Raitiovaunukorien koneistusjigin suunnitteleminen

Abstract

Tämän työn aiheena oli raitiovaunujen koneistusjigin suunnittelu ja mallinnus uudelle jyrsinkoneelle Škoda Transtech Oy:n Otanmäen tehtaalle. Jigillä pyrittiin kasvattamaan koneistuksen kapasiteettia ja vähentämään raitiovaunujen korien koneistukseen kuluvaa aikaa. Jigin tuli soveltua kaikille niille raitiovaunumalleille, jotka olivat tuotannossa työn tekohetkellä. Lisäksi pyrittiin varmistamaan jigin helppokäyttöisyys ja minimoimaan sen liikkuvien osien määrää.

Jigi suunniteltiin Autodesk Inventor -suunnitteluohjelmalla Škoda Transtech Oy:n Otanmäen tehtaalla. Suunnittelussa hyödynnettiin olemassa olevaa aineistoa, kuten 3D-mallia tulevasta koneistuskeskuksesta sekä aiempia jigiratkaisuja. Menetelminä käytettiin 3D-mallinnusta ja lujuusanalyysiä. Koneistuskeskuksen 3D-mallin avulla pystyttiin arvioimaan jigin mahdollinen liikerata, jotta rakenteesta voitiin tehdä turvallinen ja yhteensopiva uuden koneistuskeskuksen kanssa.

3D-mallintamisen ohella jigille tehtiin FEM-analyysi hyödyntäen Inventor-ohjelmaa. FEM-analyysin perusteella rakenteen havaittiin olevan alttiimpi vaurioitumiselle suunniteltuihin kuormituksiin nähden, joten rakenteeseen tehtiin vahvistuksia sen perusteella. Salassapitosopimusten vuoksi opinnäytetyössä ei esitetä raitiovaunujen tai koneistuskeskuksen kuvia eikä kuvankaappauksia niiden 3D-malleista.

Näiden tulosten perusteella jigin suunnittelua jatkettiin rakenteellisten vahvistusten lisäämisellä, mikä parantaa jigin kestävyyttä ja lujuutta koneistuksessa. Tämän työn myötä saatiin myös arvokasta tietoa tulevien jigien suunnittelua varten, erityisesti rakenteen kestävyys ja käytettävyyden optimointi huomioiden.

The aim of this thesis was the design and modeling of a machining jig for a new machining center at Škoda Transtech Oy’s Otanmäki factory. The purpose of the jig was to increase machining capacity and reduce the time required for machining tram car bodies. The jig was required to be compatible with all tram car models in production. Additionally, the aim was to ensure the jig’s ease of use and minimize the number of moving parts.

The jig was designed using Autodesk Inventor design software at Škoda Transtech Oy’s Otanmäki factory. The 3D model of the upcoming machining center and previous jig solutions were examined in the design phase. The methods included 3D modeling and stress analysis. The 3D model of the machining center helped assess the possible movement of the jig, ensuring safety and compatibility of the design regarding the new machining center.

In addition, FEM analysis was performed on the jig using Inventor software. FEM analysis results show that the structure was more vulnerable to the planned loads than initially expected, necessitating structural reinforcements. Due to confidentiality agreements, images or screenshots of the tram cars or machining centers 3D models were excluded from the thesis.

In conclusion, the design of the jig was further developed by adding structural reinforcements, improving the jigs durability and strength during machining. This work provided valuable insights for the design of future jigs, particularly considering the optimization of structural durability and operability.