La guía DfM probada para eliminar errores costosos en su dibujo de tolerancia

¿Está cansado de ver cómo los presupuestos de mecanizado CNC disparan el presupuesto de su proyecto? Esta guía ofrece un marco de GDF de eficacia probada para sus planos de tolerancias. Es una parte clave de una estrategia más amplia para Reducción de los costes de mecanizado CNCque conducen directamente a presupuestos predecibles y proyectos rentables y puntuales.

Los costosos errores de dibujo de tolerancias para la fabricación incluyen la aplicación de tolerancias estrechas innecesarias que pueden duplicar los costes de producción, el diseño de esquinas internas afiladas que requieren costosas operaciones secundarias de electroerosión y la creación de cavidades profundas y estrechas que aumentan drásticamente el tiempo de mecanizado y el riesgo de fallo de la herramienta.

Pero la cuestión es que detectar estos errores es sólo la mitad de la batalla.

Siga leyendo para descubrir la sencilla matriz de toma de decisiones que utilizan los mejores jefes de proyecto para ir más allá de la mera corrección de errores y empezar a tomar decisiones estratégicas que incorporen la rentabilidad directamente a sus diseños.

Referencia rápida: Impacto económico de los errores más comunes en la GpD

Sección 1: Identificar la raíz de los costes innecesarios

¿Qué errores comunes de dibujo encarecen el mecanizado?

Antes de solucionar un problema, hay que verlo con claridad. Ciertas características de diseño, aunque parezcan perfectas en un modelo CAD, son conocidas por generar costes desproporcionados en el taller de mecanizado. He aquí una guía concisa para detectar estas "trampas de costes" durante sus revisiones de diseño.

1. Esquinas internas afiladas

• La cuestión: Estándar Fresado CNC utiliza herramientas de corte redondas (fresas), que no pueden crear una esquina interna perfecta de 90 grados. Para conseguirlo se requiere un proceso secundario mucho más caro como EDM (Mecanizado por descarga eléctrica)lo que podría multiplicar por diez el coste de esa función.
• La solución: Diseñe siempre con un radio interno. Un radio de al menos 1 mm (0,04″) es un buen punto de partida. Este sencillo cambio mantiene su pieza en una fresadora estándar y rentable.

2. Bolsillos profundos y estrechos

• La cuestión: La estabilidad de una herramienta de corte cae en picado a medida que su relación longitud/diámetro aumenta. Cuando esta proporción supera 3:1Los mecanizadores deben reducir drásticamente la velocidad para evitar la vibración y la rotura de la herramienta. Una relación superior a 5:1 puede aumentar fácilmente los costes 50-150%.
• La solución: Diseñe cavidades más anchas y menos profundas siempre que sea posible. Si un elemento profundo es esencial, considere si puede diseñarse como una ranura pasante en lugar de una cajera ciega para mejorar el acceso a la herramienta y la extracción de virutas.

3. Paredes demasiado finas

• La cuestión: Las paredes finas vibran y se deforman bajo la presión de una herramienta de corte. En el caso del aluminio, las paredes más delgadas que 0,8 mm (0,03″) se vuelven problemáticas y requieren un mecanizado más lento y cuidadoso, lo que aumenta el tiempo y el coste.
• La solución: Respete los grosores de pared mínimos recomendados para el material elegido. Si no se puede evitar una pared delgada, comente con su socio de fabricación la posibilidad de añadir nervios de soporte temporales.

4. Tolerancias innecesariamente estrictas

• La cuestión: Esta es la mayor fuente de costes ocultos. En relación entre tolerancia y coste es exponencial; ajustar una tolerancia estándar de ±0,125 mm (±0,005″) a ±0,025 mm (±0,001″) puede duplicar fácilmente el coste de la pieza, al igual que especificar incorrectamente una característica común, lo que se trata en este moleteado guía DfM.
  

  Como suele recalcar Don Day, experto en GD&T, las tolerancias deben estar impulsadas por la función. Si una tolerancia estricta no tiene un propósito claro, sólo sirve para aumentar su presupuesto.

• La solución: Aplicar tolerancias estrictas sólo donde son funcionalmente críticos, una decisión que a menudo implica elegir entre procesos avanzados de acabado de orificios como escariado vs. mandrinado para agujeros de rodamientos. Para todas las características no críticas, utilice un bloque de tolerancia estándar como ISO 2768-m. Una vez vimos el proyecto de un cliente en el que una tolerancia no funcional y demasiado ajustada en un elemento de encaje a presión de plástico provocó un Tasa de fallos del conjunto 30% porque las piezas eran demasiado rígidas y quebradizas. Una tolerancia más flexible y funcional habría sido más barata y eficaz.

Sección 2: Hacer concesiones inteligentes

¿Cómo decidir qué tolerancias merecen el coste adicional?

Detectar los errores es el primer paso. El siguiente paso, más crítico, es hacer concesiones inteligentes.

Como jefe de proyecto, su trabajo no consiste en eliminar todos los costes, sino en eliminar innecesario costes. Para ello, necesitas un marco sencillo y potente para decidir dónde invertir con precisión y dónde ahorrar.

Puede utilizar una "Matriz Coste-Función" para orientar estas decisiones. Se trata de una herramienta para clasificar rápidamente cualquier elemento de su dibujo y ayudarle a usted y a su equipo a decidir dónde centrar sus esfuerzos de optimización. Basta con evaluar cada característica en dos ejes: su Importancia funcional y su Coste de fabricación.

Esto crea cuatro zonas estratégicas claras:

• Alta importancia / Alto coste (la zona de "inversión necesaria"): Se trata de elementos críticos, como los orificios de los cojinetes o las superficies de sellado de alta presión. Son caras por una buena razón. Su estrategia consiste en invertir sabiamente y validar que el coste está justificado.
• Baja importancia / Alto coste (la zona "asesina del presupuesto"): Aquí es donde más se ahorra. Se trata de la tolerancia ajustada de una superficie no acoplable o del acabado bonito, aunque a menudo innecesario, de una pieza interna. Saber cuándo elegir revestimientos superficiales funcionales como el anodizado sobre un simple acabado cosmético es clave para eliminar estos costes.
• Baja importancia / Bajo coste (La zona "Déjalo estar"): Se trata de características no críticas especificadas correctamente con tolerancias estándar y económicas. Su estrategia consiste en proteger y normalizarevitando el "aumento de la tolerancia".
• Alta Importancia / Bajo Coste (La Zona "Genio"): Aquí es donde un diseño inteligente consigue una función crítica de forma económica. Su estrategia consiste en defender y replicar estas soluciones para crear una cultura de excelencia en la GpD.

Sección 3: Un enfoque más estratégico

¿Cómo se pueden prevenir estos problemas incluso antes de dibujar?

Las mayores oportunidades de ahorro suelen determinarse mucho antes de aplicar la primera tolerancia.

Si formula las preguntas estratégicas adecuadas desde el principio de un proyecto, podrá evitar que su equipo se vea obligado a enfrentarse a categorías enteras de complejidad en la fabricación, como las siguientes retos del tratamiento térmico.

En primer lugar, determine su verdadero objetivo de fabricación. Está diseñando un prototipo único o una producción en serie? La respuesta dicta todo su planteamiento.

• Talleres de prototipos están pensados para la velocidad y pueden manejar casi cualquier complejidad, pero a un coste elevado.
• Talleres de producción se construyen para la eficiencia a escala y exigen simplicidad. Un diseño optimizado para uno suele ser terrible para el otro.

Su estrategia: Diseñe para su objetivo final. Si su objetivo es una producción rentable, debe adoptar la mentalidad de un taller de producción desde el primer día. Una pequeña inversión inicial en una revisión de DfM con un socio de producción puede ahorrarle una fortuna más adelante.

En segundo lugar, aprende a mirar más allá del precio ofertado para encontrar un verdadero socio. A menudo, el presupuesto más bajo puede ocultar el coste total más elevado en términos de tiempo, retrasos y costes adicionales. problemas de calidad.

Su estrategia: Busque socios, no sólo proveedores. Cuando envíe una petición de oferta, un verdadero socio no se limitará a cotizar el precio, sino que señalará proactivamente posibles problemas y sugerirá optimizaciones.

Por ejemplo, podrían decir, "Nos hemos dado cuenta de que si se puede cambiar este radio interno de 0,5 mm a 2 mm, podemos utilizar una herramienta más eficiente y reducir su coste en 15%". Este tipo de feedback es inestimable y una clara señal de que ha encontrado un socio que le ayudará a reducir su Coste total de propiedadno sólo su precio inicial.

Sección 4: Ponerlo todo en práctica

¿Cómo puede convertir la GpD en un hábito constante para su equipo?

El conocimiento sólo es poderoso cuando se aplica sistemáticamente. Para que estas ideas dejen de ser una lección aislada y se conviertan en un hábito para todo el equipo, hay que integrarlas en el flujo de trabajo diario. El objetivo es que tu equipo pase de solucionar los problemas de forma reactiva a prevenirlos de forma proactiva.

Una forma sencilla pero eficaz de hacerlo es con un Proceso de revisión de la GpD en tres fasesintegrado directamente en las revisiones de la fase de diseño de su proyecto.

1. 1. La revisión de conceptos: Durante la primera fase de diseño conceptual. Se centra en Resta y simplificación. Plantee preguntas fundamentales: "¿Puede eliminarse por completo esta pieza? ¿Podemos utilizar en su lugar un componente estándar?
   2. La Revisión Detallada del Diseño: Mientras se finaliza el modelo CAD. Su atención se centra en Optimización y normalización. Utilice como guía la lista de control "Trampas visuales en los costes" y la matriz de costes y funciones. Haga un ejercicio de equipo para identificar y eliminar los elementos del cuadrante "asesino del presupuesto".
   3. La revisión previa al lanzamiento: Justo antes de que el diseño se congele y se envíe a cotizar. Su atención se centra en Validación y asociación. Comparta un diseño preliminar con su socio fabricante de confianza y hacerles una simple pregunta: "¿Cómo cambiarías este diseño para que fuera más barato o más rápido de producir?". Los comentarios que reciba en esta fase son oro puro.

Una vez tuvimos un cliente que necesitaba un prototipo en tres días, pero su diseño requería un plazo de entrega de cinco días. Una rápida conversación nos permitió sugerir un pequeño cambio temporal de diseño que nos permitió entregar la pieza en 48 horas, salvando su presentación en la feria. Ese es el poder de la colaboración proactiva.

Conclusión: Convierta su próximo sorteo en un activo financiero

Ahora dispone de un manual claro y práctico. Podrá detectar características costosas, utilizar un marco para hacer concesiones inteligentes y aplicar un proceso que garantice la coherencia. Una buena ejecución dibujo de tolerancias para la fabricación es algo más que un documento técnico: es una herramienta financiera que protege su presupuesto y sus plazos.

¿Cuál es la siguiente pregunta que debería hacerse?

Después de dominar la DfM para el mecanizado CNC, es probable que se pregunte cómo se aplican estos principios a otros procesos como el moldeo por inyección o la impresión 3D.

Aunque la filosofía básica de equilibrar coste y función se mantiene, las reglas específicas cambian por completo. Esto refuerza el valor de contar con un socio de fabricación con amplia experiencia en múltiples procesos que pueda orientarle sobre el mejor método para su proyecto específico.

Elimine las dudas sobre su próximo diseño

No deje al azar el presupuesto de su próximo proyecto. Ponga en práctica estos principios hoy mismo.

Cargue su diseño y nuestro equipo de ingenieros de aplicaciones le proporcionará un análisis de fabricabilidad gratuito y confidencial. Le ayudaremos a identificar los posibles factores de coste y le sugeriremos optimizaciones prácticas, dándole la seguridad de que su diseño está listo para una fabricación eficiente y rentable.