odabir primarnog procesa halevi vjezba1
TRANSCRIPT
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
ODABIR PRIMARNOG PROCESA
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Utjecaj na cijenu proizvoda prema nekim studijama:
- 15% konstrukcija, razrada detalja, ispitivanje, planiranje proizvodnje
- 85% proizvodnja
- u tržišnoj cijeni 90% ima udjela cijena proizvoda
LIJEVANJE
- problem je poroznost uzrokovana skupljanjem i zaostalim plinovima
- protok materijala u uskom kanalima je isto problem koji treba razmotriti pri
konstruiranju
- cijena je realtivno visoka
- dimenzijske tolerancije i kvaliteta površine ne mogu biti previsoke
- općenito proces za masovnu proizvodnju
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
OBLIKOVANJE PLASTIČNOM DEFORMACIJOM
1. Topli rad: valjanje, kovanje, ekstruzija
2. Hladani rad: valjanje, duboko vučenje, ekstruzija, kovanje
3. Oblikovanje iz praha: metalurgija praha, proizvodnja polimernih tvorevina
Valjanje
- najjeftinija metoda oblikovanja
- šipke, limovi, ploče
- nije za sve materijale
- ograničeno na jednostavne oblike
- na proces utječu vlačna čvrstoć, tvrdoća, žilavost
- mogu se postići uske tolerancije
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Kovanje
- daje bolja mehanička svojstva nego lijevanje: dijelovi predviĎeni za jača
naprezanja radili bi se kovanjem
- cijena alata uglavnom skuplja nego kod lijevanja
- mnogi oblici nisu izvedivi
- kovanje u ukovnju ima ograničenja: veličina obratka, postizanje točnih dimenzija
otežano zbog stezanja otkovka i trošenja gravure
Optiskivanje
- prikladno za male količine
- u stvari proces koji se ne može zamijeniti niti jednim drugim
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Metalurgija praha (sinteriranje), proizvodnja polimernih tvorevina (plastic
molding)
- ne mogu se svi materijali koristiti
- visoka proizvodnost
- visoka cijena kalupa
- postizanje točnih dimenzija otežano zbog skupljanja izratka i trošenja kalupa
- može se postići dobra kvaliteta površine
- postoje ograničenja u veličini proizvoda
- problem tečenja u uskim kanalima
- ne mogu se proizvesti presloženi dijelovi
- hard materials – samo sinteriranjem zbog svojih nekontroliranih svojstava
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
FORMIRANJE SPAJANJEM
- kombinira se s OOČ da se ukloni višak materijala
Zavarivanje
- ne mogu se postići visoke tolerancije i kvaliteta površine (zahtijeva dodatnu
obradu)
Lemljenje
- slabiji spoj nego kod zavarivanja
Ljepljenje
- spajanje raznorodnih materijala
- spojevi otporni na vibracije i deformacije
- čvrstoća spoja nije ista u svim smjerovima
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
FORMIRANJE SKLAPANJEM
- spajanje vijcima, svornjacima, zakovicama
RAPID PROTOTYPING ILI RAPID MANUFACTURING
- dio se može proizvesti direktno na osnovu CAD modela
- za prototipove
- za izradu manjih serija
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
OBRADA ODVAJANJEM ČESTICA
• glodanje
• tokarenje (kružno simetrični dijelovi)
• bušenje
• brušenje (fina obrada + honanje i lepanje)
• provlačenje: izrada rupa koje nisu okrugle, svaki oblik poseban alat koji je skup
• elektroerozija (electrodischarge machining): obrada tvrdih materijala i izrada
kompliciranih oblika visoke kvalitete površine
• obrada laserskom zrakom
Mogu se postići uske tolerancije i dobra kvaliteta površine bez da se mijenaju
svojstva materijala za vrijeme obrade.
Za mele količine.
Uz primjenu specijalnih alata, načina stezanja, automatiziranih strojeva, CNC
mašina, pokretnih linija može se primjeniti i na masovnu proizvodnju.
TEHNOLOGIJE:
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Faktori koji utjecu na odabir primarnog procesa:1. Količina
2. Složenost oblika
3. Materijal
4. Veličina pozicije
5. Debljina presjeka
6. Dimenzijske tolerancije
7. Cijena polazne sirovine
8. Proces koji slijedi
Velika količna – više od 2000 komada
1. Oblikovanje krutog tijela deformiranjem
2. Oblikovanje lijevanjem
3. Oblikovanje zavarivanjem
4. OOČ
5. Oblikovanje sklapanjem
Mala količna – do 50 komada
1. OOČ
2. Oblikovanje zavarivanjem
3. Oblikovanje krutog tijela deformiranjem
4. Oblikovanje sklapanjem
5. Oblikovanje povečanjem materijala
Preporuke preme količini
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Oblik isto treba uzeti u obzir. Halevi dijeli izratke prema sloţenosti
oblika u 4 kategorije.
Mono oblikPresjek ovakvog oblika duž glavne osi je kontantan
Otvoreni oblikDio koji se može podijeliti na max 2 dijela i da taj presjek ima najveću površinu od svih.
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Sloţeni oblikOtvoreni oblik s bočnim značajkama.
Vrlo sloţeni oblikSvi ostali oblici.
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Klasifikacija oblika prema geometrijskim značajkam ASM
SLOŽENOSTOBLIKA
MONO OTVORENI SLOŽENIVEOMA
SLOŽENI
KolicinaQ
KolicinaQ
KolicinaQ
KolicinaQ
Q<180Q>1000 Q<150 Q>2000 Q>1500Q<50 Q>1000Q<100
METODA
ODABIRA
1
DEBCA-
BEDCA-
CDBEFA
BADCE-
CDBEFA
ABCDE-
EDCABF
BDECAF
Kod A – oblikovanje iz taline (lijevanje); Kod B – oblikovanje metala deformiranjem (OMD); Kod C –
oblikovanje odvajanjem čestica (OOČ);Kod D - oblikovanje spajanjem; Kod E – oblikovanje
sklapanjem; Kod F – oblikovanje uvećavanjem izradka
Izvor Gideon Halevi:”Principles of process planning”,Chapman & Hall, 1995
ODABIR PRIMARNOG PROCESA - HALEVI
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Izvor Gideon Halevi:”Principles of process planning”,Chapman & Hall, 1995
ODABIR LIJEVANJA
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
2. VJEŢBA Primjer 1.
Sloţeni dio; količina: 2500 komada; materijal: bronca; masa: 4kg; minimalna debljina stjenke: 1,2mm;
najmanja dimenzijska tolerancija: ±0,10mm; najzahtjevnija kvaliteta površine: Ra = 2μm
Iz tablice odabrati proces koji je preporučen obzirom na količinu i složenost oblika.
Za količinu 2500 komada i složeni oblik preporuča se lijevanje.
Pretpostavimo da imamo pogon s takvom tehnologijom, pa prihvaćamo preporuku.
Dalje biramo iz tablice za odabir postupka lijevanja.
Lijevanje u pijesak nije prikladno jer nije dovoljno precizno.
Kokilni lijev može postići zahtjevane tolerancije, ali ne i kvalitetu površine i minimalnu debljinu
stjenke.
Tlačnim lijevom zadovoljava sve zahtijeve dijela, zato biramo ovaj proces.
100 ciklusa na sat, 2 odljevka u kalupu, cijena rada 60$ po satu, cijena materijala 0,8$/kg
Cijena kalupa................................................................................................25.000$
Cijena rada 60($/h)x2500/(100x2)....................................................................750$
Cijena materijala 2500x4x0,8x1,2(20%gubitaka)............................................9600$
Ukupno: 35.350$, 14,14 $/komadu
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Kalkulacija za OOČ
Vrijeme izrade 25min, cijena rada 60$/h
Cijena rada 60x2500x(25/60).................................................................................................62.500$
Cijena materijala.....................................................................................................................9.600$
Ukupno: 72.100$; 28,84$/komadu
Primjer 2.
Sloţeni dio; količina: 2500 komada; materijal: bronca; masa: 4kg; minimalna debljina stjenke: 1,2mm;
najmanja dimenzijska tolerancija: ±0,10mm; najzahtjevnija kvaliteta površine: Ra=1,5μm, Ra = 0,8
μm (na jednoj povrsini)
Ne može se u potpunosti izraditi tlačnim lijevom, niti bilo kojim postupkom lijevanja. Nije moguće izraditi
nekim od postupaka deformiranja. Ostaje nam OOČ. Cijena izrade OOČ iz prethodnog primjera je cca.
28,84$/komadu, dok je cijena izrade tehnologijom tlačnog lijeva 14.14$/komadu. To je velika razlika.
Kada bi OOČ prethodilo lijevanje moralo bi se samo obraditi jedna površina na Ra0,8μm. Procjena
vremena za obradu te površine je 3 min.
Cijena lijevanja...........................................................................................................................35.350$
Cijena rada 60x2500x(3/60)..........................................................................................................7500$
Ukupno: 42850$; 17,14 $/komadu
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
ODABIR PROCESA OMD
1. Odrediti koeficijent relativne količine
2. Odrediti složenost oblika
3. Pod odreĎenoj složenosti oblika odabrati pravu
podvarijantu
4. U retku tablice odabrati stupac s najmanjim brojem
5. Provjeriti da li odabrani proces zadovoljava kvalitetu
površine i zaftjevane tolerancije dimanzija
Relativno niska količina – kako je definirano u tablici za odabir
primarnog procesa
Relativno srednja količina – 50% više nego niska količina
Relativno visoka količina – 2x više od niske količine
Izvor Gideon Halevi:”Principles of process planning”,Chapman & Hall, 1995
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesaIzvor Gideon Halevi:”Principles of process planning”,Chapman & Hall, 1995
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Primjer 3.
Šipka U profila; količina: 1600 komada; masa: 4kg; debljina stjenke: 3,5mm; dimenzijska
tolerancija: ±0,5mm; kvaliteta površine: Ra13μm; duljina: 10m. Odabrati primarni proces.
Oblik je mono. Iz tablice biramo za taj oblik i količinu od 1600 komada preporučeni proces. Prva
preporuka je OMD. Sad slijedimo prethodno navedenih 5 koraka pri dabiru procesa OMD:
1. Relativna količina je 1600/1000=1,6; relativno srednja količina
2. Složenost oblika – mono oblik
3. Dio je dug, jednolikog presjeka
4. Iz pravog retka potražimo proces s najmanjom vrijednošću. To je G12 – ekstrudiranje.
5. Ekstrudiranjem se mogu postići zahtjevane tolerancije i kvaliteta površine.
Odabran je postupak ekstrudiranja.
Projektiranje tehnoloških i
proizvodnih procesa
Primjer 4.
Šipka U profila; količina: 4000 komada; masa: 4kg; debljina stjenke: 3,5mm; dimenzijska
tolerancija: ±0,5mm; kvaliteta površine: Ra1,2μm; duljina: 10m. Odabrati primarni proces.
Oblik je mono. Iz tablice biramo za taj oblik i količinu od 1600 komada preporučeni proces. Prva
preporuka je OMD. Sad slijedimo prethodno navedenih 5 koraka pri dabiru procesa OMD:
1. Relativna količina je 4000/1000=4; relativno velika količina
2. Složenost oblika – mono oblik
3. Dio je dug, jednolikog presjeka
4. Iz pravog retka potražimo proces s najmanjom vrijednošću. To je G11 – valjanje.
5. Valjanjem se ne mogu postići zahtjevana kvaliteta površine i tolerancije.
6. Sljedeći proces je G12 – ekstrudiranje.
7. Ekstrudiranjem se mogu postići zahtjevane tolerancije i kvaliteta površine.
Odabran je postupak ekstrudiranja.