Prof. Dr. Dudás Illés Gépgyártástechnológia I

Prof. Dr. Dudás Illés Gépgyártástechnológia I. A gépgyártástechnológia alapjai

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet

Kötelező Irodalom Dudás Illés: Gépgyártástechnológia I., A gépgyártástechnológia alapjai. Műszaki Könyvkiadó, 2007.p.583 ISBN 963 16 4030 2

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Ajánlott Irodalom • • • • • • • • • • • • •

Bálint Lajos: A forgácsoló megmunkálás tervezése. Mk. Bp. 1967. Dudás I.:Gépgyártás-technológia II. Forgácsoláselmélet, technológiai tervezés alapjai; Müszaki kiadó, Budapest, 2007. ISBN 978-963-16-6003-6 Dudás I.: Gépgyártástechnológia III. A. Megmunkáló eljárások és szerszámai. B. Fogazott alkatrészek gyártása és szerszámaik; Egyetemi tankönyv., Műszaki Kiadó, 2011., p538, ISBN 978-963-16-6531-4 Horváth, M., Markos, S. Gépgyártástechnológia.. Műegyetemi Kiadó, Budapest, 1995. Gépgyártástechnológia alapjai I., példatár és segédlet. Szerkesztette: Gyáni Károly, Tankönyvkiadó, Bp. 1981. Kalpakjian, S.: Manufacturing Engineering and Technology., Addison-Wesley Publishing Company, 1989. König, W.: Fertigungsverfahren Band 1, Drehen, Fräsen, Bohren, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1981. 372 old. König, W.: Fertigungsverfahren Band 2, Schleifen, Honen, Läppen, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1980. 318 old. König, W.: Fertigungsverfahren Band 3,Abtragen, VDI-Vertag GmbH, Düsseldorf, 1981. 310 old. Preger K. T. – Paucksch E.: Zerspanntechnik Vieweg u., Sochn. Braunschweig/Wiesbaden, 1982. p.192 Spanende Fertigung 1. Ausgabe. Herausgeber: K. Weinert, Vulhan-Verlag Essen, 1994. Tönshoff H. K.. Spannen.Springer-Verlag.Berlin…Budapest ,1995. Niebel B. W.-Draper A. B. –WYSK R. A.: Modern Manufacturing Process Engineering. . Megraw-Hill Publishing Campany, 1989


BEVEZETÉS A mai ipari termelési viszonyok között bármely - a társadalom számára szükséges - termék előállítása kiterjedt és gondos gazdasági, műszaki, szervezési előkészítést igényel. Ez feltételezi: • a termék iránti igény felmérését • a termék konstrukciós megtervezését • a gyártmány alkatrészei előállításának, az alkatrészek összeszerelésének, az ellenőrzésnek, a csomagolásnak a megtervezését • a megvalósításhoz szükséges gépi berendezések, készülékek, szerszámok, mérőeszközök kiválasztását, vagy megtervezését. E két utóbbi feladatsor többsége gyártástervezéssel oldható meg. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.ÁLTALÁNOS ALAPFOGALMAK Definiáljuk mindenek előtt, hogy gépgyártástechnológia fogalma alatt?

mit

is

értünk

a

A technológia a technikai tudományoknak az a része, amely nyersanyagok sajátosságaival, továbbá azoknak az elveknek, törvényszerűségeknek, eljárásoknak, eszközöknek és gépeknek a vizsgálatával, ismertetésével foglalkozik, amelyek a nyersanyagok átalakításához, feldolgozásához szükségesek a termék létrehozása érdekében. Ha a technológia az anyagok gyári feldolgozására vonatkozik: gyártástechnológiáról, és ha a gyártás gépipari termék előállítására irányul gépgyártástechnológiáról van szó.


A gépgyártástechnológia a műszaki tudományoknak az a része, amely a gépek gyártásával kapcsolatos ismereteket foglalja magába. főbb témakörei: • a nyersanyagok • a gyártási eljárások lényege • szerszámok szerkesztése és alkalmazási lehetőségei • szerszámgépek alkalmazása • a gépipari mérőeszközök ismerete és használata; • gyártóeszközök (pl. készülékek) ismerete • a különféle gyártórendszerek kialakítása, szervezése és üzemeltetése; • alapvető üzemszervezési ismeretek; • folyamat megtervezése • a gyártmányok minőségének tartós és megbízható biztosítása.


A gépgyártástechnológia alapvető célja az előgyártmányok – általában kohászati végtermékek termelékeny és hatékony feldolgozása, üzemszerű használatra alkalmas gépipari gyártmányokká. 1.1. A gyártmány részei és jellemzői A gyártmány, gyártás terméke egy, vagy akár több darabból is állhat.


A gyártmány felépítésében érvényesíteni kell:

• az alkatrészek nyilvántarthatóságát, azonosítási lehetőségét; • a munkamegosztás és az együttműködés kialakíthatóságát; • az összeépítés (kezelés) és karbantartás technológiai követelményeit; • a teljes előállításhoz szükséges idő, az átfutási idő legkisebb értékűre szoríthatóságát, a legkisebb ráfordítás mértékét; • a gyártmány ... (pl.: autó); • a szerkezeti egység (pl.: hajtómű, motor + sebességváltó, stb.); • a főcsoport ... (pl.: sebességváltómű); • az alcsoport ... (pl.: kapcsoló mechanizmus); • az alkatrész ... (pl.: tárcsa).


1.1. ábra A gyártmány struktúrája, családfa


3,2

1,5x45°

M80x2 Mindkét végén központfurat

38

0

76.5 -0.5

MSZ 3999,05 szerint

4

0.63

R1

Ø77

10

84

0,01 B

+0,3 0

Ø80 j6

0.63

Ø90 k5

B

R2 30

°

109

50

Ø110

R5 Ø62 R5

30°

Axiális metszet M2:1

Ø102

1.2. ábra Az alak-, méret- és tulajdonság-előírások az alkatrész műhelyrajzán

`27,5``

22°01`27,5` `

436±0,1

180

0,01 A B

22°01

818

0.2 30°

 ax 6 =3

R5

Ø62

Ø62,4

R5

Ø84 55,5

30

°

0.4 R1 Ø85 h7

1x45°

50

40

115

+0,5 0

0.8

0

227±0,2

0,01 A

R1

Ø90 m5

78 -0.3

A

45

62

70

Ø110

R0,6

24 P9

M16

24 P9 Ø85 h7 Ø90 m5 Ø90 k5 Ø80 j6

Méret:

-0.022 -0.074 0 -0.035 +0.028 +0.013 +0.018 +0.003 +0.012 -0.007

Tûrés:

Tervezõ:

Dudás Illés

Ellenõr

Varga

Csigafelület 0.8 mm mélyen cementálva. Edzve HRC= 58 ±3 Megn.:

Osztályvezetõ Garamvölgyi T. Dátum:

DIGÉP 1972. 04. 12.

R.sz:

Ívelt profilú csiga

z1=2

m=9

i=25,5

67-8C02-70

Anyag:

BC 4

Tömeg:

61 kg


Az alkatrészek pontosságára vonatkozó előírások szoros kapcsolatban vannak a gyártási költségekkel. A szerkesztőnek csak a feltétlenül szükséges és indokolt tűréseket szabad előírni.

1.3. ábra A tűrések szűkítése növeli a gyártási költségeket [83]


1.2. A konstrukciós és a technológiai tervező munka kapcsolata A technológia-fejlesztés beszélnünk.

terén

több

időszakaszról

kell

Az első időszakban az jelentette a problémát, hogy az új konstrukciót technológiailag létre lehet-e hozni. A gazdaságossági vizsgálat: • igényli-e az adott termékeket, • elfogadja-e a vállalat ráfordításait (költségeit) és a • szállítási határidőket,


A gyártás tervezőinek és irányítóinak tisztában kell lenniük a gyártmánytervezés folyamatával • Az első szakaszban elkészül az előtanulmány, (teljesítmény, a darabszám, az előállításra rendelkezésre álló idő,) • A második szakaszban kell kialakítani a koncepciót • A harmadik fázisban dolgozzák ki az előtervet. • A negyedik szakaszban folyik a kiviteli tervezés. 1.3. A gyártási folyamat és a fontosabb kapcsolódó alapfogalmak A gyártási rendszer is olyan rendszernek tekinthető, amelyben anyagi javak előállítása folyik. A rendszerbe anyag, energia, információ, munkaerő jut, környezetébe való kimeneten - értéket és használati értéket jelentő - termékben, nyereségben realizálódik. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.4. ábra A technológiai folyamat-rendszer kapcsolatai


Az 1.4. ábra szerinti jelölések értelmezése az alábbiak szerinti: k1 - nyers- és segédanyagok k2 - energia k3 - gyártóberendezések k4 - élőmunka Ezek (k1-k4) a gyártás anyagi ellátásának, folyamatát jelentik. k5 - információk Ez (k1-k5) a gyártás konstrukciós és technológiai előkészítését jelenti. k6 - A TF végtermékének felhasználása k7 - a hulladékanyagok kezelése k8 - a hulladékenergia k9 - ellenőrzés k10 végtermékek ellenőrzés Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Az anyagi folyamatok, a gyártási folyamat azon részei, amelyek közvetlenül kapcsolatosak a gyártás tárgya geometriai, fizikai, kémiai, stb. tulajdonságainak a megváltoztatásával - az állapothatározók kedvező irányú alakításával kiegészítő folyamatokkal biztosítása. Technológiai folyamat, a gyártás tárgyának tulajdonságai változnak. Az információs folyamatok hordozzák folyamatokhoz szükséges adatokat.


az

anyagi

A gyártási folyamat részei: • a technológiai folyamat, • a megmunkálási (gyártási) szakasz, • a művelet, • a műveletelem-csoport, • a műveletelem, • a fogás, • a mozdulat. A gyártási rendszer építőelemei: • a gyártócella, • a megmunkálóközpont, • a szerszámgép, • a munkahely,


6.3

1. Darabolás

3.2

2. Véglemarás központfúrás

3.2 p 3

3. Nagyoló esztergálás egyik oldalon

3.2 p 3

4. Nagyoló esztergálás másik oldalon

5. Hõkezelés, normalizálás 1.6

6. Menetfelület marása köszörülési ráhagyással

0.4

7. Nagyoló menetköszörülés 8. Cementálás


1.5.a. ábra A technológiai folyamat egységei a műveletek

1.6

9. Simító esztergálás egyik oldalról

1.6

10. Simító esztergálás másik oldalról

1.6

11. Horonymarás

3.2

12. Fúrás, menetfúrás

3.2

13. Edzés

14. Palástköszörülés

0.4

15. Simító menetköszörülés

Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés 16. Végellenõrzés

1.5.b. ábra A technológiai folyamat egységei a műveletek

• az anyagi vagy másként technológiai folyamat: alak-, a méret-, a helyzet- és egyéb tulajdonság-előírások változnak

• a művelet-csoport: a technológiai folyamat azon része, melynek eredményeként, a mukadarab felületei azonos állapotba kerülnek; • a művelet: a technológiai folyamat olyan önmagában befejezett része, amely külön megtervezhető, végrehajtható; rendszerint az egy munkahelyen elvégezhető alakítás jelent egy műveletet • a műveletelem-csoport: adott felületelem-csoport előállításához szükséges műveletelemek

• a műveletelem: a művelet még önálló része, amely lehet fő-, vagy mellékműveletelem. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.6. ábra A fogás értelmezése forgácsolásnál Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A gyártási rendszer-részek: a szerszámgép a munkahely a megmunkálóközpont a komplexgyártás a gyártócella a gyártórendszerben


1.7. ábra A gyártási folyamat logikai egységei


1.8.a. ábra A gyártási alrendszer - a gyártócella - fizikai elemei (SAIMP) Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

Forgástest megmunkáló cella (2 gépes) CNC eszterga (ERI - 250)

Robot (RB - 241)

CNC eszterga (EEN - 400)

CNC megmunkálóközpont (MK - 500)

3 koordinátás mérőgép (DEA)

y z

Munkadarab tároló

Raktár be vagy ki

Paletta cserélő

x

Munkadarab tároló

Robot kocsis, vagy más megoldású munkadarab, paletta szállítás

1.8.b. ábra Rugalmas gyártórendszer részlet (a Miskolci Egyetem Gépgyártástechnológiai Tanszékén megvalósult változat) Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.4. A gyártási folyamat jellege Egyedi gyártásban egyszerre csak egy vagy legfeljebb néhány darabot gyártunk. Sorozatgyártásban egyszerre több darabot gyártunk. Tömeggyártásban a gyártandó darabszám olyan nagy, hogy a gyártási folyamat megszakítás nélküli.


1.10. ábra A rugalmas gyártócella funkciói (GEORG FISCHER) Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.11. ábra Példa a komplett megmunkálásra, a munkadarab egy felfogással, áthelyezéssel készre lett gyártva Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.5. A gyártás gazdaságossága közvetlen gyártási költség-típusok: anyagköltség, bérköltség, rezsiköltség, gépköltség, készülékköltség, Szerszámköltség. Az optimális előgyártmány Az előgyártmány ára (Kegy), az alkatrészgyártás (Kagy) és a szerelés (Ksz) együttes költségei legyenek a legkisebbek, azaz

K gy  K egy  K agy  K sz  min Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.5.1. A normaidő

A normaidő struktúrája normaidő tn, MUNKAIDŐ

ELŐKÉSZ. - BEFEJ. IDŐ te

DARABIDŐ td

ALAPIDŐ tda

FŐIDŐ tf

GÉPI tfg

PÓTLÉKOK

MELLÉKIDŐ tm

KÉZI tfk

GÉPI tmg

MUNKAHELYI KISZOLG. IDŐ tk

KÉZI tmk

MŰSZAKI tkm

SZERVEZ. tksz

1.12. ábra A munkaidő általános tagozódása


PIHENÉSI ÉS T. SZÜKS. IDŐ tp

Az előkészületi-befejezési idő (te)

1.13. ábra A munkadarab gyártási idejének csökkenése a sorozat növekedésével


A darabidő (td) annyiszor ismétlődik, ahány munkadarabon kell elvégezni a kérdéses munkát. A darabidő a művelet teljes elkészítésének ideje - az előkészületi időt kivéve. A darabidő összetevődik: az alapidőből, a munkahely kiszolgálására szükséges időből, továbbá a pihenésre és természetes szükségletekre fordított időből. Az alapidő (tda) a művelet idejének legnagyobb része és szükséges a munkafolyamat zavartalan elvégzéséhez, tehát nem tartalmazza a munkával járó pótlékolások idejét. Az alapidő fő- (technológiai) és mellékidőből tevődik össze. A főidő (tf) az alapidőnek az a része, amely alatt közvetlenül a munkadarabon alakítás történik. A főidő lehet gépi főidő (tfg) vagy kézi főidő (tfk).


A mellékidő (tm) az alapidőnek az a része, amely csak közvetve szükséges a kitűzött feladat elvégzéséhez és a főidőnek állandó szükséges kísérője, tehát darabonként, vagy több darabonként szabályszerűen ismétlődik. A munkahelykiszolgálási idő (tk) az az idő, amelyet a munkás a munkahely gondozására és üzemkész állapotban tartására fordít. Szükségessége rendszeresen vagy rendszertelenül jelentkezik és lehet műszaki vagy szervezési kiszolgálási idő. A munkahely műszaki kiszolgálási ideje (tkm) szükséges a munkahelyen előforduló műszaki természetű, az alapidő fogalmán kívül eső kisegítő tevékenységek elvégzésére mint pl.: eltompult szerszám kicserélése, köszörűkorong utánszabályozása, a gépek utánállítása, a forgács-, reve eltávolítása stb. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A pihenésre és természetes szükségletekre fordított idő (tp) az az idő, amellyel a fő- és mellékidőt növeljük, hogy a munka elvégzéséből eredő normálisnál nagyobb fáradást a dolgozó a műszak alatt kipihenhesse, valamint azért, hogy a műszak alatt természetes szükségleteit elvégezhesse. Az időnorma kiszámításának képlete A darabidő legáltalánosabb matematikai kifejezése: td = tf + tm + tksz + tkm + tp

(1.7)

A műveletelemek és a műveletek időtartamának megállapítása Az időértékek megállapítása számítással

L L t fg  i  vagy t fg  i  n f vf


(1.10)

1.5.2. Az időelemek csökkentésének módszereiről Így lehetséges: • a fogások számának csökkentése, • az előtolás, illetve a fordulatszám növelése • a műveletelemcsoportok átfedett összevonása A mellékidő-elemek csökkentése: • automatikus munkadarab adagolás • a szerszám pozicionálási idők csökkentése


1.5.3. A gyártási költség összetevői Költségszámítás Valamely alkatrész előállítási önköltsége (K), ha az alkatrész előállításához szükséges összes művelet száma z, i pedig valamely műveletet jelölő indexjel (i=1, …, z).

1.14. ábra A gazdaságos eljárás megválasztása a kritikus darabszám alapján Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

A sorozat nagyságát tehát az önköltség optimális nagyságának a beállításához csak addig szabad növelni, amíg az anyag és munka felhalmozásából eredő veszteség nem haladja meg a darabszám növelésével keletkező megtakarítást.


1.6. Tendenciák a gépgyártástechnológia fejlesztésében

1.15. ábra A gyártástechnológia fejlődésének tendenciája


1.16. ábra Gépkihasználás jellemzői [103]


1.17. ábra A gépgyártástechnológia és más tudományterületek kapcsolata Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

1.7. A szakterület fejlődési irányait a következő struktúrában célszerű áttekinteni. Az alábbi áttekintés nem tartozik az alapok tárgyon belüli ismerethez. Mégis szükségesnek tartjuk felvetni a Gépgyártástechnológia fejlődésének irányait e helyen is, hogy a szakterület fejlődési irányait egy rendszerbe foglalva lássuk. A sorozat későbbi köteteiben természetesen ezen ismeretek megjelennek [82], [83].


1. Szerszámgép fejlesztés főbb irányzatai 2. Fejlesztési tendenciák a gépgyártástechnológiában 2.1. A gépgyártástechnológia fejlesztésének általános tendenciái 2.1.1. Mikrorendszertechnika 2.1.2. Rapid-prototyping eljárás 2.1.3. Near-net-shape technológia 2.1.4. Műszaki fejlődés „új” konstrukciós anyagokkal és „nagy”pontossággal 2.1.4.1. Nagyteljesítményű kerámia 2.1.4.2. Ultraprecíziós technika 2.1.4.2.1. Duktilis anyagok ultraprecíziós megmunkálása 2.1.4.2.2. Rideg anyagok ultraprecíziós megmunkálása 2.1.5. Lézertechnológia 2.1.6. Környezetbarát technológia Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés

2.2. A forgácsolás fejlődési iránya 2.2.1. A gépgyártástechnológia fejlődése 2.2.2. Az intenzitás növelése számítógép alkalmazásával 3.A munkadarab-szerszám kapcsolatában bekövetkezett fejlesztési területek 4.Termelést befolyásoló új tényezők hatása, gyártórendszerek fejlődése 5. Minőségbiztosítás


1.18. ábra A minőségszemlélet fejlődése


Prof. Dr. Dudás Illés Gépgyártástechnológia I

Recommend Documents