Technológiailag helyes tervezés

Átírás

1 1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata Technológiailag helyes tervezés 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 A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata 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, vagy o új feladat megoldására. illesztett konstrukció: ismert rendszer illesztése a meglévő korlátok átlépése érdekében megváltozott feladat megoldására (változatlan megoldási elv mellett). variációs konstrukció: a nagyság és/vagy elrendezés változtatása egy előre elképzelt rendszer határain belül. A működési és megoldási elv változatlan marad A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata 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

2 1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata A konstrukcióval szemben támasztott követelmények: munkavédelem: - ergonómiailag jól kezelhető - egészségre káros hatása nincs - minimális balesetveszély TECHNOLÓGIA: - gazdaságosan gyártható - az előírt minőségi követelményeknek megfelel Ez utóbbi szempontnak való megfelelés, követelményeinek megfogalmazása a tárgy oktatásának célja. 1. A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata A technológiailag helyes (gyártáshelyes) tervezés bizonyos szempontok figyelembevételét jelenti, amelyek kihatnak: a gyártási folyamattal összefüggő költségekre, a gyártási időkre, a gyártással befolyásolható minőségi jellemzők színvonalára. A konstrukció megítélésének : KONSTRUKCIÓ megfelelőség műszaki megítélési szempont gazdasági technológiai gyárthatóság költségigény kereskedelmi használhatóság (élettartam, megbízhatóság, hatásfok, stb.) piacképesség (esztétika, tartalék alkatrészek, javító szolgálat, stb.) A konstrukció és a technológiailag helyes tervezés kapcsolata Technológiailag helyes konstrukció: megfelel a gyártás műszaki feltételeinek, üzemgazdasági szempontból optimális. A tervezéssel szemben támasztott követelmények komplex hatása miatt a tervezési folyamat iterációs jellegű. A tervezés vezérelve az állandóan visszatérő ellenőrzés és felülvizsgálat, minden tervezési fázisban. 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.) 7 8

3 2. Tervezési lépések (fázisok) sorrendje 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 2. Tervezési lépések (fázisok) sorrendje A tervezési vezérelvnek megfelelő tervezési lépések (fázisok) sorrendjének rövid összefoglalása: költségek (Az előírt költségszint alatt van-e? Várható-e járulékos üzemeltetésivagy mellékköltség?) határidő (Tartható-e? Csökkenthető-e?) A megfelelő konstrukció létrehozásához a tervezés alapszabályai szolgálnak útmutatásul: egyértelműség egyszerűség biztonság Ezen alapszabályok minden tervezési lépésnél történő betartásával jó esélyünk van a megvalósíthatóságra, a kielégítő megoldás megtalálására A gyártástechnológia kiválasztása 3. A gyártástechnológia megválasztásának A tervezési lépések megvalósításánál kiemelkedő szerepű a gyártás figyelembe vétele. A konstruktőrnek ismernie kell az egyes technológiai folyamatok legfontosabb jellemzőit, sajátosságait. Ezek ismeretében lehetséges a konstrukciót, annak egyes elemeit, alkatrészeit technológusi szemlélettel kialakítani. A megvalósításra szóba jöhető változatok közül a megfelelő kiválasztására az alábbi szempontokat kell figyelembe venni: a) a szerkezet anyaga b) a gyártmány ill. alkatrész darabszáma (a gyártás tömegszerűsége) c) meglévő eszközök, berendezések (technikai feltételek) d) tipizáltság e) alkatrész jellemzők 11 a) a szerkezet anyaga A tervezés első szakaszában a működési szerep, szerkezettani feladat függvényében, az anyagminőségek mechanikai, kémiai, hőtani, villamos, optikai, mágneses, stb. tulajdonságait alapul véve választhatunk. A tulajdonságok változhatnak a gyártási folyamat során! (pl. hegesztés: ötvöződés, szemcsedurvulás hidegalakítás: ridegedés, maradó feszültség) 12

4 3. A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának a) a szerkezet anyaga A technológia visszahat az anyagválasztásra, fontos itt is az iteratív tervezés! (pl. öntés öntöttvas: nem hegeszthető, nem kovácsolható hőkezelés kis C% acél: nem nemesíthető nagy C% acél: nem betét edzhető, nem ajánlott hegeszteni forgácsolás edzett acél HRC>50: forgácsolási problémák) Nemcsak az alapanyagok, hanem a belőlük készített előgyártmányok (félgyártmányok) ismerete is lényeges: idomok lemezek rudak fajtái, méretei, tűrései, árai (költségek!) csövek stb. b) a gyártás tömegszerűsége (gyártmány ill. alkatrész darabszáma) Pontosabb kifejezés a gyártás tömegszerűsége, mert ennek függvényében változik a technológiai berendezés, szerszámozás, készülékezés, szakképzettség igény, előgyártmány fajtája, méretei, stb. A tömegszerűség alapján általában 3 féle gyártási módot különböztetünk meg: egyedi és kissorozat gyártás o egyetemes gépek, szakmunkások o szerszámozás, készülékezés, gépesítés általában nem gazdaságos (kissorozat gyártásnál esetleg kismértékű szerszámozás) sorozat gyártás (közép- és nagysorozat) o termelékeny technológiai berendezések, betanított munkások o nagymértékű szerszámozás, készülékezés A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának b) a gyártás tömegszerűsége (gyártmány ill. alkatrész darabszáma) tömeggyártás o célnak megfelelően tervezett, nagy termelékenységű automata berendezések (kezelő nélkül) o teljes mértékű szerszámozás, készülékezés o az anyagminőség állandósága, az előgyártmányok méreteinek, tűréseinek, szállítási állapotának állandósága, megszigorítása jellemző követelmény költségnövelő hatás! Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák: egyedi és kissorozat gyártás műhely rendszerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák o hegesztés (esetleg öntés, kézi formázással) o kézi (szabad) kovácsolás 15 Az egyes gyártási módoknál alkalmazható jellemző technológiák: sorozat gyártás csoport rendszerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák (NC gépeken is) o hegesztés o öntés (gépi formázás) o süllyesztékes kovácsolás o kivágás, lyukasztás o műanyag fröccsöntés Tömeggyártás folyam szerű gyártórendszer o forgácsoló technológiák automata gépeken, célgépeken o hegesztés robotokkal v. célgépekkel o öntés (nyomásos, precíziós, kokilla) o hideg-képlékeny alakítások o műanyag fröccsöntés, sajtolás o porkohászat 16

5 3. A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának c) meglévő eszközök, berendezések (technikai feltételek) Elsősorban az egyedi és kissorozat gyártásban befolyásolja a tervezést, a konstrukció kialakítását, de a többi esetben is célszerű felülvizsgálatot és gazdaságossági elemzést végezni, illetve ismerni kell a kooperációs lehetőségeket is. A szóba jöhető technológiák, technológiai változatok közül azt kell választani, illetve a tervezést annak figyelembevételével elvégezni, amelyhez biztosítottak az eszközök. A meglévő eszközök korlátozhatják az egyes alkatrészek: méreteit, tömegét, pontosságát, stb. Ha a meglévő eszközök nem alkalmasak a gyártásra, akkor vagy a beszerzésre kerülő eszközök korlátait, vagy a kooperációs lehetőségeket kell figyelembe venni. 17 d) tipizáltság A tipizáltságon belül az alkatrészek, ill. az előgyártmányok tipizáltságát vizsgálhatjuk. Alkatrészek tipizáltsága o gyártott alkatrész egyedi tervezésű alkatrész tipizált, visszatérő, ismételten felhasználható alkatrészek kereskedelemben nem kapható szabványos alkatrészek o vásárolt alkatrész (kereskedelmi áru) szabványos nem szabványos A legtöbb tervezési feladat az egyedi tervezésű, új alkatrészeknél jelentkezik. Célszerű az egyes csoportok között a megfelelő arányt kialakítani, illetve a gyártott alkatrészeknél a tipizáltakat előnyben részesíteni A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának d) tipizáltság A tipizált alkatrészek alkalmazását elősegítő módszerek: családelv o azonos alapelgondolás o azonos alapszerkezet (pl. villanymotorcsalád) építőszekrény elv o azonos elemek o különböző szerkezet (pl. teherautó változatok: szekrényes, platós, darus, stb.) csoporttechnológia o hasonló alkatrészek összevont gyártása (Mitrofanov módszer, Group Technology) Mindegyik módszer tulajdonképpen tömegszerűség növelő hatású. d) tipizáltság Előgyártmányok tipizáltsága Raktár gazdálkodási, beszerzési költségek, stb. csökkentése érdekében célszerű: az anyagminőségek az előgyártmányok fajtái az előgyártmányok méretei választékának ésszerű korlátok közé szorítása. Ésszerű határok közé csökkenthető ezáltal az alkalmazható technológiai folyamatok száma

6 3. A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának e) Alkatrész jellemzők alak o egyszerű alak forgácsolás hegesztés kovácsolás (szabad-, süllyesztékes kovácsolás) hideg-képlékeny alakító technológiák kivágás lyukasztás mélyhúzás folyatás zömítés műanyag sajtolás porkohászat fémnyomás e) Alkatrész jellemzők alak o tagolt alak forgácsolás hegesztés süllyesztékes kovácsolás öntés hideg-képlékeny alakító technológiák (egyszerű alakokra lebontva) kivágás lyukasztás műanyag sajtolás, fröccsöntés porkohászat A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának e) Alkatrész jellemzők e) Alkatrész jellemzők alak o nagyon tagolt alak forgácsolás hegesztés öntés műanyag fröccsöntés porkohászat 23 tömeg 0,5 0, Forgácsolás (+) Hegesztés Kovácsolás kézi süllyesztékes (+) automata + (+) Öntés, hagyományos precíziós + (+) nyomásos + + (+) kokilla (+) Hegesztés+kovácsolás+öntés + + Hidegalakítás + (+) Műanyag technológiák + + (+) Porkohászat + (+) 24

7 3. A gyártástechnológia megválasztásának 3. A gyártástechnológia megválasztásának e) Alkatrész jellemzők méretek o az alkalmazható technológiai eljárások ill. szerszámgépek korlátainak figyelembe vétele o mérethálózat felépítése a technológiák sajátosságai szerint pontosság, érdesség o egyértelmű előírások ismeretében lehet kiválasztani a technológiát o összhang a pontosság és érdesség között o az előírások betarthatósága Általános követelmények a gyártástechnológiák kiválasztásánál a 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 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 Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek: 2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés) technológiai helyességi mutatók o alapmutatók a gyártmány gyártási munkaigényessége T gy a gyártmány technológiai önköltsége a konstrukció technológiai helyességi szintje a gyártási o munkaigényesség szerint a konstrukció technológiai helyességi szintje a technológiai önköltség szerint kiegészítő műszaki-gazdasági mutatók munkaigényességi mutatók a gyártási folyamat relatív munkaigényessége megmunkálási eljárások szerint a műszaki karbantartás relatív munkaigényessége a gyártmány javításának relatív munkaigényessége a gyártmány fajlagos gyártási munkaigényessége K Tgy K Ct C gy Tgy = T Ct = C gy, b tb, 28

8 4. Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során o kiegészítő műszaki-gazdasági mutatók önköltségi mutatók a műszaki karbantartás relatív önköltsége a gyártmány javításának relatív önköltsége a gyártmány fajlagos technológiai önköltsége o kiegészítő műszaki mutatók konstrukciós egységesítési mutatók technológiai folyamat-egységesítési mutató (típustechnológia) anyag-felhasználási mutatók megmunkálási mutatók (IT, Ra) szerelhetőségi tényező A mutatószámok egyik része abszolút, másik része relatív értékű. Alkalmazhatók külön-külön, ill. valamilyen módon súlyozott átlagszámítás szerint. Minősíthetők az egyes konstrukciós változatok egymáshoz, egy korábbi bázishoz vagy a konkurencia hasonló termékéhez viszonyítva történő technológiai helyesség megállapításhoz Technológiai és gazdaságossági vizsgálatok a tervezés során Az elemzések, zsűrizések során alkalmazható módszerek: 2. Mutatószámok képzésén alapuló módszer (mennyiségi zsűrizés) Értékelemzés Funkció- és költségelemzésen alapuló módszer, teamtevékenység kifejtése mellett. Az értékelemzés fontos feladata, hogy a gyártáshelyes szerkezetet olcsó technológiával alakítson ki, ill. hogy ezt elősegítse. DFMA módszer Gyártásra és Szerelésre való Tervezés módszere (Design for Manufacturing and Assembly). A számítógépes rendszer a termék önköltség csökkentésének, gyártás- és szereléshelyességének és áttervezésének legújabb módszere Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai Forgácsolt alkatrészek jellemzői geometriai 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) Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai Forgácsolt alkatrészek jellemzői fizikai tulajdonságok a forgácsolási alakváltozás következményei o forgácsolási felkeményedés o maradó feszültségek felület minősége (érdesség + határréteg tulajdonságai) 5.1. A forgácsoló eljárások alkalmazásának feltételei A forgácsoló eljárásokkal különböző 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

9 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai Alkatrészek gazdaságos forgácsolásának feltételei műhelyrajz Konstruktőr (K) jól forgácsolható anyag K éltartam, felületi minőség, pontosság, erő, forgács alakja és törése megfelelő szerszámgép Technológus (T), [K] alkatrész terjedelem, tömeg, pontosság megfelelő készülék T, (K) befogási lehetőség, megmunkálható felületek megfelelő szerszámt, (K) gazdaságos forgácsolási viszonyok T Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 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) Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai Tervezési szempontok a bázisokra bázis azonosság (SZB TB) Ha nem teljesül bázisválasztási hiba bázisméret szóródása (hibája) a SZB és a TB közötti távolság hibája α =120 a α T.B. F.B. n h Bm m SzB. (m) Bh Bn Sz.B. (n) Sz.B. (h) Sz.B. (m) D/2 T 1 = + δ = + α sin 2 α sin 2 2 D/2 T D 1 Bh = δ bh = α sin 2 α sin 2 2 D/2 T D 1 Bm = D/2 δ bm = 1 α sin 2 α sin 2 2 B = Ø δ = Ø D Bn D/2 bn 1 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 a ba Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 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

10 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek szimmetriával rendelkező alkatrészek mérethálózatának helyes felépítése 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.2. Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek láncszerű ill. koordináta rendszerű méretmegadás megfelelő alkalmazása mérhető, ill. egyszerűen mérhető méretek megadása csak annyi méretet kell és szabad megadni, amennyi az alkatrészt egyértelműen meghatározza R3 14: megadása fölösleges 13: megadása 32 helyett helytelen φ32 φ8 1x x Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai Méretek, mérethálózat felépítésével kapcsolatos tervezési irányelvek méretláncok kapcsolódásának vizsgálata Méretláncban lévő méretek: Tagok: - összetevők (legalább 2), zárótag (mindig 1, kiadódik). A zárótag névleges értéke Ø is lehet! (pl.: szerelt méretek fedés, játék) A méretláncok lehetnek: - sorosak: M 2 -M 3, - párhuzamosak: M 1 -M 2, - vegyes: M 1, M 2, M 3. LΔ3 L Δ1 M1 L Δ2 M 2 M Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei Minden méret, alak és helyzet hibákkal készül, tűrésekkel korlátozzuk ezek nagyságát. tűrések megadásának egyértelműsége szabványos illesztések előírása alak- és helyzettűrésekre is szabványos érték előírása szabad méretek tűrése (IT14) tűrések betarthatósága a funkció ellátásához szükséges max. tűrések alkalmazása a tűrést biztosító eljárás megfelelő megválasztása az előző műveletekről örökölt és a soron lévő művelet hibáinak elemzése obázisválasztási hibák meghatározása obázisválasztási hibák kiküszöbölése 40

11 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.3. Tűrésadatok, pontossági előírások tervezési irányelvei méret és alakpontosság tarthatósága megfelelő merevség belső feszültségek csökkentése (pl. hőkezelés) sorozaton belül gép, szerszám, készülék változatlansága Érdességi előírások tervezési irányelvei A 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/ Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.4. Érdességi előírások tervezési irányelvei az érdesség betarthatósága anyagminőség (simíthatóság, tükrösíthetőség) merevség az érdességet biztosító eljárás megfelelő megválasztása 5.5. Általános követelmények a forgácsolt alkatrészek tervezésénél a forgácsolás csökkentése (csak a feltétlenül szükséges felületeket forgácsoltassuk 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 Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei egyetemes eszterga alkalmazása kúpfelületek alkalmazásának kerülése, ill. egy mdb.-on belül azonos kúpszög (egy beállítás) 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei egyetemes eszterga alkalmazása beszúrások, rádiuszok egységesítése, a méretek illesztése a szerszámméretekhez menetesztergálásnál megfelelő kifutási út biztosítása (min. 2P, pl. beszúrással) alakos szerszámot lehetőleg ne alkalmazzunk 43 furatok kiesztergálása rövid szakaszon legyen 44

12 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei másoló eszterga alkalmazása a pontosságot a másolóidom pontossága határozza meg lépcsős, kúpos tengelyeknél már 10 darabos sorozat is gazdaságos lehet szerszámpálya korlátok figyelembe vétele (félkúpszög) 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei revolver-, automataeszterga alkalmazása az ütközőre végzett megmunkálás figyelembe vétele (pl. beszúrások elhagyhatók) menetmegmunkálást lehetőleg önnyíló menetkészítő szerszámnak megfelelően tervezzünk keresztirányú előtolás esetén alakos szerszámok használatára törekedjünk csoport-megmunkálási technológia alkalmazására megfelelő alakképzés Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.6. Esztergált alkatrészek szerkesztési irányelvei 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) 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei lehetőleg átmenő furatot tervezzünk zsákfuratok végződése legyen kúpos a furat tengelyére merőleges bekezdő és kifutó felület szükséges helyes kb. φ fele 47 48

13 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei egyoldalas fúrókilépést kerülni kell 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei metsződő furatok közötti távolság meghatározza a készítés módját szekrényszerű alkatrészeknél kisebb átmérőjű furatok ne fogjanak közre nagyobb átmérőjű furatot süllyesztett furatoknál a szerszámméretek figyelembe vétele kúpsüllyesztésnél megfelelő szerszámkifutási lehetőség d1 d2 d3 d 1< d 2 > d 3 49 helytelen helyes Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.7. Furatmegmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei kerülni kell a keskeny beszúrásokat a furatban 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei sík felületek megmunkálását tervezzük (alakos szerszám drága) a szerszám megfogás helyigényének biztosítása d: nem lehet akármilyen kicsi (fúrótokmány átmérõje!) sorozatgyártásnál a többlépcsős felületeket úgy tervezzük, hogy csoportmarással legyenek megmunkálhatóak A mélységek és szélességek a létező (beszerezhető) marók méreteinek megfelelően legyenek megválasztva

14 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei a marással előállítandó felületek lehetőleg egy síkban legyenek, (egyszeri szerszámbeállítás) 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei törekedni kell a tárcsamarók használatára az ujj- ill. a hosszlyukmarók helyett (termelékenyebb), megfelelő szerszámkifutással a megmunkált felület a befogási felülettel párhuzamos vagy arra merőleges legyen megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.8. Marással megmunkált alkatrészek szerkesztési irányelvei a hornyok tengelye legyen párhuzamos a mdb. tengelyével 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei hengeres felületek köszörülése vállak ne határolják a köszörülendő felületet (lökethatároló ütközők bizonytalansága) alakos felületek marásakor igazodjunk a szabványos szerszámméretekhez (szögek, rádiuszok, stb.) R>b/2! R=9 nincs! megfelelő szerszám-kifutást kell biztosítani R R10 b 55 56

15 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei hengeres felületek köszörülése 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) 3 5. Forgácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 5.9. Köszörült alkatrészek szerkesztési irányelvei hengeres felületek köszörülése 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 menesztõ rész (utólag levágják) Öntött alkatrészek tervezésének technológiai Az alkatrészek készítéséhez forma szükséges (azaz az alkatrész negatív alakja), melynek elkészítéséhez mintá(k)ra van szükség (azaz az alkatrész pozitív alakja) Öntvénygyártó eljárások Öntési eljárás Állandó forma Egyszeri forma Fém forma Nem fém forma Állandó minta Elvesző minta - forma öntés - pörgető öntés - folyamatos öntés - nyomásos öntés - forma öntés - pörgető öntés - folyamatos öntés - teljes minta - részminta (sablon forma) Kiolvasztható minta Prec. öntés Elgázosodó minta Műa. habos mintás eljárás Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.1. Öntvénygyártó eljárások Az egyes eljárások különböznek: méret, tömeg, minimális falvastagság, pontosság, tömegszerűség, formaanyag, megmunkálási ráhagyás, stb. tekintetében. Ezek ismeretében választhatja meg a konstruktőr a megfelelő öntési eljárást. 60

16 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 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 A szerkesztés irányelvei minta szempontjából o egyszerű alakú magokat és mintákat lehessen alkalmazni (egyenes vonalú, derékszögű, stb.) Az öntött szövet kialakulása miatt figyelembe kell venni a zsugorodást, s annak következményeit (fogyás, üregképződés, öntési feszültségek). o osztatlan, lehetőleg mag nélküli minta kialakítására kell törekedni (pl. nyitott keresztmetszetekkel) Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.3. A szerkesztés irányelvei forma szempontjából o az osztási síkból kiinduló, megfelelő formázási ferdeség tervezése 6.3. A szerkesztés irányelvei forma szempontjából o a magok elmozdulás-mentes elhelyezésének biztosítása (pl. magtámasz alkalmazása) o alámetszés elkerülése (a minta kiemelhető legyen) öntési eljárás szempontjából o az eljárásra jellemző minimális falvastagságok, méretek, tömegek, stb. figyelembe vétele 63 64

17 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.3. A szerkesztés irányelvei öntési eljárás szempontjából o vízszintes falak, a felöntés irányba szűkülő keresztmetszetek ne legyenek (gázbuborék, lunker képződés) 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.3. A szerkesztés irányelvei megmunkálás szempontjából o az osztósík helyes megválasztása az öntési sorja eltávolításának megkönnyítésére (egyszerű keresztmetszet az osztósíkban) o egyenletes falvastagságra, ill. fokozatos keresztmetszet átmenet kialakítására kell törekedni o megfelelő befogási és kiindulási bázisfelületek kialakítása Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.3. A szerkesztés irányelvei megmunkálás szempontjából o a műveletek számának csökkentése (felület összevonás, csoportosítás) 6.3. A szerkesztés irányelvei megmunkálás szempontjából o ferde megmunkálási felületek és ferde felületekre nem merőleges furatok ne legyenek o csak a szükséges felületek megmunkálása (tagolás) o a megmunkálandó felületek hozzáférhetők legyenek, megfelelő szerszám rá- és túlfutással 67 68

18 6. Öntött alkatrészek tervezésének technológiai 6.3. A szerkesztés irányelvei tisztíthatóság szempontjából (ezt igénylő eljárásoknál) o mageltávolítás megkönnyítése o az öntvény alakja segítse elő a tisztítást nyitott és egyenes felületek kialakítása szűk bemetszések, mélyedések elkerülése lehetőleg egy síkban elhelyezett sorja jó megfoghatóság (mozgatás céljából) Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 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! φ t valódi alakváltozás σ k /τ függvényében Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai A kovácsolással készült alkatrészeknél igen lényeges a rajzi előírások megfelelősége kovácsrajz Előírásokat szabványok tartalmaznak: MSZ szabadalakító kovácsolás (hozzáadások, tűrések) MSZ süllyesztékes kovácsolás (hozzáadások, tűrések) MSZ nyújtó kovácsológép (hozzáadások, tűrések) MSZ általános műszaki követelmények MSZ kovácsrajz általános előírások DIN kovácsolási tűrések 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

19 6. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 6.1. Kovácsoló eljárások Szabadalakító kovácsolás okézi kis tömegű alkatrészek ogépi lég- gőz- kalapácsok rugós- ejtő Kovácsoló eljárások Süllyesztékes kovácsolás kalapácsok lég kalapács gőz kalapács ellenütős kalapács sajtók mechanikus sajtó hidraulikus sajtó Egyéb eljárások nyújtó kovácsológépen kovács hengerlő gépen végzett alakítások Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.2. Anyagminőségek kovácsoláshoz Megfelelő szabványokból, az igénybevétel ismeretében választható acélok: o ötvözetlen acélok o közepesen- és magasan ötvözött szerszámacélok, o hőálló acélok o korrózióálló acélok réz és rézötvözetek alumínium és ötvözött alumínium 7.3. 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 75 76

20 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás szerszám szempontjából alámetszett felületek kerülése (a kovácsdarab kiemelhető legyen) 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás szerszám szempontjából kovácsolási ferdeség biztosítása (a kovácsdarab sérülésmentes kiemelése) Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás szerszám szempontjából az osztósík megfelelő elhelyezése (kisebbik magassági méretre merőleges, a magasság felénél) 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás szerszám szempontjából az osztósík ne legyen törtvonalú, az osztósíkbeli metszet könnyítse meg a sorja eltávolítást 79 80

21 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából törekedni kell a természetes anyag-zömülésnek megfelelő kialakításra 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából egyszerű, lehetőleg forgásszimmetrikus, kiugrásmentes alkatrész kialakításra törekedni Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából ne legyenek túlságosan vékony falak 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából nagy lekerekítéseket kell alkalmazni, kerülni a karcsú bordákat, a túl kicsi lyukakat 83 84

22 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából a hirtelen keresztmetszet változás, a túl mély üreg kedvezőtlen 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából mély, bödönformájú alkatrészeknél nem célszerű azonos osztósíkot alkalmazni a külső ill. a belső felületeknél Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás kovácsolás szempontjából bonyolult alakzat egy alakító üreggel nem alakítható ki, előalakítás szükséges: egy üreg, előalakítás nincs (egyszerű alkatrész) egy üreg, előalakítás szabad kovácsolással több üreg, egy gépen több üreg, több gépen 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás megmunkálás szempontjából az osztósík elhelyezése biztosítsa, hogy a sorja könnyen felismerhető és egyszerűen eltávolítható legyen 87 88

23 7. Kovácsolt alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 7.3. A szerkesztés irányelvei Süllyesztékes kovácsolás megmunkálás szempontjából a megmunkálandó felületek (főleg a szűk tűrésűek) határozottan különüljenek el a megmunkálatlanul maradóktól 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) Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai Kettős követelmény: szerkezetre gyakorolt hatások ridegtöréssel szembeni biztonság korrózióállóság Hibás tervezés következménye utólag nem javítható (új szerkezetet kell létrehozni!). A kettős követelmény teljesítéséhez az anyagminőségek hegeszthetőségének ismerete szükséges 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 91 92

24 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8.1. Hegesztő eljárások Ömlesztő hegesztés lánghegesztés villamos ívhegesztés védőgáz nélküli ívhegesztés védőgázas ívhegesztés AWI AFI CO 2, ill. kombinált fedettívű (fedőporos) hegesztés salakhegesztés elektronsugaras hegesztés lézersugaras hegesztés plazmasugaras hegesztés Anyagminőségek hegesztéshez C<0,35 % acél (jól hegeszthetők) könnyű és színesfémek esetenként fémkombinációk (pl. acél- és temperöntvény; acél és vörösréz, stb.) Lényeges a hegeszthetőség ismerete, mely sok tényező függvénye: vegyi összetétel hőkezeltségi állapot mechanikai kezelés (pl. hidegalakítás 3% fölött) alkalmazási körülmények: anyagvastagság varrat alak, elrendezés üzemi hőmérséklet korróziós igénybevétel hegesztés technológia Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8.2. Anyagminőségek hegesztéshez 8.3. A szerkesztés irányelvei A hegesztés kettős követelményének megfelelő anyagválasztás: helyi tulajdonságok repedésmentesség: a - hideg repedés: MSZ meleg repedés: a H kr <0,05 Hkr = C+ 0,75S 0,03Mn 0,07 b b 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) szerkezetre gyakorolt hatás ridegtöréssel szembeni biztonság: -megfelelő szabványos anyag (MSZ , DASt-009) - törésmechanikai méretezés - nyomástartó edények MSZ13802/1-84 minimális térfogatú varratok alkalmazása (elhúzódások, egyengetések elkerülése vagy csökkentése) 95 96

25 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8.3. A szerkesztés irányelvei kevés darabból álló, kevés hegesztési varratot igénylő szerkezet kialakítása előnyösebb 8.3. A szerkesztés irányelvei igénybevétel szempontjából egyenértékű, hegesztés szempontjából előnyösebb varratalakokat kell választani ne legyenek varrathalmozódások és kereszteződések varratok elhelyezése jól hozzáférhető legyen Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8. Hegesztett alkatrészek tervezésének technológiai 8.3. A szerkesztés irányelvei a hegesztendő darabok helyzetét azok kialakítása biztosítsa 8.3. A szerkesztés irányelvei a hegesztési feszültségek csökkentése megfelelő varrathosszakkal és elrendezésekkel, ill. kis merevségű, rugalmas elemek alkalmazásával megfelelő megmunkálási ráhagyás biztosítása

26 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 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 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 Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.2. Anyagminőségek hidegalakításhoz Megfelelő alakváltozó képesség szükséges: szénacél 0,5 % C tartalomig, kis Si, Ni tartalommal - betétben edzhető - nemesíthető - korrózióálló acélok Cu és ötvözetei (néhány kivétel) Könnyűfémek és ötvözeteik Alakítási szilárdság ismerete szükséges Mechanikai anizotrópia figyelembe vétele. n ( kf = kfc ϕö) 9.3. A szerkesztés irányelvei Kivágás, lyukasztás egyszerű alakú alkatrészek, lekerekítések helyett célszerűbb saroklevágásokat alkalmazni éles sarkú átmenetek megkönnyítik a vágóbélyeg elkészítését, köszörülését

27 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.3. A szerkesztés irányelvei Kivágás, lyukasztás megfelelő alakképzéssel és elrendezéssel hulladék csökkentés (kereskedelmi szalagszélességen belül) 9.3. A szerkesztés irányelvei Kivágás, lyukasztás hegyesszögű formák, szűk tűrések előírása kerülendő többlépcsős kivágás esetén se legyen érzékeny az elmozdulásra Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.3. A szerkesztés irányelvei Hajlítás kis bonyolultságú alkatrész (kevés hulladék), az ellentétes irányú hajlítás esetén célszerűbb az osztott, szerelt kivitel 9.3. A szerkesztés irányelvei Hajlítás hajlítás előtt készített furatok megfelelő távolságra legyenek a hajlítástól (torzulás!) a minimális hajlítási sugár és szármagasság figyelembe vétele (anizotrópia!) ha a minimális méret betartására nincs lehetőség, akkor az áttörések ill. a kimetszések nyúljanak túl a hajlítás élén

28 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.3. A szerkesztés irányelvei Hajlítás a hajlítási tengelyre merőleges körvonal előnyösebb 9.3. A szerkesztés irányelvei Folyatás ne legyenek alámetszett felületek élek megfelelő találkozásához segédkivágások szükségesek (beszakadás!) ferde oldalfelület és kis keresztmetszet különbség alkalmazása nem célszerű Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.3. A szerkesztés irányelvei Folyatás forgásszimmetrikus, anyagtorlódási helyek nélküli alkatrészeket kell tervezni (szerelt kivitel) 9.3. A szerkesztés irányelvei Folyatás kisméretű hossz- vagy oldalirányú furatokat, ill. meneteket nem szabad tervezni (bélyegtörés veszélye!) ne legyenek hirtelen keresztmetszet változások, éles peremek vagy üregek

29 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9. Hidegalakítással készített alkatrészek tervezésének technológiai 9.3. A szerkesztés irányelvei 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 szerszámigénybevételt) ha s 0 /D<2 3, akkor merevítő bordák alkalmazása szükséges a szerkezeti anyag megválasztásának elsődleges szempontja a jó alakíthatóság 9.3. A szerkesztés irányelvei Zömítés a kiinduló anyag l 0 /d 0 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 Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai 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) Hőkezelő eljárások (a fontosabbak) lágyítás (megmunkálhatóság javítása) normalizálás (homogenizálás, szemcse finomítás) diffúziós izzítás (vegyi összetétel egyenletesebbé tétele) feszültségcsökkentő izzítás (belső feszültségek csökkentése) megeresztés (szívósság fokozás) edzés (nagy keménység, kopásállóság) kérgesítés (kemény külső kéreg létrehozása) nitridálás (nagyon kemény, kopásálló bevonat, minimális vetemedés) 116

30 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai Hőkezelő eljárások (a fontosabbak) Ismerni kell a hőkezelési kapacitás korlátait (pl. méretek, hőntartási pontosság, védőgáz hiánya, stb.) A hőkezelés elsődleges célkitűzéseinek elérése mellett is jelentkeznek mellékkövetkezmények: oxidáció reveképződés forgácsolást nehezíti karbon kiégés (dekarbonizáció) a felületi réteg szilárdsága csökken belső feszültségek keletkezése vetemedés, repedés hőfeszültség (hővezető képesség szerepe!) átalakulási feszültség (pl. martenzit képződés) 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai Anyagminőség választás hőkezelési A megfelelő szilárdság eléréséhez nemesítésre (edzésre, megeresztésre) van szükség edzhetőség, átedzhetőség, kritikus átmérő (hővezetés, hőátadás miatt) edzhetőség: v krit -nál nagyobb hűtési sebességgel martenzit létrejötte (Jominy próba) átedzhetőség: teljes keresztmetszet beedződik kritikus átmérő: olyan hengeres test átmérője, mely tengelyvonalában a keménység 5 %-kal kisebb, mint a felületen olyan hengeres test átmérője, melynek magja 50 % martenzitet tartalmaz Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai Anyagminőség választás hőkezelési A méretek és az anyagminőség (kritikus átmérő) nem megfelelő összhangja esetén repedési veszély! A különböző igénybevételek nem egyformán veszik igénybe az adott keresztmetszeteket. (húzás, nyírás teljes keresztmetszet igénybe véve hajlítás, csavarás nincs a teljes keresztmetszet igénybe véve) Anyagminőség választás hőkezelési Acélok anyagminőség választéka, jellemző hőkezelésük: általános rendeltetésű ötvözetlen szerkezeti acélok (MSZ 500) kis igénybevétel, nem méretezett alkatrészek normalizálás, lágyítás, feszültség mentesítés vagy nincs hőkezelés nemesíthető acélok (MSZ 61) közepes és erős igénybevétel, különleges követelmény nincs ötvözetlen, gyengén v. közepesen ötvözött acélok átedzhetőség és szelvényméret alapján választás nemesítés (edzés + megeresztés)

31 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai 10. Hőkezelt alkatrészek tervezésének technológiai Anyagminőség választás hőkezelési Acélok anyagminőség választéka, jellemző hőkezelésük: kérgesíthető acélok közepes vagy nagyobb igénybevétel, kopásnak kitett alkatrészek (fogaskerék, tengely, stb.) kérgesítő edzés (+ megeresztés) betétben edzhető acélok (MSZ 31) erős koptató és egyidejűleg dinamikus hatás cementálás + edzés + megeresztés) szerszám acélok (edzés + megeresztés) különleges acélok (hőálló-, korrózióálló-, saválló-, stb.) A szerkesztés irányelvei revésedés és dekarbonizáció figyelembe vétele (növelt megmunkálási ráhagyás) belső feszültségek, vetemedések figyelembe vétele jelentős keresztmetszet változás csak fokozatos átmenettel tervezhető megfelelő lekerekítések alkalmazása (éles sarok kezdő törés) bonyolult alakú, nagy pontosságú alkatrész több, megmunkálások közötti feszültségcsökkentő hőkezeléssel készíthető megnövelt ráhagyás kisméretű felületi elemek (pl. menet, recézet, stb.) védelméről gondoskodni kell, vagy hőkezelés után készíteni (ha lehet egyáltalán) Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során 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 szabványok), melyek tartalmazzák a különféle anyagok, bevonatok alkalmazhatóságát (műanyagok, ragasztók, öntőgyanták, szigetelő anyagok, gumi, festékek, fémbevonatok, összeépíthető fémek, stb.). 124

32 11. Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során 11. Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során 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.) Felületvédő bevonatok csoportosítása Fémes felületvédő bevonatok Kémiai, elektrokémiai úton létrehozott bevonatok egynemű ötvözet Termomechanikai bevonatok (fémszórás) Diffúziós bevonatok folyékony közegben (tűzi bevonás) szilárd közegben (por) gáz közegben Vákuumtechnikai bevonatok nemesfém bevonat nem nemesfém bevonat Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során 11. Felületvédelem figyelembe vétele a tervezés során Felületvédő bevonatok csoportosítása 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.) Felületvédő bevonatok csoportosítása A megfelelő bevonat létrehozásának alapvető feltétele a megfelelően előkészített felület (fémtiszta, zsír- ill. olajmentes, megfelelő érdesség). Előkészítő eljárások: korongos csiszolás, fényesítés kézi félautomata, automata tömegáruk csiszolása, sorjátlanítása, fényesítése forgódobos vibrációs szemcseszórás kémiai, elektrokémiai fényesítés 128