ENGINEER TALKS Ep.27: Vlastný námorný hardvér DFM: kritické rozmery, povrchová úprava a dávkové prispôsobenie

Prečo sa vzorka hodí a šarža stále potrebuje prepracovanie

Vlastná konzola, záves alebo západka sa dodáva ako vzorka. Na lavici to ide k sebe čisto: čap sa presunie, krídlo sa kýve, uzáver bez boja stiahne spoj. Je to podpísané. Potom prvá výrobná dávka pristane na tej istej lavici a časť z nej potrebuje dotyk pilníkom, klepnutie paličkou alebo utiahnutím upevňovacieho prvku, aby sa dve strany stiahli naplocho.

Nezmenilo sa nič na výkrese a nezmenilo sa nič na dodávateľovi. Čo sa zmenilo, je počet posudzovaných častí. Vzorka bola z jedného kusu a veľmi často ju montoval človek, ktorý mal protikus v ruke a nastavoval ho, kým nezapadol. Šarža nie je jeden kus; ide o rozloženie kusov a osoba, ktorá vzorku namontovala, nestojí pri výrobnej linke.

Táto priepasť – medzi „táto sa hodí“ a „každá sa hodí“ – nie je na strane dodávateľa problémom temperamentu. Je to problém kresby, procesu a prijatia a je predmetom tejto epizódy. Tento článok je napísaný pre kupujúceho alebo projektového inžiniera, ktorý sa musí rozhodnúť, čo vlastne znamená „vlastný hardvér, ktorý sa hodí“ ešte pred tým, ako vyjde objednávka, pretože to je najlacnejšie miesto na opravu.

Jedna vzorka dokazuje jednu časť, nie proces

Každý výrobný proces vytvára variácie. Vzorka je jedno pozorovanie získané z tohto rozptylu.

Silnejšie tvrdenie – od ktorého závisí sériová výrobná linka a reťaz náhradných dielov v teréne – je zameniteľnosť: časť je zameniteľná, keď je vyrobená podľa špecifikácie tak takmer identickej s ostatnými, že sa hodí na akúkoľvek zostavu rovnakého typu a môže voľne nahradiť inú časť bez vlastnej montáže, ako je napríklad archivácia. To je tvrdenie o celej populácii a jedna meraná vzorka to nemôže podporiť.

Bench fitting zužuje medzeru špecifickým spôsobom a techniku ​​stojí za to poctivo pomenovať. Keď sú dve polovice merané a triedené tak, že voľná polovica je spárovaná s tesnou polovicou, odchýlka sa absorbuje v mieste montáže a nie je odstránená z procesu; to je selektívna montáž. Keď je diel opilovaný, poklepaný alebo vtiahnutý na miesto rukou, ide o ručné nasadenie. Sú to rôzne techniky a to, čo zdieľajú, je dôležitá časť: ani jeden nedoťahuje výrobný proces a ani jeden nedokazuje, že sa hodí ľubovoľný pár dielov. Zaručujú pár pred vami a nič za ním.

Kontrola prvého tovaru má skutočnú, samostatnú hodnotu. Potvrdzuje, že nastavenie je správne a výkres bol pochopený – správny program, správny ofset, správny materiál. Chyba nastavenia je systematická, takže sa opakuje na každej jednotke a jedna dôkladná kontrola na začiatku ochráni celý chod pred chybou, ktorá by inak bola klonovaná tisíckrát. Prvý článok nedokáže dokázať, že proces zostane sústredený. Opotrebenie nástroja, postupný tepelný rast a uvoľnený upínací prípravok, to všetko prichádza po prvom kuse a prvý kus bol pri meraní skutočne správny. Očakávanie podržania spustenia, pretože prvý článok prešiel, je jedným z najbežnejších predpokladov pri získavaní vlastných hardvérových zdrojov a je to predpoklad, ktorý vytvára prepracovanú druhú dávku.

Začnite od prispôsobenia, nie od rozmeru

Fráza „kritický rozmer“ neznamená nič, kým nie je spojená s funkciou. Funkciou protiľahlého komponentu je lícovanie: vôľa, presah, stlačenie tesnenia, zarovnanie, poloha zastavenia, zapadnutie západky. Dôležitý je rozmer, ktorý sa nachádza na najkratšej fyzickej ceste, ktorá uzatvára túto medzeru – rozmerový reťazec – a skutočnou prácou je sledovať tento reťazec a nie zakrúžkovať každé číslo na výkrese.

Dve časti môžu pohodlne sedieť vo svojich vlastných toleranciách a stále spolu prekážať alebo hrkať, pretože o zhode rozhoduje súčet reťaze, nie jeden rozmer. To je dôvod, prečo „držíme rovnakú toleranciu na všetko“ nie je odpoveďou na problém s prispôsobením: kompozit niekoľkých rozmerov netolerancie môže stále presahovať medzeru, ktorú majú uzavrieť.

Takže prvá otázka DFM nie je "ako pevne to dokážete držať?" Je to "ktorú medzeru chránime a ktoré dimenzie ju uzatvárajú?" Kupujúci, ktorý môže odpovedať, že v žiadosti o cenovú ponuku, dostane veľmi odlišnú a zvyčajne užitočnejšiu odpoveď od toho, kto pošle výkres a požiada o dobrú časť.

Dimenzia bez referenčného čísla je pre každého iná miera

Kritický znak by mal obsahovať jasnú referenčnú hodnotu, definovaný stav merania – voľný alebo obmedzený – a uvedenú metódu overenia. ASME Y14.5 je referencia, na ktorú väčšina výkresov poukazuje na komunikáciu zámeru dizajnu tak, aby diely mali zamýšľaný tvar, lícovanie, funkciu a zameniteľnosť; ISO 5459 sa vzťahuje na referenčné údaje a referenčné systémy. Dôsledok obstarávania je nehanebný, ale rozhodujúci: bez dohodnutého dátumu, rozmerovej správy dodávateľa a vašej vlastnej kontroly môžu byť kompetentne vykonané a stále nesúhlasné, pretože merali z rôznych referencií alebo v rôznych stavoch alebo s iným nastavením.

Meranie so sebou nesie aj podmienky. Štandardná referenčná teplota je 20 °C a meranie pri inej teplote zvyšuje neistotu, na ktorej najviac záleží na najtesnejších vlastnostiach. Toto nie sú byrokratické detaily, ktoré treba vyriešiť na konci; sú dohodou, ktorá robí „v tolerancii“ zdieľanou veličinou namiesto dvoch súkromných názorov.

Odlievanie, obrábanie a konečná úprava nepohybujú rovnaké povrchy

V čase, keď je zákazková súčiastka hotová, jej povrchy sedia pod dvoma rôznymi tolerančnými systémami a ich zámena je bežným zdrojom „bolo to v tolerancii a stále to nesedí“.

Odlievané povrchy sú pokryté všeobecnými toleranciami odlievania. ISO 8062-3 poskytuje rámec pre rozmerové a geometrické tolerancie odlievania a pre prídavky na obrábanie. Obrobené povrchy sú pokryté akýmikoľvek toleranciami uvedenými na výkrese jednotlivo. Sú to dva systémy, nie jeden, a rozmer, ktorý sa tiahne od nedokončeného liateho povrchu k dokončenému obrobenému povrchu, jednoducho nezdedí užšiu toleranciu obrábania na druhom konci. Ak lícované rozhranie pristane na surovom odliatom povrchu, jeho dosiahnuteľná presnosť nie je toleranciou obrábania, ktorú môže inde navrhovať výkres. Všeobecné tolerancie pre rozmery, ktoré nenesú žiadnu individuálnu indikáciu – rámec ISO 2768-1 – vypĺňajú zvyšok ticha a sú voľnejšie, než by dizajnér mohol predpokladať.

Druhá oprava sa týka toho, čo v skutočnosti robí obrábanie a dokončovanie s dielom. Je chybou predstavovať si úber materiálu ako rovnomerné zmršťovanie každého rozmeru. Odstránenie materiálu môže zmenšiť vonkajší rozmer, ale môže zväčšiť dieru alebo medzeru a zmeniť aj hrany, ploché plochy a kontaktnú geometriu. Konečná úprava — mechanické leštenie alebo elektrolytické leštenie — odstraňuje skutočný materiál z povrchu v množstvách, ktoré závisia od procesu a jeho účelu. Dôsledok je jednoduchý a ľahko sa pomýli: ak je protiľahlý rozmer okótovaný na svoju hotovú veľkosť, zatiaľ čo diel je stále neleštený polotovar, dokončovací krok ho posunie po meraní, ktoré to malo dokázať.

Odpoveďou nie je opracovať každý prvok nadmernej veľkosti a potom ho vyleštiť. Povolenka musí byť pridelená podľa funkcie a podľa konečného stavu. Najprv sa rozhodnite, ktorý stav sa riadi výkresom – hotový stav – a nechajte strojníka, aby niesol prídavok len na prvky, ktoré skutočne posunie konečný krok. Všimnite si tiež, že rozdelenie odliatok verzus obrobené je o tom, ktorý tolerančný systém platí, nie o tom, na ktorom povrchu záleží. Odliaty povrch môže byť funkčne dôležitý a opracovaný povrch nie je automaticky jediný funkčný. Dizajn hovorí, ktoré funkcie sú kritické, ktorý proces ich robí a ako sú akceptované – a tam, kde kresba mlčí, je kupujúci ten, kto nakoniec objaví medzeru.

Zodpovedajúce doručenie nie je zameniteľné

Keď dodávateľ dodáva hardvér ako pár alebo súpravu, obe polovice boli zmerané, triedené a spárované tak, aby tesnejšie lícovali, ako by umožňovali ich individuálne tolerancie. To isté platí pre diely, ktoré boli namontované ručne na pracovnom stole: fitko žije v tomto montážnom bode a nepohybuje sa ďalej.

Zameniteľnosť je silnejšia a menej zhovievavá požiadavka: každý diel musí pasovať do akejkoľvek zostavy, bez pilovania a zhody, a to musí držať tak na výrobnej linke, ako aj pri výmene jednej polovice z náhradných rokov neskôr. Združený pár nie je abstraktne horším produktom – pre jednorazový alebo pre komplexný mechanizmus, kde sú dve polovice skutočne jednotkou, to môže byť správna odpoveď – ale dva spôsoby dodania potrebujú úplne odlišné metódy akceptácie, stratégie náhradných dielov a očakávania opráv v teréne.

Pasca je v tom, že požiadavka sa často nikdy nezapíše. Ak na výkrese a objednávke nie je uvedené „ľubovoľná zameniteľnosť“, dodávateľ môže primerane dodať páry, ktoré sa k sebe hodia a nič iné, pretože to demonštrovala dodaná vzorka. To, či kupujete zladené súpravy alebo skutočne vymeniteľné diely, je pre kupujúceho a dodávateľa potvrdením, ktoré sa musí vyriešiť pred objednávkou, nie niečo, čo by sa malo následne prečítať na stránke produktu.

Čo každý overovací krok môže a nemôže dokázať

Vlastný hardvér sa zvyčajne kontroluje pomocou niektorej kombinácie krokov uvedených nižšie. Odpovedajú na rôzne otázky a žiadna z nich nenahrádza inú; opakujúce sa zlyhanie číta jeden, ako keby to bol iný.

Posledné dva riadky sú tie, ktoré kupujúci najčastejšie nadmerne žiadajú. Čísla spôsobilostí opisujú jednu charakteristiku na jednom stabilnom procese; nie sú všeobecnou zárukou na diel. A nastavenie žiadneho z týchto krokov nestojí nič, takže úprimná konverzácia DFM spočíva v tom, ktorý z nich funkcia skutočne potrebuje – zvyčajne prvý článok plus jedna funkčná kontrola kritického rozhrania s odberom vzoriek pre zvyšok – namiesto toho, aby ste ich žiadali o všetky v každej dimenzii.

Verzie výkresov a zmeny, ktoré spúšťajú opätovné overenie

Výkres je živý dokument a dávka je kontrolovaná len tak, ako bola vykonaná revízia. Metódy vypožičané z regulovaných odvetví sú tu užitočné skôr ako metóda než ako povinné námorné požiadavky: zdokumentovaná požiadavka prvého článku, ako je AS9102, a proces čiastočného schvaľovania, ako je rámec AIAG PPAP, oba existujú, aby zabránili zmene v tichom pohybe dimenzie.

Súčasťou týchto metód, ktoré sa oplatí uchovávať, je zoznam spúšťačov a záznam. Zmena konštrukcie alebo materiálu dielu, zmena výrobného procesu, zmena dodávateľa alebo subdodávateľa, zmena výrobného miesta, premiestnené, vymenené alebo renovované náradie a opätovná výroba po dlhej nečinnosti sú schopné posunúť rozmer, takže ktorýkoľvek z nich by mal úplne alebo čiastočne znovu otvoriť dohodu podľa prvého článku. Oznámenie o technickej zmene dokumentuje zmenu a riadi jej kontrolu, schválenie a vydanie skôr, ako sa implementuje, ako po nej.

Praktickou kontrolou je zapísať do objednávky: aké zmeny musí dodávateľ oznámiť a aké opätovné overenie po každej nasleduje. Revidovaný výkres odoslaný po odoslaní dávky nekontroluje vôbec nič.

Kontrolný zoznam kupujúceho: RFQ a prijatie

Väčšina sporov o prispôsobenie hardvéru na mieru sa rieši pred výrobou, v tom, čo žiadosť o cenovú ponuku a nákupná objednávka obsahovali a neuviedli. Položky uvedené nižšie sú tie, ktoré robia rozdiel medzi vzorkou, ktorá sedí, a šaržou, ktorá stále pasuje.

• Zodpovedajúca časť a stav zostavy— k čomu táto časť pasuje a či je lícovanie posúdené ako voľné alebo zmontované (skrutkované, upnuté, usadené).
• Funkcia, ktorá sa má konať— vôľu, interferenciu, stlačenie tesnenia, zarovnanie alebo dorazovú polohu, ktorú musí spoj poskytnúť.
• Funkčné rozmery s referenčnými bodmi— rozmery na najkratšom reťazci, ktoré uzatvárajú túto funkciu, každý s kontrolným údajom, stavom merania a uvedenou metódou overenia.
• Konečný stav povrchu— ktoré povrchy sú funkčné obrobené povrchy a ktoré sú odliate alebo dokončené povrchy a konečná úprava špecifikovaná pre každý z nich.
• Príspevok na sťahovanie— tam, kde dokončovanie odstraňuje materiál, výkres by mal riadiť hotový stav a mal by lokalizovať prídavok na prvkoch, ktorými sa bude dokončovací krok pohybovať.
• Režim doručenia— spárované páry alebo množiny, alebo ľubovoľná zameniteľnosť, vyslovené skôr ako predpokladané.
• Akceptačný plán— čo obsahuje prvý článok, či sa používa funkčné meradlo, aký plán odberu vzoriek sa uplatňuje a či sa požaduje nejaký dôkaz o spôsobilosti procesu alebo o systéme merania; plus záznam, ktorý putuje s každou dávkou.
• Zmena oznámenia a opätovné overenie— ktoré zmeny si vyžadujú oznámenie a aké opätovné overenie (úplné alebo čiastočné) spúšťa každá z nich.
• Záznamy a odchýlky— záznamy o kontrole, revíziu výkresu, podľa ktorej bola každá séria vyrobená, a spôsob schválenia odchýlky alebo koncesie.

K tomuto zoznamu patria dve upozornenia. Po prvé, jednoducho nepridávajte toleranciu ku každému rozmeru na výkrese: uťahovanie rozmerov, ktoré nesedia na funkčnej reťazi, zvyšuje náklady a čas cyklu a nič nezlepšuje. Tolerancia patrí tam, kde je funkcia. Po druhé, nič z toho nie je prísľubom nulového prepracovania. Je to spôsob, ako zabezpečiť, aby bol proces a rozhrania kontrolované a overiteľné, takže prepracovanie, keď k nemu dôjde, je skôr viditeľnou a sledovateľnou výnimkou než nevysvetliteľným prekvapením v debne.

Ako k tomu pristupujeme v Andy Marine

nášstránka prispôsobeniapopisuje, ako má prebiehať zákazková práca v našej dielni: preskúmanie dizajnu s vlastnými nástrojmi; funkčný prototyp, ktorý sa kontroluje z hľadiska vhodnosti, pohybu a dohodnutých požiadaviek na aplikáciu; potom sa schválené požiadavky prenesú do výroby, pričom neskoršie šarže sa skontrolujú podľa rovnakých dohodnutých kritérií. Rovnaká disciplína prechádza aj našouOEM/ODM námorný hardvérpráce. Logika tejto epizódy je napísaná opačne – vzorka sa posudzuje podľa dohodnutých požiadaviek a do výroby sa prenášajú požiadavky, nie samotná vzorka.

Ak získavate vlastný námorný hardvér a chcete si pred vytvorením jedného dielu prepracovať funkčné rozmery, spojovací diel, režim dodania a akceptačný plán, pošlite nám nákres alebo jasnú fotografiu, spojovací komponent a funkciu, ktorú musí spoj vykonávať. Môžeme prediskutovať body DFM a pomôcť vám nastaviť kritériá prijatia, ktoré vydržia pri odovzdaní.