Избегание скрытых затрат: как жесткие допуски влияют на ценообразование деталей

Где вам действительно нужны жесткие допуски?

Фундаментальные закупки мелких деталей — измерения, допуски и материалы — имеют много общего с тем, оптимизирована ли деталь для технологичности.

Допуски влияют на дизайн продукта, производство и контроль качества, делая их критическими для успешной производительности конечного продукта. Поэтому определение допусков и количества допустимой вариации в механически обработанных или нарезанных деталях — критический компонент стоимости качества.

Когда делаете запрос котировки, может быть соблазн предположить, что очень жесткий допуск — возможно, самый жесткий допуск возможный — должен быть вашим выбором по умолчанию. Вместо этого важно найти баланс между чрезмерной экономией затрат и реализацией ненужных требований.

Потенциальные затраты жесткого допуска механической обработки

Клиенты иногда спрашивают, почему деталь так дорога, не осознавая, что расширение допусков всего на одну десятичную точку может увеличить стоимость в 2-3 раза. Это потому что более жесткий допуск требует большей заботы в фабрикации и инспекции для обеспечения точности.

Реальность в том, что чем жестче допуск, тем более вероятно, что вам придется добавить стоимость следующего в вашу деталь:

• Большая частота проверок качества
• Более изощренное или специализированное инспекционное оборудование
• Большая частота смены инструмента
• Ниже выходы финальных приемлемых деталей
• Более высокие нормы брака
• Больше использования сырья из-за отбраковки деталей

Помимо влияния на стоимость деталей и сборок, спецификация жесткого допуска влияет на то, какие инструменты и станки нужно использовать и какая техника резки будет задействована — что в свою очередь также влияет на затраты.

Вам нужно спросить себя: Использует ли экономичный метод станки с необходимыми номинальными возможностями по допускам? Если нет, жесткий допуск мог бы привести к очень дорогому производственному методу.

Связанная инфографика: Быстрое руководство по выбору правильного метода резки металла

Кроме того, чем жестче допуски, тем труднее компоненты деталей могут быть собраны. Это означает ниже по течению жесткие допуски могут также увеличивать стоимость сборки из-за увеличенного труда и более высоких норм брака.

Некоторые стандарты для допусков по умолчанию

Есть стандарты на месте для разных отраслей, с допусками рекомендованными на основе таких факторов как функция, материал, станок и процесс. Есть также справочники, технические руководства и факты-листы, предоставляющие допуски по умолчанию для разного рода продуктов и процессов.

Фактически, большинство чертежей назовут допуск по умолчанию под заголовком «Unless Otherwise Specified» (Если не указано иное).

Это указание того, что если специальное значение допуска не дано, допуск по умолчанию должен использоваться — варьируясь по другой конвенции о том, сколько значений представлено справа от десятичной точки, даже если эти значения нули.

Почему допуск по умолчанию не всегда лучшая опция

Принятие допусков по умолчанию без понимания того, действительно ли они необходимы, или просто не замечая их вообще, может ненужно повышать затраты. Вот всего несколько общих примеров:

• Дополнительная десятая доля допуска специфицируется не по технической причине — то есть, не потому что конкретная деталь нуждается в том уровне точности — а потому что «так всегда делалось».
• В проекте с количеством компонентов требующих допуск ±0,001 из-за того, как они должны соединяться вместе, отдельная деталь автоматически специфицируется используя тот же допуск — даже если деталь не взаимодействует с другими и может или не может нуждаться в том же жестком допуске.
• В усилии сохранить механические чертежи этикетки последовательными к той же десятичной точке, ноль случайно перемещен, маркируя допуск ±0,001 вместо ±0,010.
• Две детали, которые не смогли соединиться вместе правильно, переспецифицируются на более жестких допусках — но оригинальная неудача была из-за деталей, нарезанных на двух разных свободных допусках.

Действительно ли вам нужен ±0,001 vs. ±0,01 (или ±0,1)?

Пока идея нулевого допуска механической обработки или резки может звучать привлекательно, важно признать, что действительно нет такого вещи как «нулевой допуск».

Но несомненно есть времена, когда очень жесткий допуск абсолютно обязателен — когда разница между продуктом, который работает, и тем, который терпит неудачу, означает использование размерных допусков, выраженных в десятичных знаках, идущих намного дальше, чем вы изначально ожидали.

В этих сценариях небольшие вариации в измерениях каждой детали могут умножаться, особенно со сложными сборками, результатом чего является накопление допусков и недопустимые вариации в намеченном дизайне.

Однако если допуск жестче, чем вам действительно нужно, вы в итоге платите за это. Но внимательно рассматривая конечное использование, куда деталь идет и что деталь должна делать, вы можете:

• Различать критические и некритические допуски
• Избегать ненужно жестких допусков
• Минимизировать вашу стоимость качества

Пример жесткого допуска под риском

Иногда взаимодействия внутри детали могут сделать жесткий допуск непрактичным или более трудным (и дорогим) для достижения.

Например, один клиент Metal Cutting сказал, что им нужно «простая деталь»: сплошная с длиной и диаметром, специфицированным в четырехзначном жестком допуске (±0,000X). Однако в пробивании за деталями мы обнаружили, что деталь нуждалась в большом угловом радиусе, без острых краев — взаимодействие, которое поставило бы жесткий допуск диаметра под риск.

Кроме того, деталь нуждалась в гладкой чистовой отделке, которая требовала механической полировки, которая в свою очередь удалила бы материал и повлияла на специфицированный жесткий допуск.

К счастью, раскрыв эти критические детали, мы смогли работать с клиентом и скорректировать спецификации для изготовления детали, работающей для её намеченного использования.

Связанная статья: Ключевые параметры для выбора 2-осевого метода точной резки

Выбор свободного допуска на стадии проектирования

Хорошие новости в том, что есть много случаев, где более свободный допуск может быть вполне приемлемым.

Например, в зависимости от конечного использования продукта, вы действительно можете выбрать стандартный допуск по умолчанию если риск неудачи в продукте низок или не имел бы серьезных последствий.

Дизайнеры иногда автоматически программируют их ПО к определенному допуску, результатом чего все измерения специфицируются к тому же допуску, нуждаются ли они в этом или нет. Это может привести к ненужно жестким допускам и ненужным затратам.

Где выполнимо, если только жесткий допуск не требуется для правильной посадки или функции конечной детали или сборки, выбор на стадии проектирования более свободного допуска может помочь держать затраты разработки и производства внизу.

И конечно, жизненно важно держать в уме роль, которую сложность и измерения дизайна, так же как его допуски, в конечном счете играют в производственных затратах деталей.

Некоторые здравые советы по выбору допусков

Так что такое уместный допуск для механически обработанных деталей или отрезанных деталей? Прежде чем вы привяжетесь к жесткому допуску механической обработки или резки, рассмотрите:

• Как деталь функционирует в её конечном использовании?
• Какие допуски важны для среды, в которой деталь будет использоваться?
• Взаимодействует ли деталь с какой-либо другой деталь или деталями? Если нет, вам может не понадобиться такой жесткий допуск. Если да, вы должны быть осведомлены о потенциале накопления допусков.
• Если у той же детали разные атрибуты требующие допусков — такие как и диаметр, и радиус — какой более критическое измерение?
• Как в примере клиента выше, есть ли очень жесткий допуск, который может быть противодействован некоторым взаимодействием внутри детали и поэтому не практичен?
• Готовы ли вы протестировать слегка out-of-spec деталь для увидеть, сработает ли более свободный допуск для вашего применения?

Принятие информированного решения о том, насколько жесткий допуск действительно нужен, может помочь вам обеспечить качество продукта, оптимизировать технологичность и ускорить время выхода на рынок.

Если вы не знаете или неуверены в том, какие допуски правильны для вашего применения, не волнуйтесь. Вы и ваш производственный партнер можете пройти через точки решения вместе, чтобы помочь вам идентифицировать миссионно-критические допуски для ваших деталей. Просто спросите!

Для дополнительных советов о том, как улучшить ваш запрос котировки для оптимизации технологичности и производства результатов, которые вы ищете, скачайте нашу белую книгу Как точно настроить ваш запрос котировки для максимальной выгоды: Часто задаваемые вопросы в закупке мелких деталей.