ROZMOWY INŻYNIERÓW Odc. 27: Niestandardowy sprzęt morski DFM: Wymiary krytyczne, wykończenie i dopasowanie wsadowe

Dlaczego próbka pasuje, a partia nadal wymaga przeróbki

Niestandardowy wspornik, zawias lub zatrzask są dostarczane jako próbka. Na ławce wszystko idzie gładko: sworzeń się przesuwa, skrzydło się kołysze, zapięcie zamyka złącze bez walki. Jest podpisane. Następnie pierwsza partia produkcyjna ląduje na tym samym stole warsztatowym, a jej część wymaga dotknięcia pilnikiem, uderzenia młotkiem lub dokręcenia łącznika w celu rozciągnięcia dwóch powierzchni na płasko.

Nic się nie zmieniło w rysunku i nic się nie zmieniło w dostawcy. Zmieniła się liczba ocenianych części. Próbka była jednoczęściowa i bardzo często była składana przez osobę, która miała w ręku pasującą część i regulowała ją, aż pasowała. Partia to nie jedna sztuka; jest to rozkład kawałków, a osoba, która dopasowała próbkę, nie stoi przy linii produkcyjnej.

Ta rozbieżność – pomiędzy „ten pasuje” a „każdy pasuje” – nie wynika z temperamentu po stronie dostawcy. Jest to problem rysunkowy, procesowy i akceptacyjny i jest tematem tego odcinka. Ten artykuł jest napisany dla kupującego lub inżyniera projektu, który musi zdecydować, co właściwie oznacza „niestandardowy sprzęt, który pasuje” przed złożeniem zamówienia, ponieważ jest to najtańsze miejsce na naprawę.

Jedna próbka dowodzi jednej części, a nie procesu

Każdy proces produkcyjny powoduje zmiany. Próbka to pojedyncza obserwacja wyprowadzona z tego rozkładu.

Silniejszym założeniem – od którego zależy zarówno linia produkcyjna seryjna, jak i łańcuch terenowych części zamiennych – jest wymienność: część jest wymienna, jeśli jest wykonana według specyfikacji tak prawie identycznej z innymi, że będzie pasować do każdego zespołu tego samego typu i może swobodnie zastąpić inną część bez niestandardowego dopasowania, takiego jak składanie. Jest to stwierdzenie dotyczące całej populacji i jedna zmierzona próbka nie może tego potwierdzić.

Montaż ławkowy w specyficzny sposób zawęża szczelinę i warto nazwać tę technikę uczciwie. Kiedy dwie połówki są mierzone i sortowane w taki sposób, że luźna połowa jest parowana z ciasną połówką, odchylenie jest absorbowane w miejscu montażu, a nie usuwane z procesu; czyli montaż selektywny. Kiedy część jest ręcznie piłowana, gwintowana lub wciągana na miejsce, mamy do czynienia z dopasowaniem ręcznym. Są to różne techniki, a to, co je łączy, jest najważniejsze: żadna z nich nie usprawnia procesu produkcyjnego i żadna nie udowadnia, że ​​dowolna para części będzie pasować. Gwarantują parę przed tobą i nic poza nią.

Kontrola pierwszego artykułu ma realną, odrębną wartość. Sprawdza, czy konfiguracja jest prawidłowa, a rysunek zrozumiany — właściwy program, właściwe przesunięcie, właściwy materiał. Błąd konfiguracji ma charakter systematyczny, więc powtarza się w każdym urządzeniu, a jedna dokładna kontrola na początku chroni cały przebieg przed błędem, który w przeciwnym razie zostałby sklonowany tysiące razy. Pierwszy artykuł nie może udowodnić, że proces pozostanie skupiony. Zużycie narzędzia, stopniowe narastanie temperatury i luźne mocowanie pojawiają się po pierwszym elemencie, a pierwszy element był rzeczywiście prawidłowy podczas pomiaru. Oczekiwanie, że seria się utrzyma, ponieważ pierwszy artykuł przeszedł pomyślnie, jest jednym z najczęstszych założeń przy pozyskiwaniu sprzętu na zamówienie i to właśnie założenie powoduje utworzenie drugiej partii przeróbek.

Zacznij od dopasowania, a nie od wymiaru

Wyrażenie „wymiar krytyczny” nic nie znaczy, dopóki nie zostanie powiązane z funkcją. W przypadku elementu współpracującego funkcją jest dopasowanie: luz, wcisk, ściskanie uszczelki, ustawienie, pozycja zatrzymania, połączenie zatrzasku. Wymiar, który ma znaczenie, to ten na najkrótszej fizycznej ścieżce, która zamyka tę lukę — łańcuch wymiarowy — a prawdziwa praca polega na prześledzeniu tego łańcucha, a nie na zakreślaniu każdej liczby na rysunku.

Każda z dwóch części może wygodnie siedzieć w granicach swoich własnych tolerancji, a mimo to kolidować ze sobą lub grzechotać, ponieważ o dopasowaniu decyduje suma łańcucha, a nie pojedynczy wymiar. Dlatego stwierdzenie „we wszystkim zachowujemy tę samą tolerancję” nie jest odpowiedzią na problem dopasowania: połączenie kilku wymiarów objętych tolerancją może nadal przekraczać lukę, którą mają zamknąć.

Zatem pierwsze pytanie DFM nie brzmi: „Jak mocno możesz to utrzymać?” Pytanie brzmi: „Jaką lukę chronimy i jakie wymiary ją zamykają?” Kupujący, który potrafi odpowiedzieć na to pytanie w zapytaniu ofertowym, otrzymuje zupełnie inną i zwykle bardziej przydatną odpowiedź od tego, który wysyła rysunek i pyta o dobrą część.

Wymiar bez odniesienia jest dla każdego innym pomiarem

Cecha krytyczna powinna mieć wyraźne odniesienie do punktu odniesienia, zdefiniowany stan pomiaru – dowolny lub ograniczony – oraz określoną metodę weryfikacji. ASME Y14.5 jest punktem odniesienia, na który wskazuje większość rysunków w celu przekazania założeń projektowych, tak aby części miały zamierzoną formę, dopasowanie, funkcję i wymienność; ISO 5459 obejmuje odniesienia i systemy odniesienia. Konsekwencje zakupów są nieestetyczne, ale decydujące: bez uzgodnionych danych, raport wymiarowy dostawcy i twoja własna kontrola mogą zostać kompetentnie wykonane i nadal nie zgadzać się, ponieważ mierzono na podstawie różnych punktów odniesienia, w różnych stanach lub przy innej konfiguracji.

Pomiar również niesie ze sobą pewne warunki. Standardowa temperatura odniesienia wynosi 20°C, a pomiar w innej temperaturze zwiększa niepewność, co ma największe znaczenie w przypadku najciaśniejszych elementów. Nie są to szczegóły biurokratyczne, które należy ustalić na koniec; są porozumieniem, które czyni z „tolerancji” wspólną ilość zamiast dwóch prywatnych opinii.

Odlewanie, obróbka skrawaniem i wykańczanie nie powodują przesuwania tych samych powierzchni

Do czasu ukończenia niestandardowej części jej powierzchnie podlegają dwóm różnym systemom tolerancji, a ich pomieszanie jest częstą przyczyną stwierdzenia, że ​​„była w tolerancji, a mimo to nie pasowała”.

Powierzchnie odlewów objęte są ogólnymi tolerancjami odlewania. ISO 8062-3 zapewnia ramy dla tolerancji wymiarowych i geometrycznych odlewów oraz naddatków na obróbkę. Powierzchnie obrobione objęte są dowolnymi tolerancjami wskazanymi indywidualnie na rysunku. Są to dwa systemy, a nie jeden, a wymiar biegnący od niewykończonej powierzchni odlewu do wykończonej powierzchni obrobionej nie dziedziczy po prostu węższej tolerancji obróbki na drugim końcu. Jeśli pasowany interfejs wyląduje na surowej powierzchni odlewu, jego osiągalna dokładność nie jest tolerancją obróbki, którą rysunek może sugerować gdzie indziej. Ogólne tolerancje dla wymiarów, które nie mają indywidualnego oznaczenia – ramy ISO 2768-1 – wypełniają resztę ciszy i są luźniejsze, niż może założyć projektant.

Druga poprawka dotyczy tego, co obróbka i wykańczanie faktycznie wpływają na część. Błędem jest wyobrażanie sobie usuwania materiału jako równomiernego kurczenia się każdego wymiaru. Usunięcie materiału może zmniejszyć wymiar zewnętrzny, ale może spowodować powiększenie otworu lub szczeliny, a także zmienić krawędzie, płaskie powierzchnie i geometrię styku. Wykańczanie – polerowanie mechaniczne lub elektropolerowanie – usuwa z powierzchni prawdziwy materiał, w ilościach zależnych od procesu i jego przeznaczenia. Konsekwencja jest prosta i łatwa do popełnienia błędu: jeśli wymiar współpracujący zostanie zwymiarowany do rozmiaru końcowego, podczas gdy część jest jeszcze niewypolerowanym półwyrobem, etap wykańczania przesunie go po pomiarze, który miał to potwierdzić.

Odpowiedzią nie jest obróbka wszystkich elementów w nadwymiarze, a następnie ponowne polerowanie. Naddatek musi być przydzielany funkcja po funkcji i według stanu końcowego. Zdecyduj najpierw, który stan reguluje rysunek — stan ukończony — i pozwól mechanikowi przenieść naddatek tylko na elementy, które faktycznie przesuną się w etapie wykańczania. Należy również pamiętać, że podział na odlewy i obróbkę skrawaniem dotyczy tego, który system tolerancji ma zastosowanie, a nie liczy się powierzchnia. Odlana powierzchnia może być ważna funkcjonalnie, a powierzchnia obrobiona nie jest automatycznie jedyną funkcjonalną. Projekt mówi, które funkcje są krytyczne, jaki proces je tworzy i jak są akceptowane – a tam, gdzie rysunek milczy, to kupujący ostatecznie odkryje lukę.

Dopasowana dostawa nie jest wymiennością

Kiedy dostawca dostarcza sprzęt w postaci dopasowanej pary lub zestawu, obie połowy zostały zmierzone, posortowane i sparowane w celu zapewnienia lepszego dopasowania, niż pozwalały na to ich indywidualne tolerancje. To samo dotyczy części, które były montowane ręcznie na stole warsztatowym: dopasowane pozostają w tym miejscu montażu i nie przemieszczają się dalej.

Zamienność jest surowszym i mniej wyrozumiałym wymaganiem: każda część musi pasować do dowolnego zespołu, bez spiłowania i dopasowania, i musi wytrzymać zarówno na linii produkcyjnej, jak i podczas wymiany jednej połowy z części zamiennych wiele lat później. Dopasowana para w skrócie nie jest gorszym produktem — w przypadku produktu jednorazowego lub złożonego, w którym dwie połówki stanowią w rzeczywistości całość, może to być właściwa odpowiedź — ale te dwa sposoby dostawy wymagają zupełnie różnych metod akceptacji, strategii dotyczących części zamiennych i oczekiwań dotyczących naprawy w terenie.

Pułapka polega na tym, że wymagania często nie są nigdy spisywane. Jeśli na rysunku i w zamówieniu nigdy nie jest napisane „dowolna zamienność”, dostawca może rozsądnie dostarczyć pary, które pasują do siebie i nic poza tym, ponieważ tak właśnie wykazała dostarczona próbka. To, czy kupujesz dopasowane zestawy, czy naprawdę wymienne części, jest dla kupującego i dostawcy potwierdzeniem przed złożeniem zamówienia, a nie czymś, co można przeczytać na stronie produktu po fakcie.

Co może, a czego nie może udowodnić każdy etap weryfikacji

Sprzęt niestandardowy jest zwykle sprawdzany za pomocą kombinacji poniższych kroków. Odpowiadają na różne pytania i żadne z nich nie zastępuje innego; powtarzającą się porażką jest odczytywanie jednego tak, jakby był inny.

Ostatnie dwa wiersze to te, które kupujący najczęściej zawyżają. Liczby zdolności opisują jedną cechę jednego stabilnego procesu; nie stanowią one ogólnej gwarancji na część. Konfiguracja żadnego z tych kroków nic nie kosztuje, więc szczera rozmowa w DFM dotyczy tego, którego z nich faktycznie potrzebuje dana funkcja — zwykle jest to pierwszy artykuł plus jedna kontrola działania krytycznego interfejsu, z próbkowaniem dla reszty — zamiast pytać o to wszystko w każdym wymiarze.

Wersje rysunków i zmiany powodujące ponowną weryfikację

Rysunek jest żywym dokumentem, a partia jest kontrolowana tylko w takim stopniu, w jakim jest to wersja, do której została stworzona. Metody zapożyczone z branż regulowanych są tutaj przydatne raczej jako metody niż obowiązkowe wymagania morskie: udokumentowane wymagania dotyczące pierwszego artykułu, takie jak AS9102 i proces zatwierdzania części, taki jak ramy AIAG PPAP, oba istnieją po to, aby zapobiec cichemu przesunięciu wymiaru.

Częścią tych metod, które warto zachować, jest lista wyzwalaczy i zapis. Zmiana projektu lub materiału części, zmiana procesu produkcyjnego, zmiana dostawcy lub poddostawcy, zmiana lokalizacji produkcji, przeniesienie, wymiana lub odnowienie oprzyrządowania oraz wznowienie produkcji po długim okresie bezczynności mogą spowodować przesunięcie wymiaru, dlatego każdy z nich powinien ponownie otworzyć umowę dotyczącą pierwszego artykułu, w całości lub częściowo. Powiadomienie o zmianie technicznej dokumentuje zmianę i powoduje jej przegląd, zatwierdzenie i wydanie przed jej wdrożeniem, a nie po.

Praktyczną kontrolą jest zapisanie w zamówieniu tego, jakie zmiany dostawca musi zgłosić i jaka ponowna weryfikacja następuje po każdej z nich. Poprawiony rysunek przesłany po wysłaniu partii nie kontroluje niczego.

Lista kontrolna kupującego: zapytanie ofertowe i akceptacja

Większość sporów dotyczących dopasowania sprzętu na zamówienie jest rozstrzygana przed rozpoczęciem produkcji, uwzględniając to, co zawierało, a czego nie określało zapytanie ofertowe i zamówienie. Poniższe elementy decydują o różnicy pomiędzy pasującą próbką a partią, która nadal pasuje.

• Stan części współpracującej i zespołu— do czego pasuje dana część i czy dopasowanie jest oceniane jako swobodne czy zmontowane (przykręcone, zaciśnięte, osadzone).
• Funkcja, która ma być sprawowana— luz, wcisk, ściskanie uszczelki, ustawienie lub położenie zatrzymania, jakie musi zapewniać złącze.
• Wymiary funkcjonalne z bazami— wymiary najkrótszego łańcucha zamykającego tę funkcję, każdy z kontrolnym punktem odniesienia, stanem pomiaru i ustaloną metodą weryfikacji.
• Ostateczny stan powierzchni— które powierzchnie są funkcjonalnymi powierzchniami obrobionymi maszynowo, a które są powierzchniami po odlaniu lub wykończonymi, oraz wykończenie określone dla każdego z nich.
• Zasiłek na przeprowadzkę— tam, gdzie wykańczanie usuwa materiał, rysunek powinien określać stan ukończony i umieszczać naddatek na elementach, które zostaną przesunięte podczas etapu wykańczania.
• Tryb dostawy— dopasowane pary lub zestawy lub dowolna wymienność, określona wyraźnie, a nie zakładana.
• Plan akceptacji— co zawiera pierwszy artykuł, czy zastosowano miernik funkcjonalny, jaki plan pobierania próbek ma zastosowanie i czy wymagane są jakiekolwiek dowody dotyczące zdolności procesu lub systemu pomiarowego; plus zapis przesyłany z każdą partią.
• Zmień powiadomienie i ponowną weryfikację— które zmiany wymagają powiadomienia i jaką ponowną weryfikację (pełną lub częściową) każda z nich powoduje.
• Zapisy i odchylenia— zapisy inspekcji, wersja rysunku, według której zbudowano każdą partię, oraz sposób zatwierdzania odstępstwa lub ustępstwa.

Do tej listy należą dwie przestrogi. Po pierwsze, nie dodawaj tolerancji do każdego wymiaru na rysunku: dokręcanie wymiarów, które nie mieszczą się w funkcjonalnym łańcuchu, zwiększa koszty i skraca czas cyklu, a niczego nie poprawia. Tolerancja należy tam, gdzie jest funkcja. Po drugie, nic z tego nie jest obietnicą zerowych przeróbek. Jest to sposób na kontrolowanie i sprawdzanie procesu i interfejsów, tak aby przeróbka, gdy ma miejsce, była widocznym i możliwym do prześledzenia wyjątkiem, a nie niewyjaśnioną niespodzianką w skrzyni.

Jak do tego podchodzimy w Andy Marine

Naszstrona dostosowywaniaopisuje, jak ma przebiegać praca na zamówienie w naszym warsztacie: przegląd projektu z wykorzystaniem wewnętrznych narzędzi; funkcjonalny prototyp, który jest sprawdzany pod kątem dopasowania, ruchu i uzgodnionych wymagań aplikacji; następnie przeniesienie zatwierdzonych wymagań do produkcji, przy czym późniejsze partie są sprawdzane pod kątem tych samych uzgodnionych kryteriów. Ta sama dyscyplina panuje w nasSprzęt morski OEM/ODMpraca. Logika tego epizodu jest odwrotna — próbkę ocenia się na podstawie ustalonych wymagań i to wymagania, a nie sama próbka, mają wpływ na produkcję.

Jeśli zaopatrujesz się w niestandardowy sprzęt morski i chcesz sprawdzić wymiary funkcjonalne, współpracującą część, sposób dostawy i plan akceptacji przed wykonaniem pojedynczej części, prześlij nam rysunek lub wyraźną fotografię, pasujący element i funkcję, jaką musi spełniać złącze. Możemy omówić punkty DFM i pomóc Ci ustalić kryteria akceptacji, które obowiązują w momencie przekazania.