B nhmB h B nm

(1)

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.

ÆTervezés: 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

(2)

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

(3)

• 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

• 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

(4)

a) a szerkezet anyaga

A technológia visszahat az anyagválasztásra, fontos itt is az iteratív tervezés!

(pl. öntés Æ öntöttvas: nem hegeszthető, nem kovácsolható hőkezelés Æ kis C% acél: nem nemesíthető

nagy C% acél: nem betét edzhető, nem ajánlott hegeszteni forgácsolás Æedzett 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 Æköltségnövelő hatás!

Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák:

• egyedi és kissorozat gyártás Æműhely 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 Æcsoport rendszerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák (NC gépeken is) o hegesztés

o öntés (gépi formázás) o süllyesztékes kovácsolás o kivágás, lyukasztás o műanyag fröccsöntés

• Tömeggyártás Æfolyam 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

(5)

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

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

• 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

(6)

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

• 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

• alak

onagyon tagolt alak forgácsolás hegesztés öntés

műanyag fröccsöntés porkohászat

23

3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai

• 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

(7)

• 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

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

(8)

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

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 Æ 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

o

forgácsolási 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

(9)

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 Æhelyzet-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 Æ bázisválasztási hiba Æ bázisméret szóródása (hibája) Æ 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 Æ nyers felület

•

közbenső bázis Æ forgácsolt, de nem kész felület

•

simított bázis Æ 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

⎛ ⎞

⎜ ⎟

= α+ ⇒ δ = ⎜⎜+ α⎟⎟

⎝ ⎠

⎛ ⎞

⎜ ⎟

= α ⇒ δ = ⎜⎜ α⎟⎟

⎝ ⎠

⎛ ⎞

⎜ ⎟

= α− ⇒ δ = ⎜⎜ α−⎟⎟

⎝ ⎠

= → δ =

a

nh m Bh

Sz.B. (n)

BnSz.B. (h)

Sz.B. (m) F.B.

T.B.

=120^° α

α

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

(10)

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

φ8 20

R3

1x45°

60 14 45 1x45°

32 13

φ32

38

15.2. 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.

15. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

L_Δ1

L_Δ2 L 3Δ 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

(11)

5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei

•

méret és alakpontosság tarthatósága

megfelelő merevség

belső feszültségek csökkentése (pl. hőkezelés)

sorozaton belül gép, szerszám, készülék változatlansága

15.4. Érdességi előírások tervezési irányelvei

A felület mikrogeometriai hibáinak korlátozása Æ 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) Æ 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 Æ 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

(12)

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 (pl.

beszúrások elhagyhatók)

•

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 Æ szűkebb tűrések is tarthatók

•

a kontúr bonyolultabb lehet Æ 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. feleφ

helyes

48

(13)

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

(14)

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

(15)

5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei

•

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

•

törekedjünk a beszúró köszörülés alkalmazására (rövid hengeres illeszkedő felületek tervezése)

sík felületek köszörülése

•

túlságosan nagy felületek köszörülését kerülni kell (párhuzamossági hiba Æ kimélyített felületek)

•

vékony alkatrészek (pl. távtartók) vetemedésre hajlamosak Æ fogásonként forgatni kell!

•

fedett helyzetű felületek köszörülését kerülni kell

szempontjai

58

6. 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).

6.1. 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 59

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

6.1. 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.

60

(16)

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

6.2. 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).

61

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

6.3. 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).

62

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

forma szempontjából

o az osztási síkból kiinduló, megfelelő formázási ferdeség tervezése

o alámetszés elkerülése (a minta kiemelhető legyen)

63

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

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

64

(17)

szempontjai

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

65

szempontjai

megmunkálás szempontjából

o az osztósík helyes megválasztása az öntési sorja eltávolításának megkönnyítésére (egyszerű keresztmetszet az osztósíkban)

o megfelelő befogási és kiindulási bázisfelületek kialakítása

66

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

o a műveletek számának csökkentése (felület összevonás, csoportosítás)

o csak a szükséges felületek megmunkálása (tagolás)

67

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

o ferde megmunkálási felületek és ferde felületekre nem merőleges furatok ne legyenek

o a megmunkálandó felületek hozzáférhetők legyenek, megfelelő szerszám rá- és túlfutással

68

(18)

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

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)

69

7. 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↑ Ækovácsolhatóság ↑)

alakítási sebesség (alakítási sebesség↑ Ækovácsolhatóság ↓)

feszültségi állapot (3 tengelyű húzófeszültség Ærideg 3 tengelyű nyomófeszültség Æképlékeny) Képlékenységi diagramokismerete lényeges!

φ_tvalódi alakváltozás ─ σ_k/τfüggvényében

70

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

A kovácsolással készült alkatrészeknél igen lényeges a rajzi előírások megfelelősége Ækovácsrajz

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

71

7.1. Kovácsoló eljárások

Az egyes eljárások különböznek:

• méret,

• tömeg,

• pontosság,

• tömegszerűség,

• megmunkálási ráhagyás,

• stb.

tekintetében. Ezek ismeretében választhatja meg a konstruktőr a megfelelő kovácsolási eljárást.

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

72

(19)

Szabadalakító kovácsolás

okézi Ækis tömegű alkatrészek ogépi

lég-

gőz-

rugós-

ejtő-

szempontjai

kalapácsok

73

Süllyesztékes kovácsolás

•kalapácsok

lég kalapács

gőz kalapács

ellenütős kalapács

•sajtók

mechanikus sajtó

hidraulikus sajtó

Egyéb eljárások

•nyújtó kovácsológépen

•kovács hengerlő gépen végzett alakítások.

szempontjai

74

7.2. 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

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

75

7.3. 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

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

76

(20)

szerszám szempontjából

• alámetszett felületek kerülése (a kovácsdarab kiemelhető legyen)

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

77

• kovácsolási ferdeség biztosítása (a kovácsdarab sérülésmentes kiemelése)

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

78

• az osztósík megfelelő elhelyezése (kisebbik magassági méretre merőleges, a magasság felénél)

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

79

• az osztósík ne legyen törtvonalú,

• az osztósíkbeli metszet könnyítse meg a sorja eltávolítást

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

80

(21)

kovácsolás szempontjából

• törekedni kell a természetes anyag-zömülésnek megfelelő kialakításra

szempontjai

81

• egyszerű, lehetőleg forgásszimmetrikus, kiugrásmentes alkatrész kialakításra törekedni

szempontjai

82

• ne legyenek túlságosan vékony falak

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

83

• nagy lekerekítéseket kell alkalmazni, kerülni a karcsú bordákat, a túl kicsi lyukakat

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

84

(22)

• a hirtelen keresztmetszet változás, a túl mély üreg kedvezőtlen

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

85

• mély, bödönformájú alkatrészeknél nem célszerű azonos osztósíkot alkalmazni a külső ill. a belső felületeknél

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

86

• 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

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

87

• az osztósík elhelyezése biztosítsa, hogy a sorja könnyen felismerhető és egyszerűen eltávolítható legyen

7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

88

(23)

• a megmunkálandó felületek (főleg a szűk tűrésűek) határozottan különüljenek el a megmunkálatlanul maradóktól

szempontjai

89

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).

90

8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 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.

91

6.1. 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

8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

92

(24)

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

93

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

94

8.2. Anyagminőségek hegesztéshez

A hegesztés kettős követelményének megfelelő anyagválasztás:

•helyi tulajdonságok repedésmentesség:

- hideg repedés: MSZ 6280-82 - meleg repedés:

H_kr<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

95

b

a

• 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

96

(25)

• kevés darabból álló, kevés hegesztési varratot igénylő szerkezet kialakítása előnyösebb

• ne legyenek varrathalmozódások és kereszteződések

szempontjai

97

• igénybevétel szempontjából egyenértékű, hegesztés szempontjából előnyösebb varratalakokat kell választani

• varratok elhelyezése jól hozzáférhető legyen

szempontjai

98

• a hegesztendő darabok helyzetét azok kialakítása biztosítsa

• megfelelő megmunkálási ráhagyás biztosítása

8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

99

• a hegesztési feszültségek csökkentése megfelelő varrathosszakkal és –elrendezésekkel, ill. kis merevségű, rugalmas elemek

alkalmazásával

8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

100

(26)

9. Hidegalakítással készített alkatrészek 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

101

9.1. Hidegalakító eljárások

• lemezalakító eljárások

- kivágás, lyukasztás - hajlítás

- mélyhúzás

• térfogat alakító eljárások - zömítés - redukálás - folyatás

Mindegyik technológia egyenlőtlenül alakítja az anyagot, az alakváltozások nem egyenletesek.

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

102

9.2. 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.

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

( ^k

^f ⁼

^k

^fc^⋅ϕ^öⁿ

)

103

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Kivágás, lyukasztás

•egyszerű alakú alkatrészek, lekerekítések helyett célszerűbb saroklevágásokat alkalmazni

•éles sarkú átmenetek megkönnyítik a vágóbélyeg elkészítését, köszörülését

104

(27)

technológiai szempontjai

•megfelelő alakképzéssel és elrendezéssel hulladék csökkentés (kereskedelmi szalagszélességen belül)

105

technológiai szempontjai

•hegyesszögű formák, szűk tűrések előírása kerülendő

•többlépcsős kivágás esetén se legyen érzékeny az elmozdulásra

106

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

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!)

107

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Hajlítás

•hajlítás előtt készített furatok megfelelő távolságra legyenek a hajlítástól (torzulás!)

•ha a minimális méret betartására nincs lehetőség, akkor az áttörések ill. a kimetszések nyúljanak túl a hajlítás élén

108

(28)

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Hajlítás

•a hajlítási tengelyre merőleges körvonal előnyösebb

•élek megfelelő találkozásához segédkivágások szükségesek (beszakadás!)

109

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Folyatás

•ne legyenek alámetszett felületek

•ferde oldalfelület és kis keresztmetszet különbség alkalmazása nem célszerű

110

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Folyatás

•forgásszimmetrikus, anyagtorlódási helyek nélküli alkatrészeket kell tervezni (szerelt kivitel)

•ne legyenek hirtelen keresztmetszet változások, éles peremek vagy üregek

111

9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Folyatás

•kisméretű hossz- vagy oldalirányú furatokat, ill. meneteket nem szabad tervezni (bélyegtörés veszélye!)

112

(29)

technológiai szempontjai

Mélyhúzás

•méretek helyes megválasztásával kevés húzási lépcsőre legyen szükség (H/D viszony!)

•lehetőleg forgásszimmetrikus alakra kell törekedni (az egymásra merőleges felületek növelik a szerkezeti anyag és a szerszám- igénybevételt)

•ha s₀/D<2…3, akkor merevítő bordák alkalmazása szükséges

•a szerkezeti anyag megválasztásának elsődleges szempontja a jó alakíthatóság

113

technológiai szempontjai

Zömítés

•a kiinduló anyag ℓ₀/d₀viszonyától függően egy, két vagy három fokozatban végezhető el a zömítés

•a főalakváltozás nagysága anyagminőségtől függően korlátozott

Redukálás

•az alakváltozás (átmérő változás) max. 20 %

•az alakító kúp 14°félkúpszöggel készítendő

114

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Hőkezelés: meghatározott hőmérsékletre hevítés, hőn tartás, majd lehűtés egy vagy több alkalommal

Meghatározó paraméter: - a hőmérséklet nagysága - a lehűtés sebessége Hőkezelés hatására megváltozhat az anyag

- keménysége - szilárdsága - szívóssága - alakíthatósága

- fizikai, kémiai jellemzői

115

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Hőkezelés célja: - az igénybevételnek való jobb megfelelés - technológiai tulajdonságok módosítása (pl.

megmunkálhatóság) 10.1. Hőkezelő eljárások(a fontosabbak)

• lágyítás (megmunkálhatóság javítása)

• normalizálás (homogenizálás, szemcse finomítás)

• diffúziós izzítás (vegyi összetétel egyenletesebbé tétele)

• feszültségcsökkentő izzítás (belső feszültségek csökkentése)

• megeresztés (szívósság fokozás)

• edzés (nagy keménység, kopásállóság)

• kérgesítés (kemény külső kéreg létrehozása)

• nitridálás (nagyon kemény, kopásálló bevonat, minimális vetemedés)

116

(30)

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

10.1. Hőkezelő eljárások(a fontosabbak)

Ismerni kell a hőkezelési kapacitás korlátait (pl. méretek, hőntartási pontosság, védőgáz hiánya, stb.)

A hőkezeléselsődleges célkitűzéseinek elérése mellett is jelentkeznek mellékkövetkezmények:

• oxidáció

reveképződésÆforgácsolást nehezíti

karbon kiégés (dekarbonizáció) Æa felületi réteg szilárdsága csökken

• belső feszültségek keletkezése Ævetemedés, repedés

hőfeszültség (hővezető képesség szerepe!)

átalakulási feszültség (pl. martenzit képződés)

117

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjai

A megfelelő szilárdság eléréséhez nemesítésre (edzésre, megeresztésre) van szükség Æedzhetőség, átedzhetőség, kritikus átmérő (hővezetés, hőátadás miatt)

•edzhetőség: v_krit-nál nagyobb hűtési sebességgel martenzit létrejötte (Jominy próba)

•átedzhetőség: teljes keresztmetszet beedződik

•kritikus átmérő:

olyan hengeres test átmérője, mely tengelyvonalában a keménység 5 %-kal kisebb, mint a felületen

olyan hengeres test átmérője, melynek magja 50 % martenzitet tartalmaz

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

118

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjai

A méretek és az anyagminőség (kritikus átmérő) nem megfelelő összhangja esetén repedési veszély!

A különböző igénybevételek nem egyformán veszik igénybe az adott keresztmetszeteket.

(húzás, nyírás Æteljes keresztmetszet igénybe véve

hajlítás, csavarás Ænincs a teljes keresztmetszet igénybe véve)

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

119

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjai Acélok anyagminőség választéka, jellemző hőkezelésük:

•általános rendeltetésű ötvözetlen szerkezeti acélok (MSZ 500)

kis igénybevétel, nem méretezett alkatrészek

normalizálás, lágyítás, feszültség mentesítés vagy nincs hőkezelés

•nemesíthető acélok (MSZ 61)

közepes és erős igénybevétel, különleges követelmény nincs

ötvözetlen, gyengén v. közepesen ötvözött acélok Æátedzhetőség és szelvényméret alapján választás

nemesítés (edzés + megeresztés)

10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

120