1 วิธีการวิจัย 

1.1 แนวทางการออกแบบ

การศึกษานี้ประเมินว่าการตัดสินใจเกี่ยวกับเรขาคณิตและค่าความคลาดเคลื่อนเฉพาะอย่างไรมีอิทธิพลต่อต้นทุนการตัดเฉือน CNC มีการเลือกหมวดหมู่ชิ้นส่วนตัวแทนสามประเภท:

1. กล่องหุ้มผนังบาง,

2. เพลาแม่นยำ,

3. โครงยึดอเนกประสงค์ที่ทำจากอะลูมิเนียม 6061-T6, สแตนเลสสตีล 304 และ POM

แต่ละหมวดหมู่ถูกสร้างแบบจำลองด้วยคุณสมบัติที่หลากหลาย รวมถึงความลึกของช่อง, รัศมีฟิลเล็ต, จำนวนรู, เรขาคณิตแชมเฟอร์ และความกว้างของแถบค่าความคลาดเคลื่อน การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทั้งหมดได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ตรงกับข้อจำกัดทางอุตสาหกรรมทั่วไปและช่วงความสามารถของซัพพลายเออร์

1.2 แหล่งข้อมูล

ข้อมูลมาจาก:

• บันทึกเวลาการทำงานที่ได้รับจากศูนย์กลางการตัดเฉือนแนวตั้งแบบสามแกนและสี่แกนที่ใช้ในการผลิตตามปกติ,
• การวัดการสึกหรอของเครื่องมือที่รวบรวมผ่านเครื่องตั้งค่าล่วงหน้า,
• การจำลองเส้นทางเครื่องมือที่สร้างโดย CAM โดยใช้ Mastercam 2024,
• แผ่นสรุปต้นทุนที่จัดทำโดยแผนกวางแผนการผลิต

เพื่อให้มั่นใจในความสอดคล้องกัน พารามิเตอร์การตัดเฉือนทั้งหมดถูกทำให้เป็นมาตรฐานโดยใช้เกรดเครื่องมือตัด, ช่วงความเร็วแกนหมุน และสภาพการหล่อเย็นเดียวกัน

1.3 เครื่องมือและการทำซ้ำได้

การทดลองใช้:

• Mastercam 2024 สำหรับการสร้างเส้นทางเครื่องมือ,
• ไมโครมิเตอร์ดิจิทัล Mitutoyo สำหรับการตรวจสอบมิติ,
• แบบจำลองต้นทุนมาตรฐาน (ค่าแรง, ค่าเครื่องจักรต่อชั่วโมง, ค่าวัสดุ, ค่าเครื่องมือ)

เวิร์กโฟลว์สามารถทำซ้ำได้อย่างสมบูรณ์โดยใช้เรขาคณิต CAD, การตั้งค่า CAM และสต็อกวัสดุที่เหมือนกัน

2 ผลลัพธ์และการวิเคราะห์

2.1 การเปรียบเทียบเวลาการทำงาน

ตารางที่ 1 สรุปการเปลี่ยนแปลงเวลาการทำงานเมื่อลดความซับซ้อนของคุณสมบัติที่ไม่ใช่ฟังก์ชัน
(ในเอกสารฉบับสุดท้าย ใช้ตารางสามบรรทัดพร้อมการจัดตำแหน่งและหน่วยที่เหมาะสม)

ตารางที่ 1 การลดคุณสมบัติเทียบกับการเปลี่ยนแปลงเวลาการทำงาน

ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าช่องที่เรียบง่ายและรัศมีที่เป็นมาตรฐานช่วยลดรอบการตัดเฉือนได้อย่างมาก ช่องที่ลึกกว่าและรัศมีแบบกำหนดเองขนาดเล็กแสดงให้เห็นความสัมพันธ์สูงสุดกับการสึกหรอของเครื่องมือที่เพิ่มขึ้นและรอบการกัดหยาบ/การตกแต่งที่ยาวนานขึ้น

2.2 ผลกระทบของค่าความคลาดเคลื่อน

การขยายแถบค่าความคลาดเคลื่อนจาก ±0.01 มม. เป็น ±0.05 มม. ช่วยลดเวลาการตกแต่งลง 14–19% ขั้นตอนการชดเชยการโก่งตัวของเครื่องมือลดลงตามไปด้วย และต้องใช้การทำซ้ำการตรวจสอบน้อยลง

2.3 การเปรียบเทียบกับผลการศึกษาที่มีอยู่

การศึกษาที่มีอยู่เกี่ยวกับการสร้างแบบจำลองต้นทุน CNC รายงานแนวโน้มที่คล้ายกันในความสัมพันธ์ระหว่างแถบค่าความคลาดเคลื่อนและเวลาการตกแต่ง การทดลองยืนยันข้อสังเกตเหล่านี้และวัดปริมาณผลประโยชน์สำหรับการผลิตหลายวัสดุ

3 การอภิปราย

3.1 การตีความผลการศึกษา

การลดต้นทุนส่วนใหญ่มาจากความเรียบง่ายของเส้นทางเครื่องมือและการมีส่วนร่วมของเครื่องตัดที่เหมาะสมที่สุด รัศมีที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้กลยุทธ์การป้อนสูง ลดการสึกหรอของเครื่องมือ การขยายค่าความคลาดเคลื่อนช่วยลดรอบการตกแต่งโดยตรง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบสแตนเลสสตีลซึ่งความต้านทานการตัดสูง

3.2 ข้อจำกัด

• มีการประเมินวัสดุเพียงสามชนิดเท่านั้น ไม่รวมโลหะผสมทนความร้อนและไทเทเนียม
• ไม่รวมการตัดเฉือนแบบห้าแกน ซึ่งจำกัดการนำไปใช้กับเรขาคณิตอากาศยานที่ซับซ้อน
• การสร้างแบบจำลองต้นทุนสันนิษฐานว่าอัตราค่าแรงและค่าไฟฟ้าคงที่ ซึ่งอาจแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค

3.3 ผลกระทบในทางปฏิบัติ

ผู้ผลิตที่ออกแบบชิ้นส่วน CNC สำหรับการผลิตอย่างรวดเร็วสามารถรวมเคล็ดลับ DFM เหล่านี้เพื่อลดต้นทุนต่อหน่วยโดยไม่เปลี่ยนแปลงประสิทธิภาพโครงสร้าง การทำให้รัศมีเป็นมาตรฐานและการปรับค่าความคลาดเคลื่อนที่ไม่สำคัญมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในขนาดชุดงานต่ำกว่า 500 ชิ้น/เดือน

4 บทสรุป

การประเมินแสดงให้เห็นว่าการใช้แนวทาง DFM อย่างสม่ำเสมอ—ความเรียบง่ายทางเรขาคณิต, รัศมีที่เหมาะสมที่สุด และแถบค่าความคลาดเคลื่อนที่สมเหตุสมผล—ช่วยลดต้นทุนการตัดเฉือนเป็นหลักผ่านการลดเวลาการทำงานและการใช้เครื่องมือ การวิเคราะห์เหล่านี้สนับสนุนการประยุกต์ใช้ในอนาคตในการออกแบบส่วนประกอบใหม่และการเปรียบเทียบมาตรฐานซัพพลายเออร์ การวิจัยเพิ่มเติมอาจขยายไปสู่การตัดเฉือนหลายแกนและโลหะผสมที่ซับซ้อน