Dans l'industrie de la fabrication de pièces automobiles, le contrôle des coûts n'a jamais été une simple activité d'achat, mais plutôt une question d'ingénierie systématique. Qu'il s'agisse de pièces de châssis, de boîtiers, d'arbres, de coussinets ou de pièces structurelles intérieures en plastique, même si une seule pièce est réduite de seulement quelques centimes, cela se traduira par un énorme avantage en termes de coûts sur l'ensemble du cycle de vie du véhicule.Usinage CNCEn raison de sa grande précision, de sa bonne stabilité et de sa forte adaptabilité, il est largement utilisé pour la fabrication d'échantillons, petit lotLa production de pièces automobiles en petites, moyennes et grandes séries. Cependant, de nombreux acheteurs et ingénieurs constateront que des pièces apparemment similaires peuvent présenter des différences de prix très importantes entre les différentes usines, et ce pour la bonne raison que le coût de l'usinage CNC automobile n'est pas simplement "heures de travail × prix unitaire" : Le coût de l'usinage CNC automobile n'est pas simplement "heures de travail × prix unitaire", mais un coût global déterminé conjointement par la conception, le processus, la qualité, les exigences de précision et le système d'équipement.
Qu'est-ce que l'usinage CNC automobile ?
L'usinage CNC de pièces automobiles est une méthode de fabrication qui utilise des machines-outils CNC (centres d'usinage CNC, fraiseuses-tourneuses, tours CNC, etc.) pour effectuer un usinage de haute précision et de grande régularité sur des pièces automobiles en métal ou en plastique technique.
Les applications typiques sont les suivantes
Pièces structurelles du châssis, supports, pièces de liaison
Carters divers (carters de moteurs, carters de réducteurs, carters de pompes, etc.)
Pièces d'arbre, bagues, chemises, pièces de type manchon
Cadres intérieurs en plastique, pièces structurelles de soutien, boutons, poignées
Diverses surfaces de montage fonctionnelles, surfaces d'étanchéité et pièces de surface d'accouplement
Dans l'industrie automobile, l'usinage CNC consiste principalement à.. :
Prototypage d'échantillons, montée en puissance avant la production de masse, production de petits et moyens lots, usinage de surface d'interface de précision et autres rôles clés.
Les structures symétriques peuvent être rapidement produites en Tournage CNC. Les pièces à structure complexe nécessitent fraisage manuel ou des machines CNC de précision à trois ou cinq axes pour le fraisage de précision. Les pièces symétriques telles que les pièces d'arbre, les douilles et les manchons ont une vitesse d'usinage nettement plus élevée que les pièces de forme de précision fraisées.
Quels sont les éléments constitutifs du coût de l'usinage CNC automobile ?
A devis CNC de pièces automobiles professionnelles comprend généralement les éléments suivants :
Coût de la programmation :
Des programmeurs professionnels établissent des programmes et des étapes d'usinage en fonction des dessins reçus et des exigences dimensionnelles, ainsi que des notes sur le réglage des paramètres d'usinage (marquage de la vitesse de la broche / de la vitesse d'avance / de la profondeur et de la vitesse de perçage).
Coût de la fixation et de l'outillage :
Les pièces présentant des dimensions structurelles spéciales ou des matériaux plastiques techniques relativement souples doivent tenir compte des vibrations et des déplacements possibles pendant l'usinage. La plupart d'entre eux doivent fabriquer à l'avance des montages correspondant à la forme de l'usinage et aux exigences du matériau afin de garantir un fraisage en douceur.
Coût d'usinage de la machine :
Le fraisage simple face à structure simple peut utiliser des fraiseuses manuelles pour un usinage rapide. Par rapport à l'usinage CNC à trois / quatre / cinq axes, cela permet de réduire considérablement le coût d'usinage par unité de temps. Pour les pièces symétriques de type douille, les tours peuvent être utilisés pour un usinage rapide. Les pièces structurelles complexes à plusieurs faces nécessitent un usinage CNC à plusieurs axes pour un fraisage de précision ou des processus de perçage et de taraudage.
Coût de l'outillage et de l'usure des outils :
La fonte, les alliages d'aluminium et d'autres métaux peuvent être usinés à l'aide de fraises en carbure diamantées ou revêtues ; l'acier inoxydable, l'acier allié, l'acier trempé et les alliages de titane nécessitent le plus souvent des outils relativement coûteux tels que le carbure à grain ultrafin. CBN / Revêtement PCD / outils céramiques pour le fraisage afin de compléter l'usinage.
ABS / PP / PE / POM et d'autres matériaux peuvent utiliser des outils en carbure ordinaire relativement peu coûteux pour enlever l'excès de matériau ; PA / PC / PMMA / PEEK / Les plastiques renforcés de fibres de verre / PPS nécessitent des outils en carbure à arête polie, en diamant ou en carbure revêtu de PCD pour surmonter efficacement les problèmes d'usinage difficiles tels que le filage du matériau, la fusion facile, la fissuration facile, et une dureté et une rigidité élevées.
Coût de l'inspection et de la qualité :
L'inspection par échantillonnage permet de réduire les délais et les coûts. L'inspection complète augmente considérablement le temps nécessaire et le coût augmente naturellement. Il est recommandé d'adopter le contrôle par échantillonnage et le contrôle des caractéristiques clés, ce qui permet de réduire considérablement les coûts d'usinage.
Gestion et coût de fabrication :
Les parcs de systèmes de traitement normalisés nécessitent une gestion systématique et normalisée. Par rapport à l'usinage CNC dans un petit atelier, le coût est légèrement plus élevé, mais il permet de réduire considérablement le taux de défauts et les litiges de production. Dans le même temps, il existe un personnel dédié à la coordination et des services fiables tels que des réunions, des ajustements et des optimisations à distance, qui peuvent mieux contribuer à l'usinage de précision des pièces automobiles.
Taux de défaut et coût du risque :
Les pièces présentant des exigences élevées en matière de tolérance et de précision d'usinage auront un taux de défaut de 3-10% lors de l'inspection finale, de sorte que cette partie de la perte augmentera également le devis d'usinage. Il est possible d'améliorer cette situation en faisant appel à des ingénieurs professionnels et fiables qui mènent des discussions avant l'usinage et en "assouplissant" les exigences en matière de caractéristiques d'usinage non essentielles.
Comment le coût de l'usinage CNC automobile est-il généralement calculé ?
À l'intérieur de l'usine, la logique suivante est généralement adoptée :
Coût total = (temps de cycle de la machine × taux horaire) + (main-d'œuvre / temps auxiliaire) + (consommation d'outils) + (amortissement de l'outillage) + (coût de la qualité) + (coût de gestion)
Parmi eux :
Pièces simples : le coût principal réside dans le temps machine
Pièces complexes : le coût principal réside dans le nombre de réglages, le temps de réglage et le contrôle de la qualité.
Petits lots : l'ingénierie et l'amortissement des installations représentent une part très importante.
Grands lots : le temps de cycle et la stabilité déterminent le coût.
C'est aussi la raison pour laquelle :
La différence de prix unitaire entre 1 pièce, 100 pièces et 1000 pièces peut être plusieurs fois, voire plus de dix fois.
Scénarios d'application courants de l'usinage CNC de précision dans l'automobile
Dans l'industrie automobile, la CNC est principalement utilisée pour les types de pièces suivants :
Système de châssis : supports, sièges de montage, pièces structurelles de la direction
Système d'alimentation : boîtiers, couvercles d'extrémité, corps de pompe, pièces d'interface fonctionnelles
Système de transmission : arbres, bagues, cannelures, chemises
Nouvelles énergies : boîtiers de moteurs, pièces structurelles de batteries, pièces de systèmes de refroidissement
Structures intérieures : pièces de cadre en plastique, pièces de support, bases de montage
Les caractéristiques communes de ces pièces sont les suivantes
Soit la structure est complexe, soit les exigences de précision sont élevées, soit une cohérence stable à long terme est requise.
Principaux facteurs influençant le coût de l'usinage CNC automobile
Type de matériau (aluminium, acier, cuivre, acier inoxydable, fonte, plastique) :
L'aluminium, la fonte et les plastiques ordinaires tels que le POM et l'ABS ont des coûts moins élevés. Le laiton, le bronze, l'acier inoxydable, le PEEK, le PMMA, la fibre de verre, la fibre de carbone et d'autres plastiques techniques composites ont des coûts de matières premières plus élevés.
Complexité structurelle (parois minces, cavités profondes, usinage sur plusieurs faces) :
Une épaisseur de paroi trop fine et des structures de cavités profondes et complexes entraînent facilement des fissures dans la pièce ou des problèmes de défaillance de l'outil. L'usinage sur plusieurs faces, sous prétexte qu'il faut changer d'outils, entraîne facilement des erreurs d'assemblage. La pièce peut être divisée en deux structures ou plus pour l'usinage, puis soudée et assemblée, ce qui peut considérablement améliorer l'efficacité de l'usinage et réduire le taux de rebut.
Exigences en matière de tolérance et de tolérance géométrique :
Des exigences de tolérance excessivement élevées et des exigences de tolérance géométrique inutiles pour les caractéristiques nécessitent un fonctionnement plus important de la machine-outil et augmentent facilement le taux de rebut. Il est possible de réduire de manière appropriée les exigences de tolérance en matière de précision d'usinage des trous de rainure non essentiels et d'autres caractéristiques, d'améliorer l'efficacité du travail et de réduire le coût de production par pièce.
Nombre d'installations et itinéraire du processus :
Essayez de minimiser les changements d'outils et les ajustements de la position de la pièce à usiner. Les pièces simples sont usinées rapidement sur des machines à trois axes. Les pièces complexes à plusieurs sections peuvent être usinées sur des machines à quatre ou cinq axes. Parallèlement, après l'usinage à cinq axes des surfaces caractéristiques, il est possible d'ajouter la découpe par électroérosion / l'usinage à trois axes pour enlever l'excès de matière, ce qui peut réduire considérablement le temps d'usinage à cinq axes, réduire efficacement les coûts et améliorer la finition de la surface de la pièce.
Taille du lot :
Le coût d'usinage des échantillons est généralement élevé. Lorsque la quantité augmente, le coût d'usinage par pièce peut être considérablement réduit.
Niveau d'automatisation :
Des machines d'usinage efficaces et précises peuvent réduire considérablement le temps d'intervention manuelle, garantir efficacement la finition de la surface des pièces automobiles et réduire raisonnablement la participation manuelle au processus d'usinage, ce qui permet de mieux réduire les coûts.
Exigences du système de qualité :
Les certificats de certification ISO et d'autres systèmes de qualité, combinés aux grades de tolérance couramment utilisés dans l'industrie pour l'usinage, permettent de bien contrôler le coût des pièces automobiles.
10 méthodes pratiques pour réduire les coûts d'usinage CNC dans l'industrie automobile
Prendre en compte la DFM (manufacturabilité) au stade de la conception
Éviter les tolérances de très haute précision inutiles
Éviter les structures coûteuses telles que les fentes étroites et profondes, les cavités profondes, les petits coins R
Utiliser des matériaux conventionnels et des spécifications d'outils courantes
Combiner raisonnablement les processus de fraisage, de tournage et d'électroérosion pour réduire le nombre d'opérations.
Essayer d'unifier les points de référence et de réduire les coûts de contrôle de la chaîne de tolérance
Augmenter raisonnablement la taille des lots pour diluer le coût de la production d'une seule pièce et de la personnalisation des montages.
Envisager l'usinage automatisé pour les pièces matures
Éviter les modifications fréquentes des paramètres de conception
Permettre au fabricant d'usinage de participer très tôt à l'optimisation du processus et à la simplification du programme d'usinage
En réalité, 30%-70% du coût d'usinage de nombreuses pièces est en fait "conçu".
Comment choisir un fournisseur de services d'usinage CNC automobile rentable ?
Un fournisseur qualifié de pièces automobiles à commande numérique doit avoir
Capacité d'ingénierie
Être capable de comprendre la relation fonctionnelle qui sous-tend les dessins : être capable de comprendre les caractéristiques fonctionnelles auxquelles les clients s'intéressent,
Être capable de proposer des suggestions de DFM et d'optimisation des coûts, et de communiquer et d'optimiser à temps les zones difficiles à usiner.
Capacité de l'équipement
Configuration raisonnable des processus 3 axes / 4 axes / 5 axes / fraisage-tournage / EDM / rectification CNC et autres processus
Il est préférable d'avoir une expérience de l'automatisation ou de l'usinage par lots, afin d'éviter que vos pièces automobiles ne soient transférées et traitées dans plusieurs usines, ce qui entraînerait des pertes inattendues et augmenterait le coût du temps d'usinage.
Système de qualité
Avoir au moins : ISO9001 / IATF16949
Avoir de l'expérience en matière de PPAP, CPK, SPC
Logique des coûts
Le devis n'est pas aléatoire, il permet d'expliquer la composition des coûts et d'interpréter grossièrement le coût d'usinage des caractéristiques de l'usinage.
Peut fournir des pistes de réduction des coûts et des suggestions de conception optimisée en fonction de l'évolution de la taille des lots.
Expérience dans l'industrie
Il est préférable d'avoir fait des pièces de châssis / boîtiers / arbres / pièces structurelles / blocs moteurs
Comprendre le rythme et les règles de montée en puissance des projets automobiles
Conclusion
Usinage CNC automobile Le coût de fabrication n'est jamais une simple question de négociation de prix, mais le résultat de décisions d'ingénierie systématiques. Depuis la conception de la pièce, la sélection des matériaux, la complexité structurelle, la définition des tolérances, la planification des processus, la configuration des équipements jusqu'à la capacité des fournisseurs, chaque étape détermine directement le coût de fabrication final. Dans la pratique, 30% à 70% du coût d'usinage sont déjà "intégrés" dès le début. Ce n'est qu'en combinant une bonne conception, une planification adéquate des processus, des systèmes de fabrication stables et des fournisseurs compétents que les entreprises peuvent parvenir à une optimisation durable des coûts à long terme plutôt qu'à une réduction des prix à court terme.
