Transcript 1331288592-0-tehnolokapripremaproizvodnje_3_2011_2012

4.
Odabir primarnog procesa
Sistematizacija postupaka
SIROVI
MATERIJAL
Ljevacki
postupci
- gravitacijski
- tlacni lijev
Postupci prerade
polimera i stakla
(molding postupci)
Oblikovanje
deformiranjem
- valjanje
- ekstrudiranje
- kovanje
- vucenje
Obrada odvajanjem cestica
- tokarenje
- glodanje
- brušenje
- bušenje itd.
Toplinska obrada
- kaljenje i pouštanje celika
- ocvršcivanje precipitacijom
(starenjem)
celika i neželjeznih legura
Postupci spajanja
- zakivanje
- zavarivanje
- tvrdo i meko lemljenje
- lijepljenje
Završne obrade
- cišcenje
- poliranje
- bojanje itd.
Metalurgija
praha
- prešanje i
sinteriranje
- HIP
- toplo prešanje
Posebni postupci
- laminiranje
kompozita
- CVD
- elektoformiranje
Proizvodna svojstva materijala
•
•
•
•
•
Proizvodna svojstva (ekonomski i tehnički kriteriji)
Uporabne funkcije
Oblikovljivost
Nivo troškova
Utjecajni faktori:
- kemijski sastav, struktura, oblik, veličina obratka
- oprema
- proizvodni parametri
- alati i naprave
- ljudi
Stupanj prikladnosti za obradu
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Fizikalna, kemijska i mehanička svojstva
Struktura, stanje, sastav materijala
Stupanj anizotropije
Oblik pripremka
Tehnološka svojstva materijala
Dimenzije i tolerancije izratka
Opseg proizvodnje i veličina serije
Troškovi materijala
Praćenje promjene odabranih pokazatelja
Kvalitativno i kvantitativno sagledavanje grešaka
Povezivanje vrste grešaka kod određenog postupka i vrste materijala
Heuristički pristup i primjena baze znanja
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Kriteriji odabira postupaka proizvodnje
•
•
•
•
•
Materijal
Složenost izratka
Točnost izrade
Ekonomski parametri
Raznolikost i složenost proizvodnih postupaka
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
DFM Design for Manufacturability
• Materijal
• Proizvod
• Proizvodni postupak
Zajedničko projektiranje : SE, PE, IE
Minimalne debljine i duljine/procesi
Postupak izbora primarnog
procesa Halevi i ASM
1B Odabir oblika
suglasno geometrijskim
znacajkama
1 ASM Skala za
vrednovanje
proizvodnih
posupaka
2 ASM Vrednovanje znacajki
za najcešce proizvodne
procese
2B Sukladnost
materijala I
proizvodnog
postupka
1 H Klasifikacija oblika
temeljem geometrijskih
znacajki
B
3B Proizvodni postupci
i njihovi atributi
2 H Ponderiranje
bazirano na
ekonomskim
znacajkama
A
3 ASM Primjena za
lijevanje te opce mjere
livljivosti, obradivosti i
zavarljivosti
3 H Odabir metode
lijevanja
4 H Odabir procesa
oblikovanja
deformiranja za
relativno male
kolicine
4 ASM Opce znacajke
procesa lijevanja
5 ASM Opce znacajke
oblikovanja masivnim
deformiranjem
5 H Odabir procesa
oblikovanja
deformiranja za
relativno srednje
kolicine
6 ASM Opce znacajke
obrade lima, savijanje
cijevi i šipki
6 H Odabir procesa
oblikovanja
deformiranja za
relativno velike
kolicine
7 ASM Odabir metode
metalurgije praha
8 ASM Opce znacajke
postupaka oblikovanja
keramickih izradaka
LEGENDA
9 ASM Opce znacajke
postupaka prerade
polimera
A
B
10 ASM Opce
znacajke postupaka
odvajanjem cestica
11 ASM Opce
znacajke postupaka
zavarivanja taljenjem
ASM HANDBOOK
Vol.20 Materials
Selection And Design,
ASM Int., Ohio , 1997
Halevi, G., Weill, D., R.,
Principles of Process
Planning, Chapman &
Hall, ISBN 0 412 54360 5,
London, 1995.
Sukladnost materijala i tehnologija
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Kriteriji odabira postupaka proizvodnje
5
ZATVORENA
OBA KRAJA
OKRUGLI (R)
X
X
PRAVOKUTNI
(B)
X
X
X
X
0 JEDNOLIK
PRESJEK
4 ZATVOREN
JEDAN KRAJ
1 PROMJENA
NA KRAJU
2 PROMJENA
NA SREDINI
3 ROSTORNA
KRIVINA
6 POPREČNI
ELEMENT
7 SLOŽENI
OBLIK
PRESJEK OTVOREN
(S);
POLUZATVOREN
(SS)
CIJEV (T)
RAVNO (F)
SFERNI (SF)
X
X
X
X
Značajke proizvodnih postupaka
•
•
•
•
•
Vrijeme ciklusa
Kvaliteta
Fleksibilnost
Iskoristivost materijala
Pogonski troškovi
Sustav vrednovanja postupaka 21.10.2010
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
16-03 2010. ASM Vrednovanje
proizvodnih postupaka
1 ASM SUSTAV
VREDNOVANJA
PROIZVODNIH
POSTUPAKA
POGONSKI
TROŠKOVI
VRIJEME
CIKLUSA
KVALITETA
ISKORISTIVOST
MATERIJALA
FLEKSIBILNOST
1 > 15  m
2 5 do 15 min
3 1 do 5 min
4 20 s do 1 min
5 < 20 s
1 Prijelaz ekstremno težak
2 Spori prijelaz
3 Prosjecni prijelaz i vrijeme postavljanja
4 Brzi prijelaz
5 Nema vremena postavljanja
1 Vrlo visoki troškovi opreme i obrade
2 Visoki troškovi opreme i obrade
3 Troškovi opreme o ibrade relativno
niski
4 Niski troškovi obrade, mali kod opreme
5 Bez troškova opreme
1
2
3
4
5
Loša kvaliteta, prosjecna
pouzdanost
Prosjecna kvaliteta
Prosjecna do dobra kvaliteta
Dobra do izvrsna kvaliteta
Izvrsna kvaliteta
1
2
3
Otpad > 100% gotovog proizvoda
Otpad > 50 to 100%
Otpad 10 to 50%
4 Otpad < 10% gotovog proizvoda
5 Bez primjetnog otpada
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Značajke postupaka
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Obradljivost, livljivost, zavarljivost
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Izbor vrste lijevanja ASM
OPĆE ZNAČAJKE
LJEVAČKIH
POSTUPAKA
LIJEVANJE 2
PJEŠČANI
KALUP
SMOLOM
DIO
VEZANI
Material : All
PJESAK
Poroznost I usahline
: C-E
Oblik
: All
Veličina kg: 0.01-300
000
Min.
PART
presjek mm
Material : All
:3-5
Poroznost I usahline
Min.
: D-E
Diameter jezgre
Shape
: All
mm
:4-6
Size kg
: 0.01-100
Detalj
Min.
površine : C
presjek mm
TROŠKOVI
:2-4
Oprema: C - E
Min.
Kalupa
:C-E
Diameter of jezgre
Rada
:A-C
mm
:3-6
Završne
Detalj
obrade
:A-C
površine : B
PROIZVODNJA
COSTS
Vještina radnika: A - C
Equipment: C
Vrijeme
Kalupa
:B-C
uhodavanja: days
Work
:C
Proizvodnost, kom/sat
Završne
kalup: 1 - 20
obrade
:B-D
Min, količina, kom : PRODUCTION
1 - 100
Operator
skills
:C
Vrijeme
uhodavanja: WEEKS
Productivity
kom/sat kalup: 5 - 50
Minimal
quantity : 100
A-max. vrijednost
E- min. vrijednost
GIPSANI
KALUP
IZGUBLJENA
PIJENA
PART
Material : Zn to Cu
Precizni
Poroznost I
lijev
PART
usahline : D-E
Material : Al to
Shape
: All
Fe
castings
Size kg
: 0.01PART
Poroznost I
1000
Material : All
usahline : C-E
Min.
Poroznost I
Shape
: All
presjek mm
usahline : E
Size
kg
:
0.01:1
Shape
: All
100
Min.
Size kg
: 0.01-100
Diameter of jezgreMin.
Min.
presjek mm
mm
: 10
presjek mm
: 2-4
Detalj
:1
Min.
površine : A
Diameter of jezgreMin.
COSTS
Diameter
of
jezgre
mm
:
4-6
Equipment: C - E
mm
: 0.5 - 1
Kalupa
: C - E Detalj
Detalj
površine
:
C
Work
:A-B
površine : A
COSTS
Završne
obrade
: C - D Equipment: B - C COSTS
Kalupa
: B - C Equipment: C - E
PRODUCTION
Kalupa
:B-C
Work
:C
Operator
Work
:A-B
skills
: A - B Završne
obrade
: C - D Završne
Vrijeme
obrade
:C-D
PRODUCTION
uhodavanja: days
PRODUCTION
Operator
Productivity
Operator
skills
:
C
kom/sat kalup: 1 skills
:A-B
Vrijeme
10
Vrijeme
uhodavanja:
Minimal
WEEKS, MONTHSuhodavanja: hours,
quantity : 10
weeks
Productivity
kom/sat kalup: 1 - Productivity
kom/sat kalup: 1 20
1000
Minimal
Minimal
quantity : 500
quantity : 10-1000
KOKILNI
LIJEV
TLAČNI
LIJEV
PART
Material : Al to
Fe castings
Poroznost I
usahline : B-C
Shape
:
except T3, T5, F5
with solid jezgra
Size kg
: 0.01100
Min.
presjek mm
: 2-4
Min.
Diameter of
jezgre
mm
: 4-6
Detalj
površine : B-C
COSTS
Equipment: B
Kalupa
:B
Work
:C
Završne
obrade
: B-D
PRODUCTION
Operator
skills
:C
Vrijeme
uhodavanja:
weeks
Productivity
kom/sat kalup: 550
Minimal
quantity : 1000
PART
Material : Zn
to Cu
Poroznost I
usahline : A-C
Shape
:
except T3, T5,
F5
Size kg
:
0.01-50
Min.
presjek mm
: 0.51
Min.
Diameter of
jezgre
mm
:3
(Zn 0.8)
Detalj
površine : A-B
COSTS
Equipment: A
Kalupa
:A
Work
:E
Završne
obrade
: C-E
PRODUCTION
Operator
skills
: C-D
Vrijeme
uhodavanja:
weeks, months
Productivity
kom/sat kalup:
20-200
Minimal
quantity :
10,000
ASM odabir...
Kompatibilnost materijala i postupaka
SIVI I NL
LIJEV
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku 1
Precizno lijevanje 0.5
Tlacno lijevanje
0
Injekcijsko prešanje
0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje
0
Injekcijsko puhanje 0
Rotacijsko kalupljenje
0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
0
Hladno sabijanje
0
Kovanje u
zatvorenom ukovnju
0
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
0
Topla ekstruzija
0
Rotacijsko kovanje 0
OOC
Obrada iz sirovca 1
Elektrokemijska
obrada
1
Elektroerozija (EDM)
0
EDM s žicom
0
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
0
Toplo oblikovanje 0
Optiskivanje
0
POKAZATI:
1
0.5
0
NELEGIRANI
CELIK
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku 1
Precizno lijevanje 1
Tlacno lijevanje
0
Injekcijsko prešanje
0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje
0
Injekcijsko puhanje 0
Rotacijsko
kalupljenje
0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
0
Hladno sabijanje
1
Kovanje u
zatvorenom ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
1
Rotacijsko kovanje 1
OOC
Obrada iz sirovca
1
Elektrokemijska
obrada
1
Elektroerozija (EDM)
1
EDM s žicom
1
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
1
Toplo oblikovanje 0
Optiskivanje
1
POKAZATI:
1
0.5
0
Kompatibilnost izmedu
materijala i proizvodnih
postupaka
1
1(N)
0.5(L)
0(X)
normalna praksa
manje prihvatljivo
ne primjenjije se
Mg i Mg
legure
Zn i Zn
legure
LEGIRANI
CELIK
Nrhrdajuci
celik
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku 1
Precizno lijevanje
Tlacno lijevanje
0
Injekcijsko prešanje
0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje
0
Injekcijsko puhanje 0
Rotacijsko kalupljenje
0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
1
Hladno sabijanje
1
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
0.5
Rotacijsko kovanje 1
OOC
Obrada iz sirovca 1
Elektrokemijska
obrada
1
Elektroerozija (EDM)
1
EDM s žicom
1
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
1
Toplo oblikovanje 0
Optiskivanje
0.5
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku 1
Precizno lijevanje 1
Tlacno lijevanje
0
Injekcijsko prešanje
0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje
0
Injekcijsko puhanje 0
Rotacijsko kalupljenje
0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
0.5
Hladno sabijanje
1
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
0.5
Rotacijsko kovanje 1
OOC
Obrada iz sirovca 1
Elektrokemijska
obrada
1
Elektroerozija (EDM)
1
EDM s žicom
1
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
1
Toplo oblikovanje 0
Optiskivanje
1
POKAZATI:
1
0.5
0
POKAZATI:
1
0.5
0
Al i Al
legure
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku 1
Precizno lijevanje 1
Tlacno lijevanje
1
Injekcijsko prešanje
0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje
0
Injekcijsko puhanje 0
Rotacijsko kalupljenje
0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
1
Hladno sabijanje
1
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
1
Rotacijsko kovanje 1
OOC
Obrada iz sirovca
1
Elektrokemijska
obrada
0.5
Elektroerozija (EDM)
1
EDM s žicom
1
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
1
Toplo oblikovanje 0
Optiskivanje
1
POKAZATI:
1
0.5
Projektiranje tehnoloških procesa
0
2007/2008
Cu i Cu
legure
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku
Precizno lijevanje
Tlacno lijevanje
Injekcijsko prešanje
Prešanje pjene
Ekstruzijsko puhanje
1
0
0
0
0
Injekcijsko puhanje
0
Rotacijsko kalupljenje 0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
1
Hladno sabijanje
1
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
1
Rotacijsko kovanje
0.5
OOC
Obrada iz sirovca
1
Elektrokemijska obrada
0.5
Elektroerozija (EDM) 1
EDM s žicom
1
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
1
Toplo oblikovanje
0
Optiskivanje
1
POKAZATI:
1
0.5
0
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku
0
Precizno lijevanje
0
Tlacno lijevanje
1
Injekcijsko prešanje 0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje0
Injekcijsko puhanje
0
Rotacijsko kalupljenje 0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
1
Hladno sabijanje
0.5
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
0
Prešanje i
sinteriranje(P/M)
0
Topla ekstruzija
0
Rotacijsko kovanje 0.5
OOC
Obrada iz sirovca
1
Elektrokemijska obrada
0.5
Elektroerozija (EDM) 0.5
EDM s žicom 0.5
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
0.5
Toplo oblikovanje
0
Optiskivanje
1
POKAZATI:
1
0.5
0
Lijevanje/Srodni
postupci
Lijevanje u pijesku
1
Precizno lijevanje
0.5
Tlacno lijevanje
1
Injekcijsko prešanje 0
Prešanje pjene
0
Ekstruzijsko puhanje 0
Injekcijsko puhanje
0
Rotacijsko kalupljenje 0
Kovanje i prešanje
Istiskivanje
0.5
Hladno sabijanje
0.5
Kovanje u zatvorenom
ukovnju
1
Prešanje i sinteriranje
(P/M)
1
Topla ekstruzija
1
Rotacijsko kovanje
1
OOC
Obrada iz sirovca
1
Elektrokemijska obrada
0.5
Elektroerozija (EDM) 0.5
EDM s žicom 0.50.5
Oblikovanje
deformiranjem
Oblikovanje lima
0.5
Toplo oblikovanje
0
Optiskivanje
0.5
POKAZATI:
1
0.5
0
ASM značajke deformiranja
masivnih dijelova
Odabir lijevanja po Halevi-u
3H ODABIR METODE
LIJEVANJA
Materijal
Svi
Fusnota(1)
Laki
Gotovo svi
Velicina
ili težina
Bilo koja
velicina
Do 40 kg (3)
Do 25 kg
Do to 10 kg
Debljina
presjeka
s
3-5 mm min
2.5 mm
min
0.6 mm min
Tocnost
+/- 1.5 mm
+/- 0.05 mm
+/-0.4 mm
6.25-25
1-2.5
2.5-6.25
Trošak
alata
Visok
Srednji
Materijal :
Svi
Velicina ili težina :
A
Debljina presjeka :
minimum
3-5 mm
Preciznost 4 :
+/- 1.5 mm
Hrapavost Ra - završna m 10-3:
6.25-25
Trošak alata :
NIZAK
+/- 0.12 mm
Površinski Ra
10-3 m
NISKI
Pješcani
0.75 mm min
KOKILNI
Materijal :
Gotovo svi
Velicina/težina :Ograniceno do 25 kg
Debljina presjeka : 2.5 mm minimum
Preciznost 4 :
+/- 0.4 mm
Hrapavost Ra - završna m 10-3:
2.5-6.25
Trošak alata :
SREDNJI
TLACNI
Materijal :
Laki materijali
Velicina/težina: Ograniceno2 do 10 kg
Debljina presjeka : 0.6 mm minimum
Preciznost 4 :
+/- 0.05 mm
HrapavostRa - završna m 10-3:
1-2.5
Trošak alata :
VISOKI
0.25-2
Visok
PRECIZNI LIJEV
1
Materijal :
Velicina/težina : Ograniceno 3 do 40
kg
Debljina presjeka : 0.75 mm minimum
Preciznost 4 :
+/- 1.5 mm
Hrapavost Ra - završna m 10-3: 0.12
Troškovi alata : ViSOKI
NAPOMENE:
1. Materijali koji se mogu proizvesti preciznim lijevanjem pripadaju sloijedecim skupinama : Al legure, CU legure, Zn legure, Mg legure, Ti legure, Pb legure alloys,
2. Uobicajeno ispod 8 kg
3 Najbolji rezultati za oko 1 kg
4 The toleranca preciznosti zavisi o raspšenju faktora skupljanja i dimenzijama odljevka. To se može proracunati jednadžbom:
Toleranca > dimenzija ((Smax - Smin)/2) where S is the faktor skupljanja i funkcija je materijala.
Projektiranje tehnoloških procesa
2007/2008
Izbor OMD procesa po Halevi-u
1
METODA
ODABIRA
MONO
Kod A Kod B Kod C Kod D Kod E Kod F -
SLOŽENOST
OBLIKA
MONO
OTVORENI
SLOŽENI
VEOMA
SLOŽENI
Kolicina
Kolicina
Kolicina
Kolicina
Q<180
Q>100
0
D
E
B
C
A
-
B
E
D
C
A
-
Q<150
Q>2000
Q<50
Q>1500
C
D
B
E
F
A
B
A
D
C
E
-
C
D
B
E
F
A
A
B
C
D
E
-
OTVORENI
oblikovanje iz taline (lijevanje, )
oblikovanje metala deformiranjem (OMD)
oblikovanje odvajanjem čestica (OOČ)
oblikovanje spajanjem
oblikovanje sklapanjem
oblikovanje uvećavanjem izradka
Q<100
SLOŽENI
Q>1000
E
D
C
A
B
F
B
D
E
C
A
F