Как заказать фрезерную и токарную обработку: что влияет на цену и как упростить деталь

Что приложить к заказу

Базовый пакет тот же, что для любой заявки на механообработку: чертёж с допусками и шероховатостью, STEP-модель, номер ревизии чертежа, марка материала со стандартом, количество, покрытие и термообработка, требования к приёмке. Как оформить каждый пункт, разобрано в статье «Как составить заявку на токарную и фрезерную обработку».

Здесь — следующий шаг: как одна и та же деталь может стоить по-разному и что конструктор и закупщик могут сделать, чтобы цена и срок были ниже без потери функции.

Из чего складывается цена детали

Цех считает металл, время станка на каждую операцию, наладку, покупные операции (термообработка, покрытие) и контроль. Как это считается в рублях, показано в статье «Себестоимость фрезерной и токарной детали». Заказчику важнее понять, какие решения в чертеже и заказе двигают эти составляющие.

Допуски и шероховатость: только где нужны

Частый источник лишней цены — точность «на всякий случай». Точный допуск на свободной поверхности не делает деталь лучше, но цех заложит в цену лишний проход и замер. Правило простое: точные допуски, допуски формы и расположения и низкая шероховатость — на поверхностях, которые сопрягаются, базируют, герметизируют или трутся. Остальное закрывают записью об общих допусках по ГОСТ 30893.1 и общим знаком шероховатости по ГОСТ 2.309.

Как выбрать квалитет и посадку под функцию соединения, разобрано в статье «Квалитеты и посадки», какую шероховатость даёт какой способ обработки — в статье «Шероховатость поверхности Ra и Rz».

Число установов

По ГОСТ 3.1109-82 установ — часть операции, выполняемая при неизменном закреплении заготовки. Деталь, у которой элементы есть на пяти сторонах, на трёхосевом станке обычно обрабатывают за несколько установов. Каждый добавляет снятие, закрепление, привязку и проверку.

Второе следствие — точность. Поверхности, обработанные за один установ, связаны между собой точностью станка. Поверхности с разных установов — ещё и точностью повторного базирования. Поэтому, если два отверстия связаны жёстким допуском соосности или позиции, лучше, чтобы их можно было обработать с одной стороны.

Что делать конструктору:

• собирать точные элементы на одной-двух сторонах детали;
• давать ровную установочную базу и место под губки тисков;
• если деталь сложная — спросить цех, на каком оборудовании она будет делаться: на пятиосевом станке или в режиме 3+2 часть установов исчезает. Подробнее — в статье «Обработка 3+2 и пятиосевая».

Как упростить геометрию

Радиусы во внутренних углах

Фреза круглая, поэтому внутренний угол кармана всегда получается с радиусом. Если на чертеже острый угол или очень малый радиус, цех возьмёт тонкую фрезу, снизит режимы или добавит электроэрозию. При входе в угол дуга контакта фрезы растёт, нагрузка на кромку увеличивается и появляются вибрации — так объясняет Sandvik Coromant.

Пример: радиус 10 мм позволяет чистовую фрезу до 1,5 · 10 = 15 мм. Радиус 3 мм — только до 1,5 · 3 = 4,5 мм. Если карман глубокий, тонкая фреза будет ещё и длинной, а длинный вылет — это вибрации и пониженные режимы. Sandvik Coromant советует брать в углах наибольший возможный радиус: тогда и черновую обработку можно вести фрезой большего диаметра.

Если в угол должна входить ответная деталь с острой кромкой, вместо малого радиуса можно предусмотреть поднутрение в углу — это решение стоит обсудить с цехом.

Резьбы и отверстия

Стандартная метрическая резьба нарезается стандартным метчиком или резьбофрезой из наличия цеха, нестандартная требует покупного инструмента. Диаметры отверстий под резьбу и под болты берите по стандартам — таблицы в статье «Отверстие под метрическую резьбу». Глубину резьбы указывайте такую, какая нужна по прочности соединения, а не «на всю длину отверстия».

Токарные детали

На токарных деталях дорожают длинные тонкие валы (нужны люнет или задний центр, режимы ниже), глубокие узкие канавки нестандартной ширины и точные поверхности, которые нельзя получить за одну установку. Об этом — в статьях «Обработка нежёстких валов» и «Канавки и отрезка на токарном станке».

Материал, партия, оснастка

Материал. Марка определяет обрабатываемость: нержавеющие и жаропрочные стали, титан обрабатываются медленнее конструкционной стали, а инструмент изнашивается быстрее. Если марку можно выбрать, обсудите это с конструктором. Вид заготовки тоже важен: деталь из круга ближнего размера дешевле, чем из прутка с большим припуском.

Партия. Подготовительно-заключительное время — программа, приспособление, привязка, первая деталь — тратится один раз на партию. Поэтому просите цену сразу на несколько количеств и называйте ожидаемую годовую потребность.

Оснастка. Для сложной или серийной детали цех может предложить специальное приспособление. Оно окупается на партии, но на единичной детали ложится в цену целиком. Договоритесь, чья это оснастка после оплаты и хранится ли она до следующего заказа.

Контроль. Протокол измерений всех размеров на каждую деталь, измерения на КИМ, сертификаты — это отдельное время. Требуйте то, что действительно нужно для приёмки.

Приёмка первой детали

Перед запуском партии попросите изготовить и измерить первую деталь — контроль первой детали. Цех присылает протокол по всем размерам чертежа, вы сверяете его и письменно подтверждаете запуск. Так ошибка в программе или в трактовке чертежа обходится одной деталью, а не партией.

Что проверить в протоколе:

• номер ревизии чертежа совпадает с заказом;
• измерены все размеры с индивидуальными допусками, а не только габариты;
• указано, чем измеряли — точность средства измерения должна соответствовать допуску;
• шероховатость и покрытие, если они уже нанесены.

Как устроен контроль первой детали на КИМ и что входит в отчёт, — в статье «КИМ и контроль первой детали». Приёмка всей партии — в статье «Как принять детали от цеха».