Miten työstöpanos lasketaan? Koneistuksen hintaan vaikuttavat tekijät10

Kun saat koneistustarjouksen, oletko koskaan miettinyt, miten tähän hintaan on päädytty? Miksi kahden samannäköisen osan hinta voi olla moninkertaisesti erilainen? Avoin ja kohtuullinen tarjous on luottamuksen ja yhteistyön perusta. Tässä artikkelissa avataan kokonaan koneistustarjouksen “musta laatikko”, sen kustannusmallin yksityiskohtainen analyysi ja kymmenen tärkeimmän avaintekijän lopullisen hinnan systemaattinen kampaus, jotta sinusta tulee “passiivisista vastaanottajista” “aktiivinen arvioija”! Sen avulla voit muuttua "passiivisesta vastaanottajasta" "aktiiviseksi arvioijaksi" ja jopa hallita kustannuksia tehokkaasti suunnitteluvaiheessa.

Johdanto: Sitaatit eivät ole taikuutta, ne ovat hienoja laskelmia.

Koneistustarjoukset eivät ole mielivaltaisia arvioita, vaan ne perustuvat resurssien kulutusta (aika, materiaalit) ja prosessin monimutkaisuutta koskeviin monimutkaisiin laskelmiin. Keskeinen kaava voidaan yksinkertaistaa seuraavasti:

Osan kokonaishinta = Materiaalikustannukset + Työstökustannukset (työtunnit) + Ulkoistetut käsittelykustannukset + Hallintopalkkio ja voitto.

Näistä käsittelykustannukset ovat suurin muuttuja, ja niitä tarkastellaan tässä asiakirjassa.

Osa 1: Tarjouksen neljä keskeistä kustannuskomponenttia

Materiaalikustannukset:

Laskelma: (osan nettopaino + käsittelyhäviöt) x materiaalin yksikköhinta.

Keskeinen seikka: Materiaalin käyttö on ratkaisevan tärkeää. Kun osa leikataan vakiokokoisesta levystä tai tangosta, jäljelle jäävää “leikekappaletta” ei voida hyvittää seuraavaan osaan sen alkuperäisillä kustannuksilla. Monimutkainen tai pirstaleinen pesäys voi johtaa heikkoon käyttöasteeseen ja kustannuspiikkeihin. Myös toimittajien hankintakanavat ja varastot voivat vaikuttaa yksikköhintoihin.

käsittelykustannukset(työtuntihinta):

Tämä on tarjouksen ydin ja tekninen sisältö. Laskentakaava on:

Käsittelykustannukset = valmisteluaika x nopeus + käsittelyaika x nopeus.

Valmisteluaika (kertaluonteinen): Sisältää prosessin suunnitteluun, CAM-ohjelmointiin, koneen asentamiseen, yksinkertaisten kiinnikkeiden ja varusteiden valmistamiseen sekä ensimmäisen kappaleen käyttöönottoon ja tarkastukseen kuluvan ajan. Tämä kustannus on erityisen merkittävä, kun kyseessä on pienen volyymin ja usean lajikkeen tilaus, kun se jakautuu yhdelle kappaleelle.

Työstöaika: Aika, jonka kone todellisuudessa kuluttaa leikkaamiseen. Lasketaan CAM-ohjelmistolla työkaluratojen tarkan simuloinnin perusteella tai arvioidaan kokemuksen perusteella. Koneen tuntikustannus riippuu koneen arvosta (5-akselinen työstötahti > 3-akselinen työstötahti), poistoista, energiankulutuksesta ja laitoskustannuksista.

Ulkoistetut käsittelymaksut:

Jos osien käsittelyn jälkeen tarvitaan lämpökäsittelyä (karkaisu, karkaisu), pintakäsittelyä (anodisointi, pinnoitus, maalaus, hiekkapuhallus), erikoiskäsittelyä (lankaleikkaus, EDM) jne., tämä osa valmistetaan toimittajan ulkoistamalla tai omalla osastolla, ja kustannukset ilmoitetaan erikseen.

Yleiskustannukset, voitot sekä pakkaukset ja kuljetukset:

Kattaa projektinhallinnan, laadunvalvonnan, liiketoiminnan toimintakustannukset ja kohtuullisen voiton. Virallisissa tarjouksissa tämä käy selvästi ilmi tai sisältyy työtuntihintaan. Pakkaus- ja logistiikkakustannukset veloitetaan yleensä erikseen.

Osa II: Kymmenen keskeistä tekijää, jotka vaikuttavat osien työstön hintaan (tärkeimmästä vähiten tärkeään).

Tekijä 1: osan monimutkaisuus ja ominaisuuksien määrä (määräävä tekijä)
Tämä on merkittävin työstöaikaan vaikuttava tekijä. Kappale, jossa on syviä onkaloita, ohuita seinämiä, monimutkaisia pintoja ja pieniä reikäjärjestelmiä, verrattuna yksinkertaiseen neliöön:

Pidemmät ja monimutkaisemmat työkaluradat.

Tarvitaan enemmän työkaluvaihtoja (eri työkalut työstävät eri ominaisuuksia).

Monipintainen kiinnitys tai jopa moniakselinen työstö voi olla tarpeen.

Ohjelmointi- ja virheenkorjausaika kasvaa eksponentiaalisesti.

Lisää käsittelyriskiä ja voi aiheuttaa lisäkustannuksia.

Tekijä 2: Mittatarkkuutta ja geometrisia toleransseja koskevat vaatimukset
Mitä tiukemmat toleranssit, sitä korkeampi hinta. Lisäys ±0,1 mm:stä ±0,025 mm:iin voi tarkoittaa:

Tarvitaan kehittyneempiä työstökoneita.

Tarvitaan hitaampi viimeistelysyöttönopeus.

On lisättävä muita viimeistelyprosesseja (esim. karkeajyrsintä, jota seuraa viimeistelyjyrsintä, tai jyrsintä, jota seuraa hionta).

Vaatii kalliimpia testauslaitteita ja pidempiä testausaikoja.

Tekijä 3: Pintakäsittelyvaatimukset
Vaatimus Ra 1,6μm vs. Ra 0,4μm, valtava kustannusero. Korkea viimeistelyvaatimus:

Erikoistyökalujen vaihtaminen voi olla tarpeen.

Syöttönopeutta on pienennettävä ja työstöaikaa pidennettävä.

Erillisiä prosesseja, kuten kiillotus, voidaan joutua lisäämään.

Tekijä IV: Tilausten määrä (erävaikutus)
Tämä on avain kappalekohtaisiin kustannuksiin. 100 kappaleen tuotanto verrattuna 1 kappaleen tuotantoon:

Ohjelmointi- ja valmisteluaika lyhenee huomattavasti.

Työkaluratoja ja kiinnikkeitä voidaan optimoida tehokkaampaa eräkoneistusta varten.

Materiaaleja voidaan ostaa suuria määriä, mikä vähentää kustannuksia.

Oppimiskäyrän vaikutus tekee myöhemmästä käsittelystä yhä nopeampaa.

Tekijä 5: Raaka-aineiden valinta

Materiaalin yksikköhinta: alumiiniseos, tavallinen teräs, ruostumaton teräs, titaaniseos, PEEK-muovi, hintaero voi olla kymmeniä kertoja.

Koneistettavuus: Titaaniseosten työstö voi kestää 2-3 kertaa kauemmin kuin alumiiniseosten, koska tarvitaan pienempiä leikkausparametreja, kulutusta kestävämpiä työkaluja ja suurempaa tehonkulutusta.

Tekijä 6: osan koko ja paino

Vaikuttaa suoraan materiaalikustannuksiin.

Niitä varten tarvitaan suurempia ja kalliimpia työstökoneita.

Suurten työkappaleiden kiinnittäminen ja nostaminen on vaikeampaa ja aikaa vievämpää.

Saattaa ylittää tavanomaisen koneen kulkua ja vaatia erikoisvarusteita.

Tekijä 7: Työstölaitteiden tarve

Osat, jotka voidaan kiinnittää edullisesti yksinkertaiseen ruuvipuristimeen tai levyyn.

Tarve suunnitella ja valmistaa erityisiä kiinnikkeitä (esim. muotoiltuja osia varten) aiheuttaa kertaluonteisen työkalumaksun.

Monipuolisten pintojen työstö vaatii useita uudelleen kiinnityksiä, mikä lisää aikaa ja virheriskiä.

Tekijä 8: Jälkikäsittely ja erityiset prosessivaatimukset

Anodisointi, kovahapetus, galvanointi, lasermerkintä jne., jotka veloitetaan prosessin pinta-alan tai monimutkaisuuden mukaan.

Myös erikoisprosessit (esim. magneettinen hionta, ultraäänipuhdistus) lisäävät kustannuksia.

Tekijä 9: Toimittajan toiminta-aste ja maantieteellinen sijaintipaikka

Laitteiston kehittyneisyys: voi olla halvempaa käyttää erittäin tehokasta 5-akselista konetta kuin 3-akselista konetta monimutkaisten osien työstämiseen useilla puristuksilla.

Prosessikokemus: Kokeneet insinöörit pystyvät suunnittelemaan parempia ja vähemmän aikaa vieviä prosessireittejä.

Maantieteelliset työvoima- ja toimintakustannukset: Alueiden välillä on huomattavia eroja.

Tekijä 10: Toimituksen kiireellisyys

Normaalit toimitushinnat ovat tavanomaisia.

Nopeutetuista tilauksista saatetaan veloittaa lisämaksuja, koska ne häiritsevät normaalia tuotantoaikataulua, ja ne saatetaan joutua priorisoimaan tai ajoittamaan ylitöihin.

Osa 3: Miten saada kohtuullisia tarjouksia ja optimoida kustannukset? -Vinkkejä ostajille ja suunnittelijoille

Selkeiden ja täydellisten teknisten tietojen toimittaminen: Perusteena on standardoitu 3D-malli (STEP/IGS) ja 2D-piirustukset toleransseineen (PDF/DWG). Epämääräiset vaatimukset johtavat väistämättä liian korkeisiin tarjouksiin (riskien kattamiseksi) tai kiistoihin myöhemmässä vaiheessa.

Toimittajien varhainen osallistuminen (ESI) ja DFM-analyysi: lähetä suunnitelmat kokeneille valmistajille tarkistettavaksi ennen viimeistelyä. Heidän valmistettavuussuunnittelua koskevat suosituksensa voivat usein johtaa merkittävään prosessin yksinkertaistamiseen ja kustannussäästöihin.

Esimerkiksi: lisätään pieni pyöristetty kulma, jotta vältetään jännityskeskittymät terävässä kulmassa ja helpotetaan työkalun työstöä; yhtenäistetään reiän halkaisija työkalunvaihtojen määrän vähentämiseksi; höllennetään yhteensopimattomien pintojen toleranssia.

Pyydä tarjouksen avointa erittelyä: Kysy, voidaanko tarjouksessa ilmoittaa likimääräinen prosenttiosuus kustannuskomponenteista (% materiaalia, % käsittelyä, % ulkoistamista jne.). Tämä auttaa sinua arvioimaan hinnan kohtuullisuutta.

Harkitse jobbausta: Jos sinulla on erilaisia pieniä osia, kysy, voisitko tehdä “jobbausta” tai “urakointia” ja jakaa materiaalilevyt ja koneen asetusaika, mikä voi alentaa yksikkökustannuksia huomattavasti.

Laadun ja kustannusten tasapainottaminen: Määrittele osan lopullinen käyttötarkoitus. Sisäiseen testaukseen tarkoitetulla toiminnallisella prototyypillä voi olla erilaiset tarkkuus- ja pintavaatimukset, ja sen pitäisi maksaa eri tavalla kuin lopputuotteeseen tarkoitetun osan.

Johtopäätös: yhteisymmärrykseen perustuva win-win-tilanne
Koneistus on kokonaisvaltainen taito, jossa yhdistyvät materiaalitiede, prosessitekniikka ja resurssien hallinta. Sen logiikan ja kymmenen tärkeimmän vaikuttavan tekijän ymmärtäminen ei ainoastaan auta sinua lukemaan ja ymmärtämään tarjouspyyntöä, vaan tekee sinusta myös kustannusvalvonnan johtajan jo tuotesuunnittelun alkulähteiltä lähtien. Menestyksekkäin yhteistyö syntyy siitä, että asiakas kunnioittaa valmistuksen logiikkaa ja toimittaja pyrkii ammattimaisesti optimaaliseen arvoratkaisuun.

Seuraavan kerran kun saat tarjouksen, kannattaa tarkistaa jokainen näistä kymmenestä tekijästä ja verrata niitä toisiinsa. Lupaamme antaa minkä tahansa tarjouksen yhteydessä selkeän selityksen kustannuskomponenteista ja ammattimaisia ehdotuksia suunnittelun optimoimiseksi, koska uskomme, että läpinäkyvät kustannukset alkavat ammattimaisesta suunnittelusta ja että menestyksekäs pitkäaikainen yhteistyö alkaa siitä, että ymmärrämme toisiamme syvällisesti. Tervetuloa luovuttamaan suunnitteluhaasteesi meille, ja työskennellään yhdessä parhaan tasapainon löytämiseksi laadun, tehokkuuden ja kustannusten välillä!