M-käsittelyn vaikutus lastuamalla valmistettavan tuotteen valmistuskustannuksiin
Sairanen, Teemu (2013)
Diplomityö
2013
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201309206011
http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201309206011
Tiivistelmä
Paremmin lastuttavia M-käsiteltyjä teräksiä on käytetty yrityksissä jo yli 20 vuoden ajan. Ominaisuuksiensa ansiosta M-teräksillä on pystytty pienentämään koneistuskustannuksia ja parantamaan kilpailukykyä. Viime vuosien aikana lastuavat terät ja työstökoneet ovat kuitenkin kehittyneet ja ero M-terästen ja tavanomaisten terästen välillä on voinut kaventua.
Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia, saavutetaanko M-teräksen käytöllä taloudellisia etuja nykyaikaisissa konepajaolosuhteissa. Tutkimuksessa vertailtiin M-käsitellyn ja tavanomaisen 42CrMo4 – teräksen koneistusta. Valmistuskokeissa tarkasteltiin terien kulumista, lastun muotoa ja pinnanlaatua. Koekappaleena toimi olakkeellinen kuusiomutteri M64 kierteellä. Tuotteita valmistettiin yli 500 kappaletta ja materiaalia poistettiin noin 2000 kg. Koetulosten perusteella tuotteille laskettiin koneistuskustannukset kuvitteellisessa yrityksessä.
Ero materiaalien välillä oli suurin työvaiheissa, joissa lastuaminen oli jatkuvaa. Sisä- ja ulkosorvauksessa M-käsiteltyä terästä lastunneiden terien kestoikä oli noin kaksinkertainen ja kierteen sorvauksessa noin nelinkertainen tavalliseen teräkseen verrattuna. Hakkaavassa työstössä terien kestoikä oli molemmilla materiaaleilla sama.
Työssä suoritettujen kokeiden ja kustannuslaskelmien perusteella, käyttämällä M-käsiteltyä terästä voidaan pienentää valmistuskustannuksia. Materiaalien välinen ero korostuu, kun hakkaavaa työstöä on vähän, sarjat ovat suuria ja tuotanto on miehittämätöntä. M-treated steels for improved machinability have been used by manufacturers for over 20 years. Due to its properties, manufacturing costs have been reduced and competitiveness has been increased. However, cutting tools and machines have improved over the years and according to some sources the difference in machinability has decreased between M-steels and conventional steels.
The purpose of this thesis was to examine, can profitability still be improved in a modern machine shop environment by using M-steel. In the study, machining of M-treated and conventional 42CrMo4 –steel was examined. The manufacturing tests were focused on tool wear, chip formation and surface quality. A hexagonal M64 flange nut was used as a test piece. In total over 500 pieces were made and over 2000 kg of material was removed. Based on the test results, manufacturing costs were calculated for the product in a fictional company.
The difference in tool wear was greatest in processes where cutting was continuous. The tool life of external and internal turning tools that machined M-steel was twice as long and the tool life of threading turning tools four times longer compared to those that machined conventional steel. In milling tools lasted equally as long with both materials.
According to the manufacturing tests and cost calculations performed in this thesis, manufacturing costs can be decreased by using M-steel. The difference between materials is increased if cutting is continuous, the product is manufactured in large quantities and automation is used.
Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia, saavutetaanko M-teräksen käytöllä taloudellisia etuja nykyaikaisissa konepajaolosuhteissa. Tutkimuksessa vertailtiin M-käsitellyn ja tavanomaisen 42CrMo4 – teräksen koneistusta. Valmistuskokeissa tarkasteltiin terien kulumista, lastun muotoa ja pinnanlaatua. Koekappaleena toimi olakkeellinen kuusiomutteri M64 kierteellä. Tuotteita valmistettiin yli 500 kappaletta ja materiaalia poistettiin noin 2000 kg. Koetulosten perusteella tuotteille laskettiin koneistuskustannukset kuvitteellisessa yrityksessä.
Ero materiaalien välillä oli suurin työvaiheissa, joissa lastuaminen oli jatkuvaa. Sisä- ja ulkosorvauksessa M-käsiteltyä terästä lastunneiden terien kestoikä oli noin kaksinkertainen ja kierteen sorvauksessa noin nelinkertainen tavalliseen teräkseen verrattuna. Hakkaavassa työstössä terien kestoikä oli molemmilla materiaaleilla sama.
Työssä suoritettujen kokeiden ja kustannuslaskelmien perusteella, käyttämällä M-käsiteltyä terästä voidaan pienentää valmistuskustannuksia. Materiaalien välinen ero korostuu, kun hakkaavaa työstöä on vähän, sarjat ovat suuria ja tuotanto on miehittämätöntä.
The purpose of this thesis was to examine, can profitability still be improved in a modern machine shop environment by using M-steel. In the study, machining of M-treated and conventional 42CrMo4 –steel was examined. The manufacturing tests were focused on tool wear, chip formation and surface quality. A hexagonal M64 flange nut was used as a test piece. In total over 500 pieces were made and over 2000 kg of material was removed. Based on the test results, manufacturing costs were calculated for the product in a fictional company.
The difference in tool wear was greatest in processes where cutting was continuous. The tool life of external and internal turning tools that machined M-steel was twice as long and the tool life of threading turning tools four times longer compared to those that machined conventional steel. In milling tools lasted equally as long with both materials.
According to the manufacturing tests and cost calculations performed in this thesis, manufacturing costs can be decreased by using M-steel. The difference between materials is increased if cutting is continuous, the product is manufactured in large quantities and automation is used.