77
UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Roman MOHORIČ OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA VERTIKALNEM REZKALNEM STROJU »YASDA« Diplomsko delo visokošolskega strokovnega študijskega programa Strojništvo Maribor, avgust 2016

OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Roman MOHORIČ

OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ

NA VERTIKALNEM REZKALNEM STROJU »YASDA«

Diplomsko delo

visokošolskega strokovnega študijskega programa

Strojništvo

Maribor, avgust 2016

Page 2: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ

NA VERTIKALNEM REZKALNEM STROJU »YASDA«

Diplomsko delo

Študent: Roman MOHORIČ

Študijski program: visokošolski strokovni študijski program Strojništvo

Smer: Orodjarstvo

Mentor: izr. prof. dr. Ivan PAHOLE

Somentor: doc. dr. Mirko FICKO

Maribor, avgust 2016

Page 3: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- II -

Page 4: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- III -

I Z J A V A

Podpisani Roman MOHORIČ izjavljam, da:

je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,

da je predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli

izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,

da so rezultati korektno navedeni,

da nisem kršil avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,

da soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter

Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in

elektronske verzije zaključnega dela.

Maribor,_____________________ Podpis: ________________________

Page 5: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- IV -

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju izr. prof. dr. Ivanu Paholetu

in somentorju doc. dr. Mirku Ficku za pomoč in

vodenje pri pripravi diplomskega dela.

Zahvaljujem se podjetju Domel, d. d., za podatke,

potrebne za pripravo praktičnega dela naloge.

Posebno zahvalo izrekam vodji orodjarne Klemnu

Benedičiču, ki mi je omogočil dostop do potrebnih

podatkov in razpolaganje z njimi.

Page 6: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- V -

OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA VERTIKALNEM

REZKALNEM STROJU »YASDA«

Ključne besede: izsekovanje, paketiranje, rezkanje, optimiranje, obdelovanci.

UDK klasifikacija: 621.926(043.2)

POVZETEK

Diplomsko delo proučuje možnosti optimiranja izdelave izsekovalno-paketirnih orodij na

rezkalnem stroju Yasda in razliko med uporabo obstoječe in nove tehnologije za izdelavo

rezilnih, vodilnih in okvirnih plošč. Osrednji del predstavlja izbiro stroja ter postavitev

optimalne tehnologije, v zaključnem delu je prikazana analiza prihrankov ter upravičenosti

naložbe v stroj.

Čeprav se je naložba v stroj Yasda 9150V izkazala za visoko, analiza prihrankov kaže na

upravičenost nakupa, ob upoštevanju konstantne uporabe v proizvodnji.

Page 7: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- VI -

OPTIMIZATION OF MANUFACTURING OF CUTTING STACK TOOLS ON

VERTICAL MILLING MACHINE »YASDA«

Key words: thinning, packaging, milling, optimization, workpieces.

ABSTRACT

The diploma thesis examines the possibilities of optimizing manufacturing of thinning-

packaging tools on the Yasda milling machine and the difference between the use of existing

and new technology for the production of cutting, fore- and framework plates. The central

part of the thesis presents a selection of the machine and setting the optimum technology.

The final part presents an analysis of savings and the justification of the investment in the

machine.

Although the investment in the Yasda 9150V machine proved to be high, savings analysis

demonstrates the justification of the purchase considering the constant use in production.

Page 8: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- VII -

KAZALO

1 UVOD ........................................................................................................................... 1

1.1 Opredelitev diplomskega dela ..................................................................................... 1

1.2 Namen, cilji in teze diplomskega dela .......................................................................... 1

1.3 Predpostavke in omejitve diplomskega dela ............................................................... 2

2 IZDELAVA IZSEKOVALNO-PAKETIRNIH ORODIJ ............................................................... 3

2.1 Začetek projekta in določitev tehnološko-tehničnih zahtev (TTZ) ............................... 3

2.2 Opredelitev tehnološko-tehničnih zahtev (TTZ) .......................................................... 5

2.3 Konstrukcija orodja ...................................................................................................... 5

2.4 Rezilni noži in lovilci v orodju ....................................................................................... 6

2.5 Rezilni vložki ................................................................................................................. 8

2.6 Vodilni vložki ................................................................................................................. 9

2.7 Izdelava plošč s CNC-rezkanjem in klasičnim brušenjem ........................................... 10

2.7.1 Grobo CNC-rezanje in brušenje plošč ............................................................. 11

2.7.2 Fino CNC-rezkanje in brušenje plošč .............................................................. 13

2.7.3 Koordinatno brušenje ..................................................................................... 15

2.8 Vrtljiva postaja ............................................................................................................ 16

2.9 Sestav izsekovalno-paketirnega orodja ...................................................................... 18

3 UPORABA IZSEKOVALNO-PAKETIRNIH ORODIJ V PRAKSI ............................................. 20

3.1 Izračun imenske sile stiskalnice .................................................................................. 21

3.1.1 Ekscentrska stiskalnica Minster PM3-200 ...................................................... 23

3.2 Preizkus izsekovalno-paketirnih orodij ...................................................................... 28

4 IZBIRA REZKALNEGA STROJA ZA FINO REZKANJE PLOŠČ ............................................... 30

4.1 Test stroja Yasda YBM 950V ....................................................................................... 30

4.1.1 Primerjava rezultatov, dobljenih z merjenjem na stroju Yasda YBM 950V in

merilnim strojem LEITZ PMM-xi ..................................................................... 35

4.2 Izračun prihrankov na rezilnih orodjih in opravičenost investicije ............................ 40

5 REZKALNI STROJ YASDA YBM 9150V ............................................................................ 42

5.1 Priprava temelja za stroj Yasda YBM 9150V .............................................................. 43

5.2 Ohišje stroja Yasda YBM 9150V.................................................................................. 44

5.2.1 Sestav stroja Yasda YBM 9150V ..................................................................... 45

Page 9: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- VIII -

5.3 Glavno vreteno stroja ................................................................................................. 46

5.4 Sistem merjenja Renishaw ......................................................................................... 47

6 IZDELAVA REZILNIH, VODILNIH IN OKVIRNIH PLOŠČ S TEHNOLOGIJO REZKANJA .......... 49

6.1 Vpetje BIG Plus – BBT 40 ............................................................................................ 49

6.2 Izbira orodja za struženje lukenj ................................................................................ 50

6.3 Izbira rezkalnega orodja ............................................................................................. 51

6.4 Orodje za grobo rezkanje DIJET .................................................................................. 52

6.5 Obdelava plošč po novi tehnologiji ............................................................................ 53

7 ANALIZA MERITEV, IZMERJENIH NA STROJU IN IZMERJENIH V

MERILNICI NA KOORDINATNEM MERILNEM STROJU LEITZ PMM-XI ............................. 58

8 ANALIZA STROŠKOV NA ORODJIH IN PRIHRANEK NA LETNI RAVNI ............................... 60

9 ZAKLJUČEK .................................................................................................................. 62

10 LITERATURA IN VIRI .................................................................................................... 63

KAZALO SLIK

Slika 1: Risba za izdelavo izsekovalno-paketrnega orodja [18] .............................................. 4

Slika 2: Trak [18] ..................................................................................................................... 6

Slika 3: Rezilni nož, izdelan z žično erozijo [18] ...................................................................... 7

Slika 4: Rezilni vložek iz karbidne trdine [18] ......................................................................... 8

Slika 5: Izdelani vodilni vložek, material 1.2379 [18] ............................................................. 9

Slika 6: Spodnja okvirna plošča skupaj z rezilno [18] ........................................................... 10

Slika 7: Zgornja okvirna plošča z vodilno ploščo [18] ........................................................... 11

Slika 8: CNC rezkalni stroj Mikron VCP 1350 [1] .................................................................. 12

Slika 9: Grobo obdelana rezilna plošča [18] ......................................................................... 12

Slika 10: Plani brusilni stroj ABA [2] ....................................................................................... 13

Slika 11: Rezilna plošča [18] ................................................................................................... 14

Slika 12: Hauser S35 [3] .......................................................................................................... 15

Slika 13: Vrtljiva postaja [18] .................................................................................................. 17

Slika 14: Sestav spodnjega dela orodja [18] ........................................................................... 18

Slika 15: Sestav zgornjega dela orodja [18] ............................................................................ 19

Slika 16: Shema štiri stebelne stiskalnice [4] .......................................................................... 20

Page 10: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- IX -

Slika 17: Shematsko prikazana tipična ekscentrska stiskalnica z mehanizmom [5]............... 22

Slika 18: Shematsko prikazana kolenasto-vzvodna stiskalnica [5] ......................................... 22

Slika 19: Odvisnost imenske sile od položaja ročice [5] ......................................................... 23

Slika 20: Specifikacija opreme Minster PM3-200 [18] ........................................................... 24

Slika 21: Ekscentrska stiskalnica Minster PM3- 200 [6] ......................................................... 25

Slika 22: Zasnova izboljšane kolenaste gredi [6] .................................................................... 26

Slika 23: Ojnici in pah stiskalnice [6] ...................................................................................... 27

Slika 24: Hiter dvig paha stiskalnice [6] .................................................................................. 28

Slika 25: Zahteve kupca za izdelan paket z izsekovalno-paketirnim orodjem [18] ................ 29

Slika 26: Yasda YBM 950V [7] ................................................................................................. 32

Slika 27: Testni kos 1 [18] ....................................................................................................... 33

Slika 28: Testni kos 2 [18] ....................................................................................................... 34

Slika 29: Testni kos 3 [18] ....................................................................................................... 35

Slika 30: LEITZ PMM-xi [8] ...................................................................................................... 36

Slika 31: Merilna glava LSP-X5 [9] .......................................................................................... 37

Slika 32: Meritve testnega kosa 1 [18] ................................................................................... 38

Slika 33: Meritve testnega kosa 2 [18] ................................................................................... 38

Slika 34: Meritve testnega kosa 3 [18] ................................................................................... 39

Slika 35: Izračun prihranka na izsekovalnem orodju [18] ...................................................... 41

Slika 36: Rezkalni stroj Yasda YBM 9150V [10] ...................................................................... 43

Slika 37: Shema temelja [18] .................................................................................................. 44

Slika 38: Dvostebrno ohišje [11] ............................................................................................. 45

Slika 39: Sestav stroja Yasda 9150V [11] ................................................................................ 46

Slika 40: Vreteno Yasda [11] ................................................................................................... 47

Slika 41: Renishaw OMP400 [12] ........................................................................................... 48

Slika 42: Vpetje BIG Plus – BBT [13] ....................................................................................... 49

Slika 43: Točnost vpenjala Big Daishowa [14] ........................................................................ 50

Slika 44: Shema privitja in odvitja rezkarja v vpenjalo [14].................................................... 50

Slika 45: Izbira vpenjal BIG Daishowa [14] ............................................................................. 50

Slika 46: Orodje za struženje lukenj Big Kaiser [15] ............................................................... 51

Slika 47: Vrste rezkarjev EPHT [16] ........................................................................................ 52

Slika 48: Groba rezkalna glava DIJET [17] ............................................................................... 53

Page 11: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- X -

Slika 49: Menjalna ploščica DIJET [17].................................................................................... 53

Slika 50: Grobo obdelana rezilna plošča na Yasdi [18] ........................................................... 54

Slika 51: Plošča za izdelavo [18] ............................................................................................. 55

Slika 52: Prve meritve [18] ..................................................................................................... 56

Slika 53: Druge meritve [18] ................................................................................................... 56

Slika 54: Tretje meritve [18] ................................................................................................... 57

Slika 55: Primerjava meritev na stroju Yasda in merilnem stroju Leitz [18] .......................... 59

Slika 56: Prihranki na orodjih in letni ravni [18] ..................................................................... 61

Page 12: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- XI -

UPORABLJENI SIMBOLI

A – premer [m^2]

F – sila [N]

H – hod stiskalnice [mm]

M – moment [Nm]

p – tlak [Pa – 1 bar = 10^5 Pa]

r – polmer ročice [mm]

α – kot zasuka ročice [o]

Page 13: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

- XII -

UPORABLJENE KRATICE

TTZ – tehnološko-tehnične zahteve

Page 14: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1 UVOD

1.1 Opredelitev diplomskega dela

V orodjarni Domel, d. d., je glavna panoga izdelava izsekovalno-paketirnih orodij za

potrebe proizvodnje v podjetju in prodajo kupcem na mednarodnem trgu. Orodja je

podjetje najprej začelo izdelovati za kupce na trgu, zdaj pa je glavna dejavnost

podjetja izdelava polizdelkov, za kar orodjarna podjetja zagotavlja lastno izdelana

orodja.

Ker je pot od izdelave samega orodja do plasiranja polizdelka na trg zelo kratka,

število potrebnih ur za izdelavo samega orodja pa veliko, se v podjetju pojavi potreba

po iskanju zunanjih kooperantov, ki ponujajo tovrstne storitve.

Zaradi težav podjetja z zagotavljanjem kakovosti zunanjih kooperantov in dobavami v

dogovorjenih rokih so v podjetju začeli razmišljati o nakupu novega brusilnega

koordinatnega stroja, ker ta segment obdelave še ni bil pokrit. Pri preverjanju

dobaviteljev stroja je bilo ugotovljeno, da obstajajo tudi rezkalni stroji take točnosti,

kot je potreba v orodjarni podjetja Domel, d. d.

1.2 Namen, cilji in teze diplomskega dela

Namen diplomskega dela je skrajšanje časov pri izdelavi orodij, posledično pa tudi

skrajšanje dobavnih rokov za kupce in seveda pocenitev izdelave orodja. Opisali

bomo razliko med pripravo, izdelavo, stroški in skrajšanje časa dobavnih rokov z

uporabo novega rezkalnega stroja Yasda.

Cilji diplomskega dela je opisati razliko med obstoječo in novo tehnologijo, ki temelji

na novem rezkalnem stroju Yasda. Če želi imeti podjetje kakovostno in točno

obdelavo, morajo biti izpolnjeni vsi pogoji za namestitev nove tehnologije (temelj

stroja, okolica, izbira novega rezkalnega orodja, usposobljenost kadrov za rokovanje

s strojem).

Prav tako je cilj predstaviti delovanje novega rezkalnega stroja, izdelanega glede na

Page 15: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 2 -

zahtevo podjetja po doseganju toleranc na obdelovancih. Če se podjetje želi čim bolj

približati doseganju natančnosti toleranc, potrebuje rezkalni stroj, ki deluje z

natančnostjo ± 0,003 mm na celotnem delovnem območju.

V fazi testiranja rezkalnega stroja pred nakupom in v produkciji je treba analizirati

porabljen čas in stroške posameznih operacij pri izdelavi obdelovancev z uporabo

nove tehnologije in ga primerjati s porabljenim časom obdelave s staro tehnologijo.

To je tudi eden izmed ciljev diplomske naloge.

Glavni cilj diplomskega dela je predstavitev celotnega postopka izdelave rezilnih,

vodilnih in okvirnih plošč (obdelovancev) z novo tehnologijo rezkanja. Z vpeljavo

nove tehnologije rezkanja je treba izbrati vpenjala, nova rezkalna orodja za

zagotavljanje kar najbolj natančne tolerance pri obdelavi obdelovancev. Prav tako je

pomembno za zagotavljanje kar se da natančne tolerance določiti ustrezne

parametre rezkanja in določiti metode merjenja dimenzij obdelovancev.

1.3 Predpostavke in omejitve diplomskega dela

Predpostavljamo, da lahko z novo tehnologijo bistveno skrajšamo obdelovalne čase,

dobavne roke in stroške. Posledično znižamo prodajno ceno samega orodja in s tem

zagotovimo večjo konkurenčnost podjetja na trgu. Pri teh obdelavah smo omejeni s

kakovostjo, zato lahko nižamo obdelovalne čase samo do določene meje, ker je

kakovost še vedno na prvem mestu.

Page 16: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 3 -

2 IZDELAVA IZSEKOVALNO-PAKETIRNIH ORODIJ

2.1 Začetek projekta in določitev tehnološko-tehničnih zahtev (TTZ)

V orodjarni Domel, d. d., smo dobili projekt, v katerem smo morali izdelati

izsekovalno-paketirno orodje za MAXON Motors. MAXON Motors je vodilni svetovni

ponudnik sistemov za visoko natančne motorje do 500 W. Po vsem svetu ima

MAXON Motors zaposlenih več kot 2.000 ljudi. Komercialna podjetja v 40 državah

zagotavljajo lokalno zaposlitev. MAXON Motors ima proizvodne obrate v Švici, pa

tudi v Nemčiji in na Madžarskem. Ko sta se naš prodajnik in njihov nabavnik

dogovorila okrog cene orodja, so pri nas s pomočjo tehnologa iz MAXON Motorsa

začele potekati aktivnosti. Najprej so predstavili risbe izdelka vodji konstrukcije in

vodji tehnologije. Zahteve MAXON Motorsa so predstavljene na Sliki 1. Hkrati so

potekale dejavnosti za odpiranje novega projekta.

Ko oddelek Orodjarna pridobi interno ali eksterno naročilo, je treba odpreti nov

projekt. Glede na zaporedno številko projekta nato spremljajo potek same

konstrukcije, tehnologije, potek proizvodnje in nazadnje preizkus orodja. Glede na

projekt so vezani tudi vsi nastali stroški in po zaključku projekta se izdela obračun

stroškov dela in materiala za izdelano orodje. Številka projekta se določi po vrsti,

označen pa je s črko C. Za to orodje je bila določena številka projekta C/000439.

Hkrati s številko projekta se določi tudi interna koda orodja, ta je bila 01.370.00.000.

Ta se določi glede na zvrst orodja, ki ga bomo delali. Lahko so krivila orodja, orodja

za tlačno litje, merilna orodja itd. 01. na začetku kode pomeni, da je to izsekovalno

orodje, 370. pa je zaporedna številka izsekovalnega orodja. Ko so odprte vse kode,

se lahko začne kreiranje projektne mape in določitev tehnoloških tehničnih zahtev

(TTZ).

Page 17: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 4 -

Slika 1: Risba za izdelavo izsekovalno-paketrnega orodja [18]

Page 18: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 5 -

2.2 Opredelitev tehnološko-tehničnih zahtev (TTZ)

Pred konstrukcijo je treba skupaj z naročnikom, oddelkom za konstrukcije,

tehnologijo orodjarne in za tehnologijo avtomatskih stiskalnic opredeliti tehnološko-

tehnične zahteve orodja (v nadaljevanju TTZ). Glede na TTZ začne konstruktor z

risanjem orodja. Na TTZ se točno določijo zahteve A in zahteve B.

Zahteve A so:

material izdelka;

splošni podatki o orodju;

varovanje orodja;

hitra menjava orodja;

rezervni deli.

Zahteve B so:

vodenje orodja;

material za rezilne in vodilne plošče;

vodenje traku;

material za vse ostale plošče;

material za vitalne dele (rezilni, vodilni vložki).

2.3 Konstrukcija orodja

Ko ima konstruktor vse podatke, najpomembnejši so zbrani v TTZ, lahko začne s

konstrukcijo orodja. Najprej nariše postavitev nožev v orodju, postavitev lovilcev in

postavitev vrtilnih postaj. Tako dobimo trak, ki je zasnova orodja. Trak je predstavljen

na Sliki 2. Ko sta določeni dolžina in širina traku, določimo tudi širino in dolžino

orodja. Konstruktor začne s konstrukcijo, ki za takšno izsekovalno-paketirno orodje

traja približno en mesec. Ko ima konstruktor konstrukcijo izdelano, izdela delavniške

risbe, sestavnico celotnega orodja in kosovnico. Kosovnica je osnova za naročilo

materiala, iz katerega bo orodje izdelano. Ker ima to orodje nože in rezilne vložke iz

karbidne trdine, je treba najprej naročiti karbidno trdino, saj je dobavni rok en mesec.

Za ostali material je rok dobave približno en teden.

Page 19: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 6 -

Slika 2: Trak [18]

2.4 Rezilni noži in lovilci v orodju

Vsi noži in lovilci v orodju so izdelani iz karbidne trdine. To so karbidne trdine

nemškega proizvajalca CERATIZIT. Pri naročanju tega materiala je treba paziti, da

se naroči material, primeren za obdelavo na žični eroziji. Postopek na žični eroziji

poteka v vodi, zato je treba naročiti material, ki je odporen proti koroziji, v

nasprotnem primeru prihaja do razpada kobalta in struktura noža se poruši, s tem pa

tudi obstoj nožev in lovilcev v orodju. Na žični eroziji se izdelujejo noži zahtevnih

oblik; okrogli noži in lovilci se obdelajo z okroglim brušenjem. Pri okroglem brušenju

se za obdelavo karbidnih trdin uporabljajo diamantne brusne plošče. Vsi noži se

morajo izdelati v toleranci – 0,005 mm in vzporednosti ± 0,002 mm.

Glava na nožu je lotana ne glede na postopek izdelave, pa naj bo to žična erozija ali

brušenje. Primer noža, izdelanega z žično erozijo, je predstavljen na Sliki 3. Lovilci v

orodju so izdelani iz enakega materiala kot noži, le tanjši so za 0,01 mm/Ø, ker nam

trak lovijo skozi luknje, ki smo jih prej odrezali z nožem. Lovilci v orodju so okrogli,

kar je pomembno zaradi lažje izdelave in cene, saj jih v našem primeru potrebujemo

večje število, to je 24 za 358 mm dolg trak.

Page 20: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 7 -

Slika 3: Rezilni nož, izdelan z žično erozijo [18]

Page 21: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 8 -

2.5 Rezilni vložki

Tako kot noži so tudi rezilni vložki izdelani iz karbidne trdine. Že samo ime pove, da

rezilni vložki služijo za rezanje traku. Pri teh vložkih je pomembno, da so izdelani

točno v tolerancah. Pomembna je zračnost med nožem in rezilnim robom na vložku,

pomembna pa je tudi točnost zunanjih mer, saj pridejo vstavljeni v rezilno ploščo.

Rezilne oblike imajo nagib zaradi lažjega izpada odpadkov. Na Sliki 4 vidimo, da je

zračnost med nožem in matrico 0,015 mm/steno, zato za doseganje tolerance

potrebujemo stroj – žično erozijo, ki omogoča natančnost obdelave 0,003 mm.

Slika 4: Rezilni vložek iz karbidne trdine [18]

Page 22: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 9 -

2.6 Vodilni vložki

Vodilni vložki so namenjeni za vodenje nožev, preden zarežejo v rezilni vložek. Med

nožem in vodilnim vložkom je drsni prileg. Te vložke obdelamo tako, da jih še

nekaljene najprej na grobo rezkamo, vrtamo in vrežemo navoje. Po kaljenju jih

brusimo na ploščinskih obdelovalnih strojih, nato oblike izrežemo na žični eroziji,

zadnja operacija je koordinatno brušenje, saj so majhni noži vodeni dvakrat. Ti vložki

so vstavljeni v vodilno ploščo, zato je tudi zunanja mera zelo pomembna. Primer

takega vložka je prikazan na Sliki 5.

Slika 5: Izdelani vodilni vložek, material 1.2379 [18]

Page 23: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 10 -

2.7 Izdelava plošč s CNC-rezkanjem in klasičnim brušenjem

Izsekovalno-paketirna orodja imajo veliko sestavnih delov, lahko tudi čez 1.000

kosov, ki morajo biti vsi izdelani s točnostjo ± 0,003 mm. Vsi aktivni deli so izdelani iz

karbidne trdine in obdelani z brušenjem ali žično erozijo. Poleg aktivnih delov v

orodju je zelo pomemben dejavnik tudi izdelava plošč, v katere vstavimo aktivne

dele. Pri izsekovalno-paktirnem orodju so pomembne predvsem štiri plošče. Spodnja

okvirna plošča, ki daje položaj rezilni plošči, ki je na spodnjo okvirno ploščo

pozicionirana z orodjarskimi zatiki, potem še zgornja okvirna plošča, ki daje položaj

vodilni plošči. Točnost med spodnjim in zgornjim delom orodja omogoča večkratno

vodenje z vodili proizvajalca AGATHON. Primer okvirne plošče skupaj z rezilno in

pripadajočim vodenjem in pozicioniranjem je prikazan na Sliki 6. Zgornjo okvirno

ploščo skupaj z vodili AGATHON in vodilno ploščo predstavljamo na Sliki 7.

Postopek izdelave plošč je pri vseh štirih ploščah podoben, zato bomo opisali samo

izdelavo rezilne in vodilne plošče, ki sta ključnega pomena pri izsekovalno-

paketirnem orodju.

Slika 6: Spodnja okvirna plošča skupaj z rezilno [18]

Page 24: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 11 -

Slika 7: Zgornja okvirna plošča z vodilno ploščo [18]

2.7.1 Grobo CNC-rezanje in brušenje plošč

Ko nam dobavitelj dostavi material v podjetje, se začne grobo rezkanje. Pri vseh

ploščah najprej izrezkamo največje žepe, ker skušamo odpraviti čim več notranjih

napetosti. Za to obdelavo je potreben CNC rezkalni stroj MIKRON VCP 1350 s

krmilnikom proizvajalca HEIDENHAIN TNC 426. To je stroj, ki ima delovno območje v

smeri X-osi 1.350 mm. Stroj obdeluje z natančnostjo ± 0,01 mm na dolžini 1.000 mm,

zato ni primeren za rezkanje delov izsekovalnih orodij na končne mere. Primer

takega stroja je predstavljen na Sliki 8. Slika 9 prikazuje rezilno ploščo po operaciji

grobega rezkanja.

Page 25: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 12 -

Slika 8: CNC rezkalni stroj Mikron VCP 1350 [1]

Slika 9: Grobo obdelana rezilna plošča [18]

Ko so plošče grobo obdelane, sledi ploščinsko brušenje na stroju proizvajalca ABA.

To je plani brusilni stroj, s katerim lahko brusimo plošče do 2.000 mm dolžine.

Opremljen je s krmilnikom SINUMERIK 840D. Vzporednost brušenih plošč, ki jo ta

stroj dosega, je 0,005 mm. Pri tej operaciji brušenja pustimo dodatek mere 0,05 mm

Page 26: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 13 -

za fino brušenje po končanih finih obdelavah CNC-rezkanja. Primer takega stroja si

lahko ogledamo na Sliki 10.

Slika 10: Plani brusilni stroj ABA [2]

2.7.2 Fino CNC-rezkanje in brušenje plošč

Po končanih grobih obdelavah se začnejo operacije finega CNC-rezkanja. Te

obdelave potekajo na rezkalnem stroju Mikron VCP 1350. Pri tem obdelamo celotno

ploščo na mero, razen mer, ki imajo mikronsko toleranco in pozicijsko natančnost. Te

izvrtine, oblike in ostale geometrije obdelamo z dodatkom za brušenje 0,15 mm/s. Po

obdelavi na CNC rezkalnem stroju se plošča ponovno brusi v vzporednost na stroju

za plano brušenje na toleranco 0,005 mm. Tudi natančnost položaja mora biti na celi

plošči ± 0,003 mm, zato jo obdelamo s koordinatnim brušenjem. Zahtevane tolerance

prikazuje Slika 11.

Page 27: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 14 -

Slika 11: Rezilna plošča [18]

Page 28: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 15 -

2.7.3 Koordinatno brušenje

V orodjarni se za koordinatno brušenje uporablja CNC brusilni stroj proizvajalca

Hauser S35, ki omogoča pozicijsko natančnost ± 0,003 mm. Težava tega stroja so

kratki delovni hodi, ker v smeri X-osi omogoča samo 500 mm. Težave z delovnimi

hodi smo reševali tako, da smo ploščo večkrat prestavili, kar podaljša čas izdelave in

zmanjša natančnost v primerjavi z izdelavo z enim vpetjem. Uporablja krmilnik

proizvajalca FANUC, ki je precej preprost in zanesljiv. Stroj proizvajalca Hauser S35

je skupaj s krmilnikom FANUC predstavljen na Sliki 12.

Večkrat se zgodi, da brušenje okvirnih plošč na stroju Hauser S35 ni mogoče, zato je

orodjarna podjetja Domel, d. d., uporabila zunanje kooperante, ki so plošče izdelali v

zahtevanih tolerancah, vendar so zaradi prezasedenosti strojev zamujali z dobavnimi

roki, sama storitev pa je bila stroškovno neugodna glede na ceno, ki jo lahko doseže

orodje na trgu.

Slika 12: Hauser S35 [3]

Page 29: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 16 -

2.8 Vrtljiva postaja

Zadnji pomemben element v izsekovalno-paketirnem orodju je vrtljiva postaja.

Namen vrtljive postaje je, da izdelek pri vsakem odrezu zavrti za določen kot. S tem

zmanjšamo vpliv netočne vzporednosti pločevine, razbremenijo se tudi

elektrostatične napetosti v samem izdelku, ki nastajajo zaradi pločevine. Sama

vrtljiva postaja mora biti izdelana natančno, saj vsaka netočnost vpliva na

pravokotnost paketa. Vrtljiva postaja je izdelana iz sintranih jekel zaradi manjših

deformacij pri finih obdelavah brušenja. V vrtljivo postajo je vstavljenih več

elementov, vsak pa ima določeno nalogo. Najprej je vstavljena rezilna postaja, ki

izdelek odreže iz traku, nato je vstavljena zavorna puša, ki paket pridržuje, da ne

razpade, na koncu pa je še zobnik, ki obrača postajo za določen kot. Cela postaja je

uležajena, centričnost zunaj in znotraj mora biti izdelana pod 0,005 mm. Cela postaja

je izdelana z okroglim in CNC-brušenjem in večkrat preverjena v merilnici. Primer

take vrtljive postaje je predstavljen na Sliki 13.

Page 30: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 17 -

Slika 13: Vrtljiva postaja [18]

Page 31: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 18 -

2.9 Sestav izsekovalno-paketirnega orodja

Delavniške risbe so izdelane iz sestavnice orodja, iz katere izvira tudi kosovnica, ki je

osnova za sestavnico. Sestav orodja mora vsebovati vse elemente orodja oz. vse

dele, ki so opredeljeni na kosovnici in nujni za delovanje orodja. Tu je obvezen še

jermen za pogon vrtljive postaje, razna stikala, senzorji, zaščite, konektorji. Na Sliki

14 je prikazan sestav spodnjega dela orodja, na Sliki 15 pa predstavljamo sestav

zgornjega dela orodja.

Slika 14: Sestav spodnjega dela orodja [18]

Page 32: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 19 -

Slika 15: Sestav zgornjega dela orodja [18]

Page 33: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 20 -

3 UPORABA IZSEKOVALNO-PAKETIRNIH ORODIJ V

PRAKSI

Na oddelku avtomatskih stiskalnic so najbolj množično v uporabi hitrotekoče

avtomatske stiskalnice. Na teh stiskalnicah se izdelujejo lamele iz elektro pločevine,

zadnje čase pa so v uporabi izsekovalno-paketirna orodja, s katerimi izdelamo

končne pakete, ki se vgradijo v elektromotorje. Tako prihranimo čas, saj nam odpade

operacija kovičenja, transporta, dosegajo pa se tudi precej boljše tolerance samega

izdelka. Te stiskalnice obratujejo na tri izmene, saj je sam nakup stiskalnice in

pripadajoče opreme zelo velika naložba. Pri odločanju za nakup take stiskalnice

moramo upoštevati kar nekaj meril.

Konstrukcija stiskalnice mora biti stabilna in kompaktna, zato se uporabljajo

štiri stebelne stiskalnice, ki lahko prenesejo vse obremenitve pri velikem

številu udarcev, to je tudi do 800 udarcev/minuto. Shema štiristebelne

stiskalnice je prikazana na Sliki 16.

Slika 16: Shema štiri stebelne stiskalnice [4]

Pri nakupu stiskalnice moramo biti pozorni na velikost mize, zato predhodno

na oddelku tehnologij avtomatskih stiskalnic preverimo velikost rezilnih orodij,

ki so namenjena za kasnejšo uporabo na stiskalnici.

Page 34: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 21 -

Imenska sila stiskalnice mora biti 30 % višja od predvidenih sil na orodju. Taka

rezerva izvira iz dejstva, da se pri obrabi rezilnih nožev in rezilnih vložkov

povečajo tudi sile na stroju do 25 % [19].

Pri delovanju izsekovalnih-paketirnih orodij je najpomembnejša globina

paketirnih kovic, zato nam stiskalnica mora omogočati konstantno globino

vhoda paha.

Stiskalnica mora biti opremljena s krmilnikom, ki omogoča točen nadzor nad

procesom (pomik, globina izsekovanja, evakuacija paketov …).

Vse novejše stiskalnice so že opremljene z dvigom zgornjega pehala, kar

omogoča vpogled v stanje rezilne plošče, ko je orodje vpeto v stroj.

3.1 Izračun imenske sile stiskalnice

Da bi razumeli delovanje ekscentrskih stiskalnic, se je treba najprej osredotočiti na

izračun, kdaj je na stiskalnici imenska sila največja. Pri prenosu krožnega gibanja v

premočrtno je potrebno upoštevati momente, radije, kote itd. Preprosta ponazoritev

tipične ekscentrske stiskalnice je prikazana na Sliki 17. Na Sliki 18 pa je shematsko

prikazana kolenasto-vzvodna stiskalnica. Formula za izračun za stiskalnici je enaka,

imensko silo izračunamo po enačbi:

F(α) = 𝑀

𝑟𝑠𝑖𝑛𝛼 (1)

Imensko nazivno moč dosežejo ekscentrične stiskalnice pri 30o pred mrtvo spodnjo

točko ekscentra. To imenujemo imenska sila stiskalnice, v tej točki je sila tudi

največja. To si lahko natančno ogledamo na sliki 19, kar lahko opišemo tudi z

enačbo:

𝐹𝑛𝑜𝑚 = F(α = 30o) (2)

Page 35: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 22 -

Slika 17: Shematsko prikazana tipična ekscentrska stiskalnica z mehanizmom [5]

Slika 18: Shematsko prikazana kolenasto-vzvodna stiskalnica [5]

Page 36: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 23 -

Slika 19: Odvisnost imenske sile od položaja ročice [5]

3.1.1 Ekscentrska stiskalnica Minster PM3-200

Na oddelku hitrotekočih avtomatskih stiskalnic je najpogosteje uporabljena

stiskalnica proizvajalca Minster PM3-200, ki jo uvrščamo med stiskalnice z omejeno

potjo gibanja in je primerna za izsekovanje, saj ima dokaj kratek hod paha. Slaba

lastnost teh stiskalnic je konstantna dolžina hoda paha, ki pri tej stiskalnici znaša

31,8 mm. Minster PM3-200 ima klasičen ekscentrični mehanizem. Dela na principu

kolenaste gredi in ojnice, za pogon uporablja servo motor, pomemben del pa je tudi

sklopka. Vsak posamezni sestavni del stiskalnice ima pri obratovanju pomembno

vlogo in mora biti izdelan natančno, še posebej kolenasta gred, ojnica, vodila paha

itd. Slika 21 prikazuje sestavne dele stiskalnice Minster PM-200, Slika 20 pa

predstavlja specifikacijo opreme stroja. Imenska sila stiskalnice je 2000 kN.

Page 37: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 24 -

Slika 20: Specifikacija opreme Minster PM3-200 [18]

Page 38: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 25 -

Slika 21: Ekscentrska stiskalnica Minster PM3- 200 [6]

Konstrukcija stiskalnice je zasnovana na štirih stebrih in je zgrajena iz štirih odlitkov,

ki so med seboj varjeni. Samo ohišje je zasnovano tako, da nam maksimalno duši

Page 39: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 26 -

vibracije, kar nam pri obratovanju podaljša obstojnost nožev in matrice.

Kolenasta gred je masivna in zasnovana tako, da prenaša vse obremenitve, ki

delujejo nanjo v času obratovanja. Nova zasnova kolenaste gredi omogoča uporabo

večjih ležajev v primerjavi z normalno kolenasto gredjo, kar pozitivno vpliva na

obstojnost gredi in ojnice. Primer nove zasnove je prikazan na Sliki 22.

Slika 22: Zasnova izboljšane kolenaste gredi [6]

Ojnici stiskalnice sta zasnovani tako, da zmanjšata upogib pri polni obremenitvi

stroja. Velike ležajne puše pa nam omogočajo natančno delovanje, manjšo obrabo in

so namenjene za hitrosti izsekovanja do 550 udarcev/minuto. Ojnici skupaj z ležajem

in pahom sta prikazani na Sliki 23.

Page 40: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 27 -

Slika 23: Ojnici in pah stiskalnice [6]

Masivna postelja stroja omogoča stabilnost in natančnost stroja. Hidrostatična vodila

nam omogočajo natančno vodenje paha. Stiskalnica ima tudi nadzor mazanja

hidrostatičnih vodil in se ob padcu tlaka sama zaustavi, da ne bi prišlo do poškodbe

vodil. Vztrajnik je nameščen tako, da preko sklopke omogoča natančno vrtenje

kolenaste gredi. Hidravlična sklopka in zavora omogočata natančno delovanje

stiskalnice in takojšnjo zaustavitev kolenaste gredi. Dinamično uravnoteženje

stiskalnice močno zmanjša vpliv vztrajnostnih sil pri visokih hitrostih delovanja

stiskalnice. Nastavitev višine paha je mehanska in poteka preko polžastega zobnika

in navojne matice. Hiter dvig paha stiskalnice, ki omogoča, da lahko pogledamo

stanje rezilne plošče, pa je hidravličen. Maksimalen hiter dvig je 76 mm. Primer

hitrega dviga paha ja prikazan na Sliki 24.

Za optimalno delovanje stiskalnice je pomemben tudi temelj pod strojem, ki je ločen

od ostalih tlakov, da ne prihaja do prenosa vibracij med stroji. Ko imamo vse pogoje

izpolnjene, tudi na oddelku avtomatskih stiskalnic, se opravi preizkus orodja.

Page 41: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 28 -

Slika 24: Hiter dvig paha stiskalnice [6]

3.2 Preizkus izsekovalno-paketirnih orodij

Ko je orodje sestavljeno v ročni orodjarni, se opravi prvi preizkus. Pri preizkusu so

prisotni tudi tehnolog iz oddelka avtomatskih stiskalnic, konstruktor in ročni orodjar, ki

je orodje sestavil. Običajno opravljenemu preizkusu sledi optimiranje orodja glede na

rezultate preizkusa. Ko se orodje v orodjarni optimira, se izvede ponoven preizkus, to

se lahko ponovi tudi večkrat, pogoj je, da se izdela mersko dober kos. Te kose nato

pošljejo kupcu v potrditev. Na izsekovalno-paketirnih orodjih se uporablja

elektropločevina debeline od 0,2 do 0,5 mm. Posebnost teh izsekovalno-paketirnih

orodij je v tem, da iz orodja dobimo že spojen paket, ki ga lahko takoj uporabimo v

proizvodnji. Če je izdelek okrogle oblike, se v praksi uporabi še vrtenje teh paketov,

saj s tem izničimo neravnost pločevine, izdelamo bolj ravne pakete, v praksi pa se

pokaže tudi, da ima tak paket manjše izgube na račun vrtinčnih tokov. Posebnost teh

orodij so vrtljive postaje, ki jih vrtijo servomotorji. Navadno imamo 3, 4, 8 ali 12

paketirnih kovic, ki nam držijo paket skupaj. Hitrost izsekovanja pri teh rezilnih orodjih

je od 200 do 300 udarcev/minuto. Transport paketa izpod orodja je urejen s

transportnimi trakovi, ki so opremljeni s senzorji, da ne pride do okvare orodja. Pri teh

orodjih je prihranek časa, ker nam odpade postopek kovičenja, slabost teh orodij pa

je cena, saj so približno 50 % dražja od konvencionalnih orodij. Na Sliki 25 je

prikazan primer paketa z merami in s tolerancami.

Podjetje Domel, d. d., letno izdela 100.000 paketov z oznako statorskega paketa 316

Page 42: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 29 -

131. Statorski paket je višine 16,1 mm. Za en statorski paket potrebujemo 46 lamel.

Letna količina potrebnih izsekanih lamel je 4.600.000 kosov.

Slika 25: Zahteve kupca za izdelan paket z izsekovalno-paketirnim orodjem [18]

Page 43: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 30 -

4 IZBIRA REZKALNEGA STROJA ZA FINO REZKANJE

PLOŠČ

Začelo se je razmišljati o nakupu novega brusilnega koordinatnega stroja, ker tega

segmenta obdelave orodjarna Domela še ni izvajala sama, temveč preko zunanjih

kooperantov. Glede na vedno večje potrebe po vsakodnevnih obdelavah je bila

oblikovana zahteva pri specifikaciji stroja z velikimi hodi po osi X in Y osi. Podjetje je

želelo kupiti stroj vsaj 1200 mm po X osi in 700 mm po Y osi. Ker koordinatnih

brusilnih strojev takih dimenzij ni veliko, je bilo treba preveriti več proizvajalcev, kot

so Hauser, Moore, Studer. Vse ponudbe, ki smo jih dobili, so se gibale okrog 1 mio.

evrov. Pri preverjanju dobaviteljev stroja smo se seznanili z dejstvom, da obstajajo

rezkalni stroji, ki omogočajo izdelavo v zahtevani natančnosti.

Preverili smo konkurenco na trgu za izdelavo izsekovalno-paketirnih orodij in

ugotovili, da sta samo dva proizvajalca tako natančnih strojev, Yasda in Makino. Ker

so stroji Makino na slovenskem tržišču bolj poznani, smo najprej poklicali

predstavnika za Makino v Sloveniji. Po razgovoru z njim smo izvedeli, da so edino

navpični stroji take točnosti. Naša zahtevana točnost je bila ± 0,003 na 1 m dolžine.

Ko smo preverili nabor strojev Makino, smo ugotovili, da nimajo stroja, ki bi bil po

hodih stroja primeren za našo orodjarno. Tudi sam predstavnik Makina je predlagal,

naj preverimo še pri Yasdi. Podjetje CELADA Slovenija je zastopnik za stroje Yasda.

Zastopnik se je oglasil v nekaj dneh. Tudi pri Yasdi so nam razložili, da le portalni

navpični stroji dosegajo tako točnost. Pri naboru strojev smo imeli več sreče, saj smo

našli stroj, ki je ustrezal našim zahtevam. Stroj z oznako Yasda YBM 9150V in s hodi

v smeri X-osi 1.000 mm, v smeri Y-osi 900 mm in v smeri Z-osi 450 mm je bil izbran.

Pri stroju lahko opazimo zelo kratek hod v smeri Z-osi, vendar je to zaradi togosti

stroja. Ker stroja nismo poznali, smo se dogovorili za test, ki naj bi bil izveden v Italiji.

4.1 Test stroja Yasda YBM 950V

Ker v okolici Slovenije ni bilo stroja Yasda 9150V, smo test izvedli na manjšem stroju

Yasda YBM 950V v Italiji. Stroj ima hode v smeri X-osi 900 mm, v smeri Y-osi 500

mm in v smeri Z-osi 350 mm. Zagotovljeno nam je bilo, da so vsi stroji z oznako YBM

enako natančni ne glede na velikost stroja. Na Sliki 26 je prikazan stroj Yasda YMB

Page 44: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 31 -

950V, to je stroj, na katerem smo izvajali test. Za test smo pripravili tri obdelovance.

Slika 27 prikazuje obdelovanec, na katerem smo želeli izmeriti predvsem mersko

natančnost izdelane luknje (+ 0,005) in ovalnost luknje. Na drugem testnem kosu

smo želeli preveriti točnost stroja, če ga na stroju umerimo z merilnim sistemom

Renishaw. Test dve prikazuje Slika 28. Na tretjem testnem kosu smo želeli preveriti

natančnost izdelanih lukenj in pozicijsko natančnost stroja. Ker je takih plošč pri nas

največ, smo bili na ta tretji test še posebej pozorni. Plošča za tretji test je prikazana

na Sliki 29. Vsi trije testi so potekali brez težav in v zelo kratkem obdelovalnem času.

Opazili smo tudi, da ima stroj merilni sistem Renishaw natančnosti 0,001 mm. Ker

ima stroj tako natančen merilni sistem, operater lahko že na stroju za sabo pomeri in

določi popravke. Nad dobljenimi rezultati smo bili presenečeni, saj nismo nikjer

prekoračili 0,005 mm, kar kaže na natančnost stroja. Po zaključenih testih smo testne

kose odpeljali s seboj v podjetje Domel, d. d. Nato smo jih premestili v merilnico, jih

pustili 24 ur na izravnavanju temperature in z zanimanjem čakali, kaj bodo pomerili v

merilnici Domela.

Page 45: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 32 -

Slika 26: Yasda YBM 950V [7]

Page 46: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 33 -

Slika 27: Testni kos 1 [18]

Page 47: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 34 -

Slika 28: Testni kos 2 [18]

Page 48: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 35 -

Slika 29: Testni kos 3 [18]

4.1.1 Primerjava rezultatov, dobljenih z merjenjem na stroju Yasda

YBM 950V in merilnim strojem LEITZ PMM-xi

Da bi z merjenjem testnih kosov dobili prave rezultate, je treba zagotoviti ustrezne

Page 49: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 36 -

pogoje za merjenje. Na prvem mestu je temperatura v merilnici. Temperatura mora

biti konstantna 20,5 °C z nihanjem ± 0,2 °C. Naslednji pomemben pogoj je, da

pustimo obdelovanec vsaj 24 ur v merilnem prostoru, da se temperatura

obdelovanca izenači s temperaturo okolice. Ko sta ta dva pogoja izpolnjena, je tu še

merilni koordinatni stroj in seveda primerno usposobljeno osebje.

Meritve so bile izvedene na koordinatnem merilnem stroju LEITZ PMM-xi. To je stroj

visoke natančnosti, saj dosega 0,6 µm + L/550. Ogrodje stroja je pretežno iz granita

zaradi temperaturne stabilnosti. Stroj je predstavljen na Sliki 30. Za doseganje

omenjene natančnosti ima tudi stabilno merilno glavo, ki je ni mogoče rotirati prav

zaradi togosti. Taka merilna glava je predstavljena na Sliki 31.

Slika 30: LEITZ PMM-xi [8]

Page 50: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 37 -

Slika 31: Merilna glava LSP-X5 [9]

Testni kosi so bili v merilnici 48 ur pred začetkom meritev. Meritve so bile opravljene

na koordinatnem merilnem stroju LEITZ PMM-xi. Izvedel jih je strokovno usposobljen

delavec za delo z omenjenim strojem. Meritve so bile v mejah tolerance, ki jo

predstavljamo na Sliki 32 za testni kos 1, na Sliki 33 za testni kos 2 in na Sliki 34 za

testni kos 3. Rezultati meritev so presegali pričakovanja in vodstvo orodjarne se je

odločilo za nakup stroja. Ker je bila naložba 500.000 evrov, je bilo nujno izdelati

izračun prihrankov na orodjih in upravičenost naložbe.

Page 51: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 38 -

Slika 32: Meritve testnega kosa 1 [18]

Slika 33: Meritve testnega kosa 2 [18]

Page 52: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 39 -

Slika 34: Meritve testnega kosa 3 [18]

Page 53: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 40 -

4.2 Izračun prihrankov na rezilnih orodjih in opravičenost

investicije

Trenutno vse obdelave dimenzij s predpisanimi ožjimi tolerancami na ploščah

izsekovalnih orodij potekajo s koordinatnim brušenjem. Z razvojem rezkalnih strojev

je možno z rezkanjem doseči zahtevano natančnost, kar smo dokazali tudi s testiranji

stroja. Takšen način izdelave prinaša predvsem velike časovne in stroškovne

prihranke, kar je dokazano v analizi prihranka. Večina priznanih proizvajalcev

izsekovalnih orodij uporablja tovrstno tehnologijo, saj je možno ob krajšem času

izdelave doseči enako natančnost kot z brušenjem. Upoštevati je potrebno tudi

dejstvo, da gre v tem primeru za rezkalni stroj, na katerem je možno tudi merjenje

položajev in dimenzij.

V analizi smo predstavili, kakšni bi bili realno minimalni prihranki ob spremenjeni

tehnologiji izdelave izsekovalnih orodij (rezkanje namesto brušenja).

Poleg prihranka na obdelavah, krajšem potrebnem času za montažo in optimiranja

orodij, manj časa, potrebnega za merjenje plošč, vidimo več pozitivnih učinkov, ki jih

je zelo težko realno ovrednotiti. Kot pomembno konkurenčno prednost vidimo tudi

možnost skrajšanja izdelovalnih časov orodij, saj so ob trenutni tehnologiji izdelave

izsekovalnih orodij vedno na kritični poti pozicije, ki jih je potrebno koordinatno brusiti.

Z nakupom stroja bi skrajšali čas izdelave, dvignili kakovost ter razbremenili operacijo

brušenja. Ocenjujemo, da bi čas izdelave izsekovalnega orodja vrednosti pribl.

100.000 evrov lahko skrajšali za 2 tedna. Izračun prihrankov na izsekovalnih orodjih

temelji na predpostavki, če bi namesto koordinatnega brušenja izdelali plošče na

končne mere z rezkanjem, pri čemer smo za rezkanje na Yasdi upošteval urno

postavko 50 evrov. Predvideni časi za fino frezanje so ocenjeni na podlagi rezultatov

testa v Italiji. Prihranek znaša 10,76 % na celotno vrednost izsekovalno-paketirnega

orodja 01.359.00.000. Na Sliki 35 so prikazani izračuni prihrankov za vodilno ploščo,

rezilno ploščo, spodnji in zgornji jarem. Vodstvo podjetja Domel, d. d., se je odločilo,

da je naložba upravičena.

Page 54: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 41 -

Slika 35: Izračun prihranka na izsekovalnem orodju [18]

Page 55: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 42 -

5 REZKALNI STROJ YASDA YBM 9150V

Yasda stroje izdelujejo na Japonskem, proizvajalec nima velike proizvodnje, samo

nekaj sto strojev letno. Vse stroje izdelajo ročno, vsak stroj je za točno določenega

kupca. Yasda YBM 9150V je stroj z izredno natančnostjo, ki ima delavno območje

1500 mm x 900 mm x 450 mm, nosilnost mize pa 3000 kg. Stroj meri 4260 mm x

5670 mm x 3384 mm, tehta pa 16000 kg. Vreteno ima 24000 vrtljajev, natančnost

stroja na celotnem delavnem območju ± 0,003 mm. Da je stroj lahko tako natančen,

skrbijo trije hladilni sistemi, ki hladijo celotno posteljo stroja, vodila, vreteno in

hladilno sredstvo. Temperatura stroja se uravnava glede na temperaturo okolice.

Stroj ima tudi sistem za merjenje ter možnost merjenja z Renishaw merilno glavo,

katere natančnost je 0,001 mm. Za stroj take natančnosti je pomembna konstrukcija

stroja, sama mehanska izdelava, hlajenje stroja, vreteno, merilni sistem, krmilnik

stroja itd. Stroj Yasda YBM 9150V je predstavljen na Sliki 36. Seveda pa moramo za

tak stroj izdelati poseben temelj in ga postaviti v klimatiziran prostor.

Page 56: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 43 -

Slika 36: Rezkalni stroj Yasda YBM 9150V [10]

5.1 Priprava temelja za stroj Yasda YBM 9150V

Za pripravo so bili potrebni podatki o predpisanih karakteristikah za izgradnjo temelja

stroja. Posebna zahteva proizvajalca stroja je bila, da mora biti temelj ločen od

ostalih temeljev s 50-milimetrsko izolacijo. Po pregledu zahtev proizvajalca smo

ugotovili, da bo temelj velik poseg v orodjarni podjetja Domel, d. d. Z gradbenimi

stroji je bilo potrebno izkopati 1.200 mm globoko luknjo, da se je gradnja temelja

sploh začela. Ker je bil stroj umeščen med ostale stroje, je bil velik poudarek na

zaščiti ostalih strojev pred prahom, ki nastaja pri kopanju z gradbenim strojem.

Temelj je bil zgrajen po zahtevah izdelovalca strojev, zahteve pa so prikazane na

Sliki 37.

Page 57: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 44 -

Slika 37: Shema temelja [18]

5.2 Ohišje stroja Yasda YBM 9150V

Stroj točnosti ± 0,003 mm na 1.000 mm dolžine mora imeti že pravo zasnovo. Vsi

stroji take točnosti in tako velikih hodov so dvostebrni stroji. Pri teh strojih ne pride do

povesa mize, vreteno pa je vpeto togo na prečni povezovalni nosilec. Stroji take

točnosti imajo kratek gib po Z-osi zaradi togosti vretena. Posebnost tega stroja je tudi

ta, da sta stebra in spodnji del stroja že mehansko v pravokotnosti 0,005 mm. To

dosežejo z ročno obdelavo oz. tuširanjem. Primer takega dvostebrnega ohišja je

prikazan na Sliki 38.

Page 58: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 45 -

Slika 38: Dvostebrno ohišje [11]

5.2.1 Sestav stroja Yasda YBM 9150V

Sestav stroja je izredno stabilen in tog. Celotno ohišje je termično stabilno, vodila so

močna in robustna. Vretena so predimenzionirana, kot prikazuje Slika 39, skupaj z

opisom posameznih komponent stroja.

Page 59: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 46 -

Slika 39: Sestav stroja Yasda 9150V [11]

5.3 Glavno vreteno stroja

Pri običajnih vretenih s prednapetjem ležaja se dogaja, da pri visokih hitrostih vretena

pride do povišanja temperature v ležajih, kar nam posledično povzroči nihanje

stabilnosti vretena. Yasda ima razvit poseben sistem za uravnavanje prednapetosti

ležaja. Vgrajen imajo poseben element, ki ni odvisen od temperature glavnega

motorja, kot tudi ne od vpenjalnega vretena. Ta mehanizem omogoča natančnost

rezkanja tako pri nizkem kot pri visokem številu vrtljajev. Glavni vretenski motor je

stabilen, uravnotežen, tih in z elektronsko regulacijo vrtljajev. Stroj ima tudi toplotno

stabilizacijo vseh osi, glavnega motorja, ohišja in vpenjalnega vretena. Zaradi

Page 60: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 47 -

toplotne stabilnosti vretena in osi, ki se prilagaja zunanji temperaturi, je Yasda eden

najtočnejših strojev na svetu. Shema vretena Yasde je predstavljena na Sliki 40.

Slika 40: Vreteno Yasda [11]

5.4 Sistem merjenja Renishaw

Izvajanje meritev na stroju omogoča merilna glava proizvajalca Renishaw OMP400,

ki dosega točnost pod 0,001 mm. Merilni sistem najprej umerimo in ga večkrat

kontroliramo na stroju s kalibrom. Samo vrtenje tipala mora biti umerjeno v točnosti

pod 2 µm. Ko umerimo še dolžino tipala, ki se umeri z laserjem, lahko začnemo

meriti na stroju. Primer takega Renishaw OMP400 je predstavljen na Sliki 41.

Page 61: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 48 -

Slika 41: Renishaw OMP400 [12]

Page 62: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 49 -

6 IZDELAVA REZILNIH, VODILNIH IN OKVIRNIH PLOŠČ S

TEHNOLOGIJO REZKANJA

V času dobave novega stroja je bilo treba v orodjarni podjetja Domel, d. d., izdelati

tudi novo tehnologijo za izdelavo plošč. Iz izkušenj, ki smo jih pridobili na testu v

Italiji, smo skušali izdelati najbolj optimalno tehnologijo. Ker imajo vsi stroji Yasda

posebno BIG Plus vpenjalno glavo, smo poiskali dobavitelja za ta vpenjalni sistem.

Edino na svetu, ki ponujajo originalna orodja, razvita skupaj z izdelovalci vreten BIG

Plus, je podjetje BIG DAISHOWA. To je japonsko podjetje, ki izdeluje kakovostno in

natančno vpenjalno orodje.

6.1 Vpetje BIG Plus – BBT 40

Posebnost tega vpetja je dvojni stik med konusom in čelom vpenjala. Da bi vpenjalno

orodje BIG-Plus imelo pravo vlogo pri obdelavah, morajo biti vpenjalni trni izdelani

izredno natančno. Primer vpetja BIG Plus- BBT 40 je prikazan na Sliki 42. Posebnost

teh vpenjal je izredna natančnost, tudi pri sami obdelavi. Pri vpetju v vreteno je

točnost 0,001 µm, pri vpetju rezkarja v vpenjalno orodje pa 3 µm. Točnost vpenjal je

prikazana na Sliki 43. Posebnost teh vpenjal je tudi ta, da vsa privitja in odvitja

rezkalnih orodij opravimo z enim ključem, kar je prikazano na Sliki 44. Izbrali smo

vpenjala štirih vrst, s katerim smo pokrili ves segment rezkalnih orodij. Ta vpenjala so

predstavljena na Sliki 45.

Slika 42: Vpetje BIG Plus – BBT [13]

Page 63: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 50 -

Slika 43: Točnost vpenjala Big Daishowa [14]

Slika 44: Shema privitja in odvitja rezkarja v vpenjalo [14]

Slika 45: Izbira vpenjal BIG Daishowa [14]

6.2 Izbira orodja za struženje lukenj

Tudi pri izbiri orodja za struženje lukenj ni prav dosti izbire med proizvajalci, če

želimo zagotoviti kvalitetno BIG Plus vpetje. Po pregledu trga smo ugotovili, da je

edini proizvajalec BIG Kaiser. To švicarsko podjetje se je kasneje povezalo z

Page 64: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 51 -

japonskim podjetjem BIG Daishowa – Seiki, ustanovljeno pa je bilo tudi podjetje BIG

Kaiser USA. Izdelujejo visoko natančna orodja za struženje lukenj, katerih

natančnost je 0,001 mm, to nam prikazuje Slika 46. Odločili smo se za nakup treh

kompletov, s katerimi smo pokrili struženje lukenj od fi 10 mm do fi 203 mm.

Slika 46: Orodje za struženje lukenj Big Kaiser [15]

6.3 Izbira rezkalnega orodja

Preverili smo kar nekaj proizvajalcev rezkalnih orodij, vendar so nam v podjetju

Yasda zagotovili, če hočemo izdelovati plošče točnosti ± 0.003 µm, edino pravo

orodje HITACHI. Ker so tudi v Italiji uporabljali orodje HITACHI, smo se tudi v

orodjarni podjetja Domel odločili za izdelavo natančne plošče s tem orodjem.

HITACHI rezilno orodje se izdeluje na Japonskem in je visoke kakovosti in višjega

cenovnega razreda. Za izdelavo plošč se uporablja orodje oznake EPHT. Sama

oznaka EPHT pomeni »Epoch Hard TH-Coating«, omogoča pa rezkanje vse do

trdote materiala 70 Hrc. Slika 47 prikazuje rezkanje z oznako EPHT.

Page 65: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 52 -

Slika 47: Vrste rezkarjev EPHT [16]

6.4 Orodje za grobo rezkanje DIJET

Orodje za grobo rezkanje DIJET izdelujejo na Japonskem. Za to orodje smo se

odločili zaradi togosti orodja, kar pri obdelavah pomeni tudi pozicijsko natančnost

izdelanih lukenj.

Posebnost tega orodja je tudi ta, da lahko menjamo ploščice med obdelavo s

točnostjo 0,15 mm. Vpenjala so iz karbidne trdine, kar omogoča večjo togost orodja

in pa tudi večje globine rezkanja. Tudi ploščice, ki se menjajo, so izdelane z največjo

kakovostjo obdelave. Primer grobe rezkalne glave je prikazan na Sliki 48, primer

Page 66: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 53 -

menjalne ploščice pa na Sliki 49.

Slika 48: Groba rezkalna glava DIJET [17]

Slika 49: Menjalna ploščica DIJET [17]

6.5 Obdelava plošč po novi tehnologiji

Stroj Yasda je v orodjarni podjetja Domel namestilo podjetje CELADA, ki je tudi

generalni uvoznik za Slovenijo. Sama inštalacija stroja je zahtevna, saj izdelava

plošč v tolerančnem polju ± 0,003 ni preprosta. Ko je bil stroj postavljen, se je izdelal

še identični test kot na testiranju v Italiji. Testi so bili narejeni v mejah toleranc, zato

smo začeli z delom. Sama tehnologija grobih obdelav se ni kaj dosti spremenila,

razlika je bila samo ta, da smo tolerančne luknje izdelali z nadmero 0,5 mm/steno v

toleranci ± 0,1. Ker so bile tolerance tako ohlapne, smo prihranili čas. Lahko se

spomnimo, da so dodatki pri brušenju precej manjši, če ne bi bil čas brušenja na

koordinatnem brusilnem stroju predolg. Izdelava plošče na rezkalnem stroju Yasda

9150V pa poteka v določenem zaporedju.

Page 67: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 54 -

a) Grobo rezkanje plošče

Pri grobem rezkanju smo uporabili glave za grobo rezkanje DIJET, premera 15 mm.

Ker so glave izredno natančne izdelave, lahko programiramo 0,1 mm/steno dodatka

za fino rezkanje. Po obdelavah sten isto obdelamo tudi poden z nadmero 0,05 mm.

Proizvajalec nam je podal tudi parametre za rezkanje:

število vrtljajev vretena (n) = 7000 [min-1]

podajalna hitrost (Vf) = 2500 [mm/min]

globina reza (ap) = 0,3 [mm]

širina reza (ae) = 10 [mm].

Vse grobe obdelave naredimo naenkrat, nato šele začnemo s polfinim in finim

rezkanjem. Slika 50 prikazuje predhodno obdelano rezilno ploščo na stroju Mirkon

VCP 1350 (rumena barva) in pa grobo obdelano rezilno ploščo na Yasdi (modra

barva).

Slika 50: Grobo obdelana rezilna plošča na Yasdi [18]

b) Polfino in fino rezkanje plošče

Page 68: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 55 -

Za polfino rezkanje plošče vzamemo isto orodje kot za fino rezkanje. Na mero

izdelamo ploščo v treh korakih. Za primer bomo izbrali rezanje ene od oblik na rezilni

plošči. Vzeli bomo obliko mere 210 + 0,005 in 200 + 0,005, plošča je prikazana na

Sliki 51. Za polfino in fino rezkanje uporabimo rezkar HITACHI EPHT-6120. To je

rezkar s premerom 12 mm. Pri tem rezkarju imamo parametre:

število vrtljajev vretena (n) = 6000 [min-1]

podajalna hitrost (Vf) = 1000 [mm/min]

globina reza (ap) = 4 [mm]

širina reza (ae) = 8 [mm].

Ti rezkarji so natančne izdelave, zato začnemo rezkati samo z 0,03 mm/steno

dodatka. Ker je stroj izredno tog in točen, so meritve po prvem merjenju pričakovane,

kar je prikazano na Sliki 52.

Slika 51: Plošča za izdelavo [18]

Page 69: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 56 -

Slika 52: Prve meritve [18]

Po izvedenih prvih meritvah dodamo 0,025 mm na steno žepa in se skušamo počasi

približati meri in toleranci na risbi. Ko dodajamo, moramo posebej paziti, da rezkamo

vedno z istimi parametri rezkanja, saj se nam le tako mera ne spreminja. V primeru,

da bi rezkali več lukenj, rezkamo vse luknje z isto nadmero, potem pa dodamo in

spet rezkamo vse luknje. Ko smo še drugič rezkali polfino, smo dobili rezultate, ki so

prikazani na Sliki 53.

Slika 53: Druge meritve [18]

Page 70: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 57 -

Ostane nam samo še fini rez. Vedno pazimo, da nam ostane za fini rez vsaj kakšna

stotinka na steno, ker nam rezkar mora rezati, da dobimo mero v toleranci. Pri finem

rezu smo se odločili, da dodamo 0,011 mm na steno žepa in rezultati so bili v mejah

tolerance, kar nam prikazuje tudi Slika 54.

Slika 54: Tretje meritve [18]

Page 71: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 58 -

7 ANALIZA MERITEV, IZMERJENIH NA STROJU IN

IZMERJENIH V MERILNICI NA KOORDINATNEM

MERILNEM STROJU LEITZ PMM-XI

Stroji Yasda so visoko natančni, kar se vidi iz opravljenega testa, predstavljenega na

Sliki 54. Seveda so bili to rezultati, merjeni na stroju, če pa želimo imeti pravi rezultat,

moramo vse to meriti še v merilnici. Na stroju smo izdelali celotno ploščo,

predstavljeno na Sliki 51. Za primerjavo meritev, izmerjenih na stroju Yasda, in

meritev, izmerjenih na stroju Leitz, smo izdelali tabelo, ki je prikazana na Sliki 55.

Yasda YBM

9150V Meritve LEITZ

Žep prvi 210,000 x 200,000

Koordinata X = 261,500 zgoraj + spodaj 261,5004 261,4992

261,5006

Koordinata Y = 0,000 zgoraj + spodaj 0,0001 - 0,0018

0,0003

Dimenzija 210,000 (0 do + 0,005) zgoraj + spodaj

210,0004 209,9994

210,0007 Dimenzija 200,000 (0 do + 0,005)

zgoraj + spodaj 200,0003 200,0009

200,0006

Yasda YBM 9150V

Meritve LEITZ

Žep 76,000 x 86,000

Koordinata X = 415,000 zgoraj + spodaj 415,0003 415,0027

415,0000 415,0003

Koordinata Y = 0,000 zgoraj + spodaj 0,0008 0,0003

0,0006 0,0005

Dimenzija 76,000 (0 do +0,005) zgoraj + spodaj

76,0013 76,0026

76,0020 76,0030

Dimenzija 86,000 (0 do +0,005) zgoraj + spodaj

86,0010 86,0024

86,0006 86,0027

Izvrtine za vodila D 46,000 prvič Koordinata X = 623,000 zgoraj + spodaj 622,9989 623,0032

622,9990

Koordinata Y = -195,000 zgoraj + spodaj -194,9971 -194,9978

194,9965

Premer D 46,000 (0 do + 0,005) zgoraj + spodaj 46,0009 45,9999

46,0009 46,0014

Izvrtine za vodila D 46,000 drugič

Koordinata X = 623,000 zgoraj + spodaj 622,9988 623,0001

622,9964

Page 72: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 59 -

Koordinata Y = 195,000 zgoraj + spodaj 195,0012 194,9978

195,0022

Premer D 46,000 (0 do + 0,005) zgoraj + spodaj 46,0008 46,0048

45,9987 46,0068

Izvrtine za vodila D 46,000 tretjič Koordinata X = 132,000 zgoraj + spodaj 132,0005 131,9988

132,0006

Koordinata Y = 195,000 zgoraj + spodaj 195,0021 194,9978

195,0022

Premer D 46,000 (0 do +0,005) zgoraj + spodaj 46,0011 45,9998

46,0011 46,0013

Izvrtine za vodila D 46,000 četrtič Koordinata X = 132,000 zgoraj + spodaj 132,0004 131,9979

132,0008

Koordinata Y = -195,000 zgoraj + spodaj -194,9970 -194,9995

-194,9969

Premer D 46,000 (0 do + 0,005) zgoraj + spodaj 46,0006 46,0006

46,0004 46,0002

Slika 55: Primerjava meritev na stroju Yasda in merilnem stroju Leitz [18]

Page 73: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 60 -

8 ANALIZA STROŠKOV NA ORODJIH IN PRIHRANEK NA

LETNI RAVNI

Analiza je izdelana za večja orodja, naročena v letu 2015, torej pretežno tista, na

katerih je bil prihranek največji. Zaradi kakovostnejše izdelave bi se zmanjšalo tudi

število preizkusov, vrednost enega preizkusa orodja znaša 800 evrov. Pri prihranku

ob montaži orodja in optimiranju smo upoštevali prihranek zaradi manjšega števila

prilagajanj, dodelav in popravkov v fazi montaže in optimiranja.

Prihranek pri meritvah obsega čas, ki ga prihranimo zaradi drugačne tehnologije

dela. Ker je stroj dovolj natančen, lahko meritve opravimo kar na stroju po končanih

obdelavah.

Pri prihrankih ni upoštevan prihranek zaradi zmanjšanja (sploh ne bo več treba)

brušenja.

Trenutno večino plošč, predvsem večjih, izdelamo s storitvijo, stroški takih izdelav so

zelo visoki, teh prihrankov tudi nismo upoštevali pri analizi. Iz tabele se vidi, da je

prihranek večji, če je orodje večje oziroma dražje. Prihranki so bili izračunani na

dejansko narejenih orodjih z upoštevanjem ur, opravljenih na Yasdi, in oceni o

zmanjšanju ur pri montaži orodja, optimiranju orodja, manj ur, opravljenih v merilnici,

in manj preizkusov. Analiza prihrankov je predstavljena na Sliki 56. Iz tabele vidimo,

da je skupni letni prihranek približno 120.000 evrov.

Page 74: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 61 -

Slika 56: Prihranki na orodjih in letni ravni [18]

Page 75: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 62 -

9 ZAKLJUČEK

Kljub visoki naložbi v stroj Yasda 9150V smo skozi obdelave in kasneje tudi z analizo

prihrankov ugotovili, da se naložba v tak stroj izplača in je upravičena, če je v

pogonu, torej, da ima podjetje konstantna naročila, saj izdelava majhnih in

nezahtevnih orodij na takem stroju ekonomsko ni upravičena. Lahko pogledamo tudi

izbor opreme za ta stroj in ugotovimo, da je pretežno japonske izdelave kot tudi sam

stroj. Izkušnje kažejo, da se kljub visokim cenam opreme in stroja izplača kupiti

orodje visoke kakovosti.

Skozi diplomsko nalogo smo opisali razliko med obstoječo in novo tehnologijo, ki

temeljni na novem rezkalnem stroju Yasda. Predstavili smo celoten postopek

izdelave rezilnih, vodilnih in okvirnih plošč (obdelovancev) z novo tehnologijo

rezkanja.

Ugotovili smo, da če se podjetje želi čim bolj približati doseganju natančnosti

toleranc, potrebuje rezkalni stroj, ki deluje z natančnostjo ± 0,003 mm na celotnem

delovnem območju. To je v našem primeru stroj Yasda.

Page 76: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 63 -

10 LITERATURA IN VIRI

[1] MIKRON VCP 1350 [online], Dosegljivo: http://industry-pilot.de/de/stanok/

stanok_view.php?next=1&v_id=18055 [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[2] Ecoline 1506L CNC [online], Dosegljivo: http://www.automation.siemens.com/

mc-app/machine-booklet-mobile/MachineDetail.aspx?entry=48ebeb5a-e15e-

455a-acc1-3ab8041d7359&booklet=976c6842-46fd-4e7a-89aa-

b794c5829159&guiLanguage=1033 [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[3] Hauser S35 CNC400 [online], Dosegljivo: http://www.fix-cnc.de/index.php/

leistungen/koordinatenschleifen/11-hauser-s35-cnc400 [Datum dostopa: 28. 5.

2016].

[4] Servo presses - Bosch Rexroth [online], Dosegljivo: https://www.bosch

rexroth.com/en/us/industries/machinery-applications-and-engineering/machine-

tools-forming-and-presses/applications/mechanical-presses/servo-

presses/servo-presses [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[5] K. H. Grote, E. K. Antonsson. (2007). Springer Handbook of Mechanical

Engineering. Dosegljivo: https://books.google.si/books?id=9T5kd-ewRE8C&pg=

PA604&lpg=PA604&dq=mechanical+press+force+calculation&source=bl&ots=5

gR-sGtqQD&sig=vC1PsuPQCHNTfjmtZj-ATA7P7v4&hl=sl&sa=X&ved=0ahUK

EwiP44a0r5XNAhUJ1hQKHc--D7gQ6AEIbTAM#v=onepage&q=mechanical%

20press%20force%20calculation&f=false [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[6] MINSTER, SERIES PM3, Piece-Maker III [online], Dosegljivo:

http://www.minster.com/products/presses/mechanical/pm3/catalog/132B.pdf

[Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[7] Jig boring machine / CNC / high-accuracy [online], Dosegljivo:

https://www.google.si/search?q=yasda+ybm+950v&biw=1760&bih=864&source

=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjGkKPWm6LNAhXEVhQKHZfvAgMQ_

AUIBigB#imgrc=1KtFO4DX42vzLM%3A [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[8] Leitz PMM-C LINE [online], Dosegljivo: http://www.hartwiginc.com/wp-content/

uploads/2015/01/Leitz-PMM-C-Line_brochure_en.pdf [Datum dostopa: 28. 5.

2016].

[9] Leitz PMM-Xi - Ultra-high precision CMM & gear checker [online], Dosegljivo:

http://hexagonmi.com/products/coordinate-measuring-machines/bridge-

Page 77: OPTIMIRANJE IZDELAVE REZILNO PAKETIRNIH ORODIJ NA

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 64 -

cmms/leitz-pmmxi [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[10] Jig boring machine / CNC [online], Dosegljivo: http://www.directindustry.com/

prod/yasda/product-16711-463355.html [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[11] YASDA precision tool [online], Dosegljivo: http:// www.yasda.co.jp [Datum

dostopa: 28. 5. 2016].

[12] Renishaw plc [online], Dosegljivo: https://www.google.si/url?sa=i&rct=j&q=&esrc

=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwjBoM6V-crNAhWFXRoKHW5pA

g0QjhwIAw&url=http%3A%2F%2Fwww.renishaw.com%2Fmedia%2Fpdf%2Fen

%2F9c91761a7e14431db7aa90076955b0ff.pdf&psig=AFQjCNEPn5nDIvgLTfp

COilecA17WPRLAQ&ust=1467211010967093&cad=rjt [Datum dostopa: 28. 5.

2016].

[13] BIG DAISHOWA SEIKI CO LTD [online], Dosegljivo: http://www.big-

daishowa.com/big-plus_index.php [28. 5. 2016].

[14] High precision toolholders [online], Dosegljivo: http://pdf.directindustry.com/

pdf/big-daishowa/general-catalogs/33258-435979.html [28. 5. 2016].

[15] EWD Ø 2-80 [online], Dosegljivo: http://ch.bigkaiser.com/en/produkt-52.html

[Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[16] Hitachi Tool - EPxT - Epoch Hard/Ball TH Coating [online], Dosegljivo:

https://www.google.si/search?q=hitachi+epht&biw=1760&bih=864&source=lnm

s&tbm=isch&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwi28eLPt8XNAhUJtBQKHXCmAucQ_A

UIBigB#tbm=isch&q=hitachi+epht+6200&imgrc=4Svg7i7ePX8TZM%3A [Datum

dostopa: 28. 5. 2016].

[17] Dijet industrial CO., LTD [online], Dosegljivo: http://zibtr.com/sites/

zibtr.com/files/dijet_-_modular_head_418-1_0.pdf [Datum dostopa: 28. 5. 2016].

[18] Domel d.d., Interni podatki podjetja. Železniki: Domel d.d., 2016.

[19] B. Musafija, Obrada metala plastičnom deformacijom. Sarajevo: IGKRO

»SVETLOST« OOUR Zavod za udžbenike,1978.

[20] J. Balič, I. Pahole, Proizvodnje tehnologije. Maribor: Fakulteta za strojništvo,

2003.

[21] M. Jež, L. Kosec, K. Kuzman, E. Marek, H. Muren, V. Prosenc, J. Puhar, D.

Žvab, J. Žvokelj, Strojnotehnološki priročnik. Ljubljana: Tehniška založba

Slovenije, 1986.

[22] J. Balič, I. Pahole, Obdelovalni stroji. Maribor: Fakulteta za strojništvo, 2003.