Ketjurattaiden valmistusprosessin kehittäminen

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää alumiinista valmistettavien ketjurattaiden valmistusprosessia. Kehitys toteutettiin valitsemalla soveltuvat työkalut, optimoimalla koneistuksessa käytettävät työstöarvot, parantamalla työkappaleen kiinnitystä sekä laatimalla CAD-malli tiedostot. Valmistusmenetelmänä käytettiin jyrsintään ja poraukseen soveltuvaa pystykaraista NC-työstökeskusta.

Valmistusmateriaalille ja käytettävälle menetelmälle suunniteltiin ja valittiin soveltuvat työkalut ja työstöarvot. Työstöarvojen vaikutusta kokonaiskoneistusaikaan analysoitiin simuloimalla koneistustapahtuma työkalutoimittajilta saaduilla suositusarvoilla. Työkappaleen kiinnitystä ja asemointia parannettiin olemassa olevan jigin muutoksilla mm. suunnittelemalla uudelleen kiinnityksessä käytettävät vestiraudat. Mallinnusta nopeutettiin laatimalla tiedosto joka sisältää valmiit CAD-mallit kolmelle yleisimmälle valmistuksessa käytettävälle ketjutyypille. Valmistuksen kehittämisen ohella työssä läpikäytiin moottoripyöräkäyttöön soveltuvan ketjurattaan valmistuksen eri vaiheet teorioineen.

Valmistusprosessia kehittävien toimenpiteiden avulla saatiin lyhentynyt kokonaiskoneistusaika, aikaisempaa luotettavampi ja taloudellisempi työkappaleen kiinnitys sekä nopeutunut CAD-mallin laatiminen. Yhteen liitettyinä näiden toimenpiteiden parantavat vaikutukset aikaansaavat selkeitä parannuksia ketjurattaan valmistusprosessissa. Huomioitavaa kuitenkin on kasvaneiden työstöarvojen mukanaan tuomat korottavat vaikutukset työkalujen hankintahintoihin. Toimenpiteiden vaikutukset summattiin ja pohdittiin niiden soveltuvuutta käytäntöön. Samalla arvioitiin työkalujen määrän vähentämisen mahdollisuutta jatkossa.

The aim of this thesis was to develop the preparation of the aluminum chainsprocket manufacturing process. The enhancement was made by selecting more appropriate tools, optimizing machining parameters, improving the workpiece attachment and making the CAD-model files. The manufacturing method was the Vertical Machining Center.

The material and methods of the manufacture were analyzed to identify the appropriate tools and the machining parameters. The parameter effects on the total machining time were analyzed by simulating the machining process by using the values of the tool suppliers obtained on the basis of the recommendation. The improvements to the workpiece fixture and the positioning were made by making the changes of the existing machining faster, for example redesigning the fastening clamps. Modeling was speeded up by making the files that contain the CAD models for the three most common used chain profiles. The work also deals with the various stages of the chainsprocket manufacturing process with the theories suitable for motorcycles.

The results are shown as a reduced total machining time, more reliable and costeffective fastening of the workpiece and accelerated CAD-modelling. As a conclusion, these more effective measures to enhance the effects are clear improvements in the manufacturing process. However, it must be noted that using the higher parameters tools, their purchase prices raise. The effects on the total development was summarized and also their suitability into the practice. At the same time the possibility to reduce the number of tools in the future was estimated.