Ovensulkimen männän valmistuksen kehittäminen
Riuttala, Jyrki (2011)
Riuttala, Jyrki
Saimaan ammattikorkeakoulu
2011
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201104264822
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201104264822
Tiivistelmä
Abloy Oy valmistaa useita ovien avaamiseen, lukitsemiseen ja sulkemiseen liittyviä tuotteita. Eräs tuoteryhmä on mäntä-sylinteri-mekanismiin perustuvat ovensulkimet. Opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia hammasakselikäyttöisen ovensulkimen männän valmistusta ja etsiä keinoja männän valmistuskustannusten pienentämiseksi.
Toimivan mäntä-sylinteri-mekanismin valmistaminen on monimutkainen ja monivaiheinen prosessi. Mäntään kohdistuvat lujuus- ja tarkkuusvaatimukset ovat suuret. Nykyisin mäntä valmistetaan alihankitusta takoaihiosta valmiiksi ovensulkimen osaksi viidessä eri vaiheessa. Opinnäytetyössä keskitytään lähinnä takoaihion sorvaamiseen ja sorvatun aihion hammastuksen muodostamiseen aventamalla. Männän hammastus joudutaan valmistamaan suljetun profiilinsa vuoksi verrattain kalliita avenninteriä käyttäen. Erityisesti avenninterien kesto ja teroitusväli on koettu ongelmalliseksi. Ovensulkimen männän valmistamisen kehittämistä on Abloylla tutkittu tarkasti myös aikaisemmin. Alalla tapahtuneen voimakkaan kehityksen vuoksi on kuitenkin aiheellista tutkia männän valmistuksen eri vaihtoehtoja tarkemmin jälleen uudelleen.
Tehtyjen selvitysten perusteella hammasprofiili voitaisiin valmistaa mäntiin myös esimerkiksi vesileikkaamalla, kipinätyöstöön perustuvalla lankasahauksella tai jopa laserleikkaamalla. Nämä menetelmät eivät kuitenkaan nopeutensa tai tarkkuutensa puolesta sovellu ovensulkimen männän sarjatuotantoon. Vaihtoehtoisina männän valmistusmenetelminä on tutkittu tarkkuusvalua, metallien ruiskuvalua eli MIM-prosessia sekä irtokomponenteista liittämistä. Mäntä on kuitenkin haasteellinen osa tutkituille valumenetelmille: kumpikaan ei varsinaisesti sovellu männän valmistusmenetelmäksi. Irtokomponenttiratkaisua tutkittiin tarkemmin valmistamalla laserhitsattuja prototyyppikappaleita. Näiden prototyyppikappaleiden testausten perusteella mäntä on mahdollista valmistaa myös komponenteista liittämällä, mutta tällöin valmistuskustannukset nousevat moninkertaisiksi.
Tavoitteen mukaista uutta valmistusmenetelmää tai muuta keinoa hammasakselikäyttöisen männän valmistuskustannusten pienentämiseksi ei löytynyt. Tämä osoittaa nykyisen valmistusmenetelmän olevan tehokas ja pitkälle optimoitu.
Toimivan mäntä-sylinteri-mekanismin valmistaminen on monimutkainen ja monivaiheinen prosessi. Mäntään kohdistuvat lujuus- ja tarkkuusvaatimukset ovat suuret. Nykyisin mäntä valmistetaan alihankitusta takoaihiosta valmiiksi ovensulkimen osaksi viidessä eri vaiheessa. Opinnäytetyössä keskitytään lähinnä takoaihion sorvaamiseen ja sorvatun aihion hammastuksen muodostamiseen aventamalla. Männän hammastus joudutaan valmistamaan suljetun profiilinsa vuoksi verrattain kalliita avenninteriä käyttäen. Erityisesti avenninterien kesto ja teroitusväli on koettu ongelmalliseksi. Ovensulkimen männän valmistamisen kehittämistä on Abloylla tutkittu tarkasti myös aikaisemmin. Alalla tapahtuneen voimakkaan kehityksen vuoksi on kuitenkin aiheellista tutkia männän valmistuksen eri vaihtoehtoja tarkemmin jälleen uudelleen.
Tehtyjen selvitysten perusteella hammasprofiili voitaisiin valmistaa mäntiin myös esimerkiksi vesileikkaamalla, kipinätyöstöön perustuvalla lankasahauksella tai jopa laserleikkaamalla. Nämä menetelmät eivät kuitenkaan nopeutensa tai tarkkuutensa puolesta sovellu ovensulkimen männän sarjatuotantoon. Vaihtoehtoisina männän valmistusmenetelminä on tutkittu tarkkuusvalua, metallien ruiskuvalua eli MIM-prosessia sekä irtokomponenteista liittämistä. Mäntä on kuitenkin haasteellinen osa tutkituille valumenetelmille: kumpikaan ei varsinaisesti sovellu männän valmistusmenetelmäksi. Irtokomponenttiratkaisua tutkittiin tarkemmin valmistamalla laserhitsattuja prototyyppikappaleita. Näiden prototyyppikappaleiden testausten perusteella mäntä on mahdollista valmistaa myös komponenteista liittämällä, mutta tällöin valmistuskustannukset nousevat moninkertaisiksi.
Tavoitteen mukaista uutta valmistusmenetelmää tai muuta keinoa hammasakselikäyttöisen männän valmistuskustannusten pienentämiseksi ei löytynyt. Tämä osoittaa nykyisen valmistusmenetelmän olevan tehokas ja pitkälle optimoitu.