Inlämning etapp 7b IKOT 2011 Grupp B5 INNEHÅLL Inlämning av etapp 7b IKOT 2011-04-17 Louise Fransson Helena Hellerqvist André Liljegren Martin Johansson Katrin Wahlström Handledare: Joakim Johansson
Innehåll 7.2 Detaljkonstruktion... 3 7.2.1 CAD-ritningar... 4 7.2.1.1 Infälld modul... 4 7.2.1.2 Utfälld modul... 4 7.2.1.3 Sprängskiss... 5 7.2.2 Hållfasthetsberäkning... 6 7.2.2.1 Belastning av plattan... 6 7.2.2.2 Belastning av plattan vid gångjärn... 7 7.2.3 Detaljritningar... 8 7.2.3.1 Ritning hållare... 8 7.2.3.2 Ritning platta... 8 7.3 Kostnadsuppskattning... 9 7.4 Produktionsanpassning... 13
7.2 Detaljkonstruktion Skenorna som stången skall fästas på fästs i taket respektive botten på skåpet med hjälp av vanlig skruv. I utdraget läge måste varje skena vara 580 mm lång. Stången och skenorna svetsas ihop. Stången köps in och är 700 mm lång, ytterdiameter på 40 mm och innerdiameter på 20 mm. Hållaren och plattan skall ha mått enligt detaljritningar nedan. I hålet på hållaren sitter en bussning av hårt gummi med tjocklek 1 mm. Gångjärnet köps från Wiberger och har en längd på 60 mm och en bredd på 34 mm. Det fästs i hållaren med två M8x25-bultar, och fästs i plattan med två genomgående M8x35-bultar som fästs med muttrar undertill. För att låsa hållare och platta i höjdled krävs en låsring liknande en sadelklämma, som köps färdig.
7.2.1 CAD-ritningar Med hjälp av mått från Askos tvättmaskiner har ritningar av konceptet framställts i form av CAD-modeller. 7.2.1.1 Infälld modul 7.2.1.2 Utfälld modul
7.2.1.3 Sprängskiss
7.2.2 Hållfasthetsberäkning Maximala spänningarna ligger på undersidan av plattan, i gångjärnen samt i sargen på ovansidan av plattan. Hållfasthetsberäkningar i CAD nedan tyder på att produkten håller för belastning enligt krav. 7.2.2.1 Belastning av plattan Nedböjningen ytterst på plattan är 3 mm i verkligheten, vilket klarar våra krav. Den pålagda punktlasten var 250 N, motsvarande 25 kilo blöt tvätt.
7.2.2.2 Belastning av plattan vid gångjärn Den största spänningen påträffas vid undersidan av plattan, där tryckspänningen uppgår till 75 MPa. Detta utgör inte något problem för konstruktionen då det rostfria stålet har en sträckgräns långt över detta.
7.2.3 Detaljritningar 7.2.3.1 Ritning hållare 7.2.3.2 Ritning platta
7.3 Kostnadsuppskattning Kostnadsuppskattningar behövs för att kunna avgör om ett koncept är möjligt att genomföra utan att priset för den slutgiltiga köparen blir för högt. Det är viktigt att analysen görs tidigt, ju senare i utvecklingsprocessen en ändring görs desto dyrare blir den. Målet med kostnadsuppskattningen är således att belysa vilka komponenter i konceptet som kommer bli kostsamma att tillverka. Utifrån dessa beräkningar kan sedan komponenter designas om eller elimineras för att få en mer kostnadseffektiv tillverkning. Framförallt är det viktigt att kostnadsanalysen och designen är väl genomtänkt innan produktionen påbörjas. Därefter blir det mycket dyrt att göra ändringar då maskiner och dylikt redan är inhandlat. Till vår hjälp vid kostnadsuppskattningen har vi Swifts kostnadsuppskattningsmodell. För de olika komponenterna har vi valt olika tillverkningsmetoder. Till glidklossen har vi valt strängpressning (HCEM), till röret strängpressning (HCEM) och plattan valsar och bockar vi (SMW). Vid beräkning för kostnaden används följande formel: Kostnaden för en modell Totala volymen hos produkten Kostnaden/volymsenhet för materialet Kostnadskoefficienten för komponentens design Processkostnaden för komponenten är olika för olika bearbetningssätt. Den beror även på hur många enheter som tillverkas årligen. Vi använder beräkningar för 1000 enheter. för glidklossen, strängpressning fig. 3.4 sid. 255. =35 för röret, strängpressning fig. 3.4 sid 255. = 35 för plattan, valsning och bockning fig. 3.2 sid. 253 =80 beräknas enligt följande formel: = En konstant för materialets bearbetbarhet = En konstant som beror av komponentens geometriska komplexitet
= En konstant som beror av storlek och tjocklek hos komponenten = en konstant för vilken ytfinhet som eftersträvas = en konstant för toleransen = största värdet av och -värden (tabell s.258) (Aluminiumlegering, HCEM) = 1.1 (Rostfritt, SMW) = 1.5 (Lågkolstål, HCEM) =1.3 -värden Formklassning för bestämning av. (tabell sid. 262) (HCEM, glidkloss), genom att välja grupp A3 får vi=1.1 (HCEM, röret), genom att välja grupp A1 får vi=1 (SMW, plattan), genom att välja grupp C1 får vi=1 -värden (diagram sid. 264) (HCEM, glidkloss) = 1 (HCEM, stång) = 1 (SMW, platta) = 1.05 -värden Sätter toleransen till: Glidkloss: 0.01 mm Rör: 0.01 mm Platta: 0.05 (diagram sid. 268, sid. 267) (HCEM) = 2.5 (SMW) = 1.7 -värden Sätter ytfinheten till 0.5µm Ra. (diagram s.271) (HCEM) = 1.7
(SMW) = 1.7 -värden är det högsta värdet av och, alltså: (HCPM) = 2.5 (SMW) = 1.7 Nu kan de tre olika Med dessa värden kan -värdena beräknas: 3.025 3.25 1.105 beräknas: Efter att ha räknat ut volymen för glidklossen, stången och plattan och tagit reda på priset för aluminiumlegeringen, låg kolstålet och rostfria stålet som ska användas för produkten, kan modellpriset beräknas. Volymerna på de komponenterna som ska formas togs från CADritningen. =Slutlig volym hos detalj =Spill 1 1.2 1.5 1.97 Som aluminiumlegering till glidklossen används SS4252-10, vilken är en aluminiumlegering med 8% Si, 3% Cu, 1% Fe. Priset för denna legering är ca. Med en densitet för aluminium på fås volympriset för legeringen:.
Som låg kolsstål till stången används ett stål som kostar. Kolhalten är vanligen 0,01-1,3%, halten kisel under 0,3% och halten mangan under 0,8%. Med densitet för låg kolstål på fås volymspriset för legeringen:. Till plattan väljs ett rostfritt stål av beteckningen SS 2333 med 13% krom. Stålet kostar och har en densitet på. Detta medför en volymskostnad:. Totalkostnaden för detaljen:.
7.4 Produktionsanpassning Design for manufacturing (DFM) och design for assembly (DFA) används för att minimera produktionskostnader genom att eliminera delar och blir allt vanligare i dagens industri. DFA handlar om att designen av produkten utformas för att enkelt kunna montera komponenterna. Den är till för att minska monteringskostnader. Att tänka på är att det ska vara enkelt att komma åt med verktyg både för montering och demontering av de komponenter som detta är önskvärt för. Vanliga tillämpningar är: Minska antalet delar. Standardisera. Underlätta hanterbarhet. Tillverka symmetriska delar, så att det inte finns något fel håll. Till skillnad från DFA som är till för monteringskostnader är DFM till för tillverkningskostnader. Poängen är att lokalisera de delar som är dyrast på produkten och genom fem moment reducera kostnaden. Kalkylera tillverkningskostnader För att beräkna tillverkningskostnaden för en produkt gäller det att jämföra kostnaden för olika tillverkningsprocesser för en och samma produkt. Dessutom måste produktionskoncepts tillverkningskostnader jämföras. Genom att välja en förenklad tillverkningsprocess med färre processteg kan tillverkningskostnaden bli lägre. Ett annat alternativ är att använda samma verktyg så långt som möjlig i processen vilket medför att det blir färre investeringar i dyra verktyg. Välja tillverkningsprocess Genom olika utvärderingsprocesser radas olika tillverkningsprocesser och tekniker upp och den bästa väljs ut. Nu bestäms också vad som tillverkas in-house och vad som ska tillverkas av leverantörer. Tillverkningsprocessen som leverantörerna använder sig av ska också beaktas i utvärderingarna. Klossen som sitter fast i plattan och glider på stången strängpressar vi. Detta på grund av att det blir lite spill. Hålet som röret sedan ska in i kommer behöva förfinas efter strängpressning för att få alla toleranser att stämma. Hålen för skruvarna till gångjärnet borras. Materialet i denna kloss är aluminium på grund av att det är ett lågdensitetsmaterial och lätt att strängpressa. Låsringen gjuts. Ändarna borras sedan mot varandra för att låsanordningen ska kunna fästas. Materialet i låsringen är aluminium på grund av att det är elastiskt. Genom de borrade hålen fästs en skruv och på denne en spännarm, för att låsringen ska kunna spännas fast kring stången. Plattan tillverkas i rostfritt stål. Plattan valsas och bockas till en form så att den får små kanter så att tvätten inte trillar av. Förenkla och optimera tillverkningsprocessen Även om tillverkningsprocessen kan verka bra så finns det alltid saker som kan förbättras. Målet här är att minimera antal processteg så att variationen i produktionen är så liten som möjligt. Förenkla designen Problemet med konstanterna härstammar ofta ifrån antalet komponenter, målet här blir alltså att minimera antalet komponenter. Istället för att montera ihop saker kan vi därför gjuta i former eller formspruta. Det är viktigt att tänka på att använda produkter som redan finns istället för att specialbeställa nya.
Genom att ta bort ett vinkeljärn på glidklossen förenklar vi tillverkningsprocessen genom att klossen nu kan strängpressas. Skenor, gångjärn samt skruvar och liknande köper vi färdiga, då produkterna redan finns färdigutvecklade och till ett lågt inköpspris. Röret köper vi också färdigt eftersom det redan finns produktion av den rördiameter vi valt. Anpassa designen för tillverkningsprocessen Den finns alltid små ändringar som kan göras för att underlätta tillverkningen. Detta steg har applicerats på alla komponenter genom hela konstruktionsprocessen.