Audi Hungaria Motor Kft. Business Unit Szerszámgyártás - Kurzversion Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Tartalom ►
A Business Unit általános bemutatása
►
A lemezalakító szerszámok gyártási folyamata
►
A jövı kihívásai a szerszámgyártásban
2
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Tevékenységi körök Szerszámgyártás ►Karosszéria elemek lemezalakító szerszámainak tervezése, építése és próbája
Berendezés- és készüléképítés ►A karosszéria gyártásban használt berendezések és készülékek tervezése és gyártása
Kisszériás gyártás ►Kisszériás típusok elemeinek gyártása és összeépítése (RS4, R8, S6, RS6).
3
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Tartalom ►
A Business Unit általános bemutatása
►
A lemezalakító szerszámok gyártási folyamata
►
A jövı kihívásai a szerszámgyártásban
4
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Strakanalyse Hajlítási analízis (látható alkatrészeknél) ► szoftveres gyárthatósági vizsgálat és az elérhetı felületminıség vizsgálata
► kiinduló adatok a fejlesztéstıl (teljes vagy részfelületek)
► Lichtlinienanalyse Fénycsíkanalízis Egymástól azonos távolságú fénycsíkokat futtatnak végig az alkatrészen, közben a felületátmeneteket vizsgáljá, értékelik. 1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 5
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szimuláció, vizsgált jellemzık
Repedés és max. elvékonyodás
Ráncképzıdés, hullámosodás
Utólagos élképzıdés
lemezvastagság csökkenés
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 6
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártási metódusterv Tartalma: ► 3D-koordinátarendszer ► mőveleti sorrend ► ezek részletes leírása ► vágások, lyukasztások kontúrja ► kalibrálások, ellenırzıbélyegek helye
lemez síkja kontúr
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 7
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártási metódusterv, Húzás/mélyhúzás ► meghatároz egy húzóformát, amely alkalmas a lemez folyamatbiztos alakítására ► bemenetek: ► a jármőkonstrukció által meghatározott felület ► a metódusterv készítıje által meghatározott CAD-felület ► segít a lemezalakítás folyamatában az elvárt forma eléréséhez
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 8
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártási metódusterv, Vágás Z-irányból ► eltávolítja az alakításnál használt, de a formához nem tartozó lemezfelületeket ► tartalmazhat további lyukasztásokat is
Vágási kontúr (kékkel jelölve)
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 9
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártási metódusterv, Vágás nem Z-irányból ► Z-irányból nem lehetséges vágások ► Kulisszás vágások
Nem Z-irányú kulisszás lyukasztások
Z irány Z-irányú lyukasztások 1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 10
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártási metódusterv, utánformázás ► az elsı húzási mőveletben kialakított forma módosítása vagy továbbalakítása pl.: kalibrálás; egyes illeszkedı felületeket csak itt hajtanak be végsı pozíciójukba, célja a nem Z-irányú vágások számának csökkentése ► amennyiben az elsı húzásban nem lehetséges a forma végsı kialakítása, úgy az utánformázás második vagy harmadik mővelet is lehet (ezekben az esetekben általában kulisszás (oldal irányú) formázás történik))
A perem végsı formájának kialakítása hosszlyukak peremezése
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 11
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Gyártásátvételi jegyzıkönyv ► alkatrész neve ► alkatrész anyagminısége ► aktuális rajzállapot ► szériaprés ► tartalékprés ► az egyes gyártási mőveletek ► a megvezetésének típusa ► funkcionális szerszámalkatrészek anyagminısége ► ellenırzı bélyegek helye ► hıkezelési elıírások ► különleges elıírások pl. húzó szerszám szegmentálása
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A – Hajlítási analízis, B - Szimuláció, C – Methodenplan, D - Gyártásátvételi jegyzıkönyv 12
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció ► az egyes mőveletek kiosztása a lehetséges és szükséges mőveletek számának valamint a prés méreteinek figyelembe vételével
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 13
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, Húzószerszám Vezetılapok
Alsó rész
Matrica Lemeztartó Terítéktájolók
Felsı rész Bélyeg
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 14
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, Vágószerszám Vezetıoszlopok Vágókés
Alsó vágószegmensek Alsó rész
Felsı rész
Hulladékcsatrona
Leszorító
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5.Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 15
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, utánformázó szerszám Megvezetılapok
Utánformázó bélyeg Alsó rész
Felsı rész Formázó pofák
Leszorító
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 16
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, közös felépítmény Felsı rész
fejlap Húzás
Vágás
Lyukasztás Utánformázás
Alsó rész
alaplap
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 17
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, közös felépítményő szerszám összeszerelve
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 18
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Konstrukció, ütközési szimuláció ► a szerszám és a munkadarab adagoló- és továbbítórendszerének együttes vizsgálata ► célja az ütközések korrekciója lehetıleg még a konstrukciós fázisában, de legkésıbb az alapmegunkálás során
1.Projekt kezdete 2.Konstrukció 3.Beszerzés 4.Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A- Catia V5 konstr., B - Ütközési szimuláció 19
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Beszerzés, öntvénymodellek ► CAD-modellekbıl, CNC-megmunkálással elıállított hungarocell ► modellátvétel: az összeépíthetıség vizsgálata; anyag- és rajzjelölések ellenırzése
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Öntvénymodellek, B- Öntvények, C - Szériaalkatrészek, D - Egyedi alkatrészek 20
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Beszerzés, öntvények
Szürkeöntvény-anyagok: ► EN JL1040 - lemezgrafitos öntöttvas szakítószilárdság: 250-350 MPa alsó- és felsırészeknél, lemeztartónál, felépítményrészeknél ► EN JS1050 - gömbgrafitos öntöttvas szakítószilárdság: 300-400 MPa leszorító, lehúzónál ► EN JS2070 - gömbgrafitos öntöttvas szakítószilárdság: 700 MPa nagy mélységő húzáskor lemeztartónál, külsı lemezalkatrészeknél
Acélöntvény anyagok: ► 1.2067 - szakítószilárdság: 850 MPa; húzó bélyegnél, matricabetétnél, formázó betétek, leszorítók ► 1.2370 - szakítószilárdság: 750 MPa; nemesítve lézeres felületi hıkezeléshez: 900-1050 MPa vágóbetéteknél, vágó matricáknál ► 1.2333 - szakítószilárdság: 750 MPa, nemesítve lézeres felületi hıkezeléshez: 900-1050 MPa nagyobb mérető alsó vágóbélyegeknél 1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Öntvénymodellek, B- Öntvények, C - Szériaalkatrészek, D - Egyedi alkatrészek 21
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Beszerzés, katalógustermékek és egyedi darabok
► Katalógustermékek gázrugók vezetı- és kötıelemek lyukasztóbélyegek és –perselyek
► Egyedi darabok az adott szerszámhoz tervezett, modell alapján legyártott egyedi darabok
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Öntvénymodellek, B- Öntvények, C - Szériaalkatrészek, D - Egyedi alkatrészek 22
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, Alapmegmunkálás ► a kapcsolódó, megvezetı és pozícionáló felületek megmunkálása ► CNC-programozás CAD/CAMben Az alábbi paraméterekkel: marási stratégia a pályák távolsága a pályák száma fogásmélység a fogások száma
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
23
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, felépítés ► összeállítási rajz alapján ► végére a szerszám tartalmazza az összes felületi megmunkáláshoz szükséges alkatrészt
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
24
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, felületi megmunkálás (3D-megmunkálás) ► a konstrukció által elıkészített felületmodell alapján történik, mely magán a 3D felületen kívül a gyártáshoz szükséges egyéb tényezıket is figyelembe vesz ► Húzószerszámnál: hıkezelési ráhagyás funkció nélküli felületek szabadra marása pl. negatív rádiuszok (-0,3-0,5 mm) ► Vágószerszámok: a leszorítók (nem vágások vagy lyukasztások melletti) funkció nélküli felületeinek szabadra marása (-0.5-3mm) felsı vágó szegmensek: a vágórés figyelembe vétele (lemezvastagság, anyagminıség) acéllemez: a lemezvastagság 6-8%, alumíniumnál 12% 1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
25
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, felületi megmunkálás (3D-megmunkálás) ► a CNC-programozás WorkNC-ben történik ► lépései: nagyolás (körlapkás maró) elısimítás (gömbmaró) kontúrmegmunkálás (szármaró) készre simítás (gömbmaró) maradék anyag marása ► paraméterek fogásmélység pályatávolság elıtolás fordulat marási stratégia 1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
26
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, tusírozás ► a szerszámot összejáratják a mőveletnek
Lyukasztások melletti leszorítás tusírképe
megfelelı, megfestett darabbal ► a tusírkép alapján döntenek a gépi vagy kézi utómunkáról (csiszolás) ► Húzószerszám: szerszámok pozitív rádiuszain (funkcionális részein) ébredjen nyomás; a funkció nélküliek nyomásmentesek legyenek ► Vágószerszámok: vágások, lyukasztások mellett a leszorító és az alsó kés formafelülete között kell nyomásnak ébredni; az egyéb részek nyomásmentesek Vágás melletti leszorítás tusírképe 1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
27
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Szerszámépítés, felépítményezés ► a szerszámok a mőveleti sorrendnek megfelelıen követik egymást ► az ú.n. üres állomások felépítése
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - Alapmegmunkálás, B - Szerszám összeépítés, C - Felületmegmunkálás, D - Tusírozás, E - Felépítményezés
28
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Lemezalakító szerszámok gyártási folyamata Minıségbiztosítás ► a karosszériaüzem minıségbiztosítása által bevizsgált és minısített mérethelyes alkatrész ► jármőgyártó telephely présüzeme átlal kiállított végátvételi jegyzıkönyv (folyamatbiztos szeriagyártás) ► Határminta: egy olyan munkadarab, amely a késıbbi szériagyártás során mint etalon fog szolgálni a szemrevételezéssel történı ellenırzéshez. (pl. ráncosodás, felületi benyomódás, vágási sorja, stb.) ► Próbagyártás: a vevı által a megrendeléskor elıírt, általában többmőszakos termelésnek megfelelı mennyiség legyártása a szerszám meghibásodása nélkül
1. Projekt kezdete 2.Konstrukció 3. Beszerzés 4. Szerszámgyártás 5. Minıségellenırzés és végátvétel A - 3D mérés, B – Átvételi kritériumok 29
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás Tartalom ►
A Business Unit általános bemutatása
►
A lemezalakító szerszámok gyártási folyamata
►
A jövı kihívásai a szerszámgyártásban
30
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás A jövı kihívásai a szerszámgyártásban Károsanyag kibocsátás
Kényelem
A gyártás energiaigénye Gyártási idı Fogyasztás
31
Kubik József, 20.04.2010
Gyártási költségek
Biztonság
Formavilág
Menetdinamika
Business Unit Szerszámgyártás A jövı kihívásai a szerszámgyártásban (Szimuláció) Kisebb súly nagyobb szilárdság ? alternatív anyagok és módszerek ► A jelenlegi szimulációk sok esetben még mindig csak megközelítıleg képesek visszaadni a valóságot. ► A szimuláció döntı jelentıségő lehet a gyártási idı- és az energiaigény tekintetében. ► A szimulációs eredményt befolyásoló tényezık ► SW-minıség (Autoform, MSC.MARC, LS-Dyna) ► SW által használt határalakváltozási görbék ► a bedolgozó lemezek minısége, azok jellemzıinek eltérése (akár tőrésen belül is) a névleges értékektıl ► a bedolgozás és a gyártás során használt kenıanyag minısége és mennyisége ► technológia fegyelem ill. gyártási pontosság: mennyire tér el a szerszám a szimulációban használt modelltıl
32
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás A jövı kihívásai a szerszámgyártásban (Nagyszilárdságú anyagok)
Kisebb súly nagyobb szilárdság ? alternatív anyagok és módszerek
► Súlytakarékosabb szerkezet: feltétele a nagyobb szilárdságú alkotóelemek használata pl. a melegen alakított, nagyszilárdságú acél anyagok (hőtés után akár 1500 MPa fölötti szakítószilárdság (elıtte 500-700 MPa)) (MBW 1500: C 0,25%, Si 0,40%, Mn 1,40%, P 0,025%, S 0,01%, Cr+Mo 0,50%, B 0,0050%) ► Kisebb súlyú anyagok használata: ► a kevésbé terhelt pontokon lehet kiváltani elsısorban az acél alkotóelemeket ► jellemzıen Al-ötvözetek, a jövıben várhatóan egyre inkább a Mg-ötvözetek 33
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás A jövı kihívásai a szerszámgyártásban (Melegalakítás) Kisebb súly nagyobb szilárdság ? alternatív anyagok és módszerek ► Az elemek hımérsékletét a gyártási folyamatban tudatosan és célzottan vezérlik a kívánt szilárdsági tulajdonságok elérése érdekében ►
Direkt melegalakítási folyamat: a terítéket 900 °C fölé hevítik, h ın tartják (ausztenites szövetszerkezet) a lemezalakító szerszámban végleges formára préselik és lehőtik (martenzites szövetszerkezet) vágási operációk
►
Indirekt melegalakítási folyamat: hagyományos húzás és vágás a kész munkadarab hevítése több lécsıben 900 °C fölé nyomás alatt présszerszámban visszahőtés kb. 200 °C-ig visszahőtés szobahımérsékletig
►
Nehézségek: edzett alaktrész vágása a direkt folyamatban; mérettartás (elsısorban az indirekt folyamatban); szerszámhőtés megoldása (hőtıcsatronák, hőtıközeg, tömítettség); a szerszám hımérséklet-változásból eredı méretváltozása; a hımérséklet kenıanyagra gyakorolt hatása
34
Kubik József, 20.04.2010
Business Unit Szerszámgyártás A jövı kihívásai a szerszámgyártásban (Intelligens szerszám) Kisebb súly nagyobb szilárdság ? alternatív anyagok és módszerek
► Célja a gyártási idı (bedolgozás) lerövidítése, a prések közötti különbségekbıl adódó módosítások kiküszöbölése, valamint a szériagyártásban a szerszámban bekövetkezı változások visszakövethetıségének biztosítása. ► Az erıeloszlásnak ill. a teríték befutásnak szenzoros érzékelése a bélyegben és a ráncfogóban ► Folyamatos és automatikus húzósegédállítás a matrica és a ráncfogó között a szenzorok által mért paramétereknek megfelelıen (akár a lemezvastagság vagy a kenés változásának kiegyenlítésére is) ► Távdiagnózis, melynek során a szerszámgyártó akár távolból is nyomon követheti a legfontosabb gyártási paramétereket, lehetısége van egy esetleges problémára reagálni ill. arra felkészülni
35
Kubik József, 20.04.2010
Köszönöm a figyelmet! Danke für die Aufmerksamkeit!
36
Kubik József, 20.04.2010
