Hydraulinen koneistuskiinnitin modulaarisella toimintaperiaatteella : Suunnittelu ja valmistus

Nykyaikaisessa konepajassa läpimeno- ja asetusaika sekä kustannustehokkuus ovat tärkeässä asemassa, varsinkin proto- ja piensarjatuotannossa. Modulaariset koneistuskiinnittimet ovat tuoneet apua kustannuksiin ja asetusajan lyhentämiseen, ja ne ovat alkaneet vähitellen vakiintua koneistusympäristöissä. Modulaariset kiinnittimet ovat usein käsin kiristettäviä, ja kappaleen asettaminen on siten myös käsityötä, koska robotiikan lisääminen tällaiseen soluun tuo omat ongelmansa. Hydrauliikalla saadaan suuret kiinnitysvoimat ja nopeat liikkeet sekä helppo säädettävyys ja automaatioon yhdistäminen. Yhteistyö robotiikan ja automaation kanssa on nykyaikana lähes pakollista, jos aikoo menestyä markkinoilla ja pitää kilpailukykyä tulevaisuudessa yllä. Hydrauliset koneistuskiinnittimet ovat kuitenkin vielä pitkälti yksittäiskappaleille suunniteltuja, niiden hyödyistä huolimatta. Syitä tähän ovat komponenttien kalleus ja tehon siirron vaikea toteutus modulaarisessa toimintamallissa. Opinnäytetyössä käsitellään hydraulisen koneistuskiinnittimen suunnitteluun ja valmistamiseen liittyviä teknisiä vaatimuksia ja huomioitavia seikkoja sekä modulaarisuutta ja sen merkitystä konepajateollisuuden nykytilanteessa. Työssä on tutkittu kiinnitysmenetelmien ja työstöarvojen vaikutusta tuotteen laatuun ja modulaarisuuden vaikutusta asetusaikoihin sekä kustannuksiin. Työssä on pohdittu myös menetelmän kehitysvaihtoehtoja ja kiinnittimen mahdollisia kustannushyötyjä. Tässä opinnäytetyössä suunnitellaan ja valmistetaan hydraulinen koneistuskiinnitin, joka toteuttaa modulaarista muunneltavaa kiinnitysperiaatetta. Laitetta ja työn tuloksia käytetään Seinäjoen Ammattikorkeakoulun opetuksessa ja asiakastöiden valmistuksessa. Osa opinnäytetyön liitteistä on luottamuksellisia, eikä niitä esitetä julkisessa versiossa.In a modern machinery shop, the delivery cycle and setting times are in a significant position along with cost-effectiveness, especially when in prototype and short-run production. Modular machinery fixtures have been designed to aid in these types of problems, and have since begun to gradually stabilize their usage in machinery environments. Modular fixtures are often manually operated, from setting a work piece in its place to fastening clamps, making them slow to use. Adding robotics or automation to this kind of environment is problematic because of the human element. Using hydraulics enables a fast movement speed, large clamping force, easy adjustability and easy integration to automation. Collaboration with automation and robotics is a crucial matter now and in the future, if a company wants to be competitive. Hydraulic fixtures are mainly designed to attach only their individual and definite parts, because implicating the modular principle with hydraulic components is a difficult task, and rather expensive. The thesis processed the technical requirements of designing and manufacturing a hydraulic machining fixture, as well as studied the principle of modularity and its meaning and influence on the present engineering industry. The thesis inspected the influence of a fixing method and cutting parameters to the product’s quality, and how modularity affected the setting times and production costs. The thesis also presented some improvement options for the fixture and possible cost benefits of using the modular fixture. The thesis explained the design and manufacturing process of a hydraulic machinery fixture, which would implement the modular principle in use. The fixture and the results of the thesis will be used at the machine engineering laboratory of Seinäjoki University of Applied Sciences, as a part of the teaching equipment and in manufacturing customer components. Some of the appendices in the thesis are confidential and are left out of general publication