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Erarbeitung eines technologischen Konzeptes - unter der Beachtung von IT-Aspekten - für die Einführung eines neuen Produktes in einem mittelständischen Unternehmen aus dem Bereich Automotive

Engineering - Industrial Engineering and Management


Author

Matthias Schneider
1 Text

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Category
Diploma Thesis
Institution / College
Grade
1,7

Hochschule Harz
Fachbereich Automatisierung und Informatik
Diplomarbeit
im Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Studienrichtung Umwelt- und Logistikmanagement
Thema:
Erarbeitung eines technologischen Konzeptes
- unter der Beachtung von IT - Aspekten -
für die Einführung eines neuen Produktes
in einem mittelständischen Unternehmen
aus dem Bereich Automotive.
vorgelegt von
Schneider, Matthias
ausgegeben am 05.06.2000
eingereicht am 04.09.2000
Kurzreferat
Schneider, Matthias
Erarbeiten eines technologischen Konzeptes zum Schleifen von Nockenwellen
unter Beachtung vorhandener Hard- und Softwarekomponenten
Diplomarbeit Hochschule Harz, FB Automatisierung und Informatik, 2000
61 Textseiten, 24 Anlagen, 34 Bilder, 18 Literaturstellen
In der Arbeit wird ein technologisches Konzept erarbeitet um verschiedenste
Nockenwellen auf einer Universal-Schleifmaschine zu schleifen. Dazu mussten
Erfahrungen über das CNC-Unrundschleifen von Nocken gesammelt werden.
Eine Recherche untersucht die verschiedenen Arten von Nockenwellen und die
wichtigsten Nockenformen. Der Grund dafür: Die Anforderungen an das
Schleifen sind abhängig von der Nockenform.
Für das Schleifen der Nockenwelle mussten Programme für die Steuerung
programmiert werden. Die Programmierung wurde auf einem PC und an der
Steuerung der Schleifmaschine durchgeführt. Probleme wie die
Winkelpositionierung und eine spielfreie Werkstückmitnahme mussten gelöst
werden. Die Prozessführung wurde über die konstante Werkstück-
Drehgeschwindigkeit geführt. Für zwei mögliche Varianten der Nockenkontur-
Daten (Hubwertetabellen, CAD-Daten) wurde der Arbeitsablauf entwickelt. Das
Schleifen zylindrischer Nocken konnte schnell umgesetzt werden. Eine
besondere Lösung erforderte die konkave Geometrie von Nocken. Mit der CAD-
Technik wurde dafür eine Pseudo-Nockenwelle konstruiert. Sie vereint die
Eigenschaft (Nockenkontur) vieler Nockenwellen in sich. Die Pseudo-
Nockenwelle testet zugleich den maximalen Grenzbereich der Schleifmaschine
(konkave Geometrie). Für einen größeren Arbeitsbereich der Schleifmaschine
wird eine Lösung vorgeschlagen.
Anschließend sind die Kosten für die Herstellung einer geschliffenen
Nockenwelle berechnet wurden. Die Kalkulation ist mit branchen- und
betriebsüblichen Maschinenstundensätzen durchgeführt. Das Ergebnis zeigt
das sich eine wirtschaftliche Fertigung von Prototypen-Nockenwellen rechnet.
Eine Zusammenfassung der Realisierungen und ein Ausblick in die Zukunft der
Nockenwelle beenden diese Arbeit.
abstract
Schneider, Matthias
A technological concept is develop to grind camshafts
under consideration of
hard- and software components
Diplomarbeit Hochschule Harz, FB Automatisierung und Informatik, 2000
61 textpages, 24 attachments, 34 pictures, 18 bibliographic references
In the paper a technological concept has been elaborated to grind the most
various camshafts at a universal grinding machine. For this subject, we had to
gain experience on the CNC-noncircular grinding of cams.
An investigation analyses the various types of camshafts and the major forms of
cams. The reason why is, that the requirements to the grinding depend on the
form of the cam.
For grinding the camshaft programmes had to be eleborated for the control.
The programming was carried out at a PC and at the control of the CNC-
machine. We had to solve problems like the positioning of angles and a no-
clearance drive of the workpiece. The process was guided by the constant rate
of workpiece rotation. The work flow of the contour grinding process has been
developed for two possible variations of the geometric data of cam contours
(lift tables, CAD data). It was easily possible to grind cylindric cams. We faced
difficulties in grinding concave countours of cams. By means of CAD technology
a pseudo-camshaft was constructed. It combines the characteristics of many
camshafts. At the same time, the pseudo-camshaft tests the maximum range of
the grinding machine (concave geometric). We suggest a solution for a larger
working range of the grinding machine.
After that, we calculated the costs for manufacturing a grinded camshaft. The
calculation was done by using machine hour rates that are customary in the
trade and plant. The result shows that an economical manufacturing of
prototype camshafts is profitable. A summary of implementations and prospects
of the future of camshafts wind up this paper.
Erarbeitung eines technologischen Konzeptes
zum Schleifen von Nockenwellen
unter Beachtung vorhandener Hard- und Softwarekomponenten
Schneider, Matthias
- I -
Inhaltsverzeichnis
Kurzreferat / Abstract ...I
Abbildungsverzeichnis...II
Abkürzungsverzeichnis...III
1. Einleitung ...11
1.1
Erläuterung der Aufgabenstellung...11
1.2
Beschreibung des Lösungsweges...12
2. Konzept Prototypenfertigung Nockenwelle...14
3. Teilerecherche zum Produkt Nockenwelle ...19
3.1
Nockenwellentypen, -arten und Geometrien ...19
3.2
Märkte und Innovationen...24
4. Technologisches Konzept ...26
4.1 Fertigungsverfahren...26
4.2 Fertigungsumgebung ...31
4.2.1 Schleifmaschine ...31
4.2.2. Software ...33
4.2.3 Werkzeuge ...35
4.3 Fertigungsplanung ...39
4.4 Technologische Versuche...41
4.6 Vorschläge Maschinenerweiterung ...45
5. Kostendarstellung ...48
5.1 Herstellkosten und Selbstkosten...49
5.2 Kalkulationseinzelkosten...53
5.3 Marktpreise ...55
6. Realisierung des Vorschlagkonzeptes ...57
7. Ausblick in die Nockenwellenzukunft...58
Literaturverzeichnis...59
- II -
Abbildungsverzeichnis
Seite
Abb.3
Haupteinflüsse auf das
Schleifergebnis
15
Abb.4
Nockenwellenarten
19
Abb.5
Nockengeometrien
21
Abb.6
Nockendefinitionen
22
Abb.7
Rollenschlepphebel
22
Abb.8
Skizze:
Tassenstößel
23
Abb.9
SUPERFINISH: Einstechbearbeitung mit Stein
25
Abb.10 SUPERFINISH:
Bandschleifen
25
Abb.11
Einordnung des NW-Schleifens nach DIN 8580
26
Abb.12 Schleifverfahren
für
die
Nockenwellen-Lager
27
Abb.13
Tabelle: Unterschiede Rundschleifen / Unrundschleifen
28
Abb.14 Zustellung
29
Abb.15 Werkstückdrehgeschwindigkeit
29
Abb.16 Schnittgeschwindigkeit
30
Abb.17 Schleifscheibendurchmesser
30
Abb.18
Merkmalskennzeichnung an Schleifscheiben
35
Abb.19 Werkzeugkosten
CBN-Großserie
36
Abb.20 Kostentendenz
von Korund und CBN
38
Abb.21 Diagramm:
Korngrößen
/
Oberflächen
38
Abb.22 Organigramm:
Fertigungsablaufplan
39
Abb.23 Nockenwellenpositionierung
40
Abb.24
Vorschub über v
c
40
Abb.25 Versuchsprotokoll
zu
den
Schleifversuchen
43
Abb.26 Programmprotokoll
des
ersten Schleifprogramms
43
Abb.27 Schleifeinrichtung
/
Maschinenerweiterung an T3
45
Abb.28 Schleifeinrichtung
nach
der Maschinenerweiterung
47
Abb.29 Ermittlung
der
Fertigungsgemeinkosten
48
Abb.30
Tabelle: Ermittlung von Selbstkosten und Angebotspreis
51
Abb.31
Tabelle: Lohnkosten im
Bearbeitungsprozess
52
Abb.32 Preisliste:
Spezial-Nockenwellen
56
Abb.33
Erfüllung der Anforderungen an die Nockenwellen
57
Abb.34 Ausblick:
Elektro-Hydraulische Ventilsteuerung
58
Gleichung1 Auswahl des geeigneten Schleifscheibendurchmessers 20
Seite
9
- III -
Abkürzungsverzeichnis
A
c
Beschleunigung der C-Achse [°/s²], dient zur Ermittlung der
beschleunigungskritischen Konturstücke.
ASCII-Format
American Standard Code for Information Interchange; Zeichencode
A
x
Beschleunigung der X-Achse [mm/s²], dient zur Ermittlung der
beschleunigungskritischen Konturstücke.
CAD computer aided design; Konstruieren und Zeichnen auf einem Computer,
der diesen Prozess mit seinen Werkzeugen unterstützt.
delta x
Abweichung der berechneten Kontur von der Sollkontur in mm.
Diese Abweichung tritt nur bei interpolierten Kurven auf. Für Konturen,
die aus Geraden- und Kreisstücken zusammengesetzt sind, wird der
CNC-Code exakt generiert.
delta b
Tangentenübergangswinkel
Winkel zwischen den Tangenten benachbarter Interpolationskurven am
gemeinsamen Stützpunkt. Dieser Winkel tritt nur bei interpolierten
Kurven auf. Für Konturen, die aus Geraden- und Kreisstücken
zusammengesetzt sind, wird der CNC-Code exakt generiert.
Hubwertetabelle
In einer Hubwertetabelle ist tabellarisch der Hubwert dem jeweiligen
Drehwinkel zugeordnet. In der ersten Spalte steht der Drehwinkel, in der
zweiten Spalte der dazugehörige Hubwert.
Inhouse-Bearbeitung
Schleifen der Nockenkontur einer Nockenwelle
Excerpt: 9 of 60 pages -  scroll top


Description

Title:
Erarbeitung eines technologischen Konzeptes - unter der Beachtung von IT-Aspekten - für die Einführung eines neuen Produktes in einem mittelständischen Unternehmen aus dem Bereich Automotive
Event:
None
Author:
Matthias Schneider
Year:
2000
Pages:
60
Archive No.:
V112057
ISBN (eBook):
978-3-640-10741-4
ISBN (Book):
978-3-640-21838-7
DOI:
10.3239/9783640107414
File size:
735 KB
Language:
German

Notes:
Förderpreis der Hochschule Harz für die Beste Diplomarbeit 2000 im Fachbereich Automatisierung und InformatikFörderpreis der Hochschule Harz für die Beste Diplomarbeit 2000 im Fachbereich Automatisierung und Informatik
Tags:
Erarbeitung Konzeptes Beachtung IT-Aspekten Einführung Produktes Unternehmen Bereich Automotive

Quote paper:

Matthias Schneider, 2000, Erarbeitung eines technologischen Konzeptes - unter der Beachtung von IT-Aspekten - für die Einführung eines neuen Produktes in einem mittelständischen Unternehmen aus dem Bereich Automotive, Munich, GRIN Publishing GmbH

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