Wie Toleranzen Design, Produktion und Kosten beeinflussen

Ein weiterer Punkt, den Sie beim Design Ihrer Teile beachten sollten

In der Vergangenheit haben wir über einige häufige Beschaffungsprobleme gebloggt und wie man vermeidet, diese Probleme von Anfang an in ein Teil hineinzudesignen. Es kommt oft auf Toleranzen an und das Verständnis ihrer Auswirkungen auf Prozesse und letztlich Ihre Kosten.

Vor Kurzem sagte ein Kunde zu mir: „Ich habe auf Ihrer Website gelesen, dass Metal Cutting eine Toleranz von zehn Millionstel halten kann und CNC-Drehen macht – ich bin wirklich gespannt, Ihre CNC-Drehmaschine zu sehen, die +/- 0,000010 hält!“

So sehr ich ihm gerne gesagt hätte: „Ja, wir können das!“, die Wahrheit ist: Toleranzen hängen immer vom jeweiligen Prozess oder den Prozessen ab, die zur Herstellung eines Teils erforderlich sind. Wenn Metal Cutting – oder irgendein anderes Unternehmen – unsere Fähigkeiten für Marketingzwecke beschreibt, ist es wichtig zu bedenken, dass die Fähigkeiten nicht immer gleichermaßen auf jede Maschine und jeden Prozess zutreffen.

Enge Toleranz kann mehrere Prozesse bedeuten

Oft wird selbst in Zeichnungen das Stapeln von Toleranzen missverstanden. Die Realität ist: Jedes gefertigte Teil kann mehrere Prozesse erfordern, und diese Prozesse haben nicht alle die gleichen Fähigkeiten. Beispielsweise kann Metal Cutting beim OD-Schleifen eines Teils eine enge Toleranz von +/- 0,000010 halten; diese enge Toleranz liegt jedoch außerhalb der aktuellen Schneidfähigkeiten. (Ein Teil kann auf eine sehr enge Größe sortiert werden, aber wahrscheinlich nicht auf +/- 0,000010.)

Der Punkt ist: Sie können nicht nur eine Toleranz oder einen Prozess für Ihre gesamte Zeichnung verwenden, weil kein Lieferant – Metal Cutting eingeschlossen – nur eine Toleranz verwenden kann, um all unsere subtraktiven Metallbearbeitungsfähigkeiten zu beschreiben. Unterschiedliche Toleranzen können unterschiedliche Prozesse erfordern, und nicht alle Prozesse sind in der Lage, Ergebnisse mit derselben Toleranz zu erzielen.

Enge Toleranzen + Mehrere Prozesse = Höhere Kosten

Vergessen wir nicht die Beziehung zwischen Toleranzen und Kosten. Wie wir in einem früheren Blog aufzeigten, kann das Ausdehnen von Toleranzen um nur eine weitere Dezimalstelle die Kosten um den Faktor zwei oder drei erhöhen. Es sei denn, eine enge Toleranz ist „normal“ innerhalb der Fähigkeiten des speziell zu verwendenden Prozesses, desto enger die Toleranz, desto höher die Produktionskosten.

Es mag verlockend sein, anzunehmen, dass die engstmögliche Toleranz Ihre Standardwahl sein sollte. Aber wenn ein Käufer Toleranzen anfordert, die „so eng wie möglich“ sind, kontern wir typischerweise mit: Wie viel wollen Sie ausgeben? Wie viele Teile müssen Sie fertigen? (Wie Bob sagt: „Fragen Sie nicht nach mehr, als Sie bereit sind zu bezahlen!“)

Wiederum bestimmen Ihre Toleranzen, wie viele Prozesse notwendig sind, um Ihr fertiges Teil herzustellen, und jeder Prozess hat sein eigenes Minimum. Wenn Sie also keine sehr enge Toleranz für eine bestimmte Dimension benötigen, ist das ein Punkt, an dem Sie vielleicht einen Prozess (oder mehrere) eliminieren und Geld sparen können.

Was Sie vor der Spezifikation einer engen Toleranz beachten sollten

Zugegeben, es gibt Zeiten, in denen enge Toleranzen den Unterschied zwischen einem funktionierenden Produkt und einem, das versagt, ausmachen. Unzureichende Toleranzen können die Leistung und Qualität von Komponenten beeinträchtigen. Besonders bei komplexen Baugruppen können kleine Abweichungen in den Abmessungen jedes Teils sich multiplizieren, was zu Toleranzaufbau und inakzeptablen Abweichungen vom beabsichtigten Design führt.

Noch einmal, hier sind einige Fragen, die wir empfehlen, bevor Sie sich auf eine sehr enge Toleranz festlegen:

• Wie funktioniert das Teil in seinem Endverwendungszweck?
• Welche Toleranzen sind für die Umgebung wichtig, in der das Teil eingesetzt wird?
• Interagiert das Teil mit anderen Teilen? Wenn nicht, benötigen Sie möglicherweise keine so enge Toleranz. Wenn ja, müssen Sie sich der Toleranzakkumulation bewusst sein.
• Wenn das Teil unterschiedliche Attribute hat, die Toleranzen erfordern, welche Dimension ist die kritischere?
• Gibt es eine sehr enge Toleranz, die durch eine Interaktion im Teil ausgeglichen werden könnte und daher nicht praktikabel ist und reduziert werden sollte?
• Sind Sie bereit, ein leicht außerhalb der Spezifikation liegendes Teil zu testen, um zu sehen, ob eine lockerere Toleranz für Ihre Anwendung funktioniert?

Denken Sie daran: Indem Sie vermeiden, Ihre Teile mit unnötig engen Toleranzen zu überkonstruieren, können Sie helfen, Ihre Kosten unter Kontrolle zu halten. Und ein guter Lieferant sollte immer bereit sein, Ihnen zu helfen, die beste Toleranz für Ihre Teile und Ihr Budget zu identifizieren.