PTP projekt

PTP

PP:FSBDokument:Robert_Rezek_PTP_D10.docx Autor: Robert Reek :16.3.2012List:1 od 41

SVEUILITE U ZAGREBU - FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVOD ZA INDUSTRIJSKO INENJERSTVO

KATEDRAZA PROJEKTIRANJE PROIZVODNJE

Dr. sc. Predrag osi, prof. Robert Reek

Mr. sc. Draen Antoli, dipl. ing. JMBAG: 0035179290

Zagreb 2012

PTP




Sadraj:

1 Upit .......................................................................................................................................... 3

2 Izvorni crte ............................................................................................................................. 4

3 Projektni zadatak ..................................................................................................................... 5

4 Analiza proizvoda .................................................................................................................... 6

5 Odabir primarnog procesa ....................................................................................................... 7

6 Odabir polaznog materijala .................................................................................................... 10

7 Odreivanje redosljeda operacija ........................................................................................... 11

7.1 utvrivanje najstroeg zahtjeva za obradu promatrane povrine ..................................... 12

8 Redosljed operacija ............................................................................................................... 13

9 Razrada pojedinih faza .......................................................................................................... 15

10 Odabir strojeva ................................................................................................................... 18

10.1 Odabir stroja za rezanje .................................................................................................. 18

10.2 Odabir hidraulikog bata ................................................................................................. 18

10.3 Odabir obradnog centra .................................................................................................. 19

10.3.1 Proraun snage stroja za glodanje ........................................................................... 19

10.3.2 Odabir alatnog stroja................................................................................................ 20

10.3.3 Odabir glodalne glave .............................................................................................. 21

10.3.4 Odabir alata za buenje ........................................................................................... 21

10.4 Cementiranje .................................................................................................................. 23

10.5 Mjerni alati ...................................................................................................................... 24

11 Izrauni vremena izrade ..................................................................................................... 25

12 Analiza vremena................................................................................................................. 35

13 Izraun trokova ................................................................................................................. 38

13.1 Rezanje .......................................................................................................................... 38

13.2 Kovanje........................................................................................................................... 38

13.3 Obrada na obradnom centru ........................................................................................... 38

13.4 Cementiranje .................................................................................................................. 38

13.5 Ukupna cijena ................................................................................................................. 39

14 Ponuda ............................................................................................................................... 40

PTP




Upit

PTP




1 IZVORNI CRTE

PTP




2 PROJEKTNI ZADATAK

PTP




3 ANALIZA PROIZVODA

Zadani materijal je elik 4320 (DIN 17006), legirani elik za cementiranje. Prva oznaka, broj 4

oznaava krom. Krom je jak karbidotvorac i tvori tvre karbide od cementita. Karbidi povisuju

otpornost na pritisak i otpornost na abrazijsko troenje. Druga oznaka, broj 3 oznaava mangan,

koji djeluje dezoksidirajue i povisuje granicu razvlaenja kod konstrukcijskih elika, a povoljno

djeluje i na ilavost. Zadnje dvije oznake, broj 20, oznaava da se radi o eliku za cementiranje.

Kemijski sastav elika 4320:

C Mn Cr Si P S

0,14-0,19 1,00-1,30 0,801,10

PTP




4 ODABIR PRIMARNOG PROCESA

U slijedeem koraku potrebno je odabrati primarni proces proizvodnje po Halevi metodi i zadanim

parametrima od kojih su najbitniji koliina proizvodnje i sloenost oblika:

Oblik: sloeni dio

Materijal: 4320 (DIN 17006)

Europska oznaka: 16MnCr5

Minimalna debljina stjenke: 18 mm

Najmanja dimenzijska tolerancija: -0,3 mm

Najzahtjevnija kvaliteta povrine: Ra=1,6m

Odabrana vrsta oblika pod rednim brojem 3. Razlog odabira ove vrste su bone znaajke,

nesimetrinost oblika i presjek nije konstantan.

PTP




-

Kod odabira primarnog procesa po Halevi-Metodi za sloeni oblik zadanog proizvoda i koliinu od

100 000 kom LIJEVANJE se namee kao prvi odabir. Meutim, konzultirajui se s prof. Bauerom

na Katedri za ljevarstvo doli smo do zakljuka da pjeani lijev otpada zbog velike koliine pa nebi

bilo isplativo raditi novi kalup za svaki komad, i zbog dimenzija i mase predmeta koje su vrlo male.

Kokilni lijev bi zadovoljio traene kriterije, ali s obzirom na zadan materijal (4320) postupak je

teko izvediv zbog ne mogunosti izvedbe kalupa u koji bi se lijevanje provodilo.

Sljedei i konani odabir primarnog procesa je OBLIKOVANJE METALA DEFORMIRANJEM

PTP




Iz

uvjeta da je RVK = 100.000/25.000 2 prema gornjoj slici odabirem vrstu oblikovanja

deformiranjem. Po postupku odabira uzimam za Sloeni oblik i debeli presjek najmanji broj u retku

i odabirem stupac u tom retku te za primarni proces uzimam G14 kovanje, taj postupak sam uzeo

zbog velike serije proizvodnje i zbog dobre dimenzijske tonosti i povrinske hrapavosti, ipak

kasnije e biti potrebno jo nekoliko operacija.

PTP




5 ODABIR POLAZNOG MATERIJALA

Poetni materijal kupujem iz tvrtke Strojopromet. Kupujem ipku okruglog profila (24) i duljine

6000 mm. Ako uzmemo da je duljina jednog izratka 76 mm, zbrojeno sa dodatkom za piljenje (cca

3 mm) ispada da iz jedne ipke dobijemo 75 izradaka.

Izraun cijene kotanja materijala:

Ukupan broj ipki za 100.000 komada iznosi 1334, odnosno za seriju od 25.000 broj ipki iznosi

334. Masa jedne ipke 21,17kg to znai da ukupna masa iznosi 28.241 kg, odnosno 7.071 kg za

seriju.

Cijena elika 4320 po kg iznosi 8,2 kn i time dolazimo do cijene od 2,05 kn/kom.

Izgled i dimenzije otkovka (izratka)

Masa otkovka: 0,185 kg

Masa izratka: 0,101 kg

Razlika masa: 0,084 kg

PTP




6 ODREIVANJE REDOSLJEDA OPERACIJA

Nakon odabira primarnog procesa cilj je odabrati broj potrebnih operacija obrade prema obliku

zadane povrine i tehnolokih zahtijeva na odreenu povrinu. Prema obliku povrina izratka

odabirem operaciju glodanja prema slijedeoj slici jer mogu svoj izradak smatrati kao prizmatini i

glodanje zadovoljava uvjet hrapavosti Ra=1,6 m. Dalje iz tablice takoer odabirem operaciju

buenje za buenje provrta sa bone strane proizvoda.

PTP




6.1 UTVRIVANJE NAJSTROEG ZAHTJEVA ZA OBRADU PROMATRANE

POVRINE

Najstroi zahtjev koji se postavlja kod izratka je hrapavost povrine Ra=1,6 m, a sve ostale

povrine imaju hrapavost Ra=25 m, odnosno Ra=6,3 m Iz slijedee tablice odabirem te

tehnoloke postupke koji e zadovoljiti traenu kvalitetu povrine.

Zakljuak:

Nakon svih postavljenih zahtjeva iz tablice sam oitao postupke koji su potrebni za izradu

proizvoda. Da bi postigao traenu kvalitetu povrina nuna je obrada odvajanjem estica, s toga

odabirem glodanje kao sljedei proces. Za izradu provrta na bonim stranama odabirem buenje.

PTP




7 REDOSLJED OPERACIJA

10 Rezanje

10/10 Priprema stroja

10/20 Stezanje obratka

10/30 Rezanje obratka

10/40 Skidanje obratka

20 Kovanje

20/10 Priprema stroja

20/20 Zagrijavanje sirovca

20/30 Transport sirovca na kovaki stroj

20/40 Kovanje obratka

20/50 Transport izratka do mjesta za ohlaivanje

20/60 Krzanje

20/70 Kontrola izratka

20/80 ienje kalupa

30 Glodanje

30/10 Priprema obradnog centra


30/30 Grubo glodanje 1 (Ra25)

30/40 Glodanje skoenja 1x450

40 Glodanje

40/10 Drugo stezanje obratka

40/20 Grubo glodanje 2 (Ra25)

50 Glodanje


50/20 Grubo glodanje 3

50/30 Fino glodanje (Ra1,6)

60 Buenje

60/10 Zamjena alata na stroju

60/20 Stezanje i pozicioniranje obratka

60/30 Buenje 5,5

60/40 Zamjena alata

60/50 Uputanje 10 do dubine 4 mm

PTP




60/60 Zamjena alata

60/70 Buenje 5

60/80 Skidanje obratka sa stroja

30 Cementiranje

40 Uljenje Antikorozivnim uljem ANTOKSIN 35

PTP




8 RAZRADA POJEDINIH FAZA

10 Rezanje

20 Kovanje

30 Glodanje

30/30 Grubo glodanje 1 (glodanje donje i bonih strana na Ra25)

PTP




30/40 Izrada skoenja 1 X 45

40/20 Glodanje 2 (glodanje bonih strana na Ra25)

PTP




50 Glodanje 3

50/20 Grubo, a zatim i fino glodanje povrine na Ra1,6

60 Buenje

PTP




9 ODABIR STROJEVA

9.1 ODABIR STROJA ZA REZANJE

Odabirem cirkular KNUTH KKS 350.

9.2 ODABIR HIDRAULIKOG BATA

Hidrauliki bat

KNUTH KKS 350 Tehnike specifikacije

Maksimalni promjer rezne ploe: 350 mm

Motor 400 V / 2 Brzine: 1,5 / 2,2 kW

Broj okretaja: 40, 80 opm

irina: 160 mm

Masa: 205 kg

HIDRAULIKI BAT Tehnike specifikacije

Impact of a blow job: 20kJ

Ram Weight (without holder) 650 kg

Number of ram strokes 40-min

Max. ram stroke 400 mm

Stroke (lift) 25 mm

Die Clamping surface 200x450 mm

Die height 160 mm Min

Drive hammer

Pump motor power 22 kW

Working fluid pressure 16MPa

Dimensions hammer

Length 2200 mm

width 1400 mm

height above the floor 3000 /-mm

PTP




9.3 ODABIR OBRADNOG CENTRA

9.3.1 PRORAUN SNAGE STROJA ZA GLODANJE

PTP




ap =2,5 mm

ae =22 mm

Dc =32 mm

fz =0,08 mm

kc 1.1 =2000 N/mm2

1-mc =0,76

zn =4

Kr =900

vc =280 m/min

U proraunu je koritena maksimalna brzina rezanja (vc) za reznu ploicu koja je navedena u

poglavlju 8.3.3 i zadani materijal obratka, i maksimalna dubina rezanja 2,5 mm. Sve formule, kao i

specijalna sila rezanja po Kienzle-u (kc 1.1 ) i eksponent korekcije debljine rezanja (mc) uzeti su s

FSB Katedra za alane strojeve.

9.3.2 ODABIR ALATNOG STROJA

Odabirem vertikalni obradni centar sa automatskom izmjenom alata. Proizvoa i model stroja su:

HAAS DT 1.

Slika stroja

HAAS DT 1 Tehnike specifikacije

Pomak:

x 508 mm

y 406 mm

z 394 mm

Stol: Duina 660 mm

irina 381 mm

Maksimalna Snaga: 11 kW

Maksimalna Brzina: 12.000 opm

Masa Stroja: 1.905 kg

Ostale specifikacije: http://www.haascnc.com

PTP




9.3.3 ODABIR GLODALNE GLAVE

U obzir su uzeta vrsta glodanja, materijal obratka i zahtjevane kvalitete povrine. Odabirem

CoroMill 490.

Odabir reznih ploica:

9.3.4 ODABIR ALATA ZA BUENJE

Za buenje rupe promjera 5 mm odabirem svrdlo 4,8 mm, analogno tome za 5,5 mm

odabirem svrdlo promjera 5,3 mm. Dubina buenja odabranog svrdla je 4 5 X Dc to

zadovoljava potrebnu dubinu. Sa odabranim svrdlom postie se traena tolerancija provrta H12.

PTP




Za Uputanje rupe promjera 10 mm odabrano je svrdlo 9,8 mm.

PTP




9.4 CEMENTIRANJE

Cementiranje = Pougljienje + Kaljenje + niskotemperaturno poputanje

Cilj postupka je postizanje tvrdih povrinskih slojeva dijela otpornog na troenje tvrdoe 710 50

Hv i dubinu cementiranja 0,8 mm, a da pri tome jezgra dijela postigne to viu otpornost na udarna

optereenje ilavost.

Postupak se provodi u sredstvu koje je u stanju da na temperaturi austenitizacije elika (900 do

950C) predaje eliku ugljik.

Cementira se cijela jedna serija od 1000 kom, vrijeme trajanja postupka se uzima se 1 dan.

PTP




9.5 MJERNI ALATI

Pomino mjerilo (digitalno):

Za mjerenje provrta izradit emo okrugle profile, znai kratke tapie polumjera 5, 5,5 i 10 i

jednostvano ako tapi prolazi kroz provrt onda on zadovoljava zadane dimenzije.

PTP




10 IZRAUNI VREMENA IZRADE

Pripremno zavrna vremena

10 Rezanje

tpzs = 15min

tpz = tpzs . Kd = 15

. 1,18 = 17,7 min


Stavljanje komada u kripac 1,20

Mjerenje i postavljanje komada na odreenu mjeru 0,40

Stezanje obratka 0,20

tp10/20 = 1,8 min

10/30 Rezanje obratka

Broj okretaja cirkulara:

n =1,33 s-1

Brzina rezanja:

Korak zubi cirkulara:

h =3 mm

Broj zubi cirkulara:

350366,00

3

cDzh

Posmak po zubu:

003,0zf mm

PTP




Posmak po okretaju:

Radni pomak:

Povratni hod:

fp =160 mm/min

Tehnoloko vrijeme:

pr

tff

lllt11

21

d= 144 mm

11 l mm

12 l mm

tt10/30= 2,57 min

Pomono vrijeme:

Ukljuivanje stroja: 0,10 min

Iskljuivanje stroja: 0,10 min

tp= 0,2 min

10/40 Skidanje obratka

Pomono vrijeme:

Otpustiti i odloiti obradak: 0,5 min

tp= 0,5 min tp10/40= 0,5 min

Komadno vrijeme za operaciju:

dpt kttt 11 = (2,57 + 1,80 + 0,20 + 0,50)(1+0,18)

=5,98 s

1ut = s

pz

n

t+ 1t =

25000

7,17 +5,98 = 5,98 min

Budui da emo istovremeno piliti 6 komada tu1=0,99 min

PTP




20 Kovanje

Pomono-zavrno vrijeme:

Priprema rada: 5,0

Transport sirovca: 1,0

ienje kalupa: 1,0

Kontrola: 0,3

tpz = 7,3 min

20/40 Kovanja obratka

Potrebna su dva udarca: tp=0,2 min

tt20=0,17 min

Transport obratka: tp=0,17 min

Komadno vrijeme za operaciju:

=(0,02+0,17+0,17) x (1+0,15)

=0,54 min

1ut = s

pz

n

t+ 1t =

25000

3,7 +0,54 = 0,54 min

30 Glodanje

30/10 Priprema obradnog centra

Pripremno zavrno vrijeme

Priprema rada i dokumentacije: 8,00

Priprema i kontrola alata: 3,10

Stezanje i potrebne korekcije alata: 5,00

ienje stezne naprave: 0,30

Stezanje i centriranje stezne naprave: 12,45

Ukljuivanje stroja: 1,05

Unos programa u UR: 1,05

Podeavanje referentne roke: 3,50

Iskljuivanje stroja: 0,25

ienje stroja: 0,25

tpz30= 34,9 min

dpt kttt 11

PTP





Pomono vrijeme

Stezanje obratka: 0,30

Centriranje obratka: 0,50

Zatvaranja vrata stroja: 0,05

tp30= 0,85 min


Put alata:

l= 76+14,3+9,1= 99,4 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 103,4 mm

ap= 2,5 mm

s = 0,08 mm (posmak po zubu)

Odabrano glodalo ima 4 zuba:

f = 0,08 x 4 = 0,32 mm/okr

vc = 280 m/min = 4,67 m/s

Dc= 32 mm

tt30/30= 0,11 min

30/40 Glodanje skoenja 1x450

Put alata:

l= 71 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

PTP




Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 75 mm

ap= 1 mm

f = 0,08 x 4 = 0,32 mm/okr

vc = 280 m/min = 4,67 m/s

Dc= 32 mm

tt30/40= 0,08 min


Pomono vrijeme

Otputanje obratka: 0,15

Ponovno stezanje i centriranje obratka:

0,50


tp40/20= 0,70 min

Grubo glodanje bonih strana:

Put alata:

l= 76+76= 152 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 152+2+2= 156 mm

ap= 2mm

f = 0,08 x 4 = 0,32 mm/okr

PTP




vc = 280 m/min = 4,67 m/s

Dc= 32 mm

tt40/20= 0,17 min

50 Glodanje 3 i Fino glodanje

Pomono vrijeme


Ponovno stezanje i centriranje obratka:

0,50


tp50/10= 0,70 min


Put alata:

l= 75,6 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 75,6+2+2= 79,6 mm

ap= 2 mm

f = 0,08 x 4 = 0,32 mm/okr

vc = 280 m/min = 4,67 m/s

Dc= 32 mm

tt50/20= 0,08 min

PTP




50/30 Fino glodanje (Ra1,6)

Put alata:

l= 75,6 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 75,6+2+2= 79,6 mm

ap= 1 mm

f = 0,0325 x 4 = 0,13 mm/okr

vc = 280 m/min = 4,67 m/s

Dc= 32 mm

tt50/30= 0,21 min

60 Buenje

Pomono vrijeme


Stezanje obratka i centriranje: 0,50

Automatska izmjena alata: 0,07

Zatvaranje vrata stroja 0,05

tp60= 0,77 min

60/30 Buenje 5,5

Put alata:

l= 18 mm

PTP




Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= l+l1+l2= 18+3,37+2= 23,37 mm

f = 0,08 mm/okr (posmak)

v = 30 m/min (brzina svrdla kod buenja)

D = 5,3 mm (promjer svrdla)

tt60/30= 0,16 min

60/50 Uputanje 10 do dubine

Pomono vrijeme:


tp60/50= 0,07 min

Put alata:

l= 4 mm

Ulaz alata:

l1= 2 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= li+l1+l2= 4+2+2= 8 mm

ap= 1 mm

f = 0,08 mm/okr

vc = 30 m/min

Dc= 9,8 mm

PTP




tt60/50= 0,10 min

60/70 Buenje 5

Pomono vrijeme:


tp60/70= 0,07 min

Put alata:

l= 18 mm

Izlaz alata:

l2= 2 mm

Broj prolaza:

i= 1

Duljina puta alata:

L= l+l1+l2= 18+2,99+2= 22,99 mm

f = 0,08 mm/okr (posmak)

v = 30 m/min (brzina svrdla kod buenja)

D = 4,8 mm (promjer svrdla)

tt60/70= 0,14 min

PTP




Ukupno vrijeme operacija odvajanjem estica:

Ukupno vrijeme operacija odvajanjem estica:

Kd= 0,15

Ukupno vrijeme za jedan komad:

PTP




11 ANALIZA VREMENA

Detaljan pregled svih vremena obrade:

Operacija Tehnoloko vrijeme (min)

Rezanje 0,42

Kovanje 0,17

Glodanje 0,65

Buenje 0,40

Tablica 1. Tehnoloko vrijeme po operaciji

Dijagram 1.

Rezanje 26%

Kovanje 10%

Glodanje 40%

Buenje 24%

Tehnoloko vrijeme po operaciji

PTP




Operacija Pomono vrijeme (min)

Rezanje 0,38

Kovanje 0,37

Glodanje 2,25

Buenje 0,91

Tablica 2. Pomono vrijeme po operaciji

Dijagram 2.

Rezanje 10%

Kovanje 9%

Glodanje 58%

Buenje 23%

Pomono vrijeme po operaciji

PTP




Operacija Ukupno vrijeme (min)

Rezanje 0,99

Kovanje 0,54

Glodanje 2,84

Buenje 1,31

Tablica 3. Ukupno vrijeme po operaciji

Dijagram 3.

Rezanje 17%

Kovanje 10%

Glodanje 50%

Buenje 23%

Ukupno vrijeme po operaciji

PTP




12 IZRAUN TROKOVA

12.1 REZANJE

Vrijeme izrade komada: 0,99 min= 0,0165 h

Cijena rada pile za rezanje je 78 kn/h

Cijena obrade po komadu iznosi: 0,0165 x 78= 1,29 kn/kom

Broj komada u seriji: 25.000

Cijena rezanja za seriju: 25.000 x 0,73= 32.175 kn

12.2 KOVANJE


Cijena rada kovanja je 170 kn/h

Cijena ukovnja: 26.000 kn

Cijena operacije po komadu iznosi: 0,009 x 170+(26.000/25.000)= 2,57 kn/kom


Cijena rezanja za seriju: 25.000 x 2,57= 64.250 kn

12.3 OBRADA NA OBRADNOM CENTRU


Cijena rada obradnog centra je 187 kn/h

Cijena rada po komadu iznosi: 0,0795 x 187= 14,86 kn/kom


Cijena rada za seriju: 25.000 x 14,86= 371.500 kn

12.4 CEMENTIRANJE

Na cementiranje aljem serije od 1.000 komada

Cijena postupka 5 kn/kg

Masa jednog komada iznosi: 0,11 kg

Cijena jednog komada iznosi: 0,11 x 5=0,55 kn

Cijena obrade male serije iznosi: 0,55 x 1.000= 550 kn

Cijena obrade za seriju od 25.000 iznosi: 25 x 550= 13.750 kn

PTP




12.5 UKUPNA CIJENA

PO KOMADU

Cur1 = cijena materijala + cijena rezanja + cijena kovanja + cijena obradnog centra + cijena

cementiranja

Cur1 = 2,05 + 1,29 + 2,57 + 14,86 + 0,55 = 21,32 kn/kom

SERIJA OD 25.000 KOMADA

C25.000 = 25.000 x 21,32 = 533.000 kn

KOMPLETNA NARUDBA OD 100.000 KOMADA

C100.000 = 100.000 x 21,32 = 2.132.000 kn

PTP




13 PONUDA

PTP




14 OPTIMIZACIJA PROCESA

U proraunu vremena i openito operacija kovanja, koje je odabrano kao primarni proces

popraena je s nekoliko idealizacija i nije dovoljno precizno razraena. Broj udaraca je odreen

odprilike, vrijeme zagrijavanja obratka kao i vrijeme potrebno za krzanje vijenca nisu uvrteni u

proraun to je sigurno imalo utjecaj na znatno krae ukupno vrijeme operacije. Trajanje ukovnja

ogranieno je na jednu seriju i kao takvo povisuje cijenu kovanja za 1,04 kn, odnosno iznosi 40%

cijene. Kada bismo uzeli dulji period trajanja ukovnja, odnosno kada bismo ga reparirali u

''podruju eksploatacije ukovnja'' njegova iskoristivost bi bila vea i tu su mogue eventualne

utede.

to se tie odabira samog primarnog procesa. Ako usporedimo cijene lijevanja koje su izraunate

kod kolege Kolingera (20 kn/kom; 3.000 kom) i ukupnu cijenu materijala + rezanje + kovanje (5,91

kn/kom; 100.000 kom) vidimo viestruku isplativost odabranog procesa, ali treba uzeti u obzir

veliku razliku u broju komada.

Izraun najmanje koliine kod koje bi se jo isplatilo lijevanje:

komada.

Documents

PTP projekt