ราคาต่อชิ้นปิดบังความต่างที่แท้จริง เปรียบเทียบทีละบรรทัดทั้งอัตราการใช้วัสดุ ชั่วโมงการกัด ชั่วโมงเครื่อง ค่าการตัดจำหน่ายแม่พิมพ์ และอายุความล้า พร้อมขนาดล็อตที่สองเส้นทางมาตัดกัน
Photo: Parchaco / CC0 / Wikimedia Commons
ใบเสนอราคาเฟืองส่วนใหญ่มาในรูปตัวเลขเดียวต่อชิ้น และการตัดสินใจซื้อส่วนใหญ่ก็ตัดสินบนตัวเลขนั้น สำหรับเฟืองตีขึ้นรูปกับเฟืองที่ตัดจากแท่งเหล็ก ตัวเลขนั้นทำให้เข้าใจผิด สองเส้นทางใช้เหล็กคนละปริมาณ ใช้ชั่วโมงเครื่องจักรคนละแบบ ใช้เครื่องมือคนละชุด และใช้แรงตรวจสอบคนละระดับ ทั้งยังเสียหายคนละแบบหลังจากวิ่งไปห้าหมื่นกิโลเมตร การเปรียบเทียบที่ยุติธรรมต้องเริ่มจากแท่งเหล็กดิบไปจนถึงเฟืองที่ผ่านการตรวจเสียง ไม่ใช่จากท่าเทียบเรือถึงท่าเทียบเรือ
ทั้งสองหมวดยังคลุมเครือกว่าที่คำบอกไว้ เฟืองที่ขายว่า «ตีขึ้นรูป» อาจเป็นงานตีใกล้ทรงสำเร็จที่ต้องการเพียงกัดฟันและเจียร หรือเป็นก้อนตีหยาบที่ยังต้องกลึง คว้าน และกัดฟันจากของแข็ง เฟืองที่ขายว่า «ตัดจากแท่ง» อาจมาจากแท่งตัดเลื่อย แท่งรีดร้อน หรือชิ้นงานกลึงที่คนอื่นส่งมา ถามก่อนเริ่มเปรียบเทียบว่าใบเสนอราคาหมายถึงแบบใดในสี่แบบนี้ เพราะช่องว่างต้นทุนภายในหมวดเดียวกันมักใหญ่กว่าช่องว่างระหว่างสองหมวด
การตีใกล้ทรงสำเร็จเริ่มจากแม่พิมพ์ที่ทำตามรูปชิ้นงานสำเร็จเผื่อเนื้อกลึงบาง ๆ ชิ้นงานถูกให้ความร้อน อัด และตีในแม่พิมพ์ปิด เพื่อให้โลหะไหล вокругรูและตัวเว็บแทนที่จะถูกตัดออก ผลลัพธ์คือชิ้นงานที่มีรู มีเว็บ และมักมีร่องฟันขึ้นรูปไว้แล้ว เหลือเผื่อเนื้อ 1–2 มม. สำหรับงานเก็บผิว เส้นใยโลหะวิ่งตามรูปร่างชิ้นงาน และนี่คือคุณสมบัติทางกายภาพที่ข้อโต้แย้งทั้งหมดตั้งอยู่บนนั้น
การตัดจากแท่งอธิบายง่ายกว่า: เลื่อย กลึง คว้าน กัดหรือสกัดฟัน แล้วอบชุบและเจียร แท่งเหล็กดิบจำนวนมากกลายเป็นเศษเหล็ก โดยทั่วไป 40–70% ของน้ำหนักวัตถุดิบสำหรับเฟืองเพลาที่มีเว็บกว้าง เวลาจักรกลนานกว่าเพราะทุกผิวถูกสร้างจากของแข็ง และการตัดขาดเป็นช่วงผ่านสะเก็ดออกไซด์ทำให้อายุเครื่องมือสั้นลง สิ่งที่ได้ตอบแทนคือความยืดหยุ่น: ผลิตได้ตั้งแต่ห้าสิบชิ้น ไม่ต้องลงทุนแม่พิมพ์ และแก้รูปทรงด้วยการแก้แบบไม่ใช่ทำแม่พิมพ์ใหม่
ยังมีเส้นทางที่สามที่ผู้ซื้อมักมองข้ามและมักเป็นทางออกที่ดีที่สุด: งานตีร้อนเผื่อเนื้อมาก อบปกติ แล้วจักรกลทั้งหมด ต้นทุนเครื่องมือและพิกัดต่ำกว่าการตีใกล้ทรงสำเร็จ รักษาเส้นใยต่อเนื่องที่โคนฟัน และทนต่อการแก้แบบได้ดีกว่า สำหรับล็อตประมาณ 500 ถึง 3,000 ชิ้น มักเป็นทางเดียวที่ทั้งจ่ายไหวและถูกต้องทางโลหะวิทยา
ตารางแสดงค่าทั่วไปสำหรับเฟืองเพลารถยนต์นั่ง วัสดุ 20CrMnTi โมดูล 3 อบคาร์บูไรซ์และเจียร ช่วงค่าตั้งใจให้กว้าง เพราะสิ่งที่สำคัญคือทิศทางและขนาดของแต่ละความต่าง ซึ่งใช้ได้กับเฟืองเกือบทุกตระกูล
| รายการ | ตีใกล้ทรงสำเร็จ | ตัดจากแท่ง |
|---|---|---|
| อัตราการใช้วัสดุ | 85–95% | 30–60% |
| เวลาจักรกลต่อชิ้น | 40–60% ของเส้นทางตัด | ค่าอ้างอิง |
| เส้นใยที่โคนฟัน | ต่อเนื่อง ตามรูปร่าง | ถูกตัดขาด สิ้นสุดที่ผิว |
| อายุความล้าจากการดัด เทียบ | ≈1.2 เท่า | 1.0 เท่า |
| เงินลงทุนแม่พิมพ์ | 8,000–25,000 ดอลลาร์ต่อแม่พิมพ์ | ไม่มี |
| ขนาดล็อตที่คุ้ม | 3,000 ชิ้นขึ้นไป | ตั้งแต่ 50 ชิ้น |
| ระยะส่งมอบล็อตแรก | 10–14 สัปดาห์ | 6–9 สัปดาห์ |
| ราคาต่อชิ้นที่ 500 ชิ้น | สูงกว่า 15–25% | ต่ำกว่า |
| ราคาต่อชิ้นที่ 20,000 ชิ้น | ต่ำกว่า 8–15% | สูงกว่า |
| ความสม่ำเสมอของขนาด | สม่ำเสมอ กระจายน้อย | แปรตามล็อตแท่ง |
สร้างการเปรียบเทียบเป็นต้นทุนต่อหนึ่งพันชิ้น จุดตัดจะปรากฏ เอาเฟืองสำเร็จหนัก 1.6 กก. เส้นทางตัดใช้วัตถุดิบราว 3.1 กก. เส้นทางตีใช้ราว 1.75 กก. เหล็กราคาต่อกิโลเท่ากัน รายการวัสดุอย่างเดียวจึงขยับราว 40% ก่อนนับการจักรกล งานหยาบแทบหายไปทั้งหมด เพราะชิ้นงานตีมาพร้อมรูและเว็บ เครื่องกลึง CNC จึงเก็บผิวครั้งเดียวแทนสามครั้ง
| รายการต้นทุน | ตีใกล้ทรงสำเร็จ | ตัดจากแท่ง |
|---|---|---|
| เหล็กเข้า กก. | 1,750 | 3,100 |
| ดัชนีต้นทุนวัสดุ | 56 | 100 |
| ชั่วโมงงานหยาบ | 60 | 210 |
| ชั่วโมงกัดฟัน | 90 | 95 |
| อบชุบ | เท่ากัน | เท่ากัน |
| ชั่วโมงเจียร | 70 | 78 |
| ค่าตัดจำหน่ายแม่พิมพ์ | 190 | 0 |
| ตรวจสอบและเอกสาร | 40 | 45 |
| ดัชนีรวม | 96 | 128 |
อ่านบรรทัดรวมเป็นรูปร่าง ไม่ใช่ตัวเลขแม่นยำ ต่ำกว่าราว 2,000 ชิ้น ค่าตัดจำหน่ายแม่พิมพ์เป็นตัวหลัก และเส้นทางตีแพงกว่าต่อชิ้น ปกติ 15–25% ที่ 500 ชิ้น ระหว่าง 2,000 ถึง 3,000 ชิ้น สองเส้นตัดกัน เหนือกว่านั้นการประหยัดวัสดุและงานหยาบทบกัน และเส้นทางตีถูกกว่า 8–15% ที่ 20,000 ชิ้น ก่อนจะตีราคาผลประโยชน์ด้านความล้าเลยด้วยซ้ำ
มีสองการปรับที่มักถูกลืม ค่าขนส่งเข้าข้างการตี เพราะขนเหล็ก 1.75 กก. แทน 3.1 กก. ลดน้ำหนักนำเข้าได้กว่าสี่สิบเปอร์เซ็นต์ ในการขนส่งทางอากาศเพียงข้อนี้ข้อเดียวอาจเกินค่าตัดจำหน่ายแม่พิมพ์หนึ่งปี เศษเหล็กทำงานตรงกันข้าม โรงตัดที่จัดการดีขายเศษได้ และรายได้นั้นอุดหนุนเส้นทางตัดเงียบ ๆ สองสามเปอร์เซ็นต์ ทั้งสองต้องอยู่ในโมเดล และทั้งสองมักไม่อยู่
การตีไม่ใช่คำตอบสากล และการยืนยันว่าสากลจะเสียความน่าเชื่อถือกับวิศวกรที่รู้จริง สี่สถานการณ์เหมาะกับการตัด:
ข้อได้เปรียบที่ตีพิมพ์ของการตี — ในบางงานวิจัยให้ความต้านทานแรงกระแทกหกถึงสิบเท่าของเฟืองตัด และอายุความล้าเพิ่มราว 20% — เป็นของคุณสมบัติของกระบวนการ ไม่ใช่ของคำว่า «ตีขึ้นรูป» มันมีอยู่ก็ต่อเมื่อเส้นใยต่อเนื่องรอบโคนฟันจริง และความลึกชั้นแข็งที่โคนถูกต้อง ชิ้นงานตีที่ภายหลังถูกเจียรเกินที่โคน หรืออบชุบจนชั้นแข็งบางพอดีตรงจุดที่ความเค้นดัดสูงสุด ไม่ให้ผลประโยชน์ใดเลยแต่แบกต้นทุนทั้งหมด
สามการตรวจตัดสินได้ในบ่ายเดียว ผ่าชิ้นงานพลีชีพผ่านฟัน ขัด และกัดกรดมหภาค: เส้นใยต้องวิ่งตามผิวฟันและโค้งต่อเนื่องรอบโคน ทำแผนที่ความลึกชั้นแข็งสามตำแหน่งบนสามฟัน และดูการกระจาย ไม่ใช่ค่าเฉลี่ย และขอศึกษาความสามารถเชิงขนาดแทนตารางพิกัด เพราะชิ้นงานตีที่แกว่งไปมาระหว่างล็อตบังคับให้โปรแกรมเมอร์เผื่อกรณีเลวร้าย ซึ่งลบการประหยัดไปเงียบ ๆ
สำหรับโครงการเกิน 3,000 ชิ้นต่อปี แบบคงที่ และภาระวิกฤตด้านการดัดโคนฟันหรือความล้า กำหนดการตีใกล้ทรงสำเร็จและตรวจสอบเส้นใย ระหว่าง 500 ถึง 3,000 ชิ้น กำหนดงานตีเผื่อเนื้ออบปกติพร้อมจักรกลเต็มรูปแบบ: รักษาโลหะวิทยาโดยไม่มีต้นทุนแม่พิมพ์ ต่ำกว่า 500 ชิ้น หรือแบบยังเปลี่ยน ใช้การตัดจากแท่งแล้วกลับมาทบทวนเมื่อแบบนิ่ง ในทุกกรณีเปรียบเทียบต้นทุนรวมต่อชิ้นที่ยอมรับได้ รวมเศษเหล็ก ค่าขนส่ง ค่าตัดจำหน่ายแม่พิมพ์ และการตรวจสอบที่ต้องใช้พิสูจน์ข้อกล่าวอ้าง ไม่ใช่ราคาต่อชิ้นที่ท่าเทียบเรือ
