Technológiailag helyes tervezés ea marosggytmazs/tantargyak/techn_helyes/Techn_helyes_2012.pdf · 3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai b) a gyártás tömegszerűsége

Technológiailag helyes tervezés

www.uni-miskolc.hu/~ggytmazs

1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés 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 konstrukció alapján, egy technológiai folyamatban valamilyen

gyártmány jön létre,• a gyártmány, mint termék jelenik meg a piacon.

Konstrukciók csoportosítása:• új konstrukció: új megoldási elv kidolgozása

o azonos,o megváltozott, vagyo 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.


3


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


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


A technológiailag helyes (gyártáshelyes) tervezés bizonyos szempontok figyelembevételét jelenti, amelyek kihatnak:

• a gyártási folyamattal összefüggő költségekre,• a gyártási időkre,• a gyártással befolyásolható minőségi jellemzők színvonalára.

A konstrukció megítélésének szempontjai:

KONSTRUKCIÓmegítélési szempont

műszaki gazdasági

megfelelőség

technológiai gyárthatóság költségigény

kereskedelmihasználhatóság

(élettartam, megbízhatóság, hatásfok, stb.)

piacképesség(esztétika, tartalék alkatrészek,

javító szolgálat, stb.)

6


Technológiailag helyes konstrukció:• megfelel a gyártás műszaki feltételeinek,• üzemgazdasági szempontból optimális.

A tervezéssel szemben támasztott követelmények komplex hatása miatt a tervezési folyamat iterációs jellegű.

A tervezés vezérelve az állandóan visszatérő ellenőrzés és felülvizsgálat, 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 alapszabályaiszolgálnak 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 anyagab) a gyártmány ill. alkatrész darabszáma (a gyártás tömegszerűsége)c) meglévő eszközök, berendezések (technikai feltételek)d) tipizáltságe) alkatrész jellemzők

11

3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai

a) a szerkezet anyagaA 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 anyagaA technológia visszahat az anyagválasztásra, fontos itt is az iteratív tervezés!

(pl. öntés öntöttvas: nem hegeszthető, nem kovácsolhatóhőkezelés kis C% acél: nem nemesíthető

nagy C% acél: nem betét edzhető, nem ajánlott hegeszteniforgácsolás edzett acél HRC>50: forgácsolási problémák)

Nemcsak az alapanyagok, hanem a belőlük készített előgyártmányok(félgyártmányok) ismerete is lényeges:

idomoklemezekrudakcsövekstb.

fajtái, méretei, tűrései, árai (költségek!)

13


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 gyártáso egyetemes gépek, szakmunkásoko szerszámozás, készülékezés, gépesítés általában nem gazdaságos

(kissorozat gyártásnál esetleg kismértékű szerszámozás)• sorozat gyártás (közép- és nagysorozat)

o termelékeny technológiai berendezések, betanított munkásoko nagymértékű szerszámozás, készülékezés

14


b) a gyártás tömegszerűsége (gyártmány ill. alkatrész darabszáma)

• tömeggyártáso célnak megfelelően tervezett, nagy termelékenységű automata

berendezések (kezelő nélkül)o teljes mértékű szerszámozás, készülékezéso 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 gyártórendszero forgácsoló technológiáko hegesztés (esetleg öntés, kézi formázással)o kézi (szabad) kovácsolás

15


Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák:

• sorozat gyártás csoport rendszerű gyártórendszero forgácsoló technológiák (NC gépeken is)o hegesztés o öntés (gépi formázás)o süllyesztékes kovácsoláso kivágás, lyukasztáso műanyag fröccsöntés

• Tömeggyártás folyam szerű gyártórendszero forgácsoló technológiák automata gépeken, célgépekeno hegesztés robotokkal v. célgépekkelo öntés (nyomásos, precíziós, kokilla)o hideg-képlékeny alakításoko műanyag fröccsöntés, sajtoláso porkohászat

16


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 tipizáltságao gyártott alkatrész

egyedi tervezésű alkatrésztipizált, visszatérő, ismételten felhasználható alkatrészekkereskedelemben nem kapható szabványos alkatrészek

o vásárolt alkatrész (kereskedelmi áru)szabványosnem 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

o azonos alapelgondoláso azonos alapszerkezet(pl. villanymotorcsalád)

• építőszekrény elvo azonos elemeko különböző szerkezet(pl. teherautó változatok: szekrényes, platós, darus, stb.)

• csoporttechnológiao hasonló alkatrészek összevont gyártása(Mitrofanov módszer, Group Technology)

Mindegyik módszer tulajdonképpen ”tömegszerűség” növelő hatású.

19


d) tipizáltság

• Előgyártmányok tipizáltságaRaktár gazdálkodási, beszerzési költségek, stb. csökkentése érdekében célszerű:

az anyagminőségekaz előgyártmányok fajtáiaz előgyártmányok méretei

választékának ésszerű korlátok közé szorítása.

Ésszerű határok közé csökkenthető ezáltal az alkalmazható technológiai folyamatok száma.

20


e) Alkatrész jellemzők

• alako egyszerű alak

forgácsoláshegesztéskovácsolás (szabad-, süllyesztékes kovácsolás)hideg-képlékeny alakító technológiák

műanyag sajtolásporkohászat

21

kivágáslyukasztásmélyhúzásfolyatászömítésfémnyomás



• alako tagolt alak

forgácsoláshegesztéssüllyesztékes kovácsolásöntéshideg-képlékeny alakító technológiák (egyszerű alakokra lebontva)

műanyag sajtolás, fröccsöntésporkohászat

22

kivágáslyukasztás



• alako nagyon tagolt alak

forgácsoláshegesztésöntésműanyag fröccsöntésporkohászat

23



• 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



• méreteko az alkalmazható technológiai eljárások ill. szerszámgépek

korlátainak figyelembe vételeo mérethálózat felépítése a technológiák sajátosságai szerint

• pontosság, érdességo egyértelmű előírások ismeretében lehet kiválasztani a

technológiáto összhang a pontosság és érdesség közötto az előírások betarthatósága

25


Általános követelmények a gyártástechnológiák kiválasztásánála tervezés során:

• a nehéz fizikai munka, a kézi megmunkálás és szerelés minimális szintre csökkentése ill. kiküszöbölése,

• a konstrukció szerkezete tegye lehetővé a nagy termelékenységű gyártást (nemcsak a szokásos forgácsolásnál, hanem a többi eljárásnál is),

• törekedni kell az ipari robotok alkalmazhatóságára, az ennek megfelelő kialakításra,

• anyagtakarékos technológia alkalmazását lehetővé tevő konstrukció kialakítására kell törekedni,

• gazdaságossági szempontokat 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


Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek:2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés)

technológiai helyességi mutatóko alapmutatók

a gyártmány gyártási munkaigényességea gyártmány technológiai önköltségea konstrukció technológiai helyességi szintje a gyártási munkaigényesség szerinta konstrukció technológiai helyességi szintje a technológiai önköltség szerint

o kiegészítő műszaki-gazdasági mutatókmunkaigényességi mutatók• a gyártási folyamat relatív munkaigényessége

megmunkálási eljárások szerint• a műszaki karbantartás relatív munkaigényessége• a gyártmány javításának relatív munkaigényessége• a gyártmány fajlagos gyártási munkaigényessége

gyTgyC

,

=gy

gyT

gy b

TK

T

,

=t

tC

t b

CKC

28


o kiegészítő műszaki-gazdasági mutatókönköltségi mutatók• a műszaki karbantartás relatív önköltsége• a gyártmány javításának relatív önköltsége• a gyártmány fajlagos technológiai önköltsége

o kiegészítő műszaki mutatókkonstrukciós egységesítési mutatóktechnológiai folyamat-egységesítési mutató (típustechnológia)anyag-felhasználási mutatókmegmunkálási 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


Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek:2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés)

ÉrtékelemzésFunkció- 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 módszerGyártásra 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 jellemzőigeometriai 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 jellemzőifizikai tulajdonságok

a forgácsolási alakváltozás következményeio forgácsolási felkeményedéso maradó feszültségek

felület minősége (érdesség + határréteg tulajdonságai)

5.1. A forgácsoló eljárások alkalmazásának feltételeiA forgácsoló eljárásokkal különböző méretpontosság és felületi érdesség érhető 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.


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, megmunkálhatófelületek

• megfelelő szerszámT, (K)• gazdaságos forgácsolási viszonyok T


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)


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


Dn bn

Dh bh

Dm bm

a ba

TD / 2 1B D / 2 12sin sin

2 2

TD / 2 1B2sin sin

2 2

TD / 2 1B D / 2 12sin sin

2 2B Ø Ø

⎛ ⎞⎜ ⎟

= + ⇒ δ = +⎜ ⎟α α⎜ ⎟⎝ ⎠⎛ ⎞⎜ ⎟

= ⇒ δ = ⎜ ⎟α α⎜ ⎟⎝ ⎠⎛ ⎞⎜ ⎟

= − ⇒ δ = −⎜ ⎟α α⎜ ⎟⎝ ⎠

= → δ =

a

nh

m

Bh

Sz.B. (n)

Bn Sz.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


36


• szimmetriával rendelkező alkatrészek mérethálózatának helyes felépítése

• mérhető, ill. egyszerűen mérhető méretek megadása


37


• láncszerű ill. koordináta rendszerű méretmegadás megfelelő alkalmazása

• csak annyi méretet kell és szabad megadni, amennyi az alkatrészt egyértelműen meghatározza

14: megadása fölösleges13: megadása 32 helyett helytelen


φ8 20

R3

1x45°

6045141x45°

32 13

φ32

38


• méretláncok kapcsolódásának vizsgálataMéretláncban 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.


LΔ1

2LΔ

L 3Δ

MM M 32

1

39

5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelveiMinden méret, alak és helyzet hibákkal készül, tűrésekkel korlátozzuk ezek nagyságát.

• tűrések megadásának egyértelműségeszabványos illesztések előírásaalak- és helyzettűrésekre is szabványos érték előírásaszabad méretek tűrése (IT14)

• tűrések betarthatóságaa funkció ellátásához szükséges max. tűrések alkalmazásaa tűrést biztosító eljárás megfelelő megválasztásaaz előző műveletekről örökölt és a soron lévő művelet hibáinak elemzése

obázisválasztási hibák meghatározásaobázisválasztási hibák kiküszöbölése


40

5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei

• méret és alakpontosság tarthatóságamegfelelő merevségbelső feszültségek csökkentése (pl. hőkezelés)sorozaton belül gép, szerszám, készülék változatlansága

15.4. Érdességi előírások tervezési irányelveiA 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


41

5.4. Érdességi előírások tervezési irányelvei• az érdesség betarthatósága

anyagminőség (simíthatóság, tükrösíthetőség)merevségaz 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


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)


43

5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelveiegyetemes eszterga alkalmazása

• beszúrások, rádiuszok egységesítése, a méretek illesztése a szerszámméretekhez

• alakos szerszámot lehetőleg ne alkalmazzunk

• furatok kiesztergálása rövid szakaszon legyen


44


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)


45


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


46


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)


47

5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei

• lehetőleg átmenő furatot tervezzünk• zsákfuratok végződése legyen kúpos

• a furat tengelyére merőleges bekezdő és kifutó felület szükséges


kb. feleφ

helyes

48


• egyoldalas fúrókilépést kerülni kell

• szekrényszerű alkatrészeknél kisebb átmérőjű furatok ne fogjanak közre nagyobb átmérőjű furatot


d d d1 2 3

1d < d >2 d 349


• metsződő furatok közötti távolság meghatározza a készítés módját

• süllyesztett furatoknál a szerszámméretek figyelembe vétele• kúpsüllyesztésnél megfelelő szerszámkifutási lehetőség


helytelen helyes 50


• kerülni kell a keskeny beszúrásokat a furatban

• a szerszám megfogás helyigényének biztosítása


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 méreteinekmegfelelően legyenek megválasztva.


52


• a marással előállítandó felületek lehetőleg egy síkban legyenek, (egyszeri szerszámbeállítás)

• a megmunkált felület a befogási felülettel párhuzamos vagy arra merőleges legyen


53


• törekedni kell a tárcsamarók használatára az ujj- ill. a hosszlyukmarók helyett (termelékenyebb), megfelelő szerszámkifutással

• megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani


54


• a hornyok tengelye legyen párhuzamos a mdb. tengelyével

• alakos felületek marásakor igazodjunk a szabványos szerszámméretekhez (szögek, rádiuszok, stb.)


R10

R

b

R>b/2 ! R=9 nincs!

55

5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelveihengeres felületek köszörülése

• vállak ne határolják a köszörülendő felületet (lökethatároló ütközők bizonytalansága)

• megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani


56


• 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)


menesztõ rész(utólag levágják)

3

57


• 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


58

6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Az alkatrészek készítéséhez forma szükséges (azaz az alkatrész negatív alakja), melynek elkészítéséhez mintá(k)ra van szükség (azaz az alkatrész pozitív alakja).

6.1. Öntvénygyártó eljárásokÖntési 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


6.1. 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


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


6.3. A szerkesztés irányelvei

minta szempontjábólo egyszerű alakú magokat és mintákat lehessen alkalmazni (egyenes

vonalú, derékszögű, stb.)

o osztatlan, lehetőleg mag nélküli minta kialakítására kell törekedni (pl. nyitott keresztmetszetekkel).

62



forma szempontjábólo az osztási síkból kiinduló, megfelelő formázási ferdeség tervezése

o alámetszés elkerülése (a minta kiemelhető legyen)

63



forma szempontjábólo a magok elmozdulás-mentes elhelyezésének biztosítása

(pl. magtámasz alkalmazása)

öntési eljárás szempontjábólo az eljárásra jellemző minimális falvastagságok, méretek, tömegek,

stb. figyelembe vétele

64



öntési eljárás szempontjábólo vízszintes falak, a felöntés irányba szűkülő keresztmetszetek ne

legyenek (gázbuborék, lunker képződés)

o egyenletes falvastagságra, ill. fokozatos keresztmetszet átmenet kialakítására kell törekedni

65



megmunkálás szempontjábólo az osztósík helyes megválasztása az öntési sorja eltávolításának

megkönnyítésére (egyszerű keresztmetszet az osztósíkban)

o megfelelő befogási és kiindulási bázisfelületek kialakítása

66



megmunkálás szempontjábólo a műveletek számának csökkentése (felület összevonás, csoportosítás)

o csak a szükséges felületek megmunkálása (tagolás)

67



megmunkálás szempontjábólo ferde megmunkálási felületek és ferde felületekre nem merőleges

furatok ne legyenek

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

68



tisztíthatóság szempontjából(ezt igénylő eljárásoknál)o mageltávolítás megkönnyítéseo 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 ↑ kovácsolhatóság ↑)alakítási sebesség (alakítási sebesség↑ kovácsolhatóság ↓)feszültségi állapot (3 tengelyű húzófeszültség rideg

3 tengelyű nyomófeszültség képlékeny)

Képlékenységi diagramok ismerete lényeges!φt valódi alakváltozás ─ σk/τ függvényében

70


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

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.


72


Szabadalakító kovácsolásokézi kis tömegű alkatrészekogépi

lég-gőz-rugós-ejtő-


kalapácsok

73


Süllyesztékes kovácsolás• kalapácsok

lég kalapácsgőz kalapácsellenütős kalapács

• sajtókmechanikus sajtóhidraulikus sajtó

Egyéb eljárások• nyújtó kovácsológépen• kovács hengerlő gépen

végzett alakítások.


74

7.2. Anyagminőségek kovácsoláshoz

Megfelelő szabványokból, az igénybevétel ismeretében választható• acélok:

o ötvözetlen acéloko közepesen- és magasan ötvözött szerszámacélok,o hőálló acéloko korrózióálló acélok

• réz és rézötvözetek• alumínium és ötvözött alumínium


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


76


Süllyesztékes kovácsolásszerszám szempontjából• alámetszett felületek kerülése (a kovácsdarab kiemelhető

legyen)


77


Süllyesztékes kovácsolásszerszám szempontjából• kovácsolási ferdeség biztosítása (a kovácsdarab

sérülésmentes kiemelése)


78


Süllyesztékes kovácsolásszerszám szempontjából• az osztósík megfelelő elhelyezése (kisebbik magassági

méretre merőleges, a magasság felénél)


79


Süllyesztékes kovácsolásszerszám szempontjából• az osztósík ne legyen törtvonalú,

• az osztósíkbeli metszet könnyítse meg a sorja eltávolítást


80


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• törekedni kell a természetes anyag-zömülésnek megfelelő

kialakításra


81


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• egyszerű, lehetőleg forgásszimmetrikus, kiugrásmentes

alkatrész kialakításra törekedni


82


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• ne legyenek túlságosan vékony falak


83


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• nagy lekerekítéseket kell alkalmazni, kerülni a karcsú

bordákat, a túl kicsi lyukakat


84


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• a hirtelen keresztmetszet változás, a túl mély üreg

kedvezőtlen


85


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• mély, bödönformájú alkatrészeknél nem célszerű azonos

osztósíkot alkalmazni a külső ill. a belső felületeknél


86


Süllyesztékes kovácsoláskovácsolás szempontjából• bonyolult alakzat egy alakító üreggel nem alakítható ki,

előalakítás szükséges:egy üreg, előalakítás nincs (egyszerű alkatrész)egy üreg, előalakítás szabad kovácsolássaltöbb üreg, egy gépentöbb üreg, több gépen


87


Süllyesztékes kovácsolásmegmunkálás szempontjából• az osztósík elhelyezése biztosítsa, hogy a sorja könnyen

felismerhető és egyszerűen eltávolítható legyen


88


Süllyesztékes kovácsolásmegmunkálás szempontjából• a megmunkálandó felületek (főleg a szűk tűrésűek)

határozottan különüljenek el a megmunkálatlanul maradóktól


89

8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

Hegesztés: roncsolásmentesen nem oldható kötés létrehozása

Jelentősen eltér az 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


Kettős követelmény:• szerkezetre gyakorolt hatások

− ridegtöréssel szembeni biztonság− korrózióállóságHibás 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


92

8.1. Hegesztő eljárások

• Ömlesztő hegesztés− lánghegesztés− villamos ívhegesztés

• védőgáz nélküli ívhegesztés• védőgázas ívhegesztés

AWIAFICO2, ill. kombinált

− fedettívű (fedőporos) hegesztés− salakhegesztés− elektronsugaras hegesztés− lézersugaras hegesztés− plazmasugaras hegesztés


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:

anyagvastagságvarrat alak, elrendezésüzemi hőmérsékletkorróziós igénybevételhegesztés technológia


94

8.2. Anyagminőségek hegesztéshezA hegesztés kettős követelményének megfelelő anyagválasztás:

• helyi tulajdonságokrepedésmentesség:

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

Hkr<0,05

• szerkezetre gyakorolt hatásridegtöréssel szembeni biztonság:

- megfelelő szabványos anyag (MSZ 6441-72, DASt-009)- törésmechanikai méretezés- nyomástartó edények MSZ13802/1-84


kraH C 0,75S 0,03Mn 0,07b

= + − −

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)


96


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

• ne legyenek varrathalmozódások és kereszteződések


97


• igénybevétel szempontjából egyenértékű, hegesztés szempontjából előnyösebb varratalakokat kell választani

• varratok elhelyezése jól hozzáférhető legyen


98


• a hegesztendő darabok helyzetét azok kialakítása biztosítsa

• megfelelő megmunkálási ráhagyás biztosítása


99


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


100

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.


102

9.2. Anyagminőségek hidegalakításhozMegfelelő 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.


( )nf fc ök k= ⋅ϕ

103



Kivágás, lyukasztás• egyszerű alakú alkatrészek, lekerekítések helyett célszerűbb

saroklevágásokat alkalmazni

• éles sarkú átmenetek megkönnyítik a vágóbélyeg elkészítését, köszörülését

104



Kivágás, lyukasztás• megfelelő alakképzéssel és elrendezéssel hulladék csökkentés

(kereskedelmi szalagszélességen belül)

105



Kivágás, lyukasztás• hegyesszögű formák, szűk tűrések előírása kerülendő

• többlépcsős kivágás esetén se legyen érzékeny az elmozdulásra

106



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



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



Hajlítás• a hajlítási tengelyre merőleges körvonal előnyösebb

• élek megfelelő találkozásához segédkivágások szükségesek (beszakadás!)

109



Folyatás• ne legyenek alámetszett felületek

• ferde oldalfelület és kis keresztmetszet különbség alkalmazása nem célszerű

110



Folyatás• forgásszimmetrikus, anyagtorlódási helyek nélküli alkatrészeket

kell tervezni (szerelt kivitel)

• ne legyenek hirtelen keresztmetszet változások, éles peremek vagy üregek

111



Folyatás• kisméretű hossz- vagy oldalirányú furatokat, ill. meneteket nem

szabad tervezni (bélyegtörés veszélye!)

112



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



Zömítés• a kiinduló anyag ℓ0/d0 viszonyától 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


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


10.1. Hőkezelő eljárások (a fontosabbak)

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

A hőkezelés elsődleges célkitűzéseinek elérése mellett is jelentkeznek mellékkövetkezmények:

• oxidációreveképződés forgácsolást nehezítikarbon kiégés (dekarbonizáció) a felületi réteg szilárdsága csökken

• belső feszültségek keletkezése vetemedés, 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 edzhetőség, átedzhetőség, kritikus átmérő (hővezetés, hőátadás miatt)

• edzhetőség: vkrit-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 felületenolyan hengeres test átmérője, melynek magja 50 % martenzitettartalmaz


118

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjaiA méretek és az anyagminőség (kritikus átmérő) nem megfelelő összhangja esetén repedési veszély!

A különböző igénybevételek nem egyformán veszik igénybe az adott keresztmetszeteket.

(húzás, nyírás teljes keresztmetszet igénybe vévehajlítás, csavarás nincs a teljes keresztmetszet igénybe véve)


119

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjaiAcélok anyagminőség választéka, jellemző hőkezelésük:

• általános rendeltetésű ötvözetlen szerkezeti acélok (MSZ 500)kis igénybevétel, nem méretezett alkatrészeknormalizálás, lágyítás, feszültség mentesítés vagy nincs hőkezelés

• nemesíthető acélok (MSZ 61)közepes és erős igénybevétel, különleges követelmény nincs

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

nemesítés (edzés + megeresztés)


120

10.2. Anyagminőség választás hőkezelési szempontjaiAcélok anyagminőség választéka, jellemző hőkezelésük:

• kérgesíthető acélokközepes vagy nagyobb igénybevétel, kopásnak kitett alkatrészek (fogaskerék, tengely, stb.)kérgesítő edzés (+ megeresztés)

• betétben edzhető acélok (MSZ 31)erős koptató és egyidejűleg dinamikus hatáscementálás + edzés + megeresztés)

• szerszám acélok (edzés + megeresztés)• különleges acélok (hőálló-, korrózióálló-, saválló-, stb.)


121


• revésedés és dekarbonizáció figyelembe vétele (növelt megmunkálási ráhagyás)

• belső feszültségek, vetemedések figyelembe vételejelentős keresztmetszet változás csak fokozatos átmenettel tervezhetőmegfelelő lekerekítések alkalmazása (éles sarok – kezdő törés)bonyolult alakú, nagy pontosságú alkatrész több, megmunkálások közötti feszültségcsökkentő hőkezeléssel készíthető megnövelt ráhagyáskisméretű felületi elemek (pl. menet, recézet, stb.) védelméről gondoskodni kell, vagy hőkezelés után készíteni (ha lehet egyáltalán)


122

11. Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során

Környezeti hatások káros következményekkel járhatnak, ezek ellen védekezni kell.

Környezetállóság megvalósítása:• más anyaggal való helyettesítés (pl. műanyag, korrózióálló acél,

olajálló gumi, stb.) egyenértékű helyettesítés szükséges!• károsító környezeti hatások kizárása (pl. teljesen zárt burkolat,

műgyantával való kiöntés, stb.)• felületvédelem megfelelő bevonatok, bevonat rendszerek

segítségével

123


Felületvédelem tervezésének alapja:Azoknak a környezeti hatásoknak, korróziós igénybevételeknek ismerete, elemzése, amelyek a szerkezetet:

• szerelés• raktározás• szállítás• üzemszerű használat

során érik.

A felületvédelem tervezéséhez felhasználható a környezetállóságra vonatkozó szabványok (MSZ EN 60068 szabványok), melyek tartalmazzák a különféle anyagok, bevonatok alkalmazhatóságát (műanyagok, ragasztók, öntőgyanták, szigetelő anyagok, gumi, festékek, fémbevonatok, összeépíthető fémek, stb.).

124


A felületvédő bevonatok nem csak korrózióvédelmet biztosíthatnak, megkülönböztethető:

• korrózió ellen védő bevonat• korrózióvédő díszítő bevonat• díszítő bevonat• technikai bevonat (pl. villamos vezetőképesség, optikai

tulajdonság, stb.)

125


11.1. Felületvédő bevonatok csoportosítása

Fémes felületvédő bevonatok• Kémiai, elektrokémiai úton létrehozott bevonatok

egyneműötvözet

• Termomechanikai bevonatok (fémszórás)• Diffúziós bevonatok

folyékony közegben (tűzi bevonás)szilárd közegben (por)gáz közegben

• Vákuumtechnikai bevonatoknemesfém bevonatnem nemesfém bevonat

126



Nemfémes felületvédő bevonatok• Kémiai, elektrokémiai úton létrehozott bevonatok• Szerves bevonatok, bevonatrendszerek (festékek, műanyagok)

felvitel módja szerint (ecsetelés, mártás, hengerlés, szórás, elektrosztatikus, elektroforetikus)kötőanyag (természetes, mesterséges, kombinált)

• Zománcok (szilikát bevonatok)felvitel módja szerint (mártás, szórás, elektrosztatikus, elektroforetikus)alkalmazás (lemez zománc, öntöttvas zománc, Al zománc, sav-, lúg- ill. hőálló zománc, stb.)

• Átmeneti védelmet nyújtó bevonatok (emulzió, zsír, olaj, viasz, műanyag, lakk, stb.)

127



A megfelelő bevonat létrehozásának alapvető feltétele a megfelelően előkészített felület (fémtiszta, zsír- ill. olajmentes, megfelelő érdesség).

Előkészítő eljárások:• korongos csiszolás, fényesítés

kézifélautomata, automata

• tömegáruk csiszolása, sorjátlanítása, fényesítéseforgódobosvibrációs

• szemcseszórás• kémiai, elektrokémiai fényesítés

128

11.2. Anyagminőség választás felületvédelmi szempontjaiElsődleges a megfelelő környezetállóság biztosítása. Az igénybevételek alapján dönthető el, hogy:

• milyen bevonatra (fémes, nem fémes)• mekkora legyen a bevonat vastagsága, és ez hány rétegből alakítható

ki11.3. A szerkesztés irányelvei

Kémiai, elektrokémiai bevonatok• az élek lekerekítettek legyenek• kerülni kell a keskeny réseket, bemélyedéseket• üreges testeknél a bevonó oldat kiönthetőségét, ill. a keletkező gázok

eltávozását biztosítani kell megfelelő kialakítással• egyes alapanyag és bevonat párosítás esetén szükség lehet közbenső

bevonatra is( pl. Ni bevonat csak Cu bevonatra tapad)• folyadékfilm megmaradását kerülni kell


129


Horganyozás (folyékony közegű diffúziós bevonat)• erősen ötvözött acélok nem horganyozhatók• színesfémek és ötvözeteik csak külön technológiai soron

horganyozhatók• legalább két tengelyre szimmetrikus termékkeresztmetszetek

tervezése (vetemedés elkerülése)

• ponthegesztett, szegecselt szerkezet tűzi horganyozása nem ajánlott


130

áttervezés szerelt kivitelre!


Horganyozás (folyékony közegű diffúziós bevonat)• légzsákok és folyadékzsebek kialakulásának megelőzése

(technológia nyílások tervezése)


131


Horganyozás (folyékony közegű diffúziós bevonat)• üreges testek horganyozásánál az olvadék kiönthetőségét, a levegő

távozását biztosítani kell (technológia nyílások)


132

12. Porkohászati termékek tervezésének technológiai szempontjai

Porkohászat:• fémek, fémötvözetek és fémvegyületek porainak előállítása, és• ezen porok (és egyéb nem fémes porok) keverékéből

tömörítéssel (sajtolással) és a fő összetevő olvadáspontja alatti izzítással (zsugorítás, szinterezés) való termék előállítás

Előnye:• olyan alkatrészek is előállíthatók, amelyeket másként nem, vagy

igen gazdaságtalanul lehetne gyártani• kész méretű alkatrész is gyártható

Hátránya:• igen magas költség (szerszám, hőkezelés, ill. maga az

alapanyag)133

12.1. Porkohászati eljárások

Csak a szinterezés végrehajtásában különböznek:• szinterezés szabadon elhelyezett alkatrészekkel• szinterezés az alkatrészek sajtolása mellett (izosztatikus

szinterezés) pontosabb eljárás, de drágább!

12.2. Fémporkohászati anyagok

Különböző csoportba sorolt, az egyes csoportokon belül számmal jelölt anyagfajták közül a felhasználás körülményeinek ismeretében lehet választani.Az alkalmazható csoportokat az alkalmazási lehetőségeikkel a következőkben foglalható össze:


134

12.2. Fémporkohászati anyagok


jel térkitöltés alkalmazásSINT-A 40 % fémszűrőSINT-B 70 % önkenő csapágySINT-C 80 % gépalkatrészekSINT-D 85 % gépalkatrészek (nagy szilárdság)SINT-E 90 % gépalkatrészek (igen nagy szilárdság)SINT-F 93 % gépalkatrészek (igen nagy szilárdság)

SINT-H 90 % nagy üzemi hőmérsékletű, nagy igénybevételű önkenő csapágy

135


Fémszűrők• egyszerű alakképzés (henger, tárcsa, sík, tányér, stb.)• ajánlott falvastagság betartása

s=2 mm, ha dszemcse=0,1...0,25 mms=3 mm, ha dszemcse=0,25...1,0 mm

Önkenő csapágyak• általános szempontok

kisebb szilárdságérzékeny a dinamikus terhelésrekis kerületi sebességnél alkalmazható

(v≤2 m/s, pótkenéssel v≤4 m/s)


136

12.3. A szerkesztés irányelveiÖnkenő csapágyak

• általános szempontoküzemi hőfok Tü≤100 °C

szilárd kenőanyag esetén Tü≤200 °Célettartam Lü=3000...5000 óra

• szabványosított csapágyak előnyben részesítése(esetleg átalakítása forgácsolással)

• nem szabványos csapágyaknál:méretviszonyok betartásaℓ/d=0,8...1,0s=(0,2...0,3)d; smin=2 mmd=6...130 mmdb=2...100 mmℓ=3...70 mm


137

12.3. A szerkesztés irányelveiÖnkenő csapágyak

• nem szabványos csapágyaknál:technológiai sajátosságok figyelembe vétele:−gömbfelület csak hengeres szalaggal készíthető− sajtolási irányú élek lekerekítettek legyenek−alámetszett felületek ne legyenek

Gépalkatrészek• lekerekítések és hegyes szögek ne legyenek (szerszámtörés)


138

12.3. A szerkesztés irányelveiGépalkatrészek

• ne legyenek éles peremek, hegyes szögek és érintőleges csatlakozások

• méretarányok és határok betartásaH/D<2,5...3s≥2 mmdb ≥2 mm


139

12.3. A szerkesztés irányelveiGépalkatrészek

• túl kisméretű fogazatok, recézetek kerülendők

• IT6-tól szigorúbb tűrések előírását kerülni kell


140

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 pákafinom szúrólángmártó forrasztáshullámfürdős forrasztás

13. Forrasztott alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

141

13.1. Forrasztási eljárások• keményforrasztás

a forraszanyag olvadáspontja Top>325 °C (Pb olv. pontja)szúrólángforrasztó kemenceközvetlen villamos energia (pl. ellenállás hevítés)

13.2. Forraszanyag megválasztásaFigyelembe veendő követelmények, körülmények:

megkívánt szilárdságüzemi hőmérsékletkörnyezeti hatások (pl. savas közeg)alapanyag(ok) olvadáspontja(i)


142

13.2. Forraszanyag megválasztásaFigyelembe veendő követelmények, körülmények:

követi-e megmunkálás a forrasztást?(ha igen, akkor keményforrasztás kell)

szín (pl. ékszergyártás)

• lágyforrasztáshoz használható forraszanyagokalacsony olvadáspontú forraszanyag: OP 46...OP 200

(MSZ 2678-72, Sn, Pb, Bi, Cd)lágyforraszok 145°...310° C

(MSZ 714-71, Sn, Pb)


143

13.2. 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.


144

13.3. A szerkesztés irányelvei• lágyforrasztás

Törekedni kell a tehermentesített forrasztási helyre.

• keményforrasztásTöbb 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.


145

A ragasztott kötések kialakítása általában merően eltér a hagyományos kialakításoktól előny, hátrány!

Előnyök:• feszültségmentes kötés• különféle anyagok összeköthetők egymással• a ragasztóréteg könnyű• nagyon vékony anyagok is összeköthetők• tetszés szerinti nagyságú felületek is összeköthetők• stb.

14. Ragasztott kötések tervezésének technológiai szempontjai

146

A ragasztott kötések kialakítása általában merően eltér a hagyományos kialakításoktól előny, hátrány!

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.


147

14.1. Ragasztó anyagok

• fizikai tulajdonság szerintfolyékony ragasztók (oldószeres ragasztók)szilárd ragasztókragasztó paszták

• kötési mód szerintkémiai reakció nélkül, fizikai változással kötő ragasztók− hidegen kötő, tartósan tapadó ragasztók− száradással kötő ragasztók− vízfelvétellel kötő ragasztók− melegen kötő ragasztók


148

14.1. Ragasztó anyagok

• kötési mód szerintkémiai reakcióval kötő ragasztók− polimerizációs ragasztók

▫ egykomponensű ragasztók (hőközlés, levegő kizárás, stb.)

▫ többkomponensű ragasztók− polikondenzációs ragasztók melléktermék eltávolítás


149


• a kötést nyírásra kell igénybe venni

húzás nyírás


leélezett átlapolt

jó

hajlított átlapolt

használható

150


• lefejtő igénybevétel egyáltalán ne terhelje a kötést


hevederes (igen jó)

süllyesztett átlapolt (nehézkes)

süllyesztett hevederes (nehézkes)

151


• csövek ragasztásánál alkalmazható megoldások


homlokkötés (vastag csövek)

átlapolt

tágított átlapolt

leélezett átlapolt

leélezett süllyesztett átlapolt

152


• 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 %-tvehetjük alapul (ha nincs megadott vagy mért érték)


153

Egyre nagyobb jelentőséggel bír a műanyagok alkalmazása (súlycsökkentés, jó környezetállóság, stb.)

15.1. Műanyag feldolgozó eljárások (csak a legfontosabbak)

15. Műanyag alkatrészek tervezésének technológiai szempontjai

EljárásHőállapot műanyag

fajta alkalmazásanyag szerszám

Sajtolás hidegmeleg hőre

keményedő formatest

Fröccssajtolás kissé előmelegített formatest , szűk tűrésű

Fröccsöntés

meleghideg

hőre lágyuló

formatest

Extrudálás idomok, csövek, szalagok, táblák, stb.

Fúvás üreges idomok

Öntés olvadék formatestek, tömbök

Hegesztés hideg meleg + nyomás csövek, összetett idomok 154

15.2. Anyagminőségek műanyag alkatrészekhez• természetes alapú műanyagok• szintetikus műanyagok

polimerizátumok n·A (A)npolikondenzátumok n·(A+x)+n·(B+y) (AB)n+n·xypoliaddítumok n·A+ m·B (AB)n+m

Mindegyik csoporton belül létezik• hőre lágyuló, és• hőre keményedő

műanyag


155


Sajtolt alkatrészek• az osztósíkbeli metszet lehetőleg egyszerű alakú, jól illeszthető

legyen

• az osztósík lehetőleg a darab élein menjen keresztül (sorja eltávolítás!)

• egyenletes falvastagságot kell alkalmazni, anyaghalmozódásokat kerülni kell (kikeményedési idő!)

• élek, sarkak lekerekítettek legyenek


156


Sajtolt alkatrészek• alámetszéseket lehetőleg kerülni kell (egyébként többrészes,

bonyolult szerszám szükséges!)

• nagy kiterjedésű felületeknél merevítő borda szükséges

• meneteket célszerű sajtolással előállítani

• méretek pontossága IT12-15 (MSZ 10156-85, visszavont)


157


Fröccsöntött alkatrészek• a beömlés alakjának ill. helyének megválasztása a darab alakjának

függvényében (pl. szimmetrikus alkatrész ernyőbeömlés)

• több beömlő hely esetén azonos folyási úthosszra törekedjünk

• kisebb méretű lekerekítés is elegendő (0,5≤r ≤0,25·s)

• alámetszéseket lehetőleg kerüljük

• méretek pontossága ≈IT13 (MSZ 10156-85, visszavont)


158


Extrudált szelvények• egyenletes falvastagságra törekvés

• nagy kiterjedésű felületnél merevítő borda szükséges (sb ≈2/3·s)

Hegesztett műanyag szerkezetek• hasonló előkészítési követelmények, mint a fémek hegesztésénél

• ultrahangos hegesztésnél különleges élkialakítás szükséges (energiakoncentráció növelés!)


159

Szerelés• összeépítési tevékenység

AR gyártás soránAR gyártást követőena beépítés helyén

• kiegészítő művelet (ellenőrzés, próbák, megmunkálások, tisztítások, kenés, stb.)

Szerelés műveletei:• AR tárolás (általában rendezett formában), aut. szerelésnél

adagolás is• AR, munkadarab kezelés

felismerésmegfogás (+szétválasztás, adagolás)mozgatás (válogatás, elkülönítés, helyzetváltoztatás, stb.)

16. Szereléstechnológia figyelembevétele a tervezés során

160

Szerelés műveletei:• helyzetmeghatározás

irányadás (helyes szerelési helyzetbe hozás)kiigazítás (szerelés előtt-közben az AR végleges helyzetének biztosítása)

• összefűzés, összeillesztésösszefűzés (pl. be-, felrakás, beigazítás, stb.)töltés (pl. átitatás)rá- és besajtolás v. rázsugorításalakmegváltoztatással végzett művelet

• beállítás (jusztírozás)• biztosítás (az AR szerelési, beállítási helyzetének rögzítése)• ellenőrzés


161

Általános tervezési irányelvek a szerelés figyelembevételére:• szerelési egységekre bonthatóság (párhuzamos szerelés)

• a szerelési műveletek és szerelendő alkatrészek egyszerűsítése


162

Általános tervezési irányelvek a szerelés figyelembevételére:• a szerelési műveletek egységesítése

• a szerelési műveletek számának csökkentéseazonos AR számának csökkentése


163

Általános tervezési irányelvek a szerelés figyelembevételére:• a szerelési műveletek számának csökkentése

több kisebb darab egyesítése

előszerelt (vásárolt) AR-csoportok, egységek alkalmazása


164

Általános tervezési irányelvek a szerelés figyelembevételére:• a szerelési műveletek számának csökkentése

szerelési műveletek összevonása, azonos szerelési irány megvalósítása


165

Szerelési műveletek javításának irányelvei

Tárolás• elegendő számú felfekvő felület (máglyázhatóság)

• nem szimmetrikus AR egyértelmű helyzetmeghatározáshozszükséges alak kialakítása (pl. furat, csap, rovátka, stb.)


166


Munkadarab kezelés• felismerés (hasonló AR felcserélése ne következhessen be)

körvonalak, méretek, felületek tudatos megváltoztatása!

• megfogáso ne akadhassanak összeo ne szorulhassanak egymásba


167


Munkadarab kezelés• megfogás

o biztos megfogási lehetőség

• mozgatáso csúsztathatóság, gördíthetőség


168


Munkadarab kezelés• mozgatás

o egyszerű kezelhetőség, manipulálhatóság

Helyzetmeghatározás• szimmetria, ha nincs kitüntetett helyzet


169


Helyzetmeghatározás• ha van kitüntetett helyzet, az felületi jelölés v. a felület formája

jelezze

• az AR önmagát vezesse, saját helyzetmeghatározás


170


Helyzetmeghatározás• beállítható kapcsolat

Összefűzés (legmegfelelőbb kötési mód és kötőelem választás)• gyakori bontás könnyen oldható kötés• ritkán v. nem bontott kötés zsugor- v. hegesztett kötés• rugalmas közdarabok v. kiegyenlítő darabok alkalmazása

(gazdaságos tűrés!)• kevés és egyszerű műveletet, kevés szerszámot igénylő kötési

mód tervezése


171


Összeillesztés• csatlakozó és összeerősítési felületekhez könnyű hozzáférhetőség

• az összeillesztés, bevezetés megkönnyítése


172


Összeillesztés• egyidejűleg csak egy illesztési műveletet kelljen végezni

• ismételt szerelési műveletek figyelembevétele


173


Összeillesztés• egyszerűbben, ha a funkció megengedi

• egyidejű helyzetmeghatározás és illesztés alkalmazása


174


Beállítás• finom, megismételhető legyen• a beállítási műveletek ne befolyásolják egymást• mérhető és ellenőrizhető legyen

Biztosítás• egyszerű módon, lehetőleg járulékos kötőelem nélkül


175


Ellenőrzés• megfelelő ellenőrzési lehetőség tervezése• a szerelt AR, részegység ill. egység ellenőrzése és további

beállítása szétszerelés nélkül


176

Technológiailag helyes tervezés ea marosggytmazs/tantargyak/techn_helyes/Techn_helyes_2012.pdf · 3. A gyártástechnológia megválasztásának szempontjai b) a gyártás tömegszerűsége

Documents