Szakdolgozat JÁRMŰMOTOR HŐCSERÉLŐ GYÁRTÁSÁNAK ÉS MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSÁNAK TERVEZÉSE

Átírás

1 Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gépgyártástechnológiai Tanszék Miskolc-Egyetemváros 3515 Szám: 2006-GGT-41 Szakdolgozat JÁRMŰMOTOR HŐCSERÉLŐ GYÁRTÁSÁNAK ÉS MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSÁNAK TERVEZÉSE Kidolgozta: Sándor Máté Minőségbiztosítás szakos gépészmérnök hallgató Tervezésvezető: Dr. Szabó Ottó egyetemi docens Konzulens: Pajor Tamás okleveles gépészmérnök Miskolci Egyetem 2013

2 Tartalomjegyzék 1. HŐCSERÉLŐ ÉS GYÁRTMÁNY 4 BEVEZETÉS Cégtörténet, gyártmány Hőcserélők es számú hőcserélő hőtani számításai Konstrukciós és technológiai helyesség vizsgálata GYÁRTÁSI FOLYAMAT BEMUTATÁSA, TERVEZÉSE Gyártási folyamatok csoportosítása darabszám szerint, tömegszerűség Gyártási folyamatok bemutatása Forrasztó fólia kivágás Olaj és vízlamella gyártása Olaj és víz oldali csőfél gyártása Mosás, zsírtalanítás Felrakás Hegesztés Forrasztás Csomagolás CNC megmunkálás bemutatása és tervezése Homlokmarási művelet tervezése Fúrás, menetfúrás, menetformázási művelet tervezése Menetfúrás és menetformázás összehasonlítása A gyártmány gyártástechnológiájának fejlesztése 52 2

3 3. A GYÁRTMÁNY MINŐSÉGBIZTOSÍTÁSI FOLYAMATÁNAK BEMUTATÁSA, FEJLESZTÉSE A es számú hőcserélő követelményei Ellenőrzési folyamat bemutatása az idegenáru átvételtől a végáru átvételig Idegenáru ellenőrzés Gyártásközi ellenőrzés Ellenőrzés forrasztó fólia kivágásnál Ellenőrzés lamella gyártás során Csőfél gyártás ellenőrzése Ellenőrzés zsírtalanításkor Ellenőrzés felrakáskor CNC megmunkálás ellenőrzése Végátvétel A es számú hőcserélő 3D mérőgépes vizsgálata Laborvizsgálatok Javaslattétel a minőségbiztosítási rendszer fejlesztésére ÖSSZEFOGLALÁS ABSTRACT 84 IRODALOMJEGYZÉK 85 MELLÉKLETJEGYZÉK 86 3

4 1. HŐCSERÉLŐ ÉS GYÁRTMÁNY Bevezetés Szakdolgozatom témája a ( )-es számú járműipari hőcserélő berendezés gyártásának és minőségbiztosítási rendszerének bemutatása. Illetve a gyártmány technológiai és minőségbiztosítási folyamatának fejlesztése. Azért választottam ezt a témát, mert 2004 óta kisebb nagyobb megszakításokkal a Modine Hungáriá-nál dolgozom. Szerettem volna olyan témát kidolgozni, amivel a mindennapi munkám során találkozom, illetve szembesülök az estleges problémákkal. A téma kidolgozása során még mélyebb és átfogóbb ismereteket szereztem a hőcserélők működéséről és gyártásáról. A szakdolgozat kidolgozása során érintetem olyan gyártástechnológiai pontokat amiket esetleg hasznosan tudunk felhasználni a jövőt illetőleg. Észrevételeim és tapasztalataim alapján újításokat nyújtok be mind a gyártmány technológiai mind minőségbiztosítási területen. Köszönetnyilvánítás Szeretnék köszönetet mondani Dr. Szabó Ottó egyetemi docensnek a tervezés vezetéséért, aki rugalmasan és precízen irányított a munkám alatt, és ösztönzött. Betekintést nyertem általa a precíz és alapos mérnöki munkásságba. Szeretném megköszönni Pajor Tamás kollegámnak, aki az üzemi konzulensi feladatokat vállalta. Irányt mutatott az alapos mérnöki munka felé, és kellő alapossággal látta el konzulensi feladatait. Nem utolsó sorban szeretném megköszönni, családomnak és barátaimnak, akik erőt adtak a feladatom elvégzéséhez. És a nehéz pillanatokban támogattak. Külön köszönet a Miskolci Egyetemnek a lehetőségért a tanulmányaim befejezéséhez. 4

5 1.1. Cégtörténet, gyártmány A vállalatot 1916-ban alapították, székhelye Racine-ban, az USA-ban található. Az első európai üzemet 1989-ben hozták létre. A konszern az Egyesült Államokban lévő gyáron kívül Magyarországon, Hollandiában, Németországban, Ausztriában, Olaszországban illetve Dél- Kóreában üzemeltet gyárakat. Magyarországra 1991-ben telepítettek gyáregységet (Hungaro Langerer Gépjárműtechnikai Kft.) Az akkori Kismotor- és Gépgyár területén. A jelenlegi tulajdonos 1993-ban vásárolta meg a céget. Az alapítás óta a cég jelentős fejlesztéseken ment keresztül, ma már több mint 300 főt foglalkoztató középvállalattá nőtte ki magát. Nagy hangsúlyt fektetve megszerezte a minőségirányítási és környezetvédelmi szabvány szerinti minősítéseket. ( ISO TS 16949, ISO 14000) től a cég neve Modine Hungária Kft-re változott. Fő profilja az Olajhűtők, Hőcserélők, Töltőlevegő hűtők, EGR hűtők gyártása. Vevői közé tartoznak: MAN, ZF, VOITH, CATERPILLAR, DEUTZ, MAHLE. [1] Gyártmány 2003 szeptemberéig a gyártmány a as azonosító számon futott, M-1-es melléklet, majd 2006 szeptemberétől a es azonosító számon van nyilván tartva, M-2-es melléklet. A változásra a hűtőben található olaj lamella változása miatt volt szükség. A módosításra a technológiai újítás és a gyártmány költségének optimalizálása tette szükségessé. A két hőcserélő mind szerkezetileg, mind felépítésileg és méretileg teljes egyezést mutat. A következő ábra a hőcserélő csatlakozó felületeit ábrázolja 1.1. ábra. 5

6 Olaj ki Víz ki Víz be Olaj be 1.1. ábra. A es hőcserélő csatlakozó felületei [2] A es típusú hőcserélő főbb jellemzőit a 1.1 táblázat tartalmazza: Vízoldali csövek száma Olaj oldali csövek száma Hőcserélő nettó tömege Olaj mennyiség Hűtőfolyadék mennyiség 16 db 15 db 18 kg 2.1 l 2.0 l 1.1.táblázat Olaj oldali térfogatáram 21 m 3 /h Víz oldali térfogatáram 24 m 3 /h Hűtőteljesítmény Hűtőfolyadék összetétel 4 kw/k 50% Víz 50% Glykol 6

7 Az általam kiválasztott gyártmány egy lemezes hőcserélő. Áramlás szempontjából az ellenirányú hőcserélők közé tartozik. Alkalmazása: ZF-Ecomat típusú automata váltóba épül be mint olajhűtő egység 1.2. ábra ábra ZF-Ecomat automataváltó [3] 1.2. Hőcserélők Hőcserélő: Két közeg közti hőcserélődést biztosító zárt rendszer, ahol a két közeg nem keveredik egymással. A közegek halmazállapotai általában folyadék és gáz nemű anyagok. A hőt átadó közeg belépési hőmérsékletéből veszít kilépéskor, míg a hőt felvevő közeg kilépési hőmérséklete nő a belépési hőmérsékletéhez képest. Felhasználása: - Járműipar - Fűtésrendszerek 7

8 Szerkezetileg megkülönböztetünk: - Csövekből összeépített : a ; csőköteges b ; csőkígyós c ; kettős csöves - Lemezes hőcserélők: a ; kompakt lemezes b; spirállemezes Hőcserélők két nagy csoportra oszthatóak: - felületi ( közvetett hőközlésű) - keverő (közvetlen) A felületi hőcserélőkben áramló felmelegedő, illetve lehűlő közegek egymással nem keveredhetnek, egymástól szilárd fallal (fém, kerámia stb.) vannak elválasztva. Ilyenkor a hőközlés, illetve a hőelvonás a válaszfalon keresztül történik, a hőközlés közvetett. A felületi hőcserélőkben lejátszódó hőközlés a hőátbocsátás. Hőátbocsátás esetén a hőközlés két közeg között megy végbe egy falon keresztül. Az egyik közeg hőátadással melegíti a falat, majd a falban hővezetéssel terjed a hő, majd a másik oldalon a fal ismét hőátadás formájában adja át a hőt egy másik közegnek, 1.3. ábra. 8

9 T, C T be T f1 s λs T f2 T ki 1: Hőátadás (T be -T f1 ) 2: Hővezetés (T f1 -T f2 ) 3: Hőátadás (T f2 -T ki ) Hőátbocsátás=1-3 Hőmérséklet α be Q α ki Hőáram Q, W 1.3. ábra. Hőátbocsátás folyamata A felületi hőcserélők áramlásuk szerint lehetnek: - egyenáramú közegáramlásos - ellenáramú közegáramlásos 9

10 A következő ábrák a egyenáramú 1.4.ábra és ellenáramú 1.5.ábra hőcserélőket ábrázolják[4]. 1.6.ábra Ellenáramú hőcserélő 1.4. ábra. Egyenáramú hőcserélő 1.5. ábra. Ellenáramú hőcserélő 10

11 T 1 be T 1 ki T 2 be T 2 ki T, C T 1 be T 1 ki ΔTn Δt ΔTki T 2 be T 2 ki A, m ábra Egyenáramú hőcserélők hőfoklefutási diagramja [4] T 1be T 1ki T 2ki T 2be T, C T 1be ΔTki T 1ki T 2ki ΔTn T 2be A, m ábra. Egyenáramú hőcserélők hőfoklefutási diagramja [4] 11

12 Hőátbocsátást befolyásoló tényezők: - a fal egyik oldalán a közegre jellemző hőátadási tényező (α 1 ) - a fal másik oldalán a közegre jellemző hőátadási tényező (α 2 ) - a fal anyagának hővezetési tényezője (λs) - falvastagság (s) - hőmérséklet különbség a fal két oldalán (Δt) A hőátbocsátás alapegyenlete: Q=k A Δt (1.1) Ahol: Q az egyik közegből a másik közegbe a falon keresztül átbocsátott hő (W); k a hőátbocsátási tényező (W/m 2 C); Δt a két közeg hőmérséklet különbsége ( C); A a fűtőfelület (m 2 )[4]. A hőátbocsátási tényező: 1 k (1.2) 1 s 1 1 s 2 Mind az egyenáramú, mind az ellenáramú hőcserélők esetén azonos összefüggéssel számítható a logaritmikus, közepes hőmérséklet-különbséget. tn tk tln (1.3) tn ln t k 12

13 es rajzszámú hőcserélő hőtani számítása A következőkben a es rajzszámú hőcserélőt termodinamikai megfelelés szempontjából vizsgálom meg. Logaritmikus közepes hőmérséklet különbség meghatározása, ellenáramú illetve egyenáramú hőcserélő típus esetén. A számításhoz az adatokat 5 mérési eredmény átlagából származtattam, ezek rendre a következőek. A mérési adatok 1.2. táblázat a Modine Europe németországi központjából származnak [5] es hőcserélő mérési adatai 1.2 táblázat Sorszám T olaj be, [ C ] T olaj ki,[ C ] T h be, [ C ] T h ki, [ C ] Átlag Adatok T olaj be = C T h be = C T olaj ki = C T h ki = C Ellenáramú hőcserélő esetén: T n T olajki T hbe C C 31.85C T k T olajbe T hki C C 40.5C T köz Tn T Tn ln T k k 31.85C C 36.04C 31.85C ln 40.5C 13

14 T, C T 1be= ΔT köz=36.04 T 1ki= ΔT ki=40.5 T 2ki=79.73 ΔT n=31.85 A, m 2 T 2be=69.89 Egyenáramú hőcserélő esetén T n T olaibe T hbe C C 50.34C T k T olajki T hki C C 22.01C T köz Tn T Tn ln T k k 50.34C C 34.25C 50.34C ln 22.01C Mivel k ell = k egy, ezért a két hőcserélő összevetése a Q k A alapján (1.4) köz Tközegy 34.25C Aell Aegy Aegy 0. 95Aegy [4] (1.5) T 36.04C közell 14

15 1.4. A gyártmány konstrukciós és technológiai helyességének vizsgálata, javaslattétel A számítás eredményéből látszik, hogy ugyanaz a feladat megoldására az ellenáramú hőcserélő felülete 5%-al kisebb, ezért az ellenáramú hőcserélő választása célszerűbb. Bár az eredmények közt nem túl nagy az eltérés, de technológiai és más szempontok alapján az ellenáramú hőcserélő gyártása mellett döntött a cég. Ezek a hőcserélők kisebb hőterhelésű motorokhoz alkalmasak. Az autóiparban a nagyobb hőterhelésű motorokhoz az ellenáramű hőcserélőket alkalmazzák. Javaslatot teszek a es rajzszámű hőcserélő műhelyrajzának módosítására. A változtatás konstrukciós változtatás, lényege, hogy mind a CNC megmunkálás, mind pedig a 3D mérőgépes vizsgálat ugyanaz a bázisolási rendszerben történjen. Hiszen a szerkesztési és a megmunkálási bázisnak legtöbbször azonosnak kell lennie. Javaslattételemnek az oka az, hogy a gyártmány 3D mérőgépes vizsgálata során a szerkesztési (rajzi) bázisolást alkalmazzuk, míg a CNC megmunkálás során nem a szerkesztési bázist alkalmazzák. Az általam tett módosított műhelyrajzot a M-3 as melléklet tartalmazza. A következő ábra a es hőcserélő metszeti képét ábrázolja 1.8. ábra ábra. Hőcserélő metszeti kép 15

16 2.Gyártási folyamat bemutatása, tervezése 2.1 Gyártási folyamatok csoportosítása a megmunkálandó darabszám szerint Egyedi gyártás Egyszerre egy vagy néhány darab legyártása a jellemző a folyamatra. A gyártmányok, munkadarabok és műveletek nem vagy csak ritkán mutatnak ismétlődést. A gépek többsége egyetemes gépekből tevődik össze, amik vagy egyetemes, vagy pedig számvezérlésű gépek. A technológiai folyamatra jellemző, hogy gyakran vagy állandóan változik. Sorozatgyártás A sorozatgyártásra jellemző, hogy egyszerre több darabot gyártanak. A műveletek, munkadarabok és gyártmányok periódikusan váltakoznak. Az egyetemes gépek mellet megjelennek a nagy termelékenységgel bíró automata célberendezések, illetve a programvezérlésű gépek is. A sorozatnagyságot az egyszerre munkába vett munkadarabok száma határozza meg. A technológiai folyamatok ismétlődnek a sorozatnagyság függvényében. A sorozatnagyság tekintetében megkülönböztetünk: - kis - közép - nagy sorozatgyártást Az általam vizsgált és kidolgozott hőcserélő, nagy sorozatgyártásban készül, amit a következőkben mutatok be. 16

17 Tömeggyártás Nagy darabszámú gyártás jellemzi. A gyártási folyamat megszakítás nélkülinek tekinthető. Legtöbbször a munkadarabok és gyártmányok hónapokig változatlanok. Egy adott munka állomáson csak egy műveletet hajtanak végre, ami állandóan ismétlődik. A gyártóeszközök általában automaták és nagy termelékenységűek. Gyakran a gyártó gépek gyártó sorokat alkotnak. Széles körben használatos gyártmányokat gyártanak. A gyártmány tömegszerűsége A gyártási folyamat tömegszerűségét a leggyakrabban úgy határozzák, meg hogy a termelőegységek termelési feladatában kifejezett teljes munkaidőigényt viszonyítják a kérdéses feladat ellátásában bevont munkahelyek hasznos időalapjához 2.1.[6]. T f Q T (2.1) I mh T f termelőegység átlagos tömegszerűségi foka Q a termelési feladat volumene (db/év) T a termelőegységre háruló termelési feladat munkaidő igénye (óra/db) I mh a termelési feladat megoldásába bevont munkarend szerinti hasznos (produktív) időalap (óra/év) 0 T 1 (2.2) f T 0 : egyedi gyártás f 0.2 T 0.8 : sorozatgyártás ( kis; közép; nagy) f 0.8 T 1 : tömeggyártás f 17

18 A es számú hőcserélő esetén a gyártási folyamat tömegszerűségi mutatója a következőképpen alakul. Q T 658db 8.3óra Tf nagy sorozatgyártás I 7560óra mh A következőkben a es hőcserélő utolsó négy éves rendelésállományát mutatom be a 2.1. ábra segítségével. Darabszám Db Darabszám Év 2.1. ábra es hőcserélő rendelése és gyártandó darabszámai 18

19 2.2. A gyártási folyamat bemutatása Gyártási terület szerint a Modine Hungária-nál négy nagy részleget különböztetünk meg, 2.2. ábra. Gyártási terület Hagyományos olajhűtők (POC) Hőcserélők (SBK) Töltőlevegő hűtők (LLK) kipufogógáz hűtők (EGR) 2.2. ábra. Gyártási terület részlegei A es rajzszámú hőcserélő a Hőcserélők (SBK) gyártási területen készül. A SBK gyártási terület eszközeinek a listáját a következő táblázat tartalmazza 2.1. táblázat. SBK terület gyártási eszközei 2.1. táblázat Sorszám Megnevezés Darabszám 1. Forrasztó fólia vágó gép 2 db 2. Lamella vágó gép 2 db 3. Csőfél gyártó gép 2 db 4. Mosó és szárító berendezés 3 db 5. Hegesztő, forrasztó részleg 1 db 6. Felrakó sor 1 db 7. Forrasztó kemence 3 db 8. CNC megmunkáló központ 4 db 9. Nyomáspróba részleg 1 db 10. Csomagoló sor 1 db 19

20 A gyártási folyamat során az alkatrészek különböző munkaállomásokon keresztül épülnek össze egységes gyártmánnyá. Az egyes gyártó részeken közép sorozatgyártás folyik, ismétlődően visszatérve alkatrész típusok szerint. A es számú hőcserélő családfáját a M-4 melléklet tartalmazza. A gyártmány darabjegyzékét a M-5 melléklet tartalmazza. A es hőcserélő gyártási folyamata 1. Forrasztó fólia kivágás 2. Olaj és víz lamella gyártás 3. Csőfél gyártás 4. Mosás, zsírtalanítás 5. Záró lap ponthegesztése 6. Felrakás 7. Keményforrasztás 8. CNC megmunkálás 9. Nyomáspróba, csomagolás A hőcserélő gyártási folyamatát a következő ábra szemlélteti 2.3. ábra Forrasztó fólia kivágás Olaj és víz lamella gyártás Csőfél gyártás Felrakás Záró lap hegesztése Csőfél mosás és szárítás Forrasztás kemencébe CNC megmunkálás Nyomáspróba, csomagolás 2.3. ábra. A hőcserélő gyártási folyamata 20

21 Továbbiakban bemutatom a hőcserélő gyártási folyamatában alkalmazott technológiákat és azok jellemzőit Forrasztó fólia kivágása A folyamat során adott vastagságú és adott anyagminőségű alapanyag tekercsből egy speciális gép segítségével a megfelelő méretre vágják ki a forrasztó fóliát. A kivágott fólia méreteit az adott rajz tartalmazza, M-6-os melléklet. A forrasztó fólia segítségével forradnak össze az egyes alkatrészek a későbbi forrasztási ciklus alatt. A forrasztó fólia kivágó gép főbb jellemzőit a 2.2 táblázat tartalmazza. Fólia kivágó gép adatai Szerszámgép Munkatér mérete Tömeg Pneumatikus nyomás igény 2.2. táblázat Flexmont fólia kivágó présgép 600 x 600 x 500 mm 9500 kg 6 bar 2.4. ábra. A forrasztó fólia fotója 21

22 2.2.2 Olaj és víz lamella gyártása Hasonlóan a forrasztó fólia kivágáshoz, a lamella gyártásnál is adott anyagminőségű és vastagságú alapanyag tekercsből, célgép segítségével megadott méretű és alakú olaj és víz oldali lamellát gyártanak. Ezek a lamellák elősegítik a közegek áramlását és irányítását a hőcserélőn belül. Az olaj lamella gyártása egy speciális kivágó henger segítségével történik. Két lépcsőben történik a kialakítás. Első lépcsőben a lamellák hosszirányú megmunkálása történik majd a második fázisban a keresztirányú kialakítás, így nyerik el a végső formát. A lamellavágó géphez tartozik egy lamella egyengető állomás is, ami az eldeformált alkatrészeket kiegyengeti a kellő alakúra. Nagyon fontos, hogy a lamellák ne legyenek deformálódva, hiszen a beépítést követően a deformált lamella eltarthatja a csőfeleket, ami nem megfelelő leforradáshoz vezet, és így tömítetlenséget okozhat a gyártmányban. Lamella gyártó gép adatai Szerszámgép Méret (SzxHxM) Tömeg Max gyártási sebesség Max tekercsátmérő Excenterprés max préserő Excenterprés löketszáma 2.3. táblázat Schöler lamellavágó berendezés 3330 mm x mm x 3000 mm 5550 kg 20 m/min 1800 mm 500 kn löket/min 22

23 2.5. ábra. A fóliavágó berendezés A vízlamella kialakítása ugyanazon a présgépen történik, mint a csőfelek gyártása, csak a gyártás a lamella vágó szerszám segítségével történik. A víz lamella kialakítása során a közeg járatok kialakítása történik. Ezzel elősegítve a hűtőfolyadék áramlását a megfelelő helyre, 2.6. ábra ábra. A vízlamella CAD modellje 23

24 2.7. ábra. Az olajlamella fotója Olaj és víz oldali csőfél gyártása Alapanyag tekercsből présgép segítségével több lépcsőn keresztül alakítják ki a terméket a végső formára. Az eljárás során két szerszám közelítő mozgása révén képlékeny alakváltozást szenved el az anyag, ami után az alkatrész felveszi a szerszám formáját. A következő táblázat a présgép főbb jellemzőit tartalmazza, 2.4 táblázat. Présgép főbb adatai Megnevezés, típus Teljesítmény (sajtolóerő) Termelékenység Munkatér mérete Haulick Roos Rvd présgép 1600 kn db/min 1800 x 900 x 900 mm 2.4. táblázat 24

25 2.8. ábra. A hidraulikus présgép A végleges alkatrész több lépcsős kialakításon megy keresztül mire eléri a végső alakját. A többlépcsős szerszámot a 2.9. ábra ábrázolja. 1. Lyukasztás: a folyamat során kivágásra kerülnek a megfelelő helyzetű és átmérőjű furatok. Ezeken áramlanak keresztül a közegek 2. Körülvágás: Az alapanyag szalagból a befoglaló méret kerül kialakításra (szélesség, hosszúság). 3. Furat peremezése: A megfelelő furatokat peremezi, adott átmérőt és magasságot kialakítva 4. Peremezés: A végső folyamat során az alkatrész külső pereme kerül kialakításra, megfelelő magassággal és dőlésszöggel. 25

26 2.9. ábra. A szerszám felső és alsó részének fotója Mosás, zsírtalanítás Mosás során a gyártási folyamatok következtében a termékre rakódott szennyeződéseket, kenőanyagokat távolítják el egy speciális gőzmosó berendezés segítségével. Első fázisban a C-os gőz alkalmazásával megtisztítja a berendezés az alkatrészeket, majd a második fázis során a beépített szárító egység segítségével a darabokat megszárítják. A termékeket egy mosó kosárba rakják össze, ebbe a kosárba kerülnek zsírtalanításra és szárításra. A ábra a mosókosárba lévő alkatrészeket ábrázolja ábra. A mosókosárban lévő termékek 26

27 Felrakás A felrakás egy olyan gyártási folyamat ahol az alkatrészeket megfelelő sorrendben egymásra rakják, így kialakítva a gyártmány végső struktúráját. A felrakás egy gyártó soron történik emberi munkaerő alkalmazásával. Nagy odafigyelést és szakmai gyakorlatot igénylő folyamat. Az esetlegesen kihagyott vagy rosszul összeszerelt gyártmányok már nem javíthatóak. A hiba nem megfelelő hőcserélő működéshez vezethet. A felrakásnál már a CNC megmunkálás előtti formáját nyeri el a hőcserélő, leforratlan állapotban. A felrakás során mind külső beszállítók által gyártott, mind saját előállítású alkatrészek kerülnek felhasználásra. A felrakás utáni állapotot az alábbi ábra szemlélteti,2.11. ábra ábra. A felrakás utáni állapot Hegesztés A folyamat során argon védőgázas, volfrám elektródás ívhegesztést (AWI) ponthegesztést alkalmaznak. A hegesztési varratok ezzel az eljárással a legtisztábbak, nem igényelnek salaktalanítást. Az alsó fedlapba 4 db záró tárcsát helyeznek pozícióba, hogy a további műveletek során záró tárcsák ne mozduljanak el a kívánt helyzetből. Ezen gyártási folyamat során keletkezik a hőcserélő építésénél a részegység, amit az összeépülő alkatrészek alkotnak. Maga a folyamat egy elválasztott részen történik, ahol elszívó berendezések működnek. A folyamat során hegesztő készüléket használnak az 27

28 alkatrészek tájolására. Minden típusnak saját készüléke van, amiket általában évente felülvizsgálnak és bemérnek, az esetleges javításokat elvégzik. A hegesztett alkatrész rajzi dokumentációját az M-7-es melléklet tartalmazza. A következő ábra a hegesztett alkatrészt ábrázolja, ábra ábra. A hegesztett alkatrész CAD modellje Forrasztás Forrasztásnak azt a kötési eljárást nevezik, melynek során a szilárd szerkezeti elemeket egy alacsonyabb olvadáspontú olvadt fémötvözettel (forraszanyaggal) kötik össze és így alakzáró kötés jön létre. Az olvadt forraszanyag, melynek nedvesítő tulajdonságúnak kell lennie, az összekötendő darabok, az anyagok megolvasztása nélkül diffúziós kapcsolattal köt [7]. A forrasztásnak két típusa van, a kemény és a lágyforrasztás. A legnagyobb különbség a munkahőmérséklet között van. A 450 C alatti eljárást lágyforrasztásnak, míg a 450 C feletti eljárást keményforrasztásnak hívjuk, ábra. 28

29 Keményforrasztás Lágyforrasztás 0 C 450 C 1100 C Forrasztási hőmérséklet T, C ábra. A lágy és keményforrasztást ábrázolja [7] A gyártás során a hőcserélőt keményforrasztási eljárással készítik el. A keményforrasztással előállított termékek erős kötést létesítenek, ezért előszeretettel alkalmazzák a különféle lemezszerkezetek forrasztásához. Az így létrejött gyártmány nagy szakító szilárdsággal rendelkezik akár MPa. Ezért döntött a cég a keményforrasztási eljárás mellet. A forrasztás vákuumkemencében történik. A forrasztási folyamat előtt rakatot építenek a leendő gyártmányokból. Esetenként több típusú és méretű gyártmány is alkothat egy rakatot. A rakatépítés során megfelelő helyzetbe rakják a csatlakozó elemeket. Majd kerámia súlyokat alkalmazva lesúlyozzák a darabokat a tökéletes forrasztás érdekében ábra. 29

30 2.14. ábra A vákuumkemence főbb adatait a 2.5. táblázatban foglalom össze [8]. Vákuum kemence adatai 2.5.táblázat Kemence típusa SCHMETZ elektromos vákuumkemence Teljesítménye 500 kw Szabályozási zónák száma 5 Fűtőelemek anyaga Grafit Legnagyobb üzemi hőmérséklet 1350 C A sugárzó hő pontossága ± 5 C üresen, 850 C fölött Az áramló hő pontossága ± 5 C üresen, 200 C fölött Hasznos tér (SzxHxM) 1200 mm x 2000 mm x 1200 mm Kemence térfogata liter Hűtőrendszer fajtája Gáz-víz (N 2 gáz) Legnagyobb hűtőgáz nyomás 2 bar 30

31 A kemencében a forrasztási ciklus több részből áll. Ezek a ciklusok a következők. A kemence forrasztási diagramját a 2.15.ábra mutatja Felfűtési szakasz 0 C-1060 C 100 min hőntartás 1060 C 60 min 3. - Felfűtés 1060 C C 20 min hőntartás 1135 C 40 min 5. - Vákuumhűtés 1135 C-1050 C 50 min 6. - Gyors vákuumhűtés 1050 C-30 C 50 min 7. - Program vége - - Forrasztási hőmérséklet T, C ábra. A gyártmány forrasztási görbéjét ábrázolja Forrasztási idő t, min 31

32 Csomagolás Csomagoláskor a kiszállításra kerülő darabokat a megfelelő elválasztó elemek segítségével, fóliával ellátva papírdobozokba csomagolják. A csomagolást a csomagolási utasítás alapján kell elvégezni. A ábra a es hőcserélő csomagolását ábrázolja ábra. A es hőcserélő csomagolása 32

33 2.3. CNC megmunkálás bemutatása és tervezése A gyártmány megmunkálásának utolsó fázisa a CNC megmunkálás. A kemencében való forrasztás után CNC megmunkáló központon alakítják ki a hőcserélő végső formáját. A forrasztás utáni gyártmányt tekinthetjük a CNC megmunkálás előgyártmányának. A CNC megmunkálás során a kétoldali felület marása és a csatlakozó elemek menetes furatainak kialakítása történik. A többi felület már a végső állapotában van ennél a gyártási folyamatnál. A CNC programot az M-8-as melléklet tartalmazza. Mivel a CNC megmunkálás cégünknél az egyik legköltségesebb eljárás, ezért az előgyártmányok már megmunkált állapotban kerülnek a forrasztáshoz. Így próbálja a cég csökkenteni a hőcserélő gyártási költségeit. A másik szempont pedig az, hogy a csatlakozó darabok beömlő nyílásainak a furatát nem lehet megmunkálni hiszen a hűtő belsejébe kerülne a forgácsoláskor keletkező forgács, ami szintén a hőcserélő működését károsan befolyásolná (eltömítené a járatokat). A CNC megmunkálást cégünk Heller MC 25 típusú 4 tengelyes horizontális megmunkáló központokon, ábra végzik ábra. Heller MC-25 megmunkálóközpont 33

34 A CNC megmunkáló központ főbb jellemzőit az M-9-es melléklet tartalmazza. A es hőcserélő megmunkálási ráhagyásait a ábra ábrázolja ábra.A hőcserélő megmunkálási ráhagyásainak képe A CNC megmunkálás több fázisban történik. 1.) Munkadarab befogása 2.) Zárótárcsa oldali felület homlokmarása a) Nagyoló homlokmarás (1.5 mm) 3.) Zárótárcsa oldali M10-es menet megmunkálása (3 lépésben) a.) Előfúrás Ø 8.5 mm-re b.) Süllyesztés (1x45 ) c.) Menetfúrás 4.) Paletta fordítása 5.) Csatlakozó oldali felület homlokmarása (3 lépésben) a) Nagyoló homlokmarás (1.5 mm) b) Nagyoló homlokmarás (1.5 mm) c) Simító homlokmarás (0.2 mm) 34

35 6.) Csatlakozó oldali M8-as menet megmunkálása (3 lépésben) a.) Előfúrás Ø 7.43 mm-re b.) Süllyesztés (1x45 ) c.) Menetformázás 7.) Paletta visszafordítása 8.) Munkadarab kifogása 9.) Méretellenőrzés A CNC megmunkálás során a beömlő furatokat műanyag védőkupakkal látják el, hogy semmiféle szennyeződés ne kerülhessen a közegtérbe, mert a gyártmány szempontjából nem megfelelő működéshez vezetne. A megmunkálás 2 palettás gépeken történik, speciálisan kialakított befogó készülékekben, ábra. A ábra. A munkadarab befogását ábrázolja a munkatérben 35

36 Homlokmarási művelet bemutatása és tervezése A marás során elsősorban sík, síkokból összetett illetve egyéb alakos külső felületeket állítunk elő. A forgácsoló mozgás, forgómozgás és mindig a szerszám végzi. Az előtoló mozgás- a szerszámtengelyre merőleges irányú- egyenes vonalú mozgás, amit a szerszám is és a munkadarab is végezhet. Marás során változó keresztmetszetű forgács szakaszos leválasztása történik, több élű határozott élgeometriájú szerszámmal. A marás nagy anyagleválasztási sebességgel járó folyamat. Több típusú szerszámmal történhet a megmunkálás [9]. A marásnak két eljárási csoportja van: - palástmarás - homlokmarás Jelen esetben a homlokmarás tervezését mutatom be. A marás szerszámai lehetnek: - száras marók - furatos marók A szár és a furat a marószerszámok felfogó eleme, amiket általában egy 7/24 kúposságú befogóval rögzítenek a szerszámgépre. Ezeket a befogókat morse kúpnak is szokták hívni. A marási műveletet két fogással tervezem meg: - Nagyolás - Simítás Nagyoló marást akkor használunk, ha nagy sebességgel akarunk viszonylag nagy felületrészt megmunkálni. Nagyoló marásnál a megmunkált felület pontossága IT10-IT12, a felületi érdessége pedig Ra=10-25 µm. A nagyoló marás célja, a nagy anyagleválasztás. Simító marásnál a megmunkált felület a végleges állapotába kerül, ez kisebb sebességgel és kisebb anyagleválasztással történő megmunkálás. Simító marásnál az elérhető pontosság IT8- IT9, a felületi érdesség pedig Ra= µm. 36

37 Gyakran használják a két módszer kombinációját is, első fázisban nagyolással távolítják el az anyagtöbblet nagy részét majd simítással fejezik be a felület megmunkálását. Átlagos sugárirányú előtolás ( f r ) meghatározása, amely a marótengelyre merőleges síkban a forgács közepes vastagságával kapcsolatos. Ez az érték a ( ) szögnél jelentkezik, a területegyenlőség alapján ábra [9]. bw f r i f z bw f r f z (2.3.) i ahol i f r : Átlagos sugárirányú előtolás (mm/ford) : Fogások száma f z : Fogankénti előtolás (mm/fog) b w : Munkadarab szélesség (mm) d i f r f z b w (2.4) 360 d 1 2 ahol 1, 2 : Érintkezési szög, előtoló irány hajlásszöge A h f r sin k ha k r = 90 h (2.5) r f r 37

38 2.19.ábra. A forgácskeresztmetszet homlokmarásnál [9] Erő- és teljesítményszükséglet homlokmarásnál [9] A szerszám egy fogára eső közepes forgácsoló erő meghatározása 360 Fc1 k c Ac k c b w Fc1 k c a f z b w (2.6) d 1 2 ahol k c : fajlagos főforgácsolóerő (N/mm 2 ) A c : forgács keresztmetszet a nyírási síkban (mm 2 ) : közepes forgácsvastagság (mm) 38

39 A teljes főforgácsoló erő meghatározása F c z F i1 F c1 c1 (2.7) z d 1 2 t 360 d z 360 i 1 2 (2.8) ahol : kapcsolási szám (egyszerre fogásban lévő fogak száma) i : fogások száma t : idő (min) z : szerszám fogszáma z Fc kc a f z bw (2.9) d A fajlagos forgácsoló erő számítása k c k z c1.1 k kv kk (2.10) ahol k c1. 1 : a fajlagos főforgácsoló erő főértéke k k v : szerszám homlokszöge miatti korrekciós érték : forgácsoló sebesség miatti korrekciós érték k k : szerszámkopás miatti korrekciós érték [10] 39

40 A maró forgatásához tartozó tiszta forgácsolási teljesítmény Fc vc P c (kw) (2.11) v c P c d n (m/min) (2.12) 1000 kc a bw v f (kw) (2.13) Megvizsgálom, hogy a szerszám katalógus ajánlása alapján az általam választott megmunkáló gép alkalmas-e az adott forgácsolási művelet elvégzéséhez. A számításokat nagyolási és simítási műveletekre számolom ki. A homlokmaráshoz egy d sz =80 mm átmérőjű és z=8 fogszámú váltó lapkás marószerszámot választottam. A maró lapkát a megmunkálandó anyag EN (1.4301) alapján választottam ki. A homlokmarás műveleti utasítását a M-10 melléklet tartalmazza. Nagyoló homlokmarási művelet számítási adatai v c = 200 m/min [11] z = 8 d sz = 80 mm f z = 0.2 mm [11] a = 1.5 mm k c = 2000N/mm 2 [11] d b w 1.5[6] b w d mm 53.3mm 1.5 v c Dsz n 1000 n vc 1000 D sz 200m / min mm 796.2ford / min 40

41 v f f z n z 0.2mm 796.2ford / min mm / min A szerszám forgatásához szükséges teljesítmény igény P c k c a b w v f 2000N / mm 2 1.5mm 53.3mm mm / min kW Simító homlokmarási művelet számítási adatai v c = 200 m/min [11] z = 8 d sz = 80 mm f z = 0.1 mm [11] a = 0.2 mm k c = 2000N/mm 2 [11] d b w 1.5[6] b w d mm mm v c Dsz n 1000 n vc 1000 D sz 200m / min mm 796.2ford / min v f f z n z 0.1mm 796.2ford / min mm / min A szerszám forgatásához szükséges teljesítmény igény k P c c a b w v f 2000N / mm 2 0.2mm 53.3mm mm / min kW 41

42 Számításaim alapján mind a nagyoló homlokmaráshoz, mind a simító homlokmaráshoz megfelelő az általam kiválasztott szerszámgép. A termelékenység megnövelésére módosítom a forgácsolási paramétereket, és új technológiai számításokat végzek. Módosított nagyoló homlokmarási művelet számítási adatai v f = 1500 mm/min n = 1350 ford/min z = 8 d sz = 80 mm a = 1.5 mm k c = 2000 N/mm 2 [11] d b w 1.5[6] b w d mm 53.3mm 1.5 v v c f dsz n 80mm ford / min f z n z f z m / min vf 1500mm / min 0.14mm n z 1350ford / min8 P c k c a b w v f 2000N / mm 2 1.5mm 53.3mm 1500mm / min kW Módosított simító homlokmarási művelet számítási adatai v f = 800 mm/min n = 1400 ford/min z = 8 d sz = 80 mm a = 0.2 mm k c = 2000 N/mm 2 [11] 42

43 d b w 1.5[6] b w d mm mm v v c f dsz n 80mm ford / min f z n z f z m / min vf 800mm / min 0.071mm n z 1400ford / min8 P c k c a b w v f 2000N / mm 2 0.2mm 53.3mm 800mm / min kW A kapott érték a nettó teljesítmény szükséglet értéke. A szerszámgép gépkönyvében szereplő főorsó teljesítményének megadása a következőképpen alakul. P gép 17kW(EDS6 40%) S6: folyamatos működés mellet időszakos terhelésnél, 4 min folyamatos terhelés mellet 6 min alapjárati járatás szükséges a túlmelegedés ellen. Mivel a P c < P gép ezért megfelelő a szerszámgép a megmunkáláshoz. Felületi érdesség számítása nagyoló homlokmarás esetén f z = 0.14 mm r e = 1.5 mm [11] R z előírt = 16 m R e 2 f z 8 r e megfelelő mm 81.5mm mm 1.6m, R e > R z előírt a kiválasztott maró lapka 43

44 Fúrás, menetfúrás, menetformázási művelet tervezése Fúrás során belső hengeres, vagy egyéb alakos belső felületeket állítunk elő. Ezek a felületek általában forgásfelületek. A forgácsoló mozgás, forgómozgás, amit végezhet a szerszám és végezheti a munkadarab is. Az előtoló mozgást ugyancsak végezheti a szerszám illetve a munkadarab is. A fúrást leginkább megmunkáló központokon végzik, de végezhetik esztergán, fúrógépen is. Forgácsolás során állandó keresztmetszetű forgács leválasztása valósul meg [9]. Amit több élű szerszámmal végeznek.. Fúrásnál az elérhető pontosság IT8-IT12 míg a elérhető felületi érdesség értéke R a =15-50 µm. A furatokat megmunkálási szempontból a hosszuk (l) és a átmérőjük (d) viszonyszáma alapján több csoportba osszuk, ezek a következők ábra. l/d viszony rövid furatok l/d< 0.5 normál furatok 0.5<l/d<3 hosszú furatok 3<l/d<10 mélyfuratok l/d>10 A ábra. A furatok l/d viszonyát ábrázolja 44

45 A es hőcserélőnél a l/d viszonyok a következőképpen alakulnak. M10-6h menet esetén[12] M8-6h menet esetén[12] d előfúrt = 8.5 mm d előfúrt = 7.4 mm l = 16 mm l = 10 mm l/d = 1.88 l/d = 1.35 Mind a két esetben a l/d érték 0.5 és 3 közé esik, ezért a normál furatok csoportjába soroljuk őket. A fúrás során belső hűtésű fúrót használunk A ábra a csigafúró forgácskeresztmetszetét ábrázolja ábra. A forgácskeresztmetszet csigafúrásnál [9] 45

46 A csigafúró forgácsolási viszonyai Fúrásnál az f (mm/ford) előtolásnak megfelelő réteget két él forgácsolja le. Az egy élre eső réteg f z nagyságú, ami f/2- vel egyenlő [9]. fogásmélység meghatározása d a p (2.14) 2 egy élre jutó forgácsvastagság és forgácsszélesség f sin h 2 r a p b (2.15) sin r forgácsoló sebesség meghatározása ( mindig a legnagyobb átmérővel számoljuk v c forgácsoláshoz szükséges fordulatszám d n (2.16) 1000 forgácsoló erő számítása a fúró forgatásához szükséges nyomaték F c 1000 v n d c (2.17) d f k c A c k c f z a p k c (2.18) 4 M c d d f Fc 0.5 d Fc M c k c (2.19)

47 a forgácsoláshoz szükséges teljesítmény P M 2 n ahol : szögsebesség (min -1 ) (2.20) c c Megvizsgáltam, hogy az általam választott szerszámgép megfelelő-e a furat megmunkálási technológiához. Először katalógus adatok ajánlása alapján végzek számításokat, majd újításként módosított forgácsolási paraméterekkel tervezem meg a technológiát. A fúrás, furatbővítés műveleti utasítását a M-11-es melléklet tartalmazza. Fúrás technológiájának számítási adatai v c = 50 m /min[12] d sz = 8.5 mm[12] r = 70 f = 0.1 mm[12] k c = 2000 N/mm 2 [11] a n dsz 8.5mm 4.25mm 2 2 vc m / min1000 d mm p sz f sin r h 2 a p b sin r ford / min 0.1mm sin mm mm sin mm F c k c b h 2000N / mm mm 0.047mm N M c F 0.5 d N mm Nm c v f f n 0.1mm ford / min mm / min 47

48 P c f n v c d sz k c 0.1mm 50m / min8.5mm 2000N / mm kW Mivel cégünknél korszerű szerszámgépeken folyik a megmunkálás, ezért a termelékenység javítása érdekében újításként módosított forgácsolási paraméterekkel végeztem számításokat. Majd megvizsgáltam, hogy a módosított adatokkal elvégezhetőek-e a forgácsolási műveletek. A megmunkáláshoz korszerű szerszámokat választottam a megnövekedett paraméterek alapján. A es számú hőcserélő szerszámtervét az M-12-es melléklet tartalmazza. Módosított, újított fúrási technológiai számítások d sz = 8.5 mm [13] r = 70 [13] k c = 2000 N/mm 2 [11] n = 2300 ford/min v f = 325 mm/ford v c dsz n 8.5mm ford / min vf f n 325mm / ford 2300ford / min 0.141mm 61.38m / min a p f h a p b sin dsz 8.5mm 4.25mm 2 2 sin r 0.141mm sin r 4.25mm 4.53mm sin mm F c k c b h 2000N / mm mm 0.066mm N M c F 0.5 d N mm Nm c 48

49 P c f n v c d sz k c 0.141mm 61.38m / min8.5mm 2000N / mm kW Az általam benyújtott módosított forgácsolási paraméterekkel is elvégezhetőek a megmunkálási műveletek. És a kiválasztott szerszámok is kibírják a megnövelt igényeket Menetfúrás és menetformázás összehasonlítása, következtetések Cégünk egyre több forgácsolási művelet során kiváltja a hagyományos menetfúrási eljárást a modernebb és gazdaságosabb menetformázási eljárásra. A következőkben a két menet megmunkálási eljárást hasonlítom össze és foglalok állást. Menetfúrás Menetfúrás során egy adott átmérőjű előfúrt furatba, menetfúró szerszámmal az anyag roncsolásával alakítják ki a kívánt menetprofilt. Az eljárás során a megmunkált menetprofil tulajdonképpen a menetfúró szerszám ellenprofilja lesz. Az előfúrt furat átmérője katalógusból állapítható meg [15]. Menetfúrás esetén az eljárás forgácsképződéssel jár, esetenként a megmunkálandó menetbe belejuthat forgács. A menetfúró szerszámokon éppen ezért kialakított forgácsvezető rész található. Léteznek már hűtéses menetfúró szerszámok is. A szerszámok felületét különböző bevonattal teszik tartósabbá (Nitrid, Titan-Nitrid, Titan- Carbonitrid). Az egyik legnagyobb probléma a menetfúró használatával, hogy a szerszám gyakran eltörik. Kipattanhat a szerszám éle, lekopik a vágó él. Ezért az élettartalma elég rövid. Az alábbi ábra a menetfúrót ábrázolja, ábra. 49

50 2.22. ábra. A menetfúró felépítése [9] Menetformázás Menetformázás során ugyancsak egy adott átmérőjű előfúrt furatba készítenek menetet. Az előfúrt furat átmérője eltér a menetfúráskor használt átmérővel, nagyobb átmérőjű furatra van szükség a technológia miatt. Ezeket az adatokat szintén katalógus alapján határozzuk meg [15]. Például: M8-as menet készítésekor az előfúrás átmérője Ø 6.8 mm, míg menetformázásnál Ø 7.45 mm. Menetformázáskor az anyag szerkezete nem szenved sérülést. Az eljárás során nem képződik forgács, így a szerszámtörés és beszorulás szinte kizárt. Felület azonos eljárással alakítják ki a menetprofilt. A szerszámok itt is több féle felületi bevonattal készülnek, a tartósabb felhasználás érdekében. A ábra a menetformázó szerszámot ábrázolja ábra. A menetformázó szerszámot ábrázolja [9] 50

51 Összehasonlítás A menetformázás során nem szakítjuk meg az anyagszerkezetet, míg a menetfúrásnál igen ábra. Emiatt a menetformázással készült menet szakító szilárdsága sokkal nagyobb. A menetformázás során nem keletkezik forgács, a menetfúrással szemben ahol sok problémát okozhat a forgácsképződés. A menetformázás során nagyobb vágási sebességet használunk (akár 4-5 szer nagyobb), ami termelékenyebb gyártáshoz vezet. A menetfúrásnál a szerszám élettartalma sokkal kisebb, mint a formázásnál, a több szerszámcsere mind költségben, mind darabidőben elmarad a formázóhoz képest. A menetformázási eljárás nagyon érzékeny az előfúrt furat átmérőjére. Menetfúrás Menetformázás ábra. A menetfúrás és menetformázás viszonyát ábrázolja az anyagszerkezethez [15] Az összehasonlításból látszik, hogy a menetformázó szerszám alkalmazása sokkal gazdaságosabb mind költség, mind pedig idő szempontjából. Ezért alkalmazza cégünk ezt a fajta menetmegmunkálási technológiát a jövőben a menetfúrás helyett. A ábra a menetfúrás és menetformázás viszonyát ábrázolja. 51

52 Nyomaték Mt [Nm] menetformázás menetfúrás M3 M16 Menetméret,anyag lágy anyag kemény anyag ábra. A menetformázás és a menetfúrás nyomaték viszonyát ábrázolja [15] 2.4. A gyártmány gyártástechnológiájának fejlesztése, újítása Megvizsgáltam annak a lehetőségét, hogy a hőcserélőn végzett CNC megmunkálás költségét és idejét, egy esetleges újítással optimalizálhatjuk-e. A javaslatom lényege, hogy a csatlakozó elemeket már végleges állapotban szállítanák be a beszállítók. Ezzel az eljárással a csatlakozó elemek homlokmarását szeretném kiváltani. Újításom eredményeként csökkenne a CNC megmunkálás darabideje, a szerszám felhasználás is, és mivel a cégünknél a CNC megmunkálás az egyik legnagyobb költségvetésű folyamat, a gyártmány előállítási költségét is csökkentené. A javaslatom a rajzi dokumentáció módosítását tenné szükségessé. Új méretlánc megadást javasolok. Az újítást megelőzően mérésekkel információt gyűjtöttem az esetleges problémák elkerülése végett. A legkritikusabb pont, hogy a három darab csatlakozó elem felületei 52

53 forrasztás után megfelelnek-e a jelenlegi 0.3 mm-es síklapúsági előírásnak. Ehhez a vizsgálathoz méréseket végeztem adatgyűjtés és információ szempontból. A síklapúsági mérések eredményét a következő ábra tartalmazza es hőcserélő síklapúsági elemzése 0.6 Síklapúsági hiba, mm Síklapúsági hiba Jelenlegi síklapúsági tűrés Javasolt síklapúsági tűrés Mért darabszám ábra. A es hőcserélő síklapúsági értékeit ábrázolja A mérésekből és a diagramból látszik, hogy készre munkált alkatrészekből a hőcserélő nem képes tartani az előírt 0.3 mm-es síklapúsági értéket. Ezt a hibát a keményforrasztás technológiája okozza. Javaslatot teszek, hogy a síklapúsági értéket 0.5 mm-re növeljük. Az általam ajánlott módosítás a gyártmány működését és beépülését nem befolyásolja. Így már a előmegmunkált csatlakozó darabokkal összeépített hőcserélő mefelel a rajzi előírásnak. Ujításom az M-03-as módosított műhelyrajzon található. Következő lépésként megvizsgálom, hogy a hőcserélő csőköteg magasságának ( mm ) tűrése indokolt-e. 53

54 Vizsgálatom alapjául 20 db hűtön végzek csőköteg magasság mérést. A 20 db hőcserélőt kölönböző forrasztási csoportból vettem ki, hogy minél átfogóbb képet kapjak a folyamatról. A hőcserélő csőköteg magassági méréseinek eredményeit a ábra tartalmazza. Csőköteg magassági vizsgálat 97 Csőköteg magasság, mm Mért értékek Névleges érték Jelenlegi ATH Jelenlegi FTH Javasolt ATH Javasolt FTH Darabszám ábra. A hőcserélő csőköteg magassági vizsgálatát ábrázolja A mérési eredmények egyértelműen igazolják, hogy a jelenlegi tűrés megadás indokoltan nagy értéket mutat. Ezért módosítást nyújtok be a csőköteg magasság tűrésének változtatására. A módosított méret ( mm ) A következőkben méretlánc megadásokat számolok a jelenlegi méretekkel és az én általam javasolt méretekkel egyaránt. A méretláncot az eredő tag (R), a csökkenő tag és a növelő tag alkotja[16]. n1 n1 R növelő csökkenő (3.2) max i1 max i1 min n 1 R min növelő min csökkenő max (3.3) i1 n1 i1 54

55 A méretlánc eredő tagjának tűrésmező szélessége ( T ) mindig megegyezik az összetevők (tagok) tűrésmező szélességével [15]. n 1 T i ii T L max L min (3.4) Jelenlegi rajzi adatok alapján R =? L 1 = ± 0.3 mm (növelő tag) L 2 = 93.6± 2.5 mm (csökkenő tag) L 3 = 13 ± 1 mm (csökkenő tag) R R R R max max min min növelő _ tag max csökkenő _ tag (91.112) 8.3mm növelő _ tag min csökkenő _ tag (96.114) 0.7mm min max Ellenőrzés T T L max L min n 1 T i ii Tehát a zárótárcsa mérete a számításaim alapján L zárótárcsa mm 55

56 Ezzel a tűrés megadással nem gyártható le a darab, mivel a zárótárcsára egy 3x45 letörést is ki kell alakítani. Ezért a zárótárcsa méretének minimum 3.5 mm-nek kell lennie. A gyakorlatban a CNC megmunkálás során a mm tűréssel lehet legyártani a darabot. Számításokat végeztem, hogy a módosított méretekkel hogyan épül össze a méretlánc. És a keresett R (eredő) méret megfelel-e a gyártási tapasztalatainknak. Számítások módosított tűrésű méretekkel R =? L 1 = ± 0.3 mm (növelő tag) L 2 = mm (csökkenő tag) L 3 = mm (csökkenő tag) R R R R max max min min növelő _ tag max csökkenő _ tag ( ) 6.8mm növelő _ tag min csökkenő _ tag ( ) 3.5mm min max Ellenőrzés T T L max L min n 1 T i ii A zárótárcsa mérete az új méretek számításai alapján L zárótárcsa mm Ezzel az új méretmeghatározással tapasztalataink alapján már biztonsággal legyártható a darab. Az új méretmeghatározást a M-3-as melléklet tartalmazza. 56

57 3. A gyártmány minőségbiztosítási rendszerének bemutatása, fejlesztése Cégünknél jelenleg az ISO TS szerint tanúsított minőségbiztosítási rendszer működik. Ez a rendszer a legelterjedtebb az autóipari beszállító cégek közt. Előtte az ISO 9001 szerinti minőségbiztosítási rendszert használta cégünk. Ami az ISO TS es tanúsítás egyik előfeltétele. Ezt a rendszert a gépjárműipari beszállító cégekre fejlesztették ki elsősorban A es hőcserélőre vonatkozó követelmények A es hőcserélőre vonatkozó követelményeket két nagy csoportba sorolhatjuk. Ezeket a csoportokat a 3.1. ábra tartalmazza es hőcserélő követelményei Rajzi előírások Laborvizsgálatok, tesztek 3.1. ábra. A gyártmány követelményeit ábrázolja Rajzi előírások (M-3) - Helyzet és alaktűrések - Azonosító címkék - Felületi érdesség - Dimenzionális méretek 57

58 Laborvizsgálatok, tesztek - Nyomáspróba - Fárasztásos vizsgálat - Belső tisztasági vizsgálat - Termodinamikai vizsgálatok - Csiszolat vizsgálat (forrasztott kötésvizsgálat) A laborvizsgálatokat a 3.5 fejezetben mutatom be részletesen 3.2 A es hőcserélő ellenőrzési folyamata az idegenáru átvételtől a végátvételig A gyártmány összeépülése során alkalmazunk külső beszállítók által gyártott termékeket illetve saját gyártású alkatrészek is kerülnek felhasználásra. A beszállított alkatrészeket az idegenáru ellenőrzés során, míg a saját gyártású alkatrészeket a gyártásközi ellenőrzés során minősítjük. Mind a két vizsgálatnál maradéktalanul meg kell felelnie a termékeknek a rajzi előírásoknak. A továbbiakban bemutatom az ellenőrzési folyamatot, az ellenőrzési eszközöket és javaslatot teszek az esetleges újításokra. A 3.2. ábra a es hőcserélő ellenőrzési folyamatát mutatja be. Javaslatot teszek a 3.6. fejezetben az ellenőrzési rendszer fejlesztésére, korszerűsítésére. 58

59 3.2. ábra. A es hőcserélő ellenőrzési folyamatábráját ábrázolja 59

60 Idegenáru ellenőrzés Idegenáru ellenőrzés során cégünk a vásárolt kereskedelmi tételeket és az alvállalkozók által gyártott alkatrészeket vizsgálja. A vizsgálat gyakoriságát a vállalatirányítási rendszer (SAP) határozza meg különböző kritériumok alapján. Jelenleg a beszállított termékeknél az első hat beszállításból a darabszám nagyságától függően ellenőrzünk darabokat. Az alkatrészek ellenőrzése során megállapítottuk az adott termékekre vonatkozó kritikus méreteket. Ezeket a méreteket ellenőrizzük. Amennyiben az első hat szállítás során ellenőrzött darabok megfelelnek a rajzi előírásoknak, a beszállított termék végleges jóváhagyásra kerül. Amennyiben nem merül fel probléma az adott alkatrésszel, az ellenőrzés gyakoriságát csökkentjük. A csökkentett gyakoriság az évenkénti 1-2 alkalmat jelenti. Ha az alkatrésszel probléma merül fel, újból a szigorított ellenőrzés lép életbe. Az idegenáru ellenőrzést az idegenáru ellenőr végzi. Feladata a termékek kézi mérőeszközökkel való ellenőrzése. Azokat a méreteket, amiket az idegenáru ellenőr nem tud megmérni, a mérőszobára viszi bemérésre. A mérések után az eredmények kiértékelése történik, majd a termékek minősítése. A minősítések a következők: megfelelt, feltételesen megfelelt, nem megfelelt. A beszállítási folyamatot a termékek első minta vizsgálata előzi meg. Első minta vizsgálata során a rajzon szereplő összes méret kerül ellenőrzésre, amit a beszállítónak mérési jegyzőkönyvben kell dokumentálnia. Ezt a folyamatot a mérőszoba hagyja jóvá. A beszállító köteles az első mintázáskor az anyagösszetétel igazoló bizonyítványt is mellékelni. Az idegenáru ellenőrzés során használt mérőeszközöket a 3.1. táblázat tartalmazza. Mérőeszközök idegenáru átvétel során 3.1.táblázat Megnevezés Típus Mérési tartomány Felbontás Digitális tolómérő Mitutoyo 181-u mm 0.01 mm Menetkaliber Emuge M8-6h - 60

61 3.2.2.Gyártásközi ellenőrzés Gyártásközi ellenőrzés során, az egyes gyártási műveletek között végzünk ellenőrzést. Az ellenőrzést a dolgozók illetve a gyártásközi ellenőrök végzik. A gyártásközi ellenőrök a folyamat során szúrópróba szerűen, illetve ütemezett ellenőrzés során vetik ellenőrzés alá az alkatrészeket. A dolgozók hagyományos kézi mérőeszközökkel, illetve speciális ellenőrző készülékekkel, sablonokkal végzik a munkadarabok minősítését. A gyártásközi ellenőrök jogköre alá tarozik, hogy ha olyan eltérést vélnek felfedezni, ami nem megfelelőséget okozhat, a gyártás leállítását rendelhetik el. Ha javíthatóak a nem megfelelő darabok, akkor azokat javításra illetve válogatásra a beszállítónak visszaküldik. Az eltérésekről a megfelelő dokumentum kitöltésével reklamáció formában szembesítjük őket. A következőkben bemutatom a gyártásközi ellenőrzési folyamatokat illetve azok ellenőrző eszközeit Ellenőrzés forrasztó fólia kivágáskor Forrasztó fólia kivágás során a dolgozók a termék szélességét és hosszúságát ellenőrzik, és a megadott ellenőrző lapon rögzítik a mérési eredményeket. A méréshez digitális tolómérőt használunk. A Mérőeszköz mérési tartománya mm, és a felbontása 0.01 mm. Típusa Mitutoyo digimatic Ellenőrzés lamella gyártás során Lamella gyártás során az olaj lamella ellenőrzése igen fontos feladat, mivel a lamella magassága a későbbi beépülés szempontjából fontos szerepet tölt be. Ha a lamella túl magas eltarthatja a csőfeleket egymástól és nem megfelelően forradnak össze a darabok. Az olaj lamella ellenőrzését szintén a dolgozók, illetve ütemezett feladatként a gyártásközi ellenőrök végzik. A mérési eredményeket a lamella ellenőrzési dokumentumban rögzítik. Az ellenőrzés során egy speciális mérőeszközt fejlesztettünk ki, aminek segítségével viszonylag egyszerűen tudják a dolgozók ellenőrizni a darabokat. Az ellenőrzéshez egy digitális mérőórát egy speciális sík tapintóval láttunk el, amit egy befogó készülékbe építettünk be. 61