7. Technologičnost konstrukce strojních součástí Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Ing. Zdeněk Kužela Název prezentace (DUMu): 7. Technologičnost konstrukce strojních součástí Název sady: Technická příprava výroby (TPV) Ročník: 2. – 4. Číslo projektu: CZ.1.07./1.5.00/34.0727 Datum vzniku: 1.6.2012 – 30.6.2013 Uvedený autor, není-li uvedeno jinak, je autorem tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR.

TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Anotace TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE Záměrem této sady výukových materiálů s názvem Technologičnost konstrukce je ukázat žákům technických SŠ, kteří se v této oblasti vzdělávají, jak se lze prakticky orientovat v oddělení konstrukce a technologie strojních součástí. Jednotlivé DUMy (prezentace) v této sadě popíší postupně tematické oblasti zpracování tg. postupů tepelného zpracování v oblasti strojních součástí. Konkrétně tato prezentace je zaměřena na strojní součásti, které vlivem správné technologičnosti konstrukce se použije právě ta správná varianta.

TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE Obecné zásady a ukazatele technologičnosti konstrukce Náklady na výrobu strojírenských výrobků nezávisí pouze na volbě technologie. Má na ně značný vliv konstrukční pojetí součástí i celého výrobku. Výrobu součástí ovlivňují tyto nejdůležitější faktory: volba materiálu výchozí polotovar (řezaný mat., odlitek, výkovek …) tvar výrobku rozměrová přesnost struktura povrchu, drsnosti obrobené plochy cena výrobní, cena strojních zařízení a pomůcek

t e c h n o l o g i č n o s t í k o n s t r u k c e . Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Výrobní cenu výrobku obdobně ovlivňuje i konstrukční pojetí celého strojního parku, počtem součástí a jednoduchostí jejich montáže. Takové technologické pojetí konstrukce, při kterém konstruktér přistupuje k navrhování jednotlivých součástí a celého výrobku nejen z hlediska jejich funkce, ale též z hlediska jejich výroby jmenujeme t e c h n o l o g i č n o s t í k o n s t r u k c e . Technologičnost konstrukce má velký význam hospodářský, je jedním z činitelů, které napomáhají růstu produktivity strojírenské výroby.

Nové výrobní metody ve strojírenství: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Nové výrobní metody ve strojírenství: přesné lití, metodou vytavitelného vosk.modelu přesné kování polotovarů, výkovky, kované hlavně přesné střihání polotovarů metody pokrokového svařování, el.paprskem tváření za studena, protlačování, válcování elektroeroerozívní a elektrochemické obrábění využití progresivních výrobních strojů zavádění CNC výrobních linek s řídícími programy využívání nových druhů polotovarů (SK-válečky) zvyšování životnosti řez. nástrojů povlakováním změny v metalurgii (vakuové kalení, balotinování)

Stupně technologičnosti konstrukce: Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Stupně technologičnosti konstrukce: Do jaké míry budou tyto zásady v konstrukci výrobku dodrženy, lze posoudit pomocí technicko-ekonomických ukazatelů, které vyjadřují tzv. stupeň technologičnosti konstrukce. Při výpočtu stupně technologičnosti konstrukce se zpravidla vychází z porovnání nové a staré konstrukce, při čemž se musí pozorovat: - snížení spotřeby materiálu - zmenšení pracnosti výroby - pokles výrobních nákladů

Stupně technologičnosti konstrukce Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Stupně technologičnosti konstrukce Ad.a). – jako ukazatel spotřeby materiálu při zavádění nových typů uvádí poměr: Nebo součinitel využití materiálu, což je poměr váhy materiálu spotřebovaného na výrobu všech součástí k celkové váze stroje: váha nového stroje m1 = ------------------------------------------ váha stroje staršího typu váha vsádkového materiálu m2 = -------------------------------------------------- váha stroje

Stupně technologičnosti konstrukce Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Stupně technologičnosti konstrukce Ad.b). – ukazatel pracnosti (p) je nejvýznamnějším ukazatelem technologičnosti konstrukce nového výrobku nebo součásti a platí: Z hlediska pracnosti montáže je možné kriterium: pracnost zhotovení nové součásti (výrobku) p = -------------------------------------------------------------------------------------------------- pracnost jiných variant téže součásti (výrobku) vyrobených v obdobných podmínkách technických i organizačních pracnost montážních prací pm = ---------------------------------------------------- pracnost výroby celého stroje

Stupně technologičnosti konstrukce Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Stupně technologičnosti konstrukce Ad.c). – nákladové ukazatele technologičnosti konstrukce vycházejí z organizačních opatření a jsou velmi různorodé. Může to být např.: podíl součástí unifikovaných, normalizovaných a typizovaných k celkovému počtu součástí podíl součástí převzatých z jiných strojů z celkového počtu součástí nebo taky např. počet různých průměrů závitů použitých u daného stroje apod. Pracnost celého výrobku souvisí také s podílem jednotlivých druhů technologie na celkové pracnosti, kterou částečně ovlivní konstruktér svým pojetím.

Vliv materiálu obrobku Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Vliv materiálu obrobku Z ekonomického hlediska je správné volit pro danou součást materiál nejlevnější, ale který svými fyzikálními vlastnosti optimálně vyhovuje funkci dané součásti. Je nutné vždy zvážit a vzít v úvahu např.: pevnost materiálu měrnou hmotnost mechanické vlastnosti technolog.vlastnosti (svařitelnost,kalitel.,obrobitel.,) životnost, stálost a odolnost vystavovaným vlivům cena, popř. dostupnost

Vliv materiálu obrobku Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Vliv materiálu obrobku Úsporu materiálu lze taky dosáhnout tvarem součásti, např.: průměr osazení pouzder volit co nejmenší délky nábojů volit co nejkratší nutnost použití drahých legovaných kovů nutnost použití drahých barevných kovů technologicky vhodné je využití odlitků (pro členitost) konstruovat určitý výrobek s nejmenším počtem druhů materiálů a pokud je to možné i s nejmenším počtem výchozích rozměrů - úspora nákupu a zjednodušení při obrábění a tepelném zpracování.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Volba polotovaru má na výsledné výrobní náklady značný vliv, protože ovlivňuje hmotnost součásti, stupeň využití materiálu i celkové náklady na obrobení. Zásadně je třeba volit takový tvar součásti, který umožní uplatnit při výrobě progresivní metody výroby. Při sériové či hromadné výrobě je nezbytné určit druh polotovaru ekonomickým rozborem, kde volba závisí nejen na tvarové složitosti součásti, ale také na počtu vyráběných kusů.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.1: Brzdová čelist litá obr.a). má hmotnost 3,9kg a její celková pracnost je 8,4 minut (odlitek má tři jádra). Stejná čelist lisovaná a svařovaná obr.b). má hmotnost 1,09kg a její pracnost je 4 minuty (1 jádro). Vliv druhu polotovaru na hmotnost a výrobní náklady na součást lze posoudit z následujících příkladů:

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.2: Obrábění tělesa vývěvy z odlitku si celkem vyžádá 309 hodin, ze svarku pouze 127 hodin. Příklad č.3: (obr.6.7) Znázorňuje zmenšení počtu snímacích částí modelu jen změnou konstrukce tvaru.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.4: (obr.6.8) Tvar obráběných ploch má být z hlediska technologičnosti co nejjednodušší. Nejvýhodnější jsou tvary rovinné a válcové. Méně výhodné jsou tvary kuželové a kulové. Vzájemnou polohu obráběných ploch je třeba volit tak, aby byly buď rovnoběžné nebo na sebe kolmé. Z hlediska pracnosti nejsou výhodné plochy na sebe skloněné o jiný úhel než 90°.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.5: (obr.6.9) Počet odstupňovaných ploch na jedné straně součásti má být co nejmenší. Tvar součástí má být takový, aby obrobení bylo umožněno na jeden záběr. Příklad č.6: (obr.6.10) Pokud možno je třeba vyhnout se přerušovanému řezu, který zvětšuje opotřebení břitu.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Příklad č.7: (obr.6.11) Při navrhování konstrukce tvaru dílce je nezbytné uvažovat o způsobu snadného upnutí při obrábění. Někdy je nutno vytvořit technologické pomocné plochy např. ve tvaru nálitků. Příklad č.8: (obr.6.12) U součástí se závity je nutno uvažovat možnost delší dráhy výběhu nože. Výhodnější je volný výběh nože než krátký, umožněný zápichem.

U vrtaných děr obrobku má být plocha kolmá k její ose. Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.9: (obr.6.13) Závit na konci hřídele zvětšuje jeho pracnost. Pokud to funkce hřídele dovoluje, je výhodnější zajistit jeho polohu např. pružným kroužkem. Příklad č.10: (obr.6.14) U vrtaných děr obrobku má být plocha kolmá k její ose.

Dlouhé díry, zejména v odlitcích je třeba odlehčit. Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.11: (obr.6.16) U odstupňovaných děr je výhodnější přechod vytvořený vrtákem. Příklad č.12: (obr.6.17) Dlouhé díry, zejména v odlitcích je třeba odlehčit. Příklad č.13:(obr.6.18) Nákružek v díře zvětšuje pracnost výroby a je výhodnější jej nahradit zápichem a rozpínacím kroužkem.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.14: (obr.6.19) Nevýhodné jsou rovněž díry ve stěnách skříňovitých součástí, je-li větší průměr uvnitř součásti. Příklad č.15: (obr.6.20) Dosedací plochy pro podložky, matice a hlavy šroubů je výhodnější zapustit, něž je udělat ve tvaru nálitků. Osa díry má být v dostatečné vzdálenosti od stěny obrobku.

Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.16: (obr.6.22) Součásti, které mají více rovinných ploch ve stejné úrovni, je třeba tvarově navrhnout tak, aby bylo možné obrobit všechny tyto plochy najednou, jedním záběrem. Příklad č.17: (obr.6.23) Drážky pro klíny jsou výhodnější takového tvaru, který není nutno obrábět stopkovými frézami, ale kotoučovými. obr.6.24-Drážky pro pera v kuželových plochách mají být rovnoběžné s osou.

Konstrukční pojetí hydraulického válce a). jen Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Volba polotovaru Příklad č.18: (obr.6.27) Olejovou zátku, vyráběnou na automatu, je možné navrhnout v různém provedení. Nejlevnější bude zátka d)., která má nejmenší pracnost a taky nejmenší spotřebu materiálu. Příklad č.19: (obr.6.28) Konstrukční pojetí hydraulického válce a). jen z funkčního hlediska, a z hlediska technologického b). jehož výrobní náklady jsou o 42% nižší.

Které důležité faktory ovlivňují výrobu součástí? Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Kontrolní otázky Které důležité faktory ovlivňují výrobu součástí? Jak lze definovat technologičnost konstrukce? Jaký význam má technologičnost konstrukce? Jaké vlastnosti materiálu je nutné mít na zřeteli při navrhování součástí? Uveď 3 konkrétní příklady ze strojírenství ovlivňující technologičnost konstrukce.

Právě zde je prostor pro dotazy. Uvedení autoři, není-li uvedeno jinak jsou autory tohoto výukového materiálu a všech jeho částí. Tento projekt je spolufinancován ESF a státním rozpočtem ČR. Závěr - dotazy Právě zde je prostor pro dotazy. Pokud Vám bylo něco nejasné, nebo jste něčemu z tématu nepochopili, tak se prosím zeptejte právě teď. Použitá literatura: Technologie obrábění, SNTL skripta VUT Brno, č.publikace 411-33958/1979, Doc.Ing.J.Říčka,CSc., Ing.Vl.Bulla,CSc.