Pitkänomaisen kappaleen valmistustarkkuuden parantaminen
Nuolikoski, Jani (2020)
Nuolikoski, Jani
2020
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002132368
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202002132368
Tiivistelmä
Yrityksessä X havaittiin pitkänomaisessa kappaleessa toistuvasti tasomaisuustoleranssin ylityksiä. Toleranssiylitykset vaikuttivat kappaleen ominaisuuksiin, mikä johti korjaaviin toimenpiteisiin. Korjaavat toimenpiteet aiheuttivat lisäkustannuksia, joten toleranssiylityksien syyt haluttiin selvittää. Opinnäytetyön tavoitteena oli löytää todennäköisimmät syyt toleranssiylityksien syntymiselle ja listata niiden syntymiseen vaikuttavat tekijät eri valmistusvaiheista.
Opinnäytetyö aloitettiin tutustumalla kappaleen valmistuksen eri vaiheisiin ja keräämällä alustava tietoperusta. Tietoperustan avulla valmistusvaiheista haettiin syy-seuraussuhteita, jotka toimivat pohjana teemahaastatteluille. Tutkimuksen laadullisessa osuudessa tehtiin teemahaastattelut eri valmistusvaiheiden työntekijöille sekä ulkopuolisille asiantuntijoille. Haastattelujen pohjalta syy-seuraussuhteita vahvistettiin ja muodostettiin teoria toleranssiylitysten synnystä. Teorian tueksi kerättiin ja analysoitiin mittaustuloksia määrällisen tutkimuksen menetelmillä.
Todennäköisimmiksi syiksi toleranssiylityksien syntymiseen saatiin kappaleiden vaurioituminen kuljetuksessa ja pintakäsittelyvaiheen aikana tapahtuvat muodonmuutokset. Toleranssiylityksien syntymiseen vaikuttaneiksi tekijöiksi saatiin lämpötilaeroista johtuvat muodonmuutokset koneistuksen aikana, hitsausvaiheessa syntyvät jäännösjännitykset sekä muut ennen koneistusta syntyneet jäännösjännitykset.
Tasomaisuustoleranssivaatimus oli kappaleen kokoon nähden huomattavan suuri, mikä teki tutkimustyöstä haasteellisen. Kappaleen valmistusvaiheiden jakautuminen useille eri alihankkijoille vaikutti tutkimuksessa käytettyihin menetelmiin ja sen toteuttamiseen. Company X repeatedly observed deviations from the flatness tolerance in an elongated metal part that the company manufactures. Exceeding the tolerance affected the properties of the part, leading to corrective actions, which caused additional costs. Therefore, the reasons for the deviations needed to be determined. The aim of the thesis was to find the most likely causes for exceeding the tolerance, and to list the factors responsible for their occurrence in different manufacturing phases.
The thesis started by exploring the different phases of part manufacturing and gathering a preliminary knowledge base. Based on this, causal relationships were sought in the manufacturing phases, and the theme interviews were conducted accordingly. In the qualitative part of the study, employees at various phases of production as well as external experts were interviewed. The interviews strengthened the cause-effect relationships and a theory on exceeding the tolerance limits emerged. To support the theory, measurement results were collected and analyzed using quantitative research methods.
The most likely causes of exceeding the tolerance were damage to the parts during transport and deformation during the surface treatment phase. Factors contributing to the development of deviations from the tolerance included deformations due to temperature differences during machining, residual stresses in the welding phase, and other residual stresses occurring prior to machining.
The tolerance zone was small considering the size of the part, which made the study challenging. The distribution of the manufacturing phases of the part to several subcontractors influenced the methods used in the study and its implementation.
Opinnäytetyö aloitettiin tutustumalla kappaleen valmistuksen eri vaiheisiin ja keräämällä alustava tietoperusta. Tietoperustan avulla valmistusvaiheista haettiin syy-seuraussuhteita, jotka toimivat pohjana teemahaastatteluille. Tutkimuksen laadullisessa osuudessa tehtiin teemahaastattelut eri valmistusvaiheiden työntekijöille sekä ulkopuolisille asiantuntijoille. Haastattelujen pohjalta syy-seuraussuhteita vahvistettiin ja muodostettiin teoria toleranssiylitysten synnystä. Teorian tueksi kerättiin ja analysoitiin mittaustuloksia määrällisen tutkimuksen menetelmillä.
Todennäköisimmiksi syiksi toleranssiylityksien syntymiseen saatiin kappaleiden vaurioituminen kuljetuksessa ja pintakäsittelyvaiheen aikana tapahtuvat muodonmuutokset. Toleranssiylityksien syntymiseen vaikuttaneiksi tekijöiksi saatiin lämpötilaeroista johtuvat muodonmuutokset koneistuksen aikana, hitsausvaiheessa syntyvät jäännösjännitykset sekä muut ennen koneistusta syntyneet jäännösjännitykset.
Tasomaisuustoleranssivaatimus oli kappaleen kokoon nähden huomattavan suuri, mikä teki tutkimustyöstä haasteellisen. Kappaleen valmistusvaiheiden jakautuminen useille eri alihankkijoille vaikutti tutkimuksessa käytettyihin menetelmiin ja sen toteuttamiseen.
The thesis started by exploring the different phases of part manufacturing and gathering a preliminary knowledge base. Based on this, causal relationships were sought in the manufacturing phases, and the theme interviews were conducted accordingly. In the qualitative part of the study, employees at various phases of production as well as external experts were interviewed. The interviews strengthened the cause-effect relationships and a theory on exceeding the tolerance limits emerged. To support the theory, measurement results were collected and analyzed using quantitative research methods.
The most likely causes of exceeding the tolerance were damage to the parts during transport and deformation during the surface treatment phase. Factors contributing to the development of deviations from the tolerance included deformations due to temperature differences during machining, residual stresses in the welding phase, and other residual stresses occurring prior to machining.
The tolerance zone was small considering the size of the part, which made the study challenging. The distribution of the manufacturing phases of the part to several subcontractors influenced the methods used in the study and its implementation.