Vaihtopalateräjärjestelmän kehitysprojekti : case: Lahden Teräteos Oy

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli kehittää puuntyöstössä käytettävä vaihtopalateräjärjestelmä. Työn toimeksiantaja oli profiiliterien valmistukseen erikoistunut Lahden Teräteos Oy. Opinnäytetyön päätavoiteena oli kuudesta erilaisesta puuntyöstöterästä koostuvan tuoteperheen suunnittelu standardikompponentteja käyttäen. Vaihtopalateräjärjestelmä oli uusi tuote Lahden Teräteokselle, ja sitä tullaan markkinoimaan sekä kotimaahan että vientiin.

Opinnäytetyön tutkimusosuudessa käsitellään asioita, jotka vaikuttavat vaihtopalaterien suunnitteluun. Siinä esitellään puuntyöstössä käytettäviä teräkulmia ja ruuvien kiristysmomentteja sekä huomioon otettavia työturvallisuusasetuksia ja -standardeja. Opinnäytetyö sisältää myös tuotteista tehdyt 3D-mallit ja työpiirustukset sekä ohjeen terien kiinnitykseen. Työssä on esitetty kursoavan työstön pääperiaatteita, ja se sisältää selostuksen tärkeimmistä puuntyöstössä käytettävistä teräaineista.

Terien kehitys aloitettiin suunnittelemalla kuusi erilaista versiota terärungoista. Nämä 3D-mallit luotiin SolidWorks-suunnitteluohjelmalla. Jokaisesta mallista luotiin valmistus- ja kokoonpanopiirustukset. Myös kaikista suunnitelluista standardikomponenteista tehtiin tarvittavat työpiirustukset. Tämän jälkeen terärungoille tehtiin työstöradat Mastercam-ohjelmalla, jotta koekappaleet oli mahdollista valmistaa.

Opinnäytetyön lopuksi yhtä varsijyrsintä käytiin koeajamassa lähialueen puusepänliikkeessä modernilla 5-akselisella CNC-työstökeskuksella. Testaamista ennen varsijyrsimelle oli tehty tasapainotus Lahden Teräteos Oy:n tiloissa. Opinnäytetyön tuloksena saatiin tarvittavat työpiirustukset kaikista puuntyöstöteristä sekä valmis markkinoitava teräsarja.

The objective of this study was to develop the cutter head with convertible knives that can be used in woodworking. The work was commissioned by Lahden Teräteos Oy, which is specialized into the manufacture of profiled tools. The main goal of the thesis was to design a product family that includes six different woodworking tools using standard components. The cutter head with convertible knives was a new product to Lahden Teräteos Oy, and it will be marketed both in domestic trade and in foreign trade.

The theory part of the thesis deals with issues which influence designing of the cutter heads with convertible knives. It presents the mostly used woodworking cutting angles and the tightening torques of screws and the most important industrial safety matters and standards. The thesis also contains 3D-models and workshop drawings of all items and a fastening instruction of convertible knives. The study presents the main points of milling, and it includes a report with the most important tool materials used in woodworking.

The development of the cutter heads started with creating six different suggestions of cutter heads. These versions were created by SolidWorks 3D CAD design software. Manufacturing and assembly drawings were created of each of the versions. Requisite workshop drawings were also made of each designed standard component. After this, the cutting paths of cutter heads were made by Mastercam software so that the test pieces were possible to produce.

The test drive of one of the shank cutters was made by a modern 5-axes CNC machine in the carpenter’s shop of a neighbouring area at the end of the study. The shank cutter was balanced before the test drive in the production area of Lahden Teräteos Oy. The workshop drawings of all the woodworking tools, and the finished marketing tool set were created as the result of this thesis.