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干货 | 公差设定的第二原则:考虑成本,越宽松越好,土豪除外

9月前浏览2961

导读:

一个众所周知的事实是:公差越精密,产品成本越高。这引出公差设定的第二原则:公差设定时需考虑成本,越宽松越好。

 
01
公差越精密,成本越高

公差越精密,成本就越高,这是因为精密的公差会导致:

  • 更高的模具费用;

  • 更精密的设备和仪器;

  • 额外的加工程序;

  • 更长的生产周期;

  • 更高的不良率和返工率;

  • 要求更熟练的操作员和对操作员更多的培训;

  • 更高的原材料质量要求及其产生的费用。

传统机加工工艺中,公差与成本的关系如图所示。可以看出,当公差越来越精密时,成本越来越高。特别是达到高精度级别时,成本急剧上升。

机加工公差与成本的关系
对于其它加工工艺,注塑、冲压和压铸等,同样也是如此。
另外,很重要的一点是,当公差精密度超过某个加工工艺的制程能力时,如果依然要求更精密的公差,这会导致加工工艺的变更,而工艺变更所导致的成本变化会超过想象。
02
土豪请随意
±1.0 VS ± 0.1 VS±0.01 VS ±0.001,工程师该如何设定?
关于公差的设定,主要有两种观点:

第1种观点认为,公差应该设定得很精密,理由是:

  • 制造是为设计服务的,而不是反过来;

  • 公差越精密,产品的质量越高、功能越强大、可靠性越高;

  • 公差越精密,可以驱使制造部门提升工艺水平,设计与制造相互促进,共同发展。中国制造一直集中在低端产品,就是因为对制造部门的要求太低了;


第2种观点认为,公差应该设定得很宽松,理由是:

  • 公差越宽松,制造成本越低,企业越有可能获得更多的利润;

  • 公差与产品质量、功能和可靠性等并没有直接的联系,可以通过优化设计的方法,既能保证产品质量、功能和可靠性等,又能允许宽松的公差设定。

当然,还有第3种观点,那就是:压根就没有考虑过公差是精密还是宽松的问题,一切随缘。上一代产品怎么设定,或者其它类似产品怎么设定,那我就怎么设定。

我认为,第1种观点适用于不差钱的土豪企业,定位于高端产品或者前沿产品,例如苹果。为了满足功能、外观和可靠性等,把产品做到极致,于是可以使用精密加工工艺。

最典型的案例就是全金属一体式CNC加工工艺
全金属一体式CNC加工工艺最早由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成,经精密加工先切削成为一体式机身的雏形,随着机身渐渐成形,机身上的键盘形状和各种细微构造均被铣削出来。此过程共包含九道数控铣削工艺,九道工艺之后便获得精密的一体成型外壳。

iPhone 7 机身部分CNC工序(钻孔、倒角和抛光)--看着就是艺术

而传统功能手机的外壳通过注塑一次成型,精度低,效率高,成本低。CNC加工的精度提高很多,但是成本也提高了上百倍。

注塑成型示意图
但是,有多少中国企业敢说自己不差钱?觉得自己是土豪,可以随随便便的烧钱???


如果不是土豪,那就要有成本意识,对成本的一分一厘都要做到斤斤计较。否则,企业不盈利,那么离裁员关门就不远了。今年的疫情则加重了这一情形。
而即使土豪如苹果,也因为一体式CNC加工工艺的不良率高、成本高等原因,在iPhone8中重新使用双面玻璃+CNC中框的工艺。
03
写在最后
 
对于绝大多数的中国企业来说,公差设定时必须考虑成本,尽量使得公差越宽松越好。
当然,这不是说,单纯为了成本就故意把公差设定得很宽松,而不考虑成品质量、功能和可靠性等,让产品档次降低,搞山寨。
最理想的公差设定是公差很宽松,但是产品的质量、功能和可靠性等同样可以满足。
其实,这就是做公差分析的目的之一。
同时,这是我尽力传达给工程师的一个理念。后续的公差分析系列文章中,我将会详细介绍如何做到这一点,敬请关注。

来源:降本设计
材料数控模具
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-10-30
最近编辑:9月前
钟元
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