Technológiailag helyes tervezés
www.uni-miskolc.hu/~ggytmazs
kapcsolata
A konstrukció kihat:
• a gyártási költségekre,
• a gyártási időre,
• a minőségre.
A mérnökök feladata:
• egy adott műszaki probléma megoldása,
• a megoldás megvalósítása(a lehetőségek szabta határokon belül):
o anyag, o technológia, o gazdaságosság
szempontjából optimális módon.
2
A tervező mérnökök kiemelt, felelős szerepe:
• a konstrukcióalapján, egy technológiai folyamatban valamilyen gyártmányjön létre,
• a gyártmány, mint termékjelenik meg a piacon.
Konstrukciók csoportosítása:
• új konstrukció: új megoldási elv kidolgozása o azonos,
o megváltozott, vagy o új feladat megoldására.
• illesztett konstrukció: ismert rendszer illesztése a meglévő korlátok átlépése érdekében megváltozott feladat megoldására (változatlan megoldási elv mellett).
• variációs konstrukció: a nagyság és/vagy elrendezés változtatása egy előre elképzelt rendszer határain belül. A működési és megoldási elv változatlan marad.
1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata
3
1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata
A gyártás termelékenysége, gazdaságossága függ a konstrukciótól.
Tervezés: olyan elvek és megoldási módok, amelyek javítják a gyárthatóságot.
A konstrukcióval szemben támasztott követelmények:
• működés: alkalmas a rendeltetési célra
• szerkezet:
- fő- és mellékfeladatok teljesítése
- az igénybevétel megfelelő ideig való elviselése
• esztétika:
- tetszetős külalak
- bizalom ébresztés (működés, szilárdság, megbízhatóság, stb.)
4
1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata
A konstrukcióval szemben támasztott követelmények:
• munkavédelem:
- ergonómiailag jól kezelhető - egészségre káros hatása nincs - minimális balesetveszély
• TECHNOLÓGIA:
- gazdaságosan gyártható
- az előírt minőségi követelményeknek megfelel Ez utóbbi szempontnak való megfelelés, követelményeinek megfogalmazása a tárgy oktatásának célja.
5
1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata
A technológiailag helyes (gyártáshelyes) tervezés bizonyos szempontok figyelembevételét jelenti, amelyek kihatnak:
• a gyártási folyamattal összefüggő költségekre,
• a gyártási időkre,
• a gyártással befolyásolható minőségi jellemzőkszínvonalára.
A konstrukció megítélésének szempontjai:
KONSTRUKCIÓ
megítélési szempont
műszaki gazdasági
megfelelőség
technológiai gyárthatóság költségigény kereskedelmi használhatóság
(élettartam, megbízhatóság, hatásfok, stb.)
piacképesség
(esztétika, tartalék alkatrészek, javító szolgálat, stb.)
6
1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata
Technológiailag helyes konstrukció:
• megfelel a gyártás műszaki feltételeinek,
• üzemgazdasági szempontból optimális.
A tervezéssel szemben támasztott követelmények komplex hatása miatt a tervezési folyamat iterációsjellegű.
Atervezés vezérelve azállandóan visszatérő ellenőrzés ésfelülvizsgálat, minden tervezési fázisban.
7
2. Tervezési lépések (fázisok) sorrendje
A tervezési vezérelvnek megfelelő tervezési lépések (fázisok) sorrendjének rövid összefoglalása:
• funkció
(Teljesül-e a tervezett funkció? Milyen mellékfunkciók szükségesek?)
• működési elv
(Biztosítja-e a kívánt hatást, hatásfokot, … ? Milyen zavaró hatások várhatók?)
• méretezés (Garantálható-e
- a megfelelő tartósság, - a megengedett alakváltozás, - az elégséges stabilitás, - stb.)
• biztonság
(Az AR, a funkció, a munkavégzés és a környezet biztonságát befolyásoló tényezők figyelembe vétele.)
8
A tervezési vezérelvnek megfelelő tervezési lépések (fázisok) sorrendjének rövid összefoglalása:
• ergonómia
(Ember-gép kapcsolat megfelelő? Formatervezett? stb.)
•GYÁRTÁS
(Technológiai és gazdaságossági szempontok figyelembe lettek véve?)
• ellenőrzés
(Van-e lehetőség gyártásközi- és végellenőrzésre?)
•SZERELÉS
(Szereléstechnológiai szempontok figyelembe vétele.)
• szállítás
(Szállítási feltételek ellenőrzése, a kockázat mértékének megvizsgálása megtörtént-e?)
• üzemeltetés
(Kezelhetőség, keletkező zaj, rezgés, stb. figyelembe lett-e véve?)
• karbantartás
(Végrehajthatók és ellenőrizhetők-e a karbantartáshoz szükséges előírt
tennivalók?) 9
A tervezési vezérelvnek megfelelő tervezési lépések (fázisok) sorrendjének rövid összefoglalása:
• költségek
(Az előírt költségszint alatt van-e? Várható-e járulékos üzemeltetési- vagy mellékköltség?)
• határidő
(Tartható-e? Csökkenthető-e?)
A megfelelő konstrukció létrehozásához a tervezés alapszabályai szolgálnak útmutatásul:
• egyértelműség
• egyszerűség
• biztonság
Ezen alapszabályok minden tervezési lépésnél történő betartásával jó esélyünk van a megvalósíthatóságra, a kielégítő megoldás megtalálására.
10
3. A gyártástechnológia kiválasztása
A tervezési lépések megvalósításánál kiemelkedő szerepű a gyártás figyelembe vétele.
A konstruktőrnek ismernie kell az egyes technológiai folyamatok legfontosabb jellemzőit, sajátosságait. Ezek ismeretében lehetséges a konstrukciót, annak egyes elemeit, alkatrészeit ”technológusi” szemlélettel kialakítani.
A megvalósításra szóba jöhető változatok közül a megfelelő kiválasztására az alábbi szempontokat kell figyelembe venni:
a) a szerkezet anyaga
b) a gyártmány ill. alkatrész darabszáma(a gyártás tömegszerűsége) c) meglévő eszközök, berendezések(technikai feltételek)
d) tipizáltság e) alkatrész jellemzők
11
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
a) a szerkezet anyaga A tervezés első szakaszában a
• működési szerep,
• szerkezettani feladat függvényében, az anyagminőségek
• mechanikai,
• kémiai,
• hőtani,
• villamos,
• optikai,
• mágneses,
• stb.
tulajdonságait alapul véve választhatunk.
A tulajdonságok változhatnak a gyártási folyamat során!
(pl. hegesztés: ötvöződés, szemcsedurvulás hidegalakítás: ridegedés, maradó feszültség)
12
a) a szerkezet anyaga
A technológia visszahat az anyagválasztásra, fontos itt is az iteratív tervezés!
(pl. öntés öntöttvas: nem hegeszthető, nem kovácsolható hőkezelés kis C% acél: nem nemesíthető
nagy C% acél: nem betét edzhető, nem ajánlott hegeszteni
forgácsolás edzett acél HRC>50: forgácsolási problémák) Nemcsak az alapanyagok, hanem a belőlük készített előgyártmányok (félgyártmányok) ismerete is lényeges:
idomok lemezek rudak csövek stb.
fajtái, méretei, tűrései, árai(költségek!)
13
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
b) a gyártás tömegszerűsége (gyártmány ill. alkatrész darabszáma) Pontosabb kifejezés a gyártás tömegszerűsége, mert ennek függvényében változik a technológiai berendezés, szerszámozás, készülékezés,
szakképzettség igény, előgyártmány fajtája, méretei, stb.
A tömegszerűség alapján általában 3 féle gyártási módot különböztetünk meg:
• egyedi és kissorozat gyártás
o egyetemes gépek, szakmunkások
o szerszámozás, készülékezés, gépesítés általában nem gazdaságos (kissorozat gyártásnál esetleg kismértékű szerszámozás)
• sorozat gyártás (közép- és nagysorozat)
o termelékeny technológiai berendezések, betanított munkások o nagymértékű szerszámozás, készülékezés
14
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
b) a gyártás tömegszerűsége (gyártmány ill. alkatrész darabszáma)
• tömeggyártás
o célnak megfelelően tervezett, nagy termelékenységű automata berendezések (kezelő nélkül)
o teljes mértékű szerszámozás, készülékezés
o az anyagminőség állandósága, az előgyártmányok méreteinek, tűréseinek, szállítási állapotának állandósága, megszigorítása jellemző követelmény költségnövelő hatás!
Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák:
• egyedi és kissorozat gyártás műhely rendszerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák
o hegesztés (esetleg öntés, kézi formázással) o kézi (szabad) kovácsolás
15
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák:
• sorozat gyártás csoport rendszerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák (NC gépeken is) o hegesztés
o öntés (gépi formázás) o süllyesztékes kovácsolás o kivágás, lyukasztás o műanyag fröccsöntés
• Tömeggyártás folyam szerű gyártórendszer
o forgácsoló technológiák automata gépeken, célgépeken o hegesztés robotokkal v. célgépekkel
o öntés (nyomásos, precíziós, kokilla) o hideg-képlékeny alakítások o műanyag fröccsöntés, sajtolás o porkohászat
16
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
c) meglévő eszközök, berendezések(technikai feltételek)
Elsősorban az egyedi és kissorozat gyártásban befolyásolja a tervezést, a konstrukció kialakítását, de a többi esetben is célszerű felülvizsgálatot és gazdaságossági elemzést végezni, illetve ismerni kell a kooperációs lehetőségeket is.
A szóba jöhető technológiák, technológiai változatok közül azt kell választani, illetve a tervezést annak figyelembevételével elvégezni, amelyhez biztosítottak az eszközök.
A meglévő eszközök korlátozhatják az egyes alkatrészek:
• méreteit,
• tömegét,
• pontosságát,
• stb.
Ha a meglévő eszközök nem alkalmasak a gyártásra, akkor vagy a beszerzésre kerülő eszközök korlátait, vagy a kooperációs lehetőségeket kell figyelembe venni.
17
d) tipizáltság
A tipizáltságon belül az alkatrészek, ill. az előgyártmányok tipizáltságát vizsgálhatjuk.
• Alkatrészek tipizáltsága o gyártott alkatrész
egyedi tervezésű alkatrész
tipizált, visszatérő, ismételten felhasználható alkatrészek
kereskedelemben nem kapható szabványos alkatrészek o vásárolt alkatrész (kereskedelmi áru)
szabványos
nem szabványos
A legtöbb tervezési feladat az egyedi tervezésű, új alkatrészeknél jelentkezik.
Célszerű az egyes csoportok között a megfelelő arányt kialakítani, illetve a gyártott alkatrészeknél a tipizáltakat előnyben részesíteni.
18
d) tipizáltság
A tipizált alkatrészek alkalmazását elősegítő módszerek:
• családelv
oazonos alapelgondolás oazonos alapszerkezet (pl. villanymotorcsalád)
• építőszekrény elv oazonos elemek okülönböző szerkezet
(pl. teherautó változatok: szekrényes, platós, darus, stb.)
• csoporttechnológia
ohasonló alkatrészek összevont gyártása (Mitrofanov módszer, Group Technology)
Mindegyik módszer tulajdonképpen ”tömegszerűség” növelő hatású.
19
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
d) tipizáltság
• Előgyártmányok tipizáltsága
Raktár gazdálkodási, beszerzési költségek, stb. csökkentése érdekében célszerű:
az anyagminőségek
az előgyártmányok fajtái
az előgyártmányok méretei
választékának ésszerű korlátok közé szorítása.
Ésszerű határok közé csökkenthető ezáltal az alkalmazható technológiai folyamatok száma.
20
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
e) Alkatrész jellemzők
• alak
oegyszerű alak forgácsolás hegesztés
kovácsolás (szabad-, süllyesztékes kovácsolás) hideg-képlékeny alakító technológiák
műanyag sajtolás porkohászat
21
kivágás lyukasztás mélyhúzás folyatás zömítés fémnyomás
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
e) Alkatrész jellemzők
• alak
o tagolt alak forgácsolás hegesztés
süllyesztékes kovácsolás öntés
hideg-képlékeny alakító technológiák (egyszerű alakokra lebontva)
műanyag sajtolás, fröccsöntés porkohászat
22
kivágás lyukasztás
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
e) Alkatrész jellemzők
• alak
onagyon tagolt alak forgácsolás hegesztés öntés
műanyag fröccsöntés porkohászat
23
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
e) Alkatrész jellemzők
• tömeg
÷0,5 0,5÷5 5÷50 50÷500 500÷5000 5000÷
Forgácsolás + + + + (+) ─
Hegesztés + + + + + +
Kovácsolás kézi + + + + + +
süllyesztékes + + + (+) ─ ─
automata + (+) ─ ─ ─ ─
Öntés, hagyományos + + + + + +
precíziós + (+) ─ ─ ─ ─
nyomásos + + (+) ─ ─ ─
kokilla + + + (+) ─ ─
Hegesztés+kovácsolás+öntés ─ ─ ─ ─ + +
Hidegalakítás + (+) ─ ─ ─ ─
Műanyag technológiák + + (+) ─ ─ ─
Porkohászat + (+) ─ ─ ─ ─
24
3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai
e) Alkatrész jellemzők
• méretek
oaz alkalmazható technológiai eljárások ill. szerszámgépek korlátainak figyelembe vétele
omérethálózat felépítése a technológiák sajátosságai szerint
• pontosság, érdesség
oegyértelmű előírások ismeretében lehet kiválasztani a technológiát
oösszhang a pontosság és érdesség között oaz előírások betarthatósága
25
Általános követelmények a gyártástechnológiák kiválasztásánál a tervezés során:
• a nehéz fizikai munka, a kézi megmunkálás és szerelésminimális szintre csökkentése ill. kiküszöbölése,
• a konstrukció szerkezete tegye lehetővé a nagy termelékenységűgyártást (nemcsak a szokásos forgácsolásnál, hanem a többi eljárásnál is),
• törekedni kell az ipari robotokalkalmazhatóságára, az ennek megfelelő kialakításra,
• anyagtakarékos technológia alkalmazását lehetővé tevő konstrukció kialakítására kell törekedni,
• gazdaságosságiszempontokat is vegyünk figyelembe a szóba jöhető technológiai eljárások közötti választásnál.
26
4. Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során
Tervzsűrizés a tervezés vezérelvének megfelelően.
Résztvevői:
• tervezők
• technológusok
• gyártóüzemi szakemberek
A tervet és nem a tervező(ke)t kell bírálni!
Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek:
1. Intuitív alapú módszer (minőségi zsűrizés) Minőségi szempontok alapján rangsorol:
• gyárthatóság
• funkció helyesség
2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés) Mennyiségi szempontok alapján rangsorol:
• technológiai helyességi mutatók
• értékelemzés
• DFMA módszer
27
4. Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során
Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek:
2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés)
technológiai helyességi mutatók o alapmutatók
a gyártmány gyártási munkaigényessége
a gyártmány technológiai önköltsége
a konstrukció technológiai helyességi szintje a gyártási munkaigényesség szerint
a konstrukció technológiai helyességi szintje a technológiai önköltség szerint
o kiegészítő műszaki-gazdasági mutatók
munkaigényességi mutatók
• a gyártási folyamat relatív munkaigényessége megmunkálási eljárások szerint
• a műszaki karbantartás relatív munkaigényessége
• a gyártmány javításának relatív munkaigényessége
• a gyártmány fajlagos gyártási munkaigényessége
Tgy
Cgy
, gy
gy T
gy b
K T T
, t
t C
t b
K C C
28
4. Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során
o kiegészítő műszaki-gazdasági mutatók
önköltségi mutatók
• a műszaki karbantartás relatív önköltsége
• a gyártmány javításának relatív önköltsége
• a gyártmány fajlagos technológiai önköltsége o kiegészítő műszaki mutatók
konstrukciós egységesítési mutatók
technológiai folyamat-egységesítési mutató (típustechnológia)
anyag-felhasználási mutatók
megmunkálási mutatók (IT, Ra)
szerelhetőségi tényező
A mutatószámok egyik része abszolút, másik része relatív értékű.
Alkalmazhatók külön-külön, ill. valamilyen módon súlyozott átlagszámítás szerint. Minősíthetők az egyes konstrukciós változatok egymáshoz, egy korábbi bázishoz vagy a konkurencia hasonló termékéhez viszonyítva
történő technológiai helyesség megállapításhoz. 29
4. Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során
Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek:
2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés)
Értékelemzés
Funkció- és költségelemzésen alapuló módszer, team- tevékenység kifejtése mellett.
Az értékelemzés fontos feladata, hogy a gyártáshelyes szerkezetet olcsó technológiával alakítson ki, ill. hogy ezt elősegítse.
DFMA módszer
Gyártásra és Szerelésre való Tervezés módszere (Design for Manufacturing and Assembly).
A számítógépes rendszer a termék önköltség csökkentésének, gyártás- és szereléshelyességének és áttervezésének legújabb módszere.
30
Forgácsolt alkatrészek jellemzői
geometriai tulajdonságok
alak (geometriai alapidomok összessége minél kevesebb)
terjedelem (forgácsolás szempontjából mérvadó méret)
méret (nagysága és száma)
illeszkedés (kölcsönös helyzet, elmozdulás, stb.)
pontosság (elméleti és valóságos felületek méret-, alakeltérések korlátozása)
felületi érdesség (működés és élettartam szempontjából még megfelelő felületi simaság előírása)
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
31
Forgácsolt alkatrészek jellemzői
fizikai tulajdonságok
a forgácsolási alakváltozás következményei
oforgácsolási felkeményedés
o
maradó feszültségek
felület minősége (érdesség + határréteg tulajdonságai) 5.1. A forgácsoló eljárások alkalmazásának feltételei
A forgácsoló eljárásokkal különböző méretpontosságés felületi érdességérhető el.Elsődlegesen e két jellemző alapján választhatók ki a szükséges forgácsoló eljárások (a közbenső és az utolsó is).
A különböző forgácsoló eljárásokkal elérhető átlagos gazdaságos méretpontosság és érdesség szabványokban ill. szakkönyvekben megtalálhatók.
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
32
Alkatrészek gazdaságos forgácsolásának feltételei
•
műhelyrajz Konstruktőr (K)
•
jól forgácsolható anyag K
éltartam, felületi minőség, pontosság, erő, forgács alakja és törése
•
megfelelő szerszámgép Technológus (T), [K]
alkatrész terjedelem, tömeg, pontosság
•
megfelelő készülék T, (K)
befogási lehetőség, megmunkálható felületek
•
megfelelő szerszámT, (K)
•
gazdaságos forgácsolási viszonyok T
szempontjai
33
Bázisok
•
szerkesztési (SZB)
Az alkatrész működés szempontjából legjelentősebb eleme(i), amely(ek)hez képest meghatározzuk a többi elem helyzetét.
Statikus szemlélet
•
valóságos bázis
•
elméleti bázis
(pl. középpont, középvonal)•
technológiai (TB)
A munkadarab azon elemei, amelyeket a gyártás során valamilyen célból felhasználunk (felfektetés, ütköztetés, stb.).
Dinamikus szemlélet
•
felfogási bázis
(a mdb. valóságos eleme helyzet-meghatározás)•
kiindulási bázis
(a műveleti ábra ”szerkesztési” bázisa)•
mérési bázis
(amelyhez viszonyítva mérjük a megmunkált felület helyzetét)szempontjai
34
15.1. Tervezési szempontok a bázisokra
•
bázis azonosság (SZB≡TB)
Ha nem teljesül bázisválasztási hiba bázisméret szóródása (hibája) a SZB és a TB közötti távolság hibája
•
durva felfogási bázis csak egyszer használható, s ez a bázis a lehető legnagyobb kiterjedésű felület legyen
•
durva bázis nyers felület
•
közbenső bázis forgácsolt, de nem kész felület
•
simított bázis forgácsolt, kész felület
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
n bn D
h bh D
m bm D
a ba
T
D / 2 1
B D / 2 1
sin 2 sin
2 2
T
D / 2 1
B sin 2 sin
2 2
T
D / 2 1
B D / 2 1
sin 2 sin
2 2
B Ø Ø
a
nh m Bh
Sz.B. (n)
BnSz.B. (h)
Sz.B. (m) F.B.
T.B.
=120°
mB
SzB. (m)
35
5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek
•
szerkesztési bázisok egyértelműek legyenek
•
bázis azonosság (SZB≡TB) biztosítása méretlánc számítás
•
méretek megadása mérési sorrendnek megfelelőn, célszerű műveletenként, felfogásonként ill. eljárásonként csoportosítani
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
36
5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek
•
szimmetriával rendelkező alkatrészek mérethálózatának helyes felépítése
•
mérhető, ill. egyszerűen mérhető méretek megadása
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
37
5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek
•
láncszerű ill. koordináta rendszerű méretmegadás megfelelő alkalmazása
•
csak annyi méretet kell és szabad megadni, amennyi az alkatrészt egyértelműen meghatározza
14: megadása fölösleges
13: megadása 32 helyett helytelen
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
8 20
R3
1x45
60 14 45 1x45
32 13
32
38
5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek
•
méretláncok kapcsolódásának vizsgálata
Méretláncban lévő méretek:
Tagok: - összetevők (legalább 2), zárótag (mindig 1, kiadódik).
A zárótag névleges értéke Ø is lehet!
(pl.: szerelt méretek → fedés, játék) A méretláncok lehetnek:
- sorosak: M2-M3, - párhuzamosak: M1-M2, - vegyes: M1, M2, M3.
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
L1
L2 L 3 M
M2 M3
1
39
5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei Minden méret, alak és helyzet hibákkal készül, tűrésekkel korlátozzuk ezek nagyságát.
•
tűrések megadásának egyértelműsége
szabványos illesztések előírása
alak- és helyzettűrésekre is szabványos érték előírása
szabad méretek tűrése (IT14)
•
tűrések betarthatósága
a funkció ellátásához szükséges max. tűrések alkalmazása
a tűrést biztosító eljárás megfelelő megválasztása
az előző műveletekről örökölt és a soron lévő művelet hibáinak elemzése
obázisválasztási hibák meghatározása obázisválasztási hibák kiküszöbölése
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
40
5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei
•
méret és alakpontosság tarthatósága
megfelelő merevség
belső feszültségek csökkentése (pl. hőkezelés)
sorozaton belül gép, szerszám, készülék változatlansága
5.4. Érdességi előírások tervezési irányelvei
A felület mikrogeometriai hibáinak korlátozása sokféle érdességi jellemző (Ra, Rmax, Rz, tp, stb.)
•
az érdesség egyértelmű előírása
működés és élettartam szempontjából lehetséges max. érték legyen
•
az érdesség és a tűrés összhangja (MI 4730/4) Rmax≤T/4
szempontjai
41
5.4. Érdességi előírások tervezési irányelvei
•
az érdesség betarthatósága
anyagminőség (simíthatóság, tükrösíthetőség)
merevség
az érdességet biztosító eljárás megfelelő megválasztása
5.5. Általános követelmények a forgácsolt alkatrészek tervezésénél
•
a forgácsolás csökkentése (csak a feltétlenül szükséges felületeket forgácsoltassuk korszerűbb előgyártás)
•
a munkadarab ill. a szerszám biztos befoghatósága
•
szerszámcserék ill. a mdb. ismételt befogási száma minimális legyen
•
az illesztett felületek terjedelmének csökkentése a szükséges minimumig
•
megfelelő szerszám rá- és túlfutás biztosítása
szempontjai
42
5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei
egyetemes eszterga alkalmazása
•
kúpfelületek alkalmazásának kerülése, ill. egy mdb.-on belül azonos kúpszög (egy beállítás)
•
menetesztergálásnál megfelelő kifutási út biztosítása (min. 2P, pl.
beszúrással)
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
43
5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei
egyetemes eszterga alkalmazása
•
beszúrások, rádiuszok egységesítése, a méretek illesztése a szerszámméretekhez
•
alakos szerszámot lehetőleg ne alkalmazzunk
•
furatok kiesztergálása rövid szakaszon legyen
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
44
5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei
másoló eszterga alkalmazása
•
a pontosságot a másolóidom pontossága határozza meg
•
lépcsős, kúpos tengelyeknél már 10 darabos sorozat is gazdaságos lehet
•
szerszámpálya korlátok figyelembe vétele (félkúpszög)
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
45
5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei
revolver-, automataeszterga alkalmazása
•
az ütközőre végzett megmunkálás figyelembe vétele
•
menetmegmunkálást lehetőleg önnyíló menetkészítő szerszámnak megfelelően tervezzünk
•
keresztirányú előtolás esetén alakos szerszámok használatára törekedjünk
•
csoport-megmunkálási technológia alkalmazására megfelelő alakképzés
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
46
5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei
NC, CNC eszterga alkalmazása
•
mérethálózat célszerűen koordináta rendszerű legyen
•
a pontosságot a szerszámgép pontossága szabja meg szűkebb tűrések is tarthatók
•
a kontúr bonyolultabb lehet pályavezérlés!
•
célszerű azonos felszerszámozásra tervezni az alkatrészeket (csoport-megmunkálás)
•
kisméretű lekerekítéseknél a szabványos lapka sugarak figyelembe vétele (0,2-0,4-0,8-1,2-1,6-2)
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
47
5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
lehetőleg átmenő furatot tervezzünk
•
zsákfuratok végződése legyen kúpos
•
a furat tengelyére merőleges bekezdő és kifutó felület szükséges
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
kb. fele
helyes
48
5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
egyoldalas fúrókilépést kerülni kell
•
szekrényszerű alkatrészeknél kisebb átmérőjű furatok ne fogjanak közre nagyobb átmérőjű furatot
szempontjai
d1 d2 d3
d < d >1 2 d 3
49
5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
metsződő furatok közötti távolság meghatározza a készítés módját
•
süllyesztett furatoknál a szerszámméretek figyelembe vétele
•
kúpsüllyesztésnél megfelelő szerszámkifutási lehetőség
szempontjai
helytelen helyes 50
5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
kerülni kell a keskeny beszúrásokat a furatban
•
a szerszám megfogás helyigényének biztosítása
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
d:nem lehet akármilyen kicsi (fúrótokmány átmérõje !)
51
5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
sík felületek megmunkálását tervezzük (alakos szerszám drága)
•
sorozatgyártásnál a többlépcsős felületeket úgy tervezzük, hogy csoportmarással legyenek megmunkálhatóak
A mélységek és szélességek a létező (beszerezhető) marók méreteinek megfelelően legyenek megválasztva.
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
52
5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
a marással előállítandó felületek lehetőleg egy síkban legyenek, (egyszeri szerszámbeállítás)
•
a megmunkált felület a befogási felülettel párhuzamos vagy arra merőleges legyen
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
53
5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
törekedni kell a tárcsamarók használatára az ujj- ill. a hosszlyukmarók helyett (termelékenyebb), megfelelő szerszámkifutással
•
megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
54
5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei
•
a hornyok tengelye legyen párhuzamos a mdb. tengelyével
•
alakos felületek marásakor igazodjunk a szabványos szerszámméretekhez (szögek, rádiuszok, stb.)
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
R10
R
b
R>b/2 ! R=9 nincs!
55
5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei
hengeres felületek köszörülése
•
vállak ne határolják a köszörülendő felületet (lökethatároló ütközők bizonytalansága)
•
megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani
5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
56
5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei
hengeres felületek köszörülése
•
köszörült sarokátmenetek egységesek legyenek (pl. azonos rádiuszok), ill. azonos kúposságú felületek legyenek (asztal állítás csak egyszer szükséges)
•
nagy pontosságú, egy felfogásban történő megmunkálást igénylő munkadarab külön menesztő felületet igényel(het)
szempontjai
menesztõ rész (utólag levágják)
3
57
5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei
hengeres felületek köszörülése
•
törekedjünk a beszúró köszörülés alkalmazására (rövid hengeres illeszkedő felületek tervezése)
sík felületek köszörülése
•
túlságosan nagy felületek köszörülését kerülni kell (párhuzamossági hiba kimélyített felületek)
•
vékony alkatrészek (pl. távtartók) vetemedésre hajlamosak fogásonként forgatni kell!
•
fedett helyzetű felületek köszörülését kerülni kell
szempontjai
58
Forrasztás: kötés létrehozása a forraszanyag segítségével, a kötés diffúziós jellegű (a forrasz olvadáspontja kisebb, mint az összekötendő anyagoké).
Folyatószerek alkalmazásával segítik elő.
13.1. Forrasztási eljárások
•lágyforrasztás (elsősorban elektronika, elektrotechnika) a forraszanyag olvadáspontja Top<325 °C (Pb olv. pontja)
forrasztó páka
finom szúróláng
mártó forrasztás
hullámfürdős forrasztás
6. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
59
6.1. Forrasztási eljárások
•keményforrasztás
a forraszanyag olvadáspontja Top>325 °C (Pb olv. pontja)
szúróláng
forrasztó kemence
közvetlen villamos energia (pl. ellenállás hevítés)
6.2. Forraszanyag megválasztása
Figyelembe veendő követelmények, körülmények:
megkívánt szilárdság
üzemi hőmérséklet
környezeti hatások (pl. savas közeg)
alapanyag(ok) olvadáspontja(i)
6. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
60
6.2. Forraszanyag megválasztása
Figyelembe veendő követelmények, körülmények:
követi-e megmunkálás a forrasztást?
(ha igen, akkor keményforrasztás kell)
szín (pl. ékszergyártás)
•lágyforrasztáshoz használható forraszanyagok
alacsony olvadáspontú forraszanyag: OP 46...OP 200 (MSZ 2678-72, Sn, Pb, Bi, Cd)
lágyforraszok 145°...310° C (MSZ 714-71, Sn, Pb)
6. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
61
6.2. Forraszanyag megválasztása
•keményforrasztáshoz használható forraszanyagok
ezüst forraszok 630°...780° C (Ag, Cu, Cd)
hőálló forraszok 930°...1200° C (Ni, Mn, Cr, Si)
A forraszanyag olvadáspontja min. 50 °C-kal legyen kisebb a legalacsonyabb olvadáspontú forrasztandó alkatrész anyagénál.
6. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
62
6.3. A szerkesztés irányelvei
•lágyforrasztás
Törekedni kell a tehermentesített forrasztási helyre.
•keményforrasztás
Több lépcsőben végzett forrasztásnál több, különböző olvadáspontú forrasz szükséges (ΔTop≥50 C).
A forraszt a kötés közelében lehessen elhelyezni, helyzete ne változhasson, folyása egyértelmű legyen.
Párhuzamos réskialakítás eredményez megfelelő kötést.
6. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
63
A ragasztott kötések kialakítása általában merőben eltér a hagyományos kialakításoktól
Előnyök:
•feszültségmentes kötés
•különféle anyagok összeköthetők egymással
•a ragasztóréteg könnyű
•nagyon vékony anyagok is összeköthetők
•tetszés szerinti nagyságú felületek is összeköthetők
•stb.
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
64
A ragasztott kötések kialakítása általában merően eltér a hagyományos kialakításoktól
Hátrányok:
•a felületkezelés költséges lehet
•magasabb hőmérsékleten a kötés szilárdsága csökken
•a kikeményedés időtartama az átfutási időt túlságosan megnövelheti
•lefejtő igénybevétellel szembeni ellenálló képesség kicsi
•esetenként melegítés, sajtolás, készülék szükséges
•stb.
szempontjai
65
7.1. Ragasztó anyagok
•fizikai tulajdonság szerint
folyékony ragasztók (oldószeres ragasztók)
szilárd ragasztók
ragasztó paszták
•kötési mód szerint
kémiai reakció nélkül, fizikai változással kötő ragasztók
−hidegen kötő, tartósan tapadó ragasztók
−száradással kötő ragasztók
−vízfelvétellel kötő ragasztók
−melegen kötő ragasztók
szempontjai
66
7.1. Ragasztó anyagok
•kötési mód szerint
kémiai reakcióval kötő ragasztók
− polimerizációs ragasztók
▫ egykomponensű ragasztók (hőközlés, levegő kizárás, stb.)
▫ többkomponensű ragasztók
−polikondenzációs ragasztók melléktermék eltávolítás
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
67
7.2. A szerkesztés irányelvei
•a kötést nyírásra kell igénybe venni
húzás nyírás
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
leélezett átlapolt
jó
hajlított átlapolt
használható
68
7.2. A szerkesztés irányelvei
•lefejtő igénybevétel egyáltalán ne terhelje a kötést
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
hevederes (igen jó)
süllyesztett átlapolt (nehézkes)
süllyesztett hevederes (nehézkes)
69
7.2. A szerkesztés irányelvei
•csövek ragasztásánál alkalmazható megoldások
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
homlokkötés (vastag csövek)
átlapolt
tágított átlapolt
leélezett átlapolt
leélezett süllyesztett átlapolt
70
7.2. A szerkesztés irányelvei
•a kötést úgy kell méretezni, hogy a kötés szakadásához szükséges erő a darab folyáshatárának megfelelő feszültséget eredményezzen (ne a kötés szakadjon, hanem az alapanyag)
•környezeti hatások figyelembe vétele
•fárasztó igénybevétel esetén a statikus szilárdság 10...15 %-t vehetjük alapul (ha nincs megadott vagy mért érték)
7. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai
71
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
Hegesztés: roncsolásmentesen nem oldható kötés létrehozása Jelentősen eltéraz egyéb gyártástechnológiáktól, mivel az egész szerkezetre (vagy a konstrukció szerkezetének nagy kiterjedésű elemére) nézve fémes folytonosság jön létre, ezért a hegesztés hat az egész szerkezetre, tehát nem csak helyi követelményeket kell kielégítenie a kötésnek.
Kettős követelmény:
•helyi tulajdonságok biztosítása
(repedésmentesség; szilárdság; fémtani szerkezet;
zárványtartalom korlátozása, stb.)
Hibás tervezés miatt létrejött hiba utólag kijavítható (jelentős költséggel: szétvágás, újrahegesztés).
72
szempontjai
Kettős követelmény:
•szerkezetre gyakorolt hatások
−ridegtöréssel szembeni biztonság
−korrózióállóság
Hibás tervezés következménye utólag nem javítható(új szerkezetet kell létrehozni!).
A kettős követelmény teljesítéséhez az anyagminőségek hegeszthetőségének ismerete szükséges.
73
8.1. Hegesztő eljárások
•Sajtoló hegesztés
−tűzi hegesztés (kovács hegesztés)
−gázláng sajtoló hegesztés
−villamos ellenállás hegesztés
•tompa hegesztés
•leolvasztó tomphegesztés
•pont hegesztés
•dudor hegesztés
•vonal hegesztés
−dörzshegesztés
−hidegsajtoló hegesztés
szempontjai
74
8.1. Hegesztő eljárások
•Ömlesztő hegesztés
−lánghegesztés
−villamos ívhegesztés
•védőgáz nélküli ívhegesztés
•védőgázas ívhegesztés
AWI
AFI
CO2, ill. kombinált
−fedettívű(fedőporos) hegesztés
−salakhegesztés
−elektronsugaras hegesztés
−lézersugaras hegesztés
−plazmasugaras hegesztés
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
75
8.2. Anyagminőségek hegesztéshez
•C<0,35 % acél (jól hegeszthetők)
•könnyű és színesfémek
•esetenként fémkombinációk (pl. acél- és temperöntvény; acél és vörösréz, stb.)
Lényeges a hegeszthetőség ismerete, mely sok tényező függvénye:
•vegyi összetétel
•hőkezeltségi állapot
•mechanikai kezelés (pl. hidegalakítás 3% fölött)
•alkalmazási körülmények:
anyagvastagság
varrat alak, elrendezés
üzemi hőmérséklet
korróziós igénybevétel
hegesztés technológia
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
76
8.2. Anyagminőségek hegesztéshez
A hegesztés kettős követelményének megfelelő anyagválasztás:
•helyi tulajdonságok repedésmentesség:
- hideg repedés: MSZ 6280-82 - meleg repedés:
Hkr<0,05
•szerkezetre gyakorolt hatás
ridegtöréssel szembeni biztonság:
- megfelelő szabványos anyag (MSZ 6441-72, DASt-009) - törésmechanikai méretezés
- nyomástartó edények MSZ13802/1-84
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
kr
H C 0,75S 0,03Mn 0,07a
b
77
b
a
8.3. A szerkesztés irányelvei
• nem szabad az öntött szerkezeteket utánozni!
• célszerű szabványos, kereskedelmi előgyártmányokat felhasználni
• törekedni kell a kis varratkeresztmetszetekre és munkadarab méretekre (káros hőhatás csökkentés, ill. könnyebb mozgatás)
• minimális térfogatú varratok alkalmazása (elhúzódások, egyengetések elkerülése vagy csökkentése)
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
78
8.3. A szerkesztés irányelvei
• kevés darabból álló, kevés hegesztési varratot igénylő szerkezet kialakítása előnyösebb
• ne legyenek varrathalmozódások és kereszteződések
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
79
8.3. A szerkesztés irányelvei
• igénybevétel szempontjából egyenértékű, hegesztés szempontjából előnyösebb varratalakokat kell választani
• varratok elhelyezése jól hozzáférhető legyen
8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
80
8.3. A szerkesztés irányelvei
• a hegesztendő darabok helyzetét azok kialakítása biztosítsa
• megfelelő megmunkálási ráhagyás biztosítása
szempontjai
81
8.3. A szerkesztés irányelvei
• a hegesztési feszültségek csökkentése megfelelő varrathosszakkal és –elrendezésekkel, ill. kis merevségű, rugalmas elemek
alkalmazásával
szempontjai
82
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
Az alkatrészek készítéséhez formaszükséges (azaz az alkatrész negatív alakja), melynek elkészítéséhez mintá(k)ra van szükség (azaz az alkatrész pozitív alakja).
9.1. Öntvénygyártó eljárások
Öntési eljárás
Állandó forma Egyszeri forma
Fém forma Nem fém forma Állandó minta Elvesző minta
- forma öntés - pörgető öntés - folyamatos
öntés - nyomásos
öntés
- forma öntés - pörgető öntés - folyamatos
öntés
- teljes minta - részminta
(sablon forma) Kiolvaszt- ható minta
Elgázo- sodó minta Prec.
öntés
Műa.
habos mintás eljárás 83
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.1. Öntvénygyártó eljárások Az egyes eljárások különböznek:
• méret,
• tömeg,
• minimális falvastagság,
• pontosság,
• tömegszerűség,
• formaanyag,
• megmunkálási ráhagyás,
• stb.
tekintetében. Ezek ismeretében választhatja meg a konstruktőr a megfelelő öntési eljárást.
84
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.2. Öntészeti ötvözetek
Megfelelő szabványokból, az igénybevétel ismeretében választható (öntöttvas, acélöntvény, fémöntvény).
A tervezésnél figyelembe kell venni azt is, hogy a különböző öntési eljárások módosítják az egyes tulajdonságait az anyagminőségnek (pl. a lehűlési sebesség hatása), valamint az egyes eljárásoknál alkalmazható anyagféleségeket.
Az öntött szövet kialakulása miatt figyelembe kell venni a zsugorodást, s annak következményeit (fogyás, üregképződés, öntési feszültségek).
85
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
minta szempontjából
o egyszerű alakú magokat és mintákat lehessen alkalmazni (egyenes vonalú, derékszögű, stb.)
o osztatlan, lehetőleg mag nélküli minta kialakítására kell törekedni (pl. nyitott keresztmetszetekkel).
86
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
forma szempontjából
o az osztási síkból kiinduló, megfelelő formázási ferdeség tervezése
o alámetszés elkerülése (a minta kiemelhető legyen)
87
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
forma szempontjából
o a magok elmozdulás-mentes elhelyezésének biztosítása (pl. magtámasz alkalmazása)
öntési eljárás szempontjából
o az eljárásra jellemző minimális falvastagságok, méretek, tömegek, stb. figyelembe vétele
88
szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
öntési eljárás szempontjából
o vízszintes falak, a felöntés irányba szűkülő keresztmetszetek ne legyenek (gázbuborék, lunker képződés)
o egyenletes falvastagságra, ill. fokozatos keresztmetszet átmenet kialakítására kell törekedni
89
szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
megmunkálás szempontjából
o az osztósík helyes megválasztása az öntési sorja eltávolításának megkönnyítésére (egyszerű keresztmetszet az osztósíkban)
o megfelelő befogási és kiindulási bázisfelületek kialakítása
90
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
megmunkálás szempontjából
o a műveletek számának csökkentése (felület összevonás, csoportosítás)
o csak a szükséges felületek megmunkálása (tagolás)
91
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
megmunkálás szempontjából
o ferde megmunkálási felületek és ferde felületekre nem merőleges furatok ne legyenek
o a megmunkálandó felületek hozzáférhetők legyenek, megfelelő szerszám rá- és túlfutással
92
9. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
9.3. A szerkesztés irányelvei
tisztíthatóság szempontjából (ezt igénylő eljárásoknál) o mageltávolítás megkönnyítése
o az öntvény alakja segítse elő a tisztítást
• nyitott és egyenes felületek kialakítása
• szűk bemetszések, mélyedések elkerülése
• lehetőleg egy síkban elhelyezett sorja
• jó megfoghatóság (mozgatás céljából)
93
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
Kovácsolás: általában meleg-képlékeny alakítás célja:- alak,
- méret,
- mechanikai tulajdonság változtatás
Nagymértékű alakítás esetén anizotrópia alakul ki, a soros szerkezet létrejötte miatt (szálirány).
Szálirányban nagyobb a teherbírás.
Kovácsolhatóságot befolyásoló tényezők:
hőmérséklet (hőmérséklet↑ kovácsolhatóság ↑)
alakítási sebesség (alakítási sebesség↑ kovácsolhatóság ↓)
feszültségi állapot (3 tengelyű húzófeszültség rideg 3 tengelyű nyomófeszültség képlékeny)
94
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
A kovácsolással készült alkatrészeknél igen lényeges a rajzi előírások megfelelősége kovácsrajz
Előírásokat szabványok tartalmaznak:
•MSZ 5744-88 szabadalakító kovácsolás (hozzáadások, tűrések)
•MSZ 5745-84 süllyesztékes kovácsolás (hozzáadások, tűrések)
•MSZ 5747-67 nyújtó kovácsológép (hozzáadások, tűrések)
•MSZ 5738-86 általános műszaki követelmények
•MSZ 7189-84 kovácsrajz általános előírások
•DIN 7526-69 kovácsolási tűrések
95
10.1. Kovácsoló eljárások Az egyes eljárások különböznek:
• méret,
• tömeg,
• pontosság,
• tömegszerűség,
• megmunkálási ráhagyás,
• stb.
tekintetében. Ezek ismeretében választhatja meg a konstruktőr a megfelelő kovácsolási eljárást.
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
96
10.1. Kovácsoló eljárások
Szabadalakító kovácsolás
okézi kis tömegű alkatrészek ogépi
lég-
gőz-
rugós-
ejtő-
szempontjai
kalapácsok
97
10.1. Kovácsoló eljárások
Süllyesztékes kovácsolás
•kalapácsok
lég kalapács
gőz kalapács
ellenütős kalapács
•sajtók
mechanikus sajtó
hidraulikus sajtó
Egyéb eljárások
•nyújtó kovácsológépen
•kovács hengerlő gépen végzett alakítások.
szempontjai
98
10.2. Anyagminőségek kovácsoláshoz
Megfelelő szabványokból, az igénybevétel ismeretében választható
•acélok:
o ötvözetlen acélok
o közepesen- és magasan ötvözött szerszámacélok, o hőálló acélok
o korrózióálló acélok
•réz és rézötvözetek
•alumínium és ötvözött alumínium
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
99
10.3. A tervezés irányelvei
szabadalakító kovácsolás
• lehetőleg párhuzamos felületű, egyszerű forma kialakítású, nagy lekerekítésekkel
• ne legyen túl nagy tömegű, inkább szerelt kivitel
• túl nagy alakváltozások kerülendők (pl. túl nagy
keresztmetszet különbség, túl magas és vékony borda, túl keskeny bemélyedés)
• szemek vagy fészkek lehetőleg egy oldalon legyenek kialakítva
• éles sarkú lyuk-kialakítás kerülendő
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
100
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
szerszám szempontjából
• alámetszett felületek kerülése (a kovácsdarab kiemelhető legyen)
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
101
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
szerszám szempontjából
• kovácsolási ferdeség biztosítása (a kovácsdarab sérülésmentes kiemelése)
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
102
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
szerszám szempontjából
• az osztósík megfelelő elhelyezése (kisebbik magassági méretre merőleges, a magasság felénél)
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
103
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
szerszám szempontjából
• az osztósík ne legyen törtvonalú,
• az osztósíkbeli metszet könnyítse meg a sorja eltávolítást
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
104
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• törekedni kell a természetes anyag-zömülésnek megfelelő kialakításra
szempontjai
105
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• egyszerű, lehetőleg forgásszimmetrikus, kiugrásmentes alkatrész kialakításra törekedni
szempontjai
106
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• ne legyenek túlságosan vékony falak
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
107
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• nagy lekerekítéseket kell alkalmazni, kerülni a karcsú bordákat, a túl kicsi lyukakat
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
108
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• a hirtelen keresztmetszet változás, a túl mély üreg kedvezőtlen
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
109
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• mély, bödönformájú alkatrészeknél nem célszerű azonos osztósíkot alkalmazni a külső ill. a belső felületeknél
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
110
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
kovácsolás szempontjából
• bonyolult alakzat egy alakító üreggel nem alakítható ki, előalakítás szükséges:
egy üreg, előalakítás nincs (egyszerű alkatrész)
egy üreg, előalakítás szabad kovácsolással
több üreg, egy gépen
több üreg, több gépen
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
111
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
megmunkálás szempontjából
• az osztósík elhelyezése biztosítsa, hogy a sorja könnyen felismerhető és egyszerűen eltávolítható legyen
10. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
112
10.3. A szerkesztés irányelvei
Süllyesztékes kovácsolás
megmunkálás szempontjából
• a megmunkálandó felületek (főleg a szűk tűrésűek) határozottan különüljenek el a megmunkálatlanul maradóktól
szempontjai
113
tervezésének technológiai szempontjai
Melegítés nélküli alakítás: - tiszta felület (nincs reve) - pontosabb
Hidegalakítás hatása:
• felkeményedés: - szilárdság növekedés - folyáshatár növekedés - kopásállóság növekedés anyagtakarékosság!
• szívósság csökkenés (ridegedés) - nyúlás csökkenés - kontrakció csökkenés - ütőmunka csökkenés
114
11.1. Hidegalakító eljárások
• lemezalakító eljárások
- kivágás, lyukasztás - hajlítás
- mélyhúzás
• térfogat alakító eljárások - zömítés - redukálás - folyatás
Mindegyik technológia egyenlőtlenül alakítja az anyagot, az alakváltozások nem egyenletesek.
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
115
11.2. Anyagminőségek hidegalakításhoz Megfelelő alakváltozó képesség szükséges:
•szénacél 0,5 % C tartalomig, kis Si, Ni tartalommal - betétben edzhető
- nemesíthető - korrózióálló acélok
•Cu és ötvözetei (néhány kivétel)
•Könnyűfémek és ötvözeteik Alakítási szilárdság ismerete szükséges Mechanikai anizotrópia figyelembe vétele.
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
k
f k
fcnö
116
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
11.3. A szerkesztés irányelvei
Kivágás, lyukasztás
•egyszerű alakú alkatrészek, lekerekítések helyett célszerűbb saroklevágásokat alkalmazni
•éles sarkú átmenetek megkönnyítik a vágóbélyeg elkészítését, köszörülését
117
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
11.3. A szerkesztés irányelvei
Kivágás, lyukasztás
•megfelelő alakképzéssel és elrendezéssel hulladék csökkentés (kereskedelmi szalagszélességen belül)
118
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
11.3. A szerkesztés irányelvei
Kivágás, lyukasztás
•hegyesszögű formák, szűk tűrések előírása kerülendő
•többlépcsős kivágás esetén se legyen érzékeny az elmozdulásra
119
11. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai
11.3. A szerkesztés irányelvei
Hajlítás
•kis bonyolultságú alkatrész (kevés hulladék), az ellentétes irányú hajlítás esetén célszerűbb az osztott, szerelt kivitel
•a minimális hajlítási sugár és szármagasság figyelembe vétele (anizotrópia!)
120