/מנוחה יציבה, פרמטרי חיתוך מתוקנים או רצף חיתוך שונה.
• קשיחות כרסום לעומת VMCכיסים עמוקים, כרסום פנים רחב או הסרת חומר כבד עשויים להיות טובים יותר במרכז עיבוד שבבי ייעודי.
• יציבות תרמית במחזורים ארוכיםמחזורים ארוכים ומייצרים חום יכולים להיסחף אם הסביבה והתהליך אינם נשלטים.
• תכנות ובדיקהסנכרון מורכב (במיוחד עם תת-ציר) יכול להגדיל את מאמץ ה-CAM ואת זמן ההוכחה.

יכולות וחומרים (שירותי עיבוד שבבי CNC לחריטה וכרסום)

חלקים ותכונות אופייניים

חריטה באמצעות כרסום היא הגיונית ביותר עבור חלקים שהם סיבוביים ביסודם אך זקוקים לתכונות "לא מחרטה".

דוגמאות אופייניות כוללות:

• צירי מנוע, מצמדים וצירים מדורגים עם פתחים שטוחים, חריצי מפתח, חורים צולבים או פתחים מושחלים
• רכיבי שסתומים ובתים הזקוקים לקוטר איטום מחורץ, בתוספת מפתח ברגים שטוח או משטחי הרכבה חרוטים
• גופי חיישנים ומחברים עם קדח מדויק בתוספת כיסים או חריצים חרוצים
• רכיבים הידראוליים ופנאומטיים עם מאפייני קוטר חיצוני/פנימי מחורץ בתוספת מעברים קדוחים

מבחינת תכונות, בדרך כלל משלבים:

• חריטה: חריצים פנימיים/חיצוניים, משטחים, חריצים, התחדדו, חיתוכים
• כרסום: חריצים שטוחים, חריצים, כיסים, קידוח צולב, חורים רדיאליים, תכונות פוליגונים
• הברגה: הברגות פנימיות/חיצוניות, כרסום הברגות במידת הצורך

חומרים נתמכים

רוב ספקי מכונות החריטה יתמכו במגוון רחב של מתכות. עבור הצעות מחיר ותכנון תהליכים של יצרני ציוד מקורי (OEM), השאלה השימושית אינה "האם ניתן לעבד את זה?" אלא "האם ניתן לעבד את זה לעתים קרובות מספיק כדי להציע הצעות מחיר בביטחון ולקיים CTQs באופן עקבי?"

מתכות הנפוצות בעיבוד CNC כוללות סגסוגות אלומיניום, פלדות, פלדות אל חלד, פליז/נחושת וטיטניום, כפי שמסוכם בסקירות כמו סדרת חומרי ה-CNC של Fictiv והנחיות חומרי הייצור של ARRK (ראה סקירת חומרי CNC של Fictiv ו המדריך של ARRK לחומרי עיבוד שבבי CNC נפוצים).

בתוכניות OEM מעשיות, החומרים "הנפוצים ביותר" שתראו עבור חריטה, כרסום ועיבוד שבבי משולב נוטים להתקבץ סביב:

• אֲלוּמִינְיוּם6061-T6 לשימוש כללי; 7075 לחלקים בעלי יחס חוזק-משקל גבוה יותר
• פלדה אל חלד303/304 לעמידות כללית בפני קורוזיה; 316 לסביבות קשות יותר; pH 17-4 לחוזק גבוה עם אפשרויות טיפול בחום
• פלדות פחמן/סגסוגת1018 ו-1045 עבור פירים ותושבות תעשייתיות רבות; 4140 עבור יישומים בעלי חוזק גבוה יותר
• פלדה לעיבוד חופשי (במקרים בהם מותר): 12L14 לתפוקה גבוהה וגימור טוב (בדקו את דרישות התאימות)
• פליז/נחושתפליז C360 לאביזרים ורכיבים חשמליים; נחושת כאשר המוליכות היא הגורם המניע
• טיטניוםדרגה 5 (Ti-6Al-4V), שבה חוזק, עמידות בפני קורוזיה ומשקל חשובים

טיפ למתקדמיםאם אתם מבצעים מיקור גלובלי, ציינו את תקן החומר (ASTM/AMS/EN/DIN) וכללו תחליפים מותרים. עיכובים רבים בהצעות מחיר נובעים משמות חומרים מעורפלים.

סובלנות וגימורים

סובלנות וגימור פני השטח הם הגורמים החשובים ביותר "שירותי חריטה וכרסום CNC"תפסיקו להיות גנריים ותתחילו להיות ביקורתיים לתוכנית."

אמת מידה מצוטטת באופן נרחב היא שסבולת עיבוד שבבי סטנדרטית של CNC היא ±0.005 אינץ' (0.13 מ"מ) כאשר לא צוין שום דבר הדוק יותר, עם סבולות צפופות יותר זמינות כאשר מגדירים את המאפיינים הקריטיים ומקבלים את בקרת התהליך והעלות הנוספות. Protolabs מציינת אמת מידה זו במפורש בהנחיות התכנון שלה (ראה "סבולות כוונון עדין עבור חלקים המעובדים במכונה CNC" של Protolabs).

למטרות בקשת הצעות מחיר, כדאי לתקשר סבילות בפסים (ולקשר אותן לפונקציה):

• בסיס (תכונות רבות שאינן CTQ)בסביבות ±0.005 אינץ' / ±0.13 מ"מ
• ציטוטים נפוצים ומחודדים על תכונות ספציפיותבסביבות ±0.002 אינץ' / ±0.05 מ"מ כאשר תוכנית המדידה וסכמת הנתונים ברורות
• יותר הדוק מזהדורש לעתים קרובות תכנון תהליך מעמיק יותר (אסטרטגיית כלים, בדיקות בתהליך במידת הצורך, הגדרות מיוצבות ומטרולוגיה התואמת את קריאות הבדיקה)

גימור פני השטח מצוין בדרך כלל כ-Ra (ממוצע חספוס). אם אתם בוחרים רמת גימור, כדאי להתאים את המספר לתפקוד (משטח האטם, התאמת המיסב, קוסמטי) במקום להתייחס ל"חלק יותר" כאל דבר שתמיד טוב יותר. לקבלת סקירה מעשית של טווחי חספוס פני השטח בעיבוד שבבי ומה משמעותם, הסבר חספוס פני השטח של Xometry Pro הוא נקודת התייחסות טובה.

מפרט בקשת הצעות מחיר

שרטוטים ו-GD&T

אם אתם רוצים הצעת מחיר צפויה וחלקים צפויים, התייחסו לחבילת ה-RFQ שלכם כאל מסירה הנדסית, לא כאל טופס רכש.

לכל הפחות, יש לכלול:

• שרטוט מבוקר (PDF) עם רמת גרסה
• מודל תלת-ממדי (מומלץ STEP) כאשר הגיאומטריה מורכבת
• CTQ ברורים (תכונות קריטיות לאיכות) שצוינו או צוינו
• סכמת נתונים התואמת את האופן שבו ברצונך למדוד את החלק

GD&T (מימדים גיאומטריים וסובלנות) הוא התחום שבו עבודות כרסום רבות מנצחות או נכשלות. אותם מידות נומינליות יכולות להיות קלות או כואבות, תלוי באופן שבו מוגדרים נקודות הציון וכיצד מיושמים סובלנות היחסים על פני משטחים חרוטים וחרוטים.

עבור ספקים בעלי תמהיל גבוה, בקשת ה-RFQ שלכם היא גם "חוזה הבדיקה" שלכם. אם אתם רוצים ש-CMM דיווח על המיקום והריצה האמיתיים, ציינו זאת מראש.

חומר וטיפולים

ציין את החומר באופן שלא ניתן לפרש אותו באופן שגוי:

• תקן ודרגה (למשל, ASTM/EN/AMS)
• טמפרמנט/תנאי (למשל, T6, חישול, H900)
• כל טווח קשיות נדרש

גם טיפולים ותהליכים משניים צריכים להיות מפורשים, משום שהם גורמים הן לעלות והן לסיכון:

• טיפול בחום (והאם מותר עיבוד שבבי לאחר טיפול בחום)
• סוג ועובי ציפוי/ציפוי/אנודיזציה, במידת הצורך
• דרישות פסיבציה עבור נירוסטה

אם משטח הוא ממשק פונקציונלי (אטם, מיסב, מגע חשמלי), חבר את קריאה לטיפול לדרישה הפונקציונלית ולכל כללי מיסוך.

בדיקה ותיעוד

עבור יצרני ציוד מקורי (OEM), תיעוד אינו תקורה. מדובר באופן שבו ספקים מתואמים בין תוכניות שונות וכיצד מנפים באגים כאשר הם מתרחשים.

אלמנטים נפוצים בתיעוד שיש לקחת בחשבון:

• תעודת תאימות (CoC): מאשר שחלקים עומדים בדרישות השרטוט וההזמנה
• אישור חומרמעקב אחר חום/אצווה ותוצאות בדיקה במידת הצורך
• בדיקת מאמר ראשון (FAI)חבילת בדיקה מובנית לביצוע ראשון
• דוח ממדידוח CMM או מדידות שהוקלטו ידנית, בהתאם ל-CTQs
• ראיות כיול מדבמיוחד כאשר החלק כבד ב-CTQ

אם אתם רוצים עומק בדיקה שונה עבור אב טיפוס לעומת ייצור, ציינו את החלוקה הזו. אחרת, הספקים יבחרו בגישה אחת, וייתכן שתקבלו הצעות מחיר שאינן ניתנות להשוואה.

עלות וזמן אספקה

מנהלי עלות עיקריים

תמחור של מפעל חריטה מונע על ידי קבוצה קטנה של גורמים מעשיים:

• מספר כלים ופעולותעבודה רבה יותר עם הכלי המונע וסנכרון מגדילים את זמן המחזור.
• מורכבות ההתקנהלסתות רכות, אחיזת עבודה מותאמת אישית, איזון ומאמץ הוכחה.
• יכולת עיבוד חומריתטיטניום וחלק מסוגי נירוסטה גורמים לבלאי של הכלים ולפרמטרי חיתוך איטיים יותר.
• סובלנות וצפיפות GD&Tמערכת יחסים הדוקה, סבולות בדרך כלל פירושן עיבוד איטי יותר ויותר בדיקה.
• כמות וחזרתיותנפחי חזרה גבוהים עלולים לקצר את תהליך ההתקנה והביצועים.

שני גורמים שצוותי רכש לעיתים קרובות מזלזלים בהם:

• עומק הבדיקההצעת מחיר הכוללת FAI (בדיקת פריט ראשון) עם דוח CMM מלא, בדיקות חספוס פני השטח ורישומי עקיבות אינה דומה להצעת מחיר המניחה "בדיקה נקודתית בלבד". ציין את היקף הבדיקה כך שתשווה פריט דומה.
• שלבי ניתוב נסתריםאם מאפיין כלשהו דורש תהליכי עיבוד לאחר העיבוד (טיפול בחום, ציפוי, פסיבציה) או פעולות משניות (ליטוש, השחזה), הדבר משנה הן את זמן האספקה ​​והן את פרופיל הסיכון. עדיף לציין זאת בבקשת ההצעה מאשר לגלות זאת במאמרים הראשונים.

טעות נפוצה היא ציטוט של כל השרטוט לפי הסיבולת הצר ביותר בדף. אם רק שני קטרים ​​הם CTQ וכל השאר הוא מרווח, יש לתייג זאת כך.

לקבלת הפניות של AFI על יכולות קשורות, ראה חלקי AFI CNC מסתובב ו כרסום CNC של חלקי AFI.

מאיצי זמן אספקה

אם אתם זקוקים לתהליך מהיר מבלי ליצור סיכון נסתר, התמקדו במנופים שמפחיתים את אי הוודאות:

• לספק חבילת בקשות להצעות מחיר מלאה (עדכון שרטוט, מודל, חומר, טיפולים, כמות)
• הבהירו אילו מידות הן CTQ ואילו יכולות לעמוד בסבילות כלליות
• אפשר שקילות חומריות כאשר הפונקציה מאפשרת זאת
• אישור עומק בדיקה מוקדם (דו"ח FAI לעומת דו"ח מימדים בסיסי)

שני מאיצים פרקטיים שלעתים קרובות מתפספסים:

• אשר את טופס המלאי מוקדם (מוט לעומת בילט/חישול). אם הספק מניח שמדובר במלאי של מוטות ובהמשך תזדקק לחומר ריק מחושל, זמן האספקה ​​והעלות יכולים להשתנות באופן מהותי.
• ציינו את ציפיותיכם לבקרת גרסאותאם אתם צופים שינוי הנדסי (ECO) במהלך תקופת ה-NPI, סכמו על אופן הבקרה של התוכניות, תוכניות הבדיקה וסימוני העדכון, כך שלא תאבדו שבוע בשל לולאות אישור מחדש.

מנופי DFM

DFM הוא המקום שבו בדרך כלל ניתן להפחית גם עלויות וגם זמן אספקה ​​מבלי לפגוע בביצועים.

מנופים בעלי השפעה גבוהה עבור חלקים בחריטת כרסום:

• פישוט נתוני נתונים: בחר נתונים התואמים לאופן שבו החלק יוחזק ויימדד.
• הימנעו מסבילות צרות מיותרות: ברירת מחדל של ±0.01 מ"מ בכל מקום היא יקרה ולעתים קרובות חסרת טעם מבחינה פונקציונלית.
• צמצום טווח הגעה של הכליחריצים וכיסים עמוקים וצרים מניעים סטייה וזמן מחזור.
• סטנדרטיזציה של חוטים ורדיוסיםצורות לא סטנדרטיות מגדילות את זמן האספקה ​​של הכלי.

אזהרהאם סבולת מסוימת גדולה מיכולת מערכת המדידה שלך (או זו של הספק), אתה קונה טיעונים, לא איכות.

הערכת ספקים

ציוד ויכולת תהליך

התחילו בהתאמת תצורת המכונה של הספק לצרכים בפועל של החלק שלכם. שאלו שאלות ממוקדות:

• האם אתה צריך את ציר ה-Y כדי לעבד מאפיינים מחוץ למרכז, או שמא כלי עבודה חיים בציר C מספיקים?
• האם אתה צריך תת-ציר כדי לסיים את הצד האחורי בלי הידוק מחדש?
• האם יש להם תהליך יציב עבור חלקים ארוכים ודקים (מנוחה יציבה, אסטרטגיית זנב-מלאי)?

לאחר מכן, אמת את משמעת התהליך, לא רק את "מפרטי המכונה". מה שאתה מחפש הוא בקרה חוזרת ונשנית:

• הגדרת גיליונות ותוכניות מבוקרות
• ניהול חיי כלים עבור חומרים קשים לעיבוד
• בדיקות בתהליך מוגדרות עבור CTQs

חברת AFI Industrial Co., Ltd מספקת תמיכה ב-DFM ותאימות לתקן ISO 9001.

מטרולוגיה ואיכות

עבור עבודות חריטה, איכות היא בעיקר שני דברים: תוכנית המדידה תואמת את סכמת הנתונים, וכלי המדידה תואמים את הסבולות.

אותות שיש לחפש:

• יכולת CMM פנימית או שותף אמין ומוסמך
• מערכת כיול מתועדת ובקרת מד
• יכולת לדווח על GD&T (מיקום אמיתי, runout, פרופיל) בעת הצורך
• טיפול ברור באי-התאמות: הפרדה, שורש הבעיה, פעולה מתקנת

אם לחלק שלך יש CTQ GD&T, בקש דוגמה לפורמט דוח לפני ביצוע ההזמנה. זוהי אחת הדרכים המהירות ביותר לראות אם הספק מנחש.

מ-NPI לקנה מידה של ייצור

המעבר מאב טיפוס לייצור הוא מצב שבו ספקים רבים נראים טוב על הנייר ונכשלים במציאות.

הערכת אופן הטיפול של הספק ב:

• בקרת שינויים (תיקוני שרטוטים, ECNs)
• רמפת יכולת תהליך (כיצד הם מייצבים תהליך לאחר המאמרים הראשונים)
• תכנון קיבולת (זמן מכונה, משמרת שנייה, יתירות כלים)
• תיעוד עקבי בין המחלקות

אם התוכנית שלכם צופה עלייה בנפח או שימוש כפול במקורות, אתם רוצים ספק שיכול לנעול פרמטרי תהליך ותוכניות בדיקה בצורה ניתנת להעברה.

סיכום

בחירת תרכובת חריטה וכרסום CNC שירותי עיבוד שבבי עוסק בעיקר בהפחתת שונות שניתן להימנע ממנה. עיבוד שבבי בעזרת כלי חריטה מסייע על ידי איחוד פעולות, שמירת נתוני נתונים לאורך חלק גדול יותר של התהליך, והפחתת זמן אספקה ​​הקשור לניתוב רב-שלבי.

טעימות עיקריות:

• בחרו בחריטת חריטה כאשר מאפיינים חרוטים וחריטה חייבים להישאר בקשר הדוק, ואתם רוצים להפחית את הסיכון המונע על ידי ההתקנה.
• צטטו סבילות בפסים: שמרו על מאפיינים לא קריטיים בסבילות כלליות, והיו מפורשים לגבי CTQs.
• התייחסו לבקשות מחיר (RFQs) כאל חבילות טכניות: סכמת הנתונים, כוונת ה-GD&T, עומק הבדיקה ודרישות התיעוד צריכים להיות חד משמעיים.
• הערך ספקים על בקרת תהליכים ומוכנות מטרולוגית, לא רק רשימת מכונות.

צעדים מיידיים הבאים להפחתת הסיכון ועלות הבעלות הכוללת:

• ארוז את בקשת ההצעה שלך עם רשימת CTQ, כוונת סכמת נתונים ועומק הבדיקה הצפוי לך.
• שאלו את הספק כיצד הוא ישלוט בשלושת מצבי הכשל המובילים שלכם (runout, מיקום אמיתי, עיוות דופן דקה וכו').
• אם תרצו, בקשו סקירת הצעת מחיר ממוקדת DFM על ה-CTQs ותוכנית הבדיקה שלכם.

שאלות נפוצות