Твердосплавная нарезка резьбы и формовка в штампе: вторичные операции внутри пресса
Краткий ответ: перенос вторичной операции в штамп — нарезки резьбы, формовки, клепки или сварного вкладыша — обычно добавляет одну позицию и увеличивает стоимость оснастки примерно на $600–$2,500 за штамп, но устраняет от одной до трех операций ручной обработки вне пресса, каждая из которых стоит $0.01–$0.08 за деталь. Внутриштамиповая операция выигрывает, когда деталь выпускается более примерно 50 000 штук в год и вторичный процесс достаточно прост, чтобы выдержать скорость пресса. Ниже этого объема, или когда процесс требует длительной выдержки, нагрева или ручного контроля, оставляйте его вне пресса. Правило — время цикла, а не новизна.
Штамповка всегда была дешевой, потому что создает готовую форму за один непрерывный проход. Но большинство «штампованных» деталей все еще покидают пресс, нуждаясь в нарезании резьбы, формовке резьбы, клепке шпильки или соединении двух частей. Каждый из этих этапов — это второй станок, вторая наладка, второй контроль и возможность потерять, перепутать или повредить детали. Внутриштамиповые операции встраивают их в пресс, так что деталь выходит готовой — когда это экономически оправдано.
Что считается внутриштамиповой операцией?
Внутриштамиповая операция — это любой этап добавления стоимости, выполняемый между подачей рулона и выходом готовой детали из штампа. Обычные из них: нарезка резьбы в штампе (резьбонарезная головка нарезает или формует резьбу за каждый ход), формовка в штампе (кулачок или вторая позиция изгибает элемент, недоступный прямому прессу), клепка в штампе (два слоя полосы или вкладыш скрепляются), сварка в штампе и сборка в штампе отдельных вкладышей. Каждая consumes место в позиции и время пресса, поэтому каждая должна оправдывать свое место.
Наиболее подходящие кандидаты обладают общими чертами: короткий цикл, отсутствие внешнего нагрева или смазки сверх того, что уже есть в штампе, предсказуемое усилие и допуск, который штамп может выдержать. Нарезка небольшого отверстия, формовка язычка более 90°, клепка заклепки и запрессовка втулки — все подходят. Термообработка участка, сварка полного шва или контроль декоративной поверхности, как правило, нет.
Когда внутриштамиповая операция лучше внепрессовой — реальные цифры
Решающий фактор — количество устраненных ручных обработок. Каждая внепрессовая обработка имеет минимальную стоимость: время оператора, приспособление, транспортировка и время ожидания. Этот минимум составляет примерно $0.01–$0.08 за деталь за операцию на китайском заводе-производителе, и он плохо масштабируется, когда деталь маленькая или должна оставаться плоской.
| Вторичная операция | Стоимость вне пресса за деталь | Дополнительно в штампе | Точка безубыточности по объему |
|---|---|---|---|
| Нарезать одно отверстие M2–M4 | $0.03–$0.08 | +$800–$2,500 оснастка, ~0.2–0.6 с цикл | ~50 000 / год |
| Формовать язычок более 90° | $0.02–$0.05 | +1 позиция кулачка | ~30 000 / год |
| Клепать заклепку или вкладыш | $0.05–$0.12 | +$1,200–$3,000 оснастка | ~40 000 / год |
| Соединение двух слоев | $0.04–$0.10 | +$1,000–$2,500 оснастка | ~40 000 / год |
| Удаление заусенцев / галтовка | $0.01–$0.03 | редко в штампе | вне пресса обычно лучше |
Цифры ориентировочные. Точка безубыточности меняется в зависимости от размера детали, ставки оплаты труда и того, сколько повреждений при обработке вызывает внепрессовый маршрут. Для тонких, плоских, легко гнущихся деталей внутриштамиповая операция также дает качество: меньше касаний — меньше вмятин.
Штраф по времени цикла
Обычное возражение — скорость. Механический пресс может работать на 200–600 ходов в минуту при простой вырубке. Добавьте резьбонарезную головку в штамп, и вы можете упасть до 150–400 ходов в минуту, потому что резьбе нужно определенное окно для входа и выхода. Добавьте операцию формовки кулачком, и ход удлиняется. Пресс не замедляется до человеческого темпа, но линия замедляется, и эта стоимость проявляется в меньшем количестве деталей в час.
Обмен все равно обычно выгоден, когда внепрессовая альтернатива — отдельный станок со своим оператором, потому что внепрессовый маршрут умножает наладку, ожидание и время обработки. Десять секунд ручной нарезки резьбы на деталь на общей позиции часто стоит дороже за штуку, чем потеря 100 ходов в минуту на прессе, который работает непрерывно. Честный ответ: сравнивайте общую стоимость за деталь, а не скорость пресса в отдельности.
Проектирование детали так, чтобы внутриштамиповая операция работала
Внутриштамиповые операции требуют дисциплины проектирования. Оставьте достаточно материала полосы вокруг нарезаемого отверстия, чтобы резьбонарезная головка не вытянула деталь из положения. Держите формованные элементы подальше от направляющих отверстий, которые фиксируют полосу. Обеспечьте штампу четкий путь для отхода от пробивки, которая питает резьбу. И помните, что формованный элемент, созданный в штампе, нельзя скорректировать после факта — его задает штамп, поэтому допуск должен быть таким, который штамп может выдерживать многократно.
Стабильность полосы — скрытое требование. Если рулон смещается при подаче, внутриштамиповая нарезка резьбы дает перекрещенные или задиристые резьбы. Вот почему компоновка полосы для прогрессивного штампа и точность подачи важнее, когда вторичные операции переносятся в штамп. Это также причина, по которой штамп для мелкосерийного производства или мостовой штамп часто является неподходящим местом для внутриштамиповой нарезки резьбы: наладка должна быть точной, а объем должен ее оправдывать.
Когда оставить операцию вне пресса
Оставляйте вторичную работу вне пресса, когда она требует длительной выдержки (сварка, отверждение клея), внешнего нагрева (пайка, высокотемпературная пайка), процесса, который штамп не может обеспечить (гальванизация, окраска), или человеческого суждения (сортировка по внешнему виду). Оставляйте ее вне пресса также, когда объем достаточно низкий, что дополнительная оснастка никогда не окупится, или когда операция настолько быстра и дешева вне пресса, что включение ее в штамп добавляет риск при небольшой выгоде.
Практичный компромисс — частичная интеграция. Нарезайте резьбу в часто используемом отверстии в штампе, а клепайте редко используемый вкладыш вне пресса. Выполняйте обычную формовку в штампе, а специальный изгиб — на вторичном прессе. Смешивание двух подходов сохраняет штамп простым и резервирует внутриштамиповые операции для этапов, которые действительно окупаются. Для общей карты того, что где должно быть, см. вторичные операции штамповки.
Как рассчитать стоимость внутриштамипового процесса
Пришлите чертеж с выделенными вторичными операциями, годовой объем, материал и толщину, а также функциональные допуски на каждый нарезаемый или формованный элемент. Укажите, должна ли деталь оставаться плоской, так как это ограничивает возможности штампа в линии. С этим пакетом можно напрямую оценить компромисс: мы покажем вам дополнительную стоимость оснастки и экономию на деталь рядом, и порекомендуем разделение с наименьшими затратами. Коммерческие предложения возвращаются в течение 12 рабочих часов.
Часто задаваемые вопросы
В: Что такое нарезка резьбы в штампе при штамповке металла?
О: Это резьбонарезная головка, встроенная в пресс, которая нарезает или формует резьбу в отверстии за каждый ход, так что детали с резьбой выходят из штампа готовыми, вместо того чтобы идти на отдельный резьбонарезной станок. Это экономит этап обработки и улучшает точность положения, потому что отверстие и резьба выполняются в одном штампе.
В: При каком объеме окупается нарезка резьбы в штампе?
О: Обычно примерно с 50 000 деталей в год для небольшого отверстия M2–M4. Ниже этого дополнительная оснастка стоимостью $800–$2,500 редко окупается до окончания партии, и нарезка резьбы вне пресса остается дешевле.
В: Замедляет ли нарезка резьбы в штампе пресс?
О: Да, обычно на 50–200 ходов в минуту, потому что резьбе нужно определенное окно для входа и выхода. Тем не менее, внутриштамиповый маршрут часто стоит меньше за деталь, чем отдельная операция нарезки резьбы со своим оператором и очередью.
В: Можно ли перенести любую вторичную операцию в штамп?
О: Нет. Операции, требующие длительной выдержки, внешнего нагрева, гальванизации или человеческого суждения, остаются вне пресса. Простая нарезка резьбы, формовка, клепка и легкое соединение — обычные кандидаты для выполнения в штампе.
В: Что нужно для расчета стоимости внутриштамипового процесса?
О: Чертеж с отмеченными вторичными операциями, годовой объем, материал и толщину, а также функциональный допуск на каждый нарезаемый или формованный элемент. Пришлите это на sc@bquq.com, и мы вернем предложение в течение 12 рабочих часов.
Связанные ресурсы
- Вторичные операции штамповки: какие внепрессовые этапы стоит включать в штамп, а какие нет.
- Услуги штамповки металла: штамповка прогрессивными штампами с нарезкой резьбы, формовкой и соединением в штампе на месте.
- О BQUQ: сертифицированный по ISO9001 завод-производитель в Dongguan, выполняющий штамповку, CNC, пружины и радиаторы под одной крышей.
- Свяжитесь с нами: пришлите чертеж и получите предложение в течение 12 рабочих часов.
Автор: инженерная команда BQUQ. BQUQ — сертифицированный по ISO9001 завод-производитель в Dongguan, Китай, выполняющий обработку на CNC, штамповку металла, изготовление пружин на заказ, радиаторов и цанг под одной крышей. Присылайте чертежи на sc@bquq.com или WhatsApp +86 13713157787 для получения предложения в течение 12 рабочих часов. www.bquq.com
