profilov iz aluminijevih zlitin · 2017. 11. 28. · orodja za vroČe iztiskovanje palic, cevi in...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO

Blaž KROŠEL

ORODJA ZA VROČE IZTISKOVANJE PALIC, CEVI IN

PROFILOV IZ ALUMINIJEVIH ZLITIN

Diplomsko delo

Visokošolskega strokovnega študijskega programa

Strojništvo

Maribor, maj 2016

ORODJA ZA VROČE IZTISKOVANJE PALIC, CEVI IN

PROFILOV IZ ALUMINIJEVIH ZLITIN

Diplomsko delo

Študent(ka): Blaž KROŠEL

Študijski program: Visokošolski strokovni študijski program Strojništvo

Smer: Proizvodno strojništvo

Mentor: Izredni prof.dr.Ivan PAHOLE

Somentor: Doc.dr.Mirko FICKO

Maribor, maj 2016

I

I Z J A V A

Podpisani ______________________________, izjavljam, da:

je diplomsko delo rezultat lastnega raziskovalnega dela,

da je predloženo delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli

izobrazbe po študijskem programu druge fakultete ali univerze,

da so rezultati korektno navedeni,

da nisem kršil-a avtorskih pravic in intelektualne lastnine drugih,

da soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet ter

Digitalni knjižnici Univerze v Mariboru, v skladu z Izjavo o istovetnosti tiskane in

elektronske verzije zaključnega dela.

Maribor,_____________________ Podpis: ________________________

II

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju (mentorjema) izr.prof.dr.

Ivanu PAHOLETU in (so)mentorju _doc.dr. Mirku

FICKU za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela.

Zahvaljujem se tudi podjetju Impol d.o.o. in

sodelavcem.

Posebna zahvala velja ženi in družini, ki so me ves čas

študija podpirali in mi stali ob strani.

III

ORODJA ZA VROČE IZTISKOVANJE PALIC, CEVI IN PROFILOV IZ ALUMINIJEVIH

ZLITIN

Ključne besede: Aluminijaste zlitine, stiskalna linija, merilne naprave, preoblikovalna orodja,

iztiskanje ali ekstruzija, odobritev prvih vzorcev iztiskanja, merilni protokol

UDK: 621.777.07(043.2)

POVZETEK

Diplomsko delo obravnava orodja za vroče iztiskovanje palic, cevi in profilov iz aluminijevih

zlitin. V teoretičnem delu je predstavljena preoblikovalnost materiala, opis postopkov

istosmernega in protismernega iztiskanja, opis ene od stiskalnih linij v PCP Profilarni, potek

dela z orodji za iztiskanje in opis merilnih sredstev pri uporabi iztiskanja.

Poseben poudarek je namenjen odvzemu prvih vzorcev pri iztiskanju novih profilov za merilni

protokol. Prvi vzorci iztiskanja in merilni protokoli so ključnega pomena za nadaljnje korekcije

orodja, če je to potrebno.

V raziskovalnem delu diplomskega dela so predstavljena orodja, ki so bila uporabljena med

delom, prvi vzorci iztiskanja, merilni rezultati in predstavljene korekcije, ki so se izvedle. Za

merilni protokol vzorcev pa se je uporabljala merilno skenirna naprava Romidot.

IV

HOT EXTRUSION DIES FOR BARS, TUBES AND PROFILES FROM ALUMINIUM

ALLOYS

Keywords: Aluminium alloys, exstrusion line, measuring devices, forming tools, extrusion,

approval of first extrusion samples, measuring protocol

UDK: 621.777.07(043.2)

SUMMARY

This graduation thesis is about tools for hot extrusion of rods, tubes and profiles made of

aluminium alloys. The theoretical part of the graduation thesis presents formability of the

material, description of procedures of forward and backward extrusion, description of an

extrusion line in the “PCP Profilarna” plant, workflow of extrusion tools and description of

measuring equipment for the extrusion process.

Special emphasis is put on obtaining the first samples during the extrusion of new profiles for

the measuring protocol. First samples of extrusion and measuring protocols are essential for

further tool corrections, if required.

The research part of the graduation thesis presents the tool which were used, first extrusion

samples, measurement results and corrections which were performed. For the measuring

protocol of samples a Romidot scanning/measuring device was used.

V

KAZALO

1 UVOD ........................................................................................................................... - 1 -

1.1 Predstavitev podjetja ............................................................................................... - 1 -

1.2 Aluminij in aluminijeve zlitine ............................................................................... - 4 -

1.2.1 Prednosti aluminija in aluminijevih zlitin ...................................................... - 5 -

1.2.2 Fizikalne lastnosti aluminija ............................................................................ - 5 -

2 NAMEN IN CILJI DIPOMSKEGA DELA .............................................................. - 6 -

3 OSNOVE PREOBLIKOVANJA V TEORIJI .......................................................... - 7 -

3.1 Vpliv na preoblikovalnost ....................................................................................... - 8 -

3.1.1 Kriteriji za preoblikovalnost ............................................................................ - 8 -

3.1.2 Merila za ocenjevanje preoblikovalnosti ......................................................... - 8 -

3.2 Toplo in hladno iztiskovanje ali ekstruzija ............................................................. - 9 -

3.2.1 Istosmerno (direktno) iztiskovanje ................................................................ - 10 -

3.2.2 Protismerno (indirektno) iztiskovanje ........................................................... - 11 -

3.3 Opis procesa dela na istosmerni (direktni) 28MN stiskalni liniji ......................... - 12 -

3.3.1 Prikaz stiskalne linije ..................................................................................... - 14 -

3.4 Opis postopka od povpraševanja naročnika po novem profilu do izdelave orodja - 27

-

3.4.1 Povpraševanje naročnika po novem profilu .................................................. - 27 -

3.4.2 Proces razvijanja novega profila ................................................................... - 28 -

3.4.3 Opredelitev novega izdelka po kategorijah ................................................... - 29 -

3.4.4 Povpraševanje kupca po novem izdelku v praksi .......................................... - 29 -

3.4.5 Izdelava orodja .............................................................................................. - 30 -

3.4.6 Pot orodja po oddelkih v PCP Profilarni ....................................................... - 35 -

3.5 Analiza in problematika dela z orodji ................................................................... - 41 -

VI

4 MERJENJE PROFILA V PRAKSI ......................................................................... - 46 -

4.1 Opis stanja v praksi ............................................................................................... - 46 -

4.2 Uporaba merilnih sredstev za merjenje profilov ................................................... - 47 -

4.2.1 Opis merjenja s kljunastim pomičnim merilom ............................................ - 47 -

4.2.2 Opis lasastega kotnika ................................................................................... - 48 -

4.2.3 Opis tračnega metra ....................................................................................... - 49 -

4.2.4 Opis merilne naprave Romidot ...................................................................... - 50 -

5 EKSPERIMENTALNO DELO ................................................................................ - 54 -

5.1 Prvi primer iztiskanja profila 5147 ....................................................................... - 54 -

5.1.1 Postavitev oblike profila na iztočno progo .................................................... - 55 -

5.1.2 Odvzem in priprava vzorca............................................................................ - 56 -

5.2 Drugi primer iztiskanja profila 5285 .................................................................... - 58 -


5.3 Tretji primer iztiskanja profila 5162 ..................................................................... - 61 -


5.3.2 Popravilo orodja ............................................................................................ - 63 -

5.3.3 Ponovno iztiskanje vzorca po korekciji orodja.............................................. - 64 -

6 DISKUSIJA ................................................................................................................ - 65 -

7 SKLEP ........................................................................................................................ - 66 -

8 SEZNAM UPORABLJENIH VIROV ..................................................................... - 67 -

9 PRILOGE ................................................................................................................... - 69 -

VII

KAZALO SLIK

SLIKA 1.1: LOČENI IZDELKI PO NAMENU ............................................................................................................ - 4 -

SLIKA 3.2: ISTOSMERNO (DIREKTNO) IZTISKOVANJE ....................................................................................... - 11 -

SLIKA 3.3: PROTISMERNO (INDIREKTNO) IZTISKOVANJE ................................................................................. - 12 -

SLIKA 3.4: SHEMATSKI PRIKAZ 28 MN STISKALNE LINIJ ................................................................................... - 14 -

SLIKA 3.5: A) SKLADIŠČE VHODNE SUROVINE; B) NAKLADALNA RAMPA ZA AL DROGOVE; C)SKLADIŠČE

SESTAVLJENIH ORODIJ; D) PEČ ZA SEGREVANJE ORODIJ; E) ŠKARJE ZA ODREZ OKROGLICE Z PODAJALCEM

................................................................................................................................................................ - 16 -

SLIKA 3.6: A) IZTOČNA PROGA PROFILA; B) HLADILNI SISTEM ZRAK-VODA; C)VLEČNA NAPRAVA-PULLER IN

PREMIČNA LOČNA ŽAGA ........................................................................................................................ - 18 -

SLIKA 3.7: TOK MATERIALA PO TIPIH ............................................................................................................... - 19 -

SLIKA 3.8: RAVNALNI STROJ ZA ALUMINIJASTE PROFILE ................................................................................. - 24 -

SLIKA 3.9: RAZREZNA LINIJA ZA ALUMINIJASTE PROFILE ................................................................................. - 25 -

SLIKA 3.10: PEČ ZA STARANJE PROFILOV ......................................................................................................... - 26 -

SLIKA 3.11: A) PAKIRANJE PROFILOV; B) SKLADIŠČENJE PROFILOV ................................................................. - 27 -

SLIKA 3.12: SHEMATSKI PRIKAZ RAZVIJANJA NOVEGA PROFILA...................................................................... - 28 -

SLIKA 3.13: PRIKAZ NAROČANJA ORODJA........................................................................................................ - 30 -

SLIKA 3.14: PRIKAZ RAZLIČNIH ORODIJ ............................................................................................................ - 31 -

SLIKA 3.15: PRIKAZ SESTAVE ORODJA .............................................................................................................. - 33 -

SLIKA 3.16: OZNAČEVANJE ORODJA ................................................................................................................ - 35 -

SLIKA 3.17: PRIKAZ SESTAVE V KASETI ............................................................................................................. - 37 -

SLIKA 3.18: A) LUŽILNA PEČ S KOŠARO ZA ORODJA; B) PESKALNIK ZA ORODJA .............................................. - 38 -

SLIKA 3.19: POLIRNI STROJ Z VPETO MATRICO ................................................................................................ - 39 -

SLIKA 3.20: REGAL Z ORODJI IN NITRIRNA PEČ SOLO ...................................................................................... - 39 -

SLIKA 3.21: TEMPERATURE MED PROCESOM NITRIRANJA V PEČI SOLO ......................................................... - 40 -

SLIKA 3.22: KONČNO SKLADIŠČE ORODJA ....................................................................................................... - 41 -

SLIKA 3.23: GRAF ORODJA PO STISKALNIH LINIJAH ......................................................................................... - 41 -

SLIKA 3.24: GRAF ZASTOJEV ORODJA .............................................................................................................. - 42 -

SLIKA 3.25: GRAF ŽIVLJENJSKE DOBE ORODJA ................................................................................................. - 43 -

SLIKA 3.26: GRAF ZASTOJEV ORODJA PO LINIJAH ............................................................................................ - 44 -

SLIKA 3.27: VZROKI NA ORODJU ...................................................................................................................... - 44 -

SLIKA 4.28: KLJUNASTO POMIČNO MERILO ..................................................................................................... - 48 -

SLIKA 4.29: LASASTI KOTNIK ............................................................................................................................ - 49 -

SLIKA 4.30: TRAČNI METER .............................................................................................................................. - 50 -

VIII

SLIKA 4.31: ŽAGA ROMIDOT MS 420 ZA REZANJE VZORCEV ........................................................................... - 51 -

SLIKA 4.32: ČIŠČENJE VZORCA ......................................................................................................................... - 52 -

SLIKA 4.33: MERILNA NAPRAVA ROMIDOT ..................................................................................................... - 53 -

SLIKA 5.34: A) POSTAVITEV ORODJA PROIZVAJALCA; B) POSTAVITEV ORODJA V IMPOLU ............................. - 55 -

SLIKA 5.35: ZASUK ORODJA IN IZDELAVA NOVEGA UTORA ZA VAROVALKO ................................................... - 56 -

SLIKA 5.36: PRVI VZOREC IN MERILNI PROTOKOL ZA PRVO IZTISKANJE PROFILA 5147 .................................. - 57 -

SLIKA 5.37: MERILNI PROTOKOL ZA DRUGO IZTISKANJE PROFILA 5147 .......................................................... - 58 -

SLIKA 5.38: SKLOP PROFILA 5147 IN 5285 ....................................................................................................... - 59 -

SLIKA 5.39: IZTEK ŠTIRIŽILNEGA ORODJA ......................................................................................................... - 59 -

SLIKA 5.40: IZPIS MERILNEGA PROTOKOLA ZA PROFIL 5285 ........................................................................... - 60 -

SLIKA 5.41: TRN ORODJA 5162 IZ SPREDNJE IN ZADNJE STRANI S KOMORAMI .............................................. - 61 -

SLIKA 5.42: MATRICA ORODJA 5162 ................................................................................................................ - 62 -

SLIKA 5.43: MERILNI PROTOKOL ZA PRVO IZTISKANJE PROFILA 5162 ............................................................. - 63 -

SLIKA 5.44: POPRAVLJEN TRN IN MATRICA ORODJA 5162 .............................................................................. - 63 -

SLIKA 5.45: MERILNI PROTOKOL ZA PONOVNO IZTISKANJE PROFILA 5162 ..................................................... - 64 -

KAZALO PREGLEDNIC

PREGLEDNICA 1.1: FIZIKALNE LASTNOSTI ALUMINIJA ...................................................................................... - 5 -

PREGLEDNICA 3.2: PREGLED PREOBLIKOVALNIH POSTOPKOV ......................................................................... - 9 -

PREGLEDNICA 3.3: PRIMERJALNA TABELA STISKALNIC V PCP PROFILIH ........................................................ - 13 -

PREGLEDNICA 3.4: ZLITINE PO IMPOLOVIH TER STANDARDNIH OZNAKAH ................................................... - 15 -

PREGLEDNICA 3.5: ČAS GRETJA ORODJA GLEDE NA STISKALNICO IN TIP ORODJA ........................................ - 34 -

PREGLEDNICA 3.5: POT ORODJA ..................................................................................................................... - 36 -

PREGLEDNICA 4.6: PODATKI MERILNE NAPRAVE ........................................................................................... - 50 -

PREGLEDNICA 4.7: RAZMERJE MED PROFILI IN PRITISKOM ............................................................................ - 52 -

IX

UPORABLJENI SIMBOLI

E - modul elastičnosti [MPa]

F - sila [N]

W - odpornostni moment [mm3]

n - normalna napetost [Mpa]

- tangencialna napetost [MPa]

X

UPORABLJENE KRATICE

FS – fakulteta za strojništvo

ISO – oznaka za mednarodni standard

MKE – metoda končnih elementov

PCP – palice, cevi, profili

itd. – in tako dalje

npr. – na primer

oz. – oziroma

tj. – to je

MN ‒ pritisna sila

°C ‒ Celzijeva temperaturna lestvica

Auto CAD ‒ program za računalniško podprto konstruiranje

DIN, EN ‒ nemški in evropski standard

BVQI ‒ vodilna družba na področju certificiranja

EMPB ‒ Erstmusterprüfbericht/Poročilo o prvih vzorcih

CE ‒ spričevalo o skladnosti

Univerza v Mariboru: Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

- 1 -

1 UVOD

V današnjem času je napredek tehnologije in industrije v velikem porastu, zato so orodja

vedno temelj industrijske proizvodnje. Za izdelavo vseh izdelkov, ki jih uporabljamo v

vsakdanjem življenju, potrebujemo ustrezna orodja. Z njimi obdelujemo najrazličnejše

materiale, kot so konstrukcijska in druga jekla, zlitine bakra, aluminija, magnezija, niklja in

titana, kompozite, umetne mase itd.

Diplomsko delo zajema postopek vročega istosmernega iztiskovanja profilov, opis

izdelave načrta profila, načrta orodja in karakteristike orodja, testiranje novih klasičnih in

komornih orodij, meritve vzorcev prvega iztiskanja in kasnejše potrebe korekcij orodja glede

izmerjenih vrednosti. Podrobneje se bomo osredotočili na orodja in prve vzorce vročega

istosmernega iztiskovanja palic, cevi in profilov iz aluminija in aluminijevih zlitin v našem

podjetju Impol d. d. ‒ PCP Profili. Zraven teoretičnega dela bomo opravili praktične primere

na stiskalnih linijah z različnimi orodji za istosmerno iztiskovanje aluminija in aluminijevih

zlitin.

1.1 Predstavitev podjetja

Impol d. d. je podjetje iz Slovenske Bistrice, ki je bilo ustanovljeno leta 1825. Na področju

metalurgije se ponaša z več kot 190-letno tradicijo. Na začetku so se ukvarjali s kovanjem

bakrenih izdelkov. Šele med leti 1952 in 1960, ko so zgradili tovarno aluminija Talum v

Kidričevem, so se preusmerili na aluminij in aluminijeve zlitine. Aluminij je kovina, ki se je

danes v svetu proizvede več kot katere koli druge barvne kovine, čeprav jo je šele leta 1824

odkril danski fizik Hans Christian Orsted. Aluminij je postal del vsakdanjika, saj skoraj ni

področja, kjer ga ne bi uporabljali. Podjetje je pomemben izvoznik aluminijevih izdelkov na

evropsko tržišče in drugam po svetu. Je šesti največji slovenski izvoznik. Sedaj je v podjetju

zaposlenih okrog 1850 delavcev, med katerimi sem tudi jaz. Podjetje se v veliki meri posveča


- 2 -

tudi vplivom na okolje, zato v svoj proizvodni proces čedalje več vključuje sekundarni

aluminij. Sekundarni aluminij delimo v dve skupini: interni odpad in scarp, ki se ga kupuje na

trgu. Primarni aluminij ‒ čisti aluminij je odvisen od kakovosti (čistosti) sekundarnega

aluminija, ki se lahko spreminja. V povprečju se uporablja 75 odstotkov sekundarnega

aluminija (od tega približno 65 odstotkov internega odpada in 10 odstotkov scarpa).

Leta 1992 je podjetje Impol d. d. začelo delovati s standardi kakovosti ISO 9001. V

svojih proizvodnih programih se nenehno izboljšuje. Zaradi zavezanosti do varovanja okolja

je podjetje leta 2000 od svetovno priznane pooblaščene institucije BVQI prejelo certifikat za

sistem ravnanja z okoljem po ISO 14001. Nato je institucija BVQI podjetju Impol dodelila še

standarde OH SAS 18001 (zaposlenim, kupcem in zainteresirani javnosti potrjuje, da

sistematično skrbijo za zdravje in varnost zaposlenih ter to področje nenehno izpopolnjuje),

ISO/ TS 16949 (dopolnjuje standard kakovosti ISO 9001) in EN 15088 (potrjuje, da so izdelki

namenjeni gradbeništvu v skladu z uredbo EU). [19]

Politika kakovosti

Z naprednimi tehnologijami podjetje proizvaja visokokakovostne izdelke iz aluminija in

njegovih zlitin. Svojim odjemalcem ponuja servis in storitve na visoki ravni kakovosti. Z

uvajanjem in izvajanjem nenehnih izboljšav procesov želi doseči dolgoročno zadovoljstvo in

lojalnost odjemalcev, zato se podjetje zavezuje: [19]

upoštevati vse zakonske in druge zahteve, povezane z delovanjem podjetja;

prisluhniti in odzvati se na potrebe in pričakovanja odjemalcev;

k timskemu pristopu pri doseganju zastavljenih ciljev, saj tako dosežemo največji možni

prispevek posameznika;

k nenehnemu razvoju vseh zaposlenih za zadovoljevanje njihovih pričakovanj in

doseganje poslovnih ciljev;

k izpolnjevanju potreb naših trgov in tako povečevanju konkurenčne prednosti v smislu

uporabe sodobnih tehnologij in novih priložnosti ter spreminjajočih se zahtev

odjemalcev;

k vlaganju v raziskave in razvoj s ciljem vključevanja naprednih tehnologij in

ustvarjanja inovativnih izdelkov;


- 3 -

k vlaganju v najboljše proizvodne tehnike, logistiko, servis in podporo odjemalcem s

ciljem zadovoljevanja pričakovanj odjemalcev v smislu kakovosti, dobavi in

vrednosti;

k dolgoročni finančni varnosti in poslovni rasti s profesionalnim pristopom in visoko

produktivnostjo na vseh področjih;

k izpolnjevanju zahteve, preverjanju učinkovitosti in nenehnemu izboljševanju sistema

zagotavljanja kakovosti.

Kupci Impolovih izdelkov [19]

Zaradi fleksibilnosti, prilagodljivosti do kupcev in raznovrstnosti programa je podjetje na

evropskem in svetovnem trgu nekaj posebnega. Dovolj je veliko in tehnološko napredno, da

lahko streže izdelke za številne industrije, kot so :

avtomobilska,

transportna,

prehrambna,

elektroindustrijo,

obrambna,

gradbena,

farmacevtska,

letalska in vesoljska.

Največ izdelkov se izvozi v Nemčijo, Nizozemsko, Belgijo, Češko, Madžarsko, Italijo,

Francijo in ZDA. Ne smemo pa pozabiti tudi na domače kupce. Po namenu izdelke ločimo na

barvne trakove, cevi, profile, palice in drogove, kovane izdelke, rondelice in rondele, folije in

tanke trakove, trakove in pločevine, kar je razvidno iz slike 1.1.


- 4 -

Slika 1.1: Ločeni izdelki po namenu [19]

1.2 Aluminij in aluminijeve zlitine

Aluminij je v zemeljski skorji zelo razširjen, saj ga je v njej več kot katerekoli druge kovine.

Pojavlja se v kombinaciji s kisikom (oksidi) in drugimi elementi, tako da je prisoten v večini

kamnin, prsti in vegetaciji. Topen je v močnih kislinah in alkalijah, netopen pa v vodi. Je

lahka, mehka in nemagnetna kovina belosrebrne barve, ki se da dobro preoblikovati v

hladnem in toplem in je tudi dobro livna. Aluminija v naravi ne najdemo v čisti obliki, zato

vsebuje tudi druge elemente, kot so cink, baker, magnezij, mangan in podobno. Sem se

navadno uvršča tudi tehnično čisti aluminij, ki vsebuje več kot 99 odstotkov aluminija,

vsebnost drugih elementov pa ne sme presegati mejnih vrednosti.

Aluminijeve zlitine se uporabljajo takrat, kadar lastnosti čistega aluminija ne

zadostujejo. Delimo jih v dve skupini: zlitine za litje in zlitine za preoblikovanje. Aluminijeve

zlitine za preoblikovanje so ena od osnovnih skupin kovinskih gradiv v industriji transportnih

sredstev in splošni strojegradnji, gradbeništvu, elektrotehniki, embalaži itd. Iz teh se

izdelujejo različni polizdelki (cevi, pločevine, trakovi, žice, profili). Aluminijeve zlitine za

litje pa so v praksi pogosteje uporabljene, ker omogočajo izdelavo ulitkov, ki imajo majhno

težo in ugodne trdnostne lastnosti. To skupino zlitin se uporablja predvsem za avtomobilsko

industrijo, za industrijo gospodinjskih strojev itd. [2, str.: 56−59]

1% 1% 3% 8%

10%

19%

24%

34%

Izdelki

Barvni trakovi (1%) Kovani izdelki (1%)

Cevi (3%) Rondelice, rondele (8%)

Profili (10%) Folije in tanki trakovi (19%)

Palice, drogovi (težkognetni) (24%) Trakovi in pločevine (34%)


- 5 -

1.2.1 Prednosti aluminija in aluminijevih zlitin [19]:

majhna specifična gostota,

dobra električna prevodnost,

odpornost proti koroziji,

odlične specifične mehanske lastnosti,

dolga življenjska doba,

recikliranje.

1.2.2 Fizikalne lastnosti aluminija

Preglednica 1.1: Fizikalne lastnosti aluminija [5, str.: 99−103]

Kemijski simbol Al

Specifična gostota 2700 kg/m3

Temperatura tališča 660,4 °C

Temperatura vrelišča 1800 °C

Toplotna prevodnost 273 W/mK (pri 300 K)

Električna prevodnost 37,7106 Ω/gcm

Specifična toplotna kapaciteta 0,9 J/gK (pri 300 K)

Ionizacijska energija 577 kJ/mol

V podjetju Impol d. d. se v proizvodnem procesu Profili uporabljajo gnetene aluminijeve

zlitine iz aluminija, magnezija in silicija (Al-Mg-Si) za iztiskovanje palic, cevi in profilov z

internimi oznakami A30, A31, AC10, AC24, AC30 in predstavljajo 85 % vseh iztiskovanih

zlitin. Relativno lahko jih je iztiskati, poleg tega pa končne polizdelke dodatno odlikujejo

primerne mehanske lastnosti. Omenjene aluminijeve zlitine vsebujejo 0,6‒1,2 % magnezija in

0,4−1,3 % silicija. Spadajo med izločevalno utrjevalne zlitine, od glavnih elementov zlitine

(Mg in Si) pa je pogosto prisoten tudi Cr za zagotavljanje primerne velikosti zrn in

izločevalno utrjevanje. Lastna livarna Impolu omogoča proizvodnjo palic, cevi in profilov iz

več kot 50 aluminijevih zlitin. Livarna izdeluje drogove vseh standardnih kvalitet ter tudi

kvalitete glede na zahtevo kupcev. [8, str.: 4]


- 6 -

2 NAMEN IN CILJI DIPOMSKEGA DELA

NAMEN

Namen diplomskega dela je predstaviti postopek iztiskanja profila skozi posamezne faze in

nakazati morebitne probleme in pomanjkljivosti pri odvzemu vzorcev za merilni protokol,

izdelavo načrta in orodja.

CILJI

Temeljni cilj je podrobno analizirati postopek odvzema prvega vzorca pri novem orodju

za merilni protokol;

ugotoviti napake med procesom iztiskanja, odvzemom vzorca in merjenjem;

poiskati hitre in enostavne rešitve pri izrisu načrta in popravilu orodja na praktičnih

primerih;

skrajšati čas popravila orodij z ugodnimi rešitvami;

zmanjšati vpliv človeka na proizvodni proces.


- 7 -

3 OSNOVE PREOBLIKOVANJA V TEORIJI

Preoblikovanje je pretvarjanje neke že obstoječe trdne snovi v drugo obliko pod vplivom

zunanjih sil tako, da se plastično deformira. Pri tej pretvorbi ostaneta masa in medsebojna vez

ohranjeni. Po preoblikovanju se ne spremeni samo oblika, temveč tudi nekatere druge

lastnosti (npr. mehanske, tehnološke, kakovost površine, korozijska odpornost …).

Poglavitni namen plastičnega preoblikovanja je sprememba zunanje oblike

obdelovanca, ki mu običajno želimo izboljšati tudi notranjo strukturo materiala in spremembo

trdnostnih lastnosti. Material lahko preoblikujemo pri različnih temperaturah. Pri povišani

temperaturi, ali kot običajno rečemo v toplem, preoblikujemo predvsem materiale, ki se v

hladnem slabše preoblikujejo. Zavedati pa se moramo, da v toplem zvišamo sposobnost

preoblikovanja le v procesih, pri katerih prevladujejo tlačne napetosti. [10, str.: 272]

Glede na temperaturo preoblikovanja ločimo hladno, toplo in vroče preoblikovanje.

Hladno preoblikovanje poteka pri sobni temperaturi. Material se pri tem hladno utrjuje. Lahko

se lokalno ali v celoti porušijo preden dosežemo načrtovano obliko, zato jih je potrebno med

različnimi stopnjami preoblikovanja rekristalizacijsko žariti. Glede na stopnjo deformacije

lahko dosežemo različna stanja, ki jih imenujemo mehko, četrt-trdo, pol-trdo, tričetrt-trdo,

trdo in vzmetno trdo. Vroče preoblikovanje poteka nad temperaturo rekristalizacije. To

pomeni, da je proces mehčanja tako hiter, da se material ne utrjuje, zato lahko dosežemo

velike stopnje deformacije. Slabost vročega preoblikovanja so slabše tolerance mer,

oksidacija obdelovanca, material pa je po preoblikovanju v mehkem stanju. Toplo

preoblikovanje na nek način združuje značilnosti hladnega in vročega preoblikovanja. Poteka

med sobno temperaturo in temperaturo rekristalizacije. Prednosti pred hladnim

preoblikovanjem so manjše število stopenj deformacije, manjše sile in prihranek energije, ker

se izognemo vmesnemu žarjenju, pred vročim preoblikovanjem pa v večji natančnosti

dimenzij, večji kakovosti površine ter v manjši porabi energije. [18, str.:118]


- 8 -

3.1 Vpliv na preoblikovalnost

Preoblikovalnost je odvisna od materialnih lastnosti in tudi od preoblikovalnega sistema,

kamor spada, poleg pogojev preoblikovanja, tudi napetostno stanje. Zapišemo lahko, da je

preoblikovalnost: [6, str.: 69]

3.1.1 Kriteriji za preoblikovalnost

Kriterij za preoblikovalnost je običajno največja plastična deformacija φmax., ki jo material še

prenese, lahko pa tudi še: [6, str.: 69]

lokalno stanjšanje ali porušitev (pri globokem vleku),

razpoke (pri nakrčevanju),

gubanje (pri globokem vleku),

razpoke v sredini preoblikovanca (iztiskanje, globoki vlek),

sprememba površine (pomarančna površina) in drugo.

3.1.2 Merila za ocenjevanje preoblikovalnosti: [6, str.: 72]

mehanski preizkus,

preoblikovalni preizkus,

metalografski preizkus,

napetostno stanje in

ravninska deformacija stanja.


- 9 -

Tehnologija preoblikovanja s svojimi preoblikovalnimi postopki teži k proizvodnji brez

odpadka. Vanjo vključujemo tudi postopek rezanja in obrezovanja pločevine, plastičnega in

profilnega materiala. Danes šteje že več kot 200 različnih postopkov, ki se ne delijo več po

tehnološki strani oziroma strojih, na katerih preoblikujemo, temveč po napetostih in

deformacijah, ki med preoblikovanjem nastopajo, kot prikazuje preglednica 3.2 (po DIN):

[15, str.:3]

tlačno preoblikovanje,

natezno preoblikovanje,

natezno-tlačno preoblikovanje,

upogibno preoblikovanje,

strižno preoblikovanje.

Preglednica 3.2: Pregled preoblikovalnih postopkov [15, str.: 3]

PREOBLIKOVANJE

TLAK NATEG NATEG

TLAK UPOGIB STRIG

VA

LJA

NJE

PR

OS

TO

KO

VA

NJE

K

OV

AN

JE

E

UT

OP

IH

PR

OS

TO

KA

NJE

VT

ISK

AV

AN

JE

IZT

ISK

AV

AN

JE

DA

LJŠ

AN

JE

ŠIR

JE

NJE

IZB

OČ

EN

JE

VL

EČ

EN

JE

ŽIC

E

GL

OB

OK

O

VL

EČ

EN

JE

UP

OG

OB

AN

JE

ZA

UP

OG

IBA

NJE

VIH

AN

JE

ST

RIŽ

EN

JE

(RE

ZA

NJE

)

ZV

OJ

3.2 Toplo in hladno iztiskovanje ali ekstruzija

Toplo iztiskovanje ali ekstruzija je postopek plastičnega preoblikovanja neželeznih pa tudi

železnih materialov. S tem postopkom se lahko izdelajo raznovrstni polni in votli profili

manjših in večjih presekov in velikih dolžin. Prvo iztiskanje je leta 1797 izvedel hidravlični

inženir Joseph Bramah, ki je patentiral vročo stiskalnico, s katero je iztiskoval svinčene cevi,


- 10 -

kasnejši izumitelji pa so dodali še druge izboljšave kot npr. hidravličen pomik bata, ogrevanje

stiskanca itd. Proces se ponavadi izvaja pri povišani temperaturi, tj. nad 350 °C, kar zahteva

nižjo napetost tečenja materiala ter doseganje večjih deformacij ob manjši moči potrebni za

ekstruzijo. Med procesom se vstopni material, tj. lita okroglica, preoblikuje v končni profil

tako, da material potisnemo skozi odprtino v orodju z določeno obliko in dimenzijami. V

določenih primerih se proces lahko izvede tudi v hladnem, predvsem takrat, ko so orodja

dovolj varno dimenzionirana, da prenesejo visoke mehanske obremenitve med iztiskanjem.

Zaradi naraščajočega povpraševanja ter znižanja stroškov proizvodnje se je pojavila potreba

po povečanju produktivnosti ter po izdelavi čim več raznovrstnih profilov v čim krajšem času.

Produktivnost je možno zvišati s povečanjem hitrosti iztiskanja, z uporabo večžilnega orodja,

optimalno načrtovanim tokom materiala v orodju, optimalno izvedbo hladilnega sistema na

orodju ter v nekaterih primerih tudi s primerno predhodno homogenizacijo, kar tudi omogoča

višje hitrosti iztiskanja. [1, str.: 1]

Iztiskovanja se deli glede na to, v katero smer teče material. V podjetju Impol d. d. v poslovni

enoti PCP d. o. o., kjer se izvaja iztiskovanje palic, cevi in profilov, poznamo:

istosmerno (direktno) iztiskovanje,

protismerno (indirektno) iztiskovanje.

3.2.1 Istosmerno (direktno) iztiskovanje

Istosmerno (direktno) iztiskovanje je najbolj pogost način pri iztiskovanju aluminija in

aluminijevih zlitin. Na sliki 3.2 je prikazan način istosmernega iztiskovanja okroglice iz

aluminijeve zlitine. S pomočjo tlačne sile okroglico iztiskavamo skozi matrico, ki ima

odprtino oblikovano v palico, cev ali profil. Pri tem načinu iztiskanja orodje in recipient

mirujeta, bat pa opravlja premikanje v smeri iztiskovanega profila. Ko se začne deformacija

okroglice, se pri iztiskovanju med orodjem, recipientom in batom pojavljajo trenja. Za

premagovanje trenja se porabi 30 do 40 % vse moči stiskalnice. Mrtvi časi, ki se pojavljajo pri

iztiskovanju, so v primerjavi z indirektno stiskalnico precej krajši. Te vrste stiskalnic se

uporabljajo v PCP Profilarni, kar je ugodno tudi za zelo dobro površino iztiskovancev.


- 11 -

Slika 3.2: Istosmerno (direktno) iztiskovanje [14, str.:109]

3.2.2 Protismerno (indirektno) iztiskovanje

Iz slike 3.3, ki prikazuje protismerno (indirektno) iztiskovanje, je razvidno, da je bat

stiskalnice votel. Bat in recipient se sinhrono premikata proti orodju, trenja med matrico in

orodjem ni, zato je pri procesu sila stiskanja manjša tudi do 30 %. V primerjavi z istosmernim

iztiskanjem so mrtvi časi tudi do trikrat daljši. Takšna stiskalnica se uporablja tudi v PCP

Cevarni, kjer se iztiskajo večinoma palice za avtomobilsko industrijo. [9]

1 klada 6 bat - veliki

2 stiskalni bat 7 kaseta za orodje

3 prijemalo orodja 8 iztiskanec - profil

4 orodje 9 okroglica

5 recipient 10 stiskalna plošča


- 12 -

Slika 3.3: Protismerno (indirektno) iztiskovanje [14, str.: 111]

3.3 Opis procesa dela na istosmerni (direktni) 28MN stiskalni liniji

Proizvodni proces v PCP Profilih je procesno organiziran po posameznih proizvodnih celicah,

kar je izjema med ostalimi proizvodnimi procesi znotraj skupine Impol. Proces se deli na tri

ključne celice:

stiskalna linija s pritisno silo 12,5 MN (6004),

stiskalna linija s pritisno silo 20 MN (6006) in

stiskalna linija s pritisno silo 28 MN (6010).

Te tri ključne celice dopolnjujeta še proizvodni celici pakiranje in skladiščenje. Vsaka

proizvodna celica ima svojega vodjo, celično vodenje pa odlično pripomore k boljšemu

1 klada 6 bat - veliki

2 stiskalni bat 7 kaseta za orodje

3 prijemalo orodja v recipientu 8 iztiskanec - profil

4 orodje 9 okroglica

5 recipient


- 13 -

obvladovanju proizvodnega sistema. Procesi na vseh treh stiskalnih linijah potekajo po

enakem vrstnem redu, zato je predstavljen na eni stiskalni liniji. [9]

Stiskalne linije se med seboj razlikujejo predvsem po pritisni sili in zmogljivosti;

stiskalna linija s pritisno silo 12,5 MN ima letno kapaciteto v vrednosti 3.600 ton izdelkov,

stiskalna linija s pritisno silo 20 MN lahko letno proizvede 8.500 ton izdelkov, stiskalna linija

s pritisno silo 28 MN pa lahko proizvede 10.900 ton izdelkov letno. Posebnost proizvodnega

procesa Profili je tudi v tem, da proces stiskanja traja neprekinjeno 24 ur na dan, ne glede na

delovne izmenjave ali malice. Proces se ustavi le v primeru okvare ali drugih motenj. V

proizvodnem procesu Profili se na leto proizvede več kot 2.000 različnih profilov. Večina teh

se izdela po naročilu za že znanega kupca. [11, str.: 13]

Preglednica 3.3: Primerjalna tabela stiskalnic v PCP Profilih [13]

KARAKTERISTIKE 12,5 MN 20 MN 28 MN

Pritisna sila 12 MN 20 MN 28 MN

Tlak v hidravličnem sistemu 300 bar 300 bar 305 bar

Zmogljivost 11 t/h 24 t/h 24 t/h

Premer recipienta 160 mm 210 mm 236 mm

Premer okroglice 152 mm 203 mm 228 mm

Čas menjave okroglice 30 s 15 s 15 s

Maksimalna dolžina okroglice 650 mm 1000 mm 1200 mm

Minimalna dolžina okroglice 300 mm 420 mm 520 mm

Hlajenje z dušikom DA DA DA

Hlajenje z zrakom DA DA DA

Hlajenje z vodno prho NE DA DA


- 14 -

3.3.1 Prikaz stiskalne linije

Slika 3.4 prikazuje stiskalno linijo 28 MN, ki je v nadaljevanju tudi opisana.

Slika 3.4: Shematski prikaz 28 MN stiskalne linije [11, str.: 13−14]

3.3.1.1 Vhodna surovina in priprava orodja

Pozicija ena na sliki 3.4 prikazuje vhodno surovino in pripravo orodja. Za začetek procesa

izdelave profila sta potrebna surovina in primerno orodje. Vhodna surovina se nahaja v

skladišču surovin. Surovina se s čelnim viličarjem naloži na vhodno mizo, nato jo potiskač

potisne skozi ščetkalni stroj v plinsko peč za segrevanje drogov – surovine. Vhodna surovina

je drog (strokovno okroglica), ki je dolg do 7 metrov. Drogovi se ogrevajo v plinski peči do

510 °C, odvisno od zahtev tehnološkega postopka in kemijske sestave surovine. Sestavni del

plinske peči so t. i. tople škarje, ki drogove odrežejo na uporabno dolžino stiskanja.

Maksimalna odrezana dolžina okroglice je 1200 mm, premer 228 mm, temperatura pa od 450

°C do 500 °C. Zalagalec orodja po planu za iztiskanje sestavi v konus in jih odloži v skladišče

za pripravljena orodja. Zatem jih stiskalec linije z dvigalom prenese v posebne komorne peči.

V posebnih komornih elektropečeh je prostora za štiri sestavljena orodja različnih oblik in


- 15 -

dimenzij, ki se nato ogrejejo od 450 do 460 °C. Ko je orodje ogreto na primerno temperaturo,

ga stiskalec prenese v kaseto in skupaj s klado in vmesno klado zapelje v stiskalnico. Za

nemoteno izvajanje procesa skrbita upravljalec stiskalne linije in stiskalec, ki na osnovi

predpisanega tehnološkega postopka nastavita zahtevane parametre. [11, str.: 13]

Preglednica 3.4: Zlitine po Impolovih ter standardnih oznakah [13]

ZLITINA DIN ASTM EN AW

A30 1712‒Al 99,5 1050 1050A

A31 1712‒(E.Al) 1350 1350

AC10 1725‒ AlMgSi 0,5 6060 6060

AC11 1725‒AlMgSi 0,5 6063 6063

AC24 1725‒AlMgSi 0,7 6005 6005 A in B

AC30 1725‒AlMgSi 1 6082 6082

a) b)

c) d)


- 16 -

e)

Slika 3.5: a) Skladišče vhodne surovine; b) Nakladalna rampa za Al drogove;

c)Skladišče sestavljenih orodij; d) Peč za segrevanje orodij; e) Škarje za odrez

okroglice z podajalcem [9]

3.3.1.2 Iztiskanje palic, cevi in profilov na stiskalnici

Pozicija dva na sliki 3.4 prikazuje iztiskanje palic, cevi in profilov. Ko ima upravljalec

stiskalne linije pripravljeno polno kaseto s klado, vmesno klado in orodjem, lahko opravi

zamenjavo kasete s kaseto, ki je že v držaču stiskalnice. Kaseta je v držaču vpeta iz dveh

strani, in sicer s spodnje strani in stranske strani, iz zgornje strani pa je posebej vpeto tudi

orodje. Zraven vpetja orodja se vpne jeklena cev z dovodom dušika (N2), ki je potreben za

ohlajanje profila in ojačevalca. Po končani operaciji menjave orodja v stiskalnici se sme iz

plinske peči za segrevanje drogov odrezati okroglica na določeno dolžino, ki jo predpisuje

tehnologija za naročilo izdelka (polizdelka). To okroglico z manipulatorjem ‒ podajalcem

podamo med orodje in recipient z batom. Pred tem še mazalna naprava okroglico na zadnjo

čelno stran namaže z mazalnim sredstvom (bor nitridom) in merilna naprava temperature

izmeri temperaturo okroglice, ali je primerna za iztiskanje. Mazanje je potrebno zaradi

možnosti sprijemanja okroglice in čelne strani bata. Vpeto okroglico med orodjem in batom

zapremo z recipientom, nato pa s potisno silo, maksimalno 305 bar, okroglica potuje skozi

orodje. S pomočjo gnetenja okroglice skozi oblikovano orodje nastanejo različne oblike

profilov. V PCP Profilih imajo več kot 7300 različnih orodij, s pomočjo katerih izdelajo


- 17 -

profile. Letno se naredi več kot 2000 različnih oblik profilov. Za uspešen potek procesa pa so

potrebne velike sile in visoke temperature. [11, str.: 13]

Na iztočni progi si med procesom iztiskanja pomagajo z vlečno napravo ‒ pullerjem.

Puller pomaga profilom pri izteku se obdržati na iztočni progi, omogoča dolga iztiskovanja in

ohranja profil iztiskan skozi matrico v prvotni obliki. Vlečno silo pullerja nastavlja

upravljalec stiskalnice na komandnem pultu, odvisna pa je od hitrosti iztiskanja in števila žil

profila na orodju. Velik vpliv na proces iztiskovanja ima tudi ohlajanje profila. Profile lahko

ohlajamo z dušikom na samem orodju in ojačevalcu s hladilno napravo na zrak in s hladilno

napravo na vodno prho. Upravljalec stiskalne linije se glede na obliko profila, presek, material

in tehnološka navodila odloči, kateri hladilni sistem bo uporabljal pri sami operaciji. [9]

V tem procesu je potrebna tudi premična žaga, ki razrezuje profile na dolžino, ki je

primerna za postavitev na odlagališče za ohlajanje profila. [9]


- 18 -

a) b)

c)

Slika 3.6: a) Iztočna proga profila; b) Hladilni sistem zrak-voda; c)Vlečna naprava-

puller in premična ločna žaga [9]


- 19 -

3.3.1.2.1 Plastične deformacije pri iztiskanju

Tok materiala se pri direktnem in indirektnem iztiskanju razlikuje, zato pri procesu nastajajo

različni tokovi, ki se delijo na tipe, prikazane na sliki 3.7. [3, str.: 185]

Slika 3.7: Tok materiala po tipih [3, str.:185]


- 20 -

Tip A ‒ se pojavi pri iztiskanju homogenih materialov. Pri tem tipu ne pride do trenja

med kontaktno površino recipienta in batom stiskalnice. Ta tip se običajno doseže pri

mazanju recipienta in matrice.

Tip B ‒ s prisotnostjo trenja, ki se ustvarja na temenu matrice se pojavi pri iztiskanju

homogenih materialov. Ta tip se ustvarja pri indirektnem iztiskanju, kjer se dodatno

trenje ne ustvarja med okroglico zlitine. Kot je razvidno iz slike, se material v sredini

hitreje giba kot ob robovih. Zaradi recipienta in matrice se na obeh spodnjih vogalih

tvori kovinska cona ‒ mrtva cona.

Tip C ‒ ta način deformacije je koristen pri direktnem iztiskanju. Vzorec se pojavi pri

homogenih materialih, ker med matrico in recipientom nastaja trenje. Delež

deformacij in neenakomerna porazdelitev lastnosti so večja kot pri tipu A.

Tip D ‒ krivec tega vzorca je material, ki ima neenakomerne plastične lastnosti, kljub

temu pa lahko ima neenakomerno porazdeljene trdnostne ali temperaturne lastnosti.

Glede na preostale tipe ima bistveno večjo mrtvo cono.


- 21 -

3.3.1.2.2 Vplivi na iztiskanje

Presek profila in maksimalen pritisk stiskalnice sta parametra, ki določata način iztiskovanja.

Dejavniki, ki vplivajo na iztiskovanje so: [9]

temperatura orodja, recipienta in materiala,

dolžina okroglice,

kemijska sestava zlitine,

tlak iztiskovanja,

hitrost iztiskovanja,

temperatura iztiskovanja.

Pri istosmernem iztiskovanju z batom potiskamo okroglico skozi oblikovano odprtino matrice

za polne ali votle profile. Stopnjo deformacije izračunamo po naslednji enačbi (3.1):

[3, str.: 186]

‒ stopnja deformacije

D0 ‒ presek preoblikovanca pred deformacijo

D1 ‒ presek preoblikovanca po deformaciji

Delo izračunamo po enačbi (3.2): [14, str.: 115]

W ‒ delo

V ‒ volumen surovca

kst r ‒ napetost tečenja

f ‒ preoblikovalni izkoristek

106 ‒ pretvorni faktor


- 22 -

Hitrost deformacije izračunamo po enačbi (3.3): [14, str.: 115]

νst ‒ hitrost pestiča

φp ‒ stopnja deformacije

D ‒ premer preoblikovanca pred iztiskovanjem

Izračun sile F pri iztiskovanju (3.4): [14, str.: 114]

F ‒ skupna sila za iztiskovanje

Fdef ‒ sila preoblikovanja

Ffr ‒ sila trenja

A0 ‒ presek preoblikovanca pred deformacijo

f ‒ preoblikovalni izkoristek

D0 ‒ premer surovca

μw ‒ koeficient trenja

kstr ‒ napetost tečenja

f = 0,4‒0,6

μw = 0,15‒0,2


- 23 -

Tlak iztiskovanja izračunamo po enačbi (3.5): [16, str.: 12]

napetost tečenja pri stacionarnih pogojih

a ‒ prispevek preoblikovalnega dela

b ‒ faktor, ki upošteva da deformacija ni homogena, kot sta predpostavila Siebel in

Fangmeir

R ‒ iztiskovalno razmerje

Iztiskovalno razmerje (3.6)

Arec ‒ prerez recipienta

Aizd ‒ prerez izdelka

Nž ‒ število žil orodja

3.3.1.3 Ravnanje profilov

Pozicija tri na sliki 3.4 prikazuje ravnanje aluminijastih profilov. Profili, ki so na odlagališču

za hlajenje ohlajeni na sobno temperaturo, so primerni za ravnalno natezni stroj. Na

ravnalnem stroju je možnost ravnanje profilov različnih oblik in dolžine od 11 pa vse do 51

metrov. Ravnalni stroj sestavljata dve ravnalni glavi. Ena glava je nepremična ‒ fiksna, druga

pa je premična in prilagodljiva na dolžino odrezanih profilov na premični žagi. Operater

ravnalnega stroja ima možnost izbire ravnanja profilov na dolžino v mm ali procentualno na

celotno dolžino ravnanega profila. Ko je profil na operaciji ravnanja končan, se s podajalno

mizo poda proti razrezni liniji. [11, str.: 13]


- 24 -

Slika 3.8: Ravnalni stroj za aluminijaste profile [9]

3.3.1.4 Razrez profilov

Pozicija štiri na sliki 3.4 prikazuje razrezno linijo in razrez profilov na njej. Ko ohlajen profil

prispe do razrezne linije, se pripravi na razrez. Najprej rezalec preveri delovni nalog,

tehnologijo in s tem tudi načrt profila. V komandni pult vnese končno dolžino profila po

naročilu, nato pa se preko računalniškega sistema merilni naslon pomakne na nastavljeno

dolžino. Prvi odrez se vedno opravlja ročno. Zaradi ravnanja profilov in tehnoloških zahtev se

od celotne stiskane dolžine na začetku in koncu odstrani od 1,5 m do 2 m dolžine v izmet. Po

odstranitvi zahtevane dolžine profilov se lahko prične razrez na končno dolžino tudi

avtomatsko. Odrezani profili se nato z zlagalno napravo zlagajo v namenske transportne

palete. Med razrezom se odvzame tudi vzorec za opravljanje meritev in vzorci za kasnejše

potrebe v mehanskem laboratoriju. Neustrezni ali poškodovani profili se med samim

procesom odstranjujejo. Odstranjeni profili s pomočjo sekalne naprave potujejo iz

proizvodnega procesa ter se vrnejo kot odpadek v ponovno litje. Profili, standardno in

tehnološko ustrezni, potujejo zloženi na namenski transportni paleti v skladišče za nadaljnjo

operacijo ‒ umetno staranje. [11, str.: 13]


- 25 -

Slika 3.9: Razrezna linija za aluminijaste profile [9]

3.3.1.5 Staranje profilov

Pozicija pet na sliki 3.4 prikazuje staranje profilov. Umetno staranje omogoči termična

obdelava profilov. Profili se s pomočjo transportnih palet naložijo v peč za staranje, kjer pri

temperaturi od 160 °C do 180 °C po osmih urah dobijo ustrezne zahtevane mehanske

lastnosti. Pri zahtevanih naročilih se podajo tudi stanja materiala, ki jim dodajo mehanske

lastnosti. Stanja delimo na F ‒ stanje, ki se proizvede brez predpisanih mehanskih lastnosti,

T1 ‒ stanje, ki je kaljeno z zrakom ali vodno prho na stiskalnici in naravno staranje, T5 ‒

stanje, ki je kaljeno z zrakom ali vodno prho na stiskalnici in umetno starano v peči in T52 ‒

stanje, ki je kaljeno z zrakom ali vodno prho na stiskalnici in umetno starano v peči z nižjo

temperaturo za kvaliteto upogibanja. [11, str.: 13]

Žaga za razrez profilov

Merilni naslon

za dolžino profilov

Transportni trak za izmet Transportna paleta s profili


- 26 -

Slika 3.10: Peč za staranje profilov [9]

3.3.1.6 Dodelava profilov

Na sliki 3.4 je s pozicijo šest prikazana dodelava profilov. Po do sedaj opisanih operacijah se

neki delež profilov na zahtevo kupcev dodatno površinsko obdela. Surovi aluminijevi profili

na zraku zelo hitro oksidirajo, zato jih je potrebno površinsko obdelati. Najpogostejša oblika

te dodelave je anodiziacija, površinsko obdela pa se jih tudi z barvanjem, ki ga opravijo

zunanji izvajalci. [11, str.: 13]

3.3.1.7 Pakiranje in skladiščenje profilov

Zadnja pozicija na sliki 3.4 je pozicija sedem. Profili se v transportnih paletah transportirajo

na pakirno linijo. Na želje kupcev se profili pakirajo v zelo različnih oblikah in na različne

načine. Zaradi zahtevnih profilov in razdrobljenega naročanja se pakiranje izvaja ročno po

načrtu pakiranja. Ko je paket končan, se preda skladiščnemu osebju, kjer ga skladiščijo do

transportiranja na kamione na za to določenem mestu. [11, str.: 13]


- 27 -

a) b)

Slika 3.11: a) Pakiranje profilov; b) Skladiščenje profilov [9]

3.4 Opis postopka od povpraševanja naročnika po novem profilu do

izdelave orodja

3.4.1 Povpraševanje naročnika po novem profilu

Podjetje lahko pride do novega izdelka po dveh poteh, kot pravi Kotler, in sicer z nakupom ali

pa z lastnim razvijanjem novega izdelka. Izdelek lahko kupi na tri načine, in sicer z nakupom

drugega podjetja, podjetje lahko pridobi patent od drugega podjetja, lahko kupi franšizo ali

licenčno pravico. Tudi lastno razvijanje izdelka v podjetju lahko poteka na dva načina.

Podjetje lahko v svojih laboratorijih razvija novi izdelek ali naroči razvoj novega izdelka pri

zunanjih raziskovalcih oziroma podjetjih, ki se ukvarjajo z razvojem.

[7, str.: 316]


- 28 -

3.4.2 Proces razvijanja novega profila

Slika 3.12: Shematski prikaz razvijanja novega profila [4, str.: 217]

1. Zbiranje idej

Ne

2. Ocenjevanje in

eliminiranje idej

Ne

3. Razvijanje in preizkušanje

konceptov izdelka

Da

Opredeljevanje možno

sti

Ne

4. Poslovno ocenjevanje

Ne

5. Razvijanje sestavin izdelka

Ne

6. Razvijanje ostalih sestavin

trženjskega spleta

Ne

7. Zaključno preizkušanje

8. UVAJANJE

Ne

Da

Da

Da

Da

Da

Ob

lik

ov

anje

Zaključno preizkušanje


- 29 -

3.4.3 Opredelitev novega izdelka po kategorijah

Na trgu se neprestano pojavljajo novi proizvodi in nova povpraševanja, ki izpodrivajo

zastarele in nekonkurenčne proizvode oziroma storitve. Iz tržnega vidika je novi proizvod tisti

proizvod, ki se na trgu prvič pojavi, ne glede na to, ali ga na drugem trgu poznajo in

prodajajo. S proizvodnega vidika je to tisti proizvod, ki je rezultat izvirnih idej, odkritij in

raziskovalno-razvojnega dela podjetja in se ga na trg ponudi prvega. [12, str.: 194]

Agencija Booz, Allen & Hamilton opredeljuje šest kategorij novih izdelkov z vidika podjetja

in trga: [7, str.: 316]

novi izdelki v svetovnem merilu (izdelki, ki ustvarijo popolnoma nov trg);

nova skupina izdelkov (izdelki, s katerimi se podjetje na trgu pojavijo prvič);

izdelki kot dodatki k že obstoječim skupinam izdelkov (izdelki, ki dopolnjujejo

obstoječo skupino izdelkov istega podjetja);

izboljšave že obstoječih izdelkov (novi izdelki, ki z boljšim delovanjem nadomestijo

že obstoječe izdelke);

ponovno pozicionirani izdelki (obstoječe izdelke pričnemo prodajati na nove trge ali

nove tržne segmente);

znižanja stroškov (novi izdelki, ki z nižjimi stroški podobno delujejo).

3.4.4 Povpraševanje kupca po novem izdelku v praksi

V praksi se naročniki največkrat pojavijo z novimi idejami in povpraševanji po novih

izdelkih. Tu in tam se pojavi primer s spremembo že obstoječega izdelka ali pa izdelavo

profila z novo sestavo surovine. Ker je podjetje Impol PCP omejeno glede na presek in

dimenzije profila ter surovino, se mora podjetje in naročnik temu tudi prilagoditi pri osvajanju

novega profila. Zaradi fleksibilnosti podjetje naročnikom v veliki meri tudi ustreže pri

povpraševanju po novih izdelkih. Velikokrat se pojavi tudi povpraševanje izdelka

sestavljenega iz več profilov hkrati – sklop profilov. Po naročnikovih željah po profilih se

celotna dokumentacija pregleda in prouči, ali je možna izdelava le-teh. V povpraševanju po


- 30 -

izdelku se z naročnikom in proizvajalcem uskladijo vse mere na skici, cena orodja in vrsta

stiskalnice. Po naročnikovi odobritvi se poda usklajen predlog v izris načrta. Na izrisan načrt

profila se podajo vse mere s pripadajočimi tolerancami po standardu DIN ali EN, stopnja

zahtevnosti profila, postavitve žil pri orodju, presek, teža in obseg profila, končni material

izdelka, način pakiranja profila, kdo je naročnik profila, naročnikova številka profila ter kdo

je načrt izrisal in pregledal. Po končanem izrisu se načrt pošlje k naročniku v potrditev in šele

po potrditvi načrta se začne postopek naročanja orodja. [9]

3.4.5 Izdelava orodja

Po končanih dogovorih in usklajevanjih z naročnikom profila se pridobi potrjen izrisan načrt,

ki ga izriše podjetje Impol. Vsi potrebni in dogovorjeni tehnološki podatki za izdelavo profila

v proizvodnem procesu se morajo navesti na načrt profila. Ker samo podjetje Impol PCP

Profili nima primernih strojev za izdelavo orodja za ekstruzijo aluminija, orodje da v izdelavo

podjetjem, ki so priznana na področju orodja za extruzijo. V PCP Profilih se orodja naročajo

pri enem domačem in treh tujih dobaviteljih takih orodij. Glede na zahtevnosti profila in

izkušnje iz prakse se izbere podjetje, nato se k izbranemu dobavitelju pošlje naročilo in

podjetje izdela orodje za ekstruzijo aluminijastega profila. Dobavitelj orodja najprej izdela

načrt orodja ali konstrukcijo orodja, ga pošlje v potrditev v podjetje PCP Profili in šele po

potrditvi ustreznega predloga naročnika začne z izdelavo orodja za palico, cev ali profil. Nato

dobavitelj orodja pripravi vse potrebne načrte za izdelavo orodja in dokumentacijo, vključno s

CNC programi za stroje, ki jih bo potreboval pri sami izvedbi. [9]

Slika 3.13: Prikaz naročanja orodja [9]

IZDELAVA ORODJA

KONSTRUKCIJA ORODJA

preverjanje konstrukcije z naročnikom

IZDELOVALEC ORODJA

usklajevanje z naročnikom

NAROČNIK

načrt profila, število žil, material profila, pozicija, dimenzije


- 31 -

3.4.5.1 Vrste in sestava orodja v praksi

V praksi istosmernega iztiskanja poznamo:

a) klasična orodja,

b) komorna orodja,

c) mostna orodja.

a) b) c)

Slika 3.14: Prikaz različnih orodij [9]

Na sliki 3.14 so prikazana različna orodja, ki se v praksi bolj ali manj pogosto uporabljajo. V

zgornji vrsti slike prikazujejo del orodja za vhod materiala v samo orodje. Klasična orodja so

večina izdelana z ustniki, da ne pride do iztrganja materiala iz orodja pri polnjenju z novo

aluminijasto okroglico. Vsa komorna orodja imajo za vhod materiala komore. S tem se lažje

gnete material in razporedi na matrico oz. trn orodja. Konstrukcija za mostna orodja se

uporablja v primeru, ko ni možno uporabiti klasične ali komorne konstrukcije zaradi velike

verjetnosti loma orodja. Spodnja vrsta slik prikazuje izhod materiala, ki imajo oblike

posameznega profila (glej prilogo oblike profilov). [9]


- 32 -

Orodja med procesom iztiskanja prenašajo različne mehanske, toplotne, kemične in tribološke

obremenitve. Različna orodja za toplo iztiskanje izkazujejo različen potek obrabe in poškodb

na drsni površini kot tudi razvoj poškodb (razpok) na drugih delih orodja in s tem tudi

različno življenjsko dobo, ki pa močno vpliva na znižanje stroškov proizvodnje. Življenjska

doba orodja je namreč določena z dopustnimi tolerancami prečnega preseka kot tudi z lepim

videzom površine iztiskanca. Da bi proizvajali stroškovno ugodno, morajo imeti uporabljena

orodja čim daljšo življenjsko dobo. To dosežemo s pravilno konstrukcijo orodja,

vzdrževanjem orodja, izbranimi parametri iztiskanja, čim manjšim številom korekcij na

orodju, zviševanjem obrabe obstojnosti drsnih površin orodja itd. [1, str.: 2]

V PCP Profilih se pri iztiskanju aluminija in aluminijevih zlitin največ uporabljajo

klasična in komorna orodja. Mostna orodja se izdelajo v primerih, ko klasična ali komorna

orodja ne pridejo v poštev zaradi oblike profila in same konstrukcije orodja in se uporabljajo

zelo redko. Klasična orodja so sestavljena iz matrice in ojačevalca, medtem ko so komorna

sestavljena iz matrice s trnom, ojačevalcem in podložno ploščo. Matrice z ojačevalci, ki so

vgrajene v ohišje ‒ konus, ki nudi želeno višino in podporo orodja za iztiskanje. Klasična

orodja se uporabljajo za profile, ki so polni in brez luknje, kot so okrogle in ploščate palice, L,

T in U-profili … Komorna orodja se uporabljajo za profile z luknjo, kot so okrogle in

kvadratne cevi, raznoliki votli profili … [9]


- 33 -

Slika 3.15: Prikaz sestave orodja [14, str.: 118]

Na stiskalnicah se uporabljajo orodja različnih višin in različnih zahtevnosti. Na 12,5

MN stiskalni liniji uporabljamo orodja višine 135 mm, zato je vedno predpisan enak čas

gretja po posameznih skupinah ne glede na zahtevnost. Na 20 MN se uporabljajo orodja

višine 135 mm in 150 mm, na 28 MN pa uporabljajo 150 mm in 180 mm. Glede na višino

orodja in stopnjo zahtevnosti orodja je na posamezni stiskalnici (20 MN in 28 MN) in vsaki

skupini predpisan minimalno potreben čas gretja (preglednico 3.5). Stiskalec mora uporabiti

daljši čas gretja vedno v primeru uporabe večje višine orodja (to je 150 mm na 20 MN liniji in

180 mm na 28 MN liniji), ali pri orodjih z višjo stopnjo zahtevnosti. Stopnjo zahtevnosti

lahko stiskalec odčita v programu lista orodij za delovni nalog ali na načrtu profila. [9]

1 klada 6 konus za orodje

2 ojačevalec orodja 7 okroglica

3 vmesna klada 8 stiskalna plošča

4 matrica orodje 9 notranji trn orodja

5 zunanji trn orodja 10 recipient


- 34 -

Preglednica 3.5: Čas gretja orodja glede na stiskalnico in tip orodja [9]

STISKALNICA TIP ORODJA TEMPERATURA (°C), ČAS (h)

12,5 MN Klasična orodja

Komorna, mostna orodja

460 °C 2 h

460 °C 2 h

20 MN Klasična orodja


440 °C 2‒3 h

460 °C 3‒4 h

28 MN Klasična orodja


440 °C 3‒4 h

460 °C 4‒5 h

Potreben čas gretja orodja za posamezen tip orodja se lahko prekorači maksimalno za 4 ure,

za tem je potrebno orodje izločiti v ponovno poliranje. Na 20 MN in 28 MN stiskalnici, kjer

sta peči za gretje orodij opremljeni z nevtralnim plinom (N2), se lahko orodja na predpisani

temperaturi grejejo tudi do 12 ur, v kolikor se celica peči, kjer se greje orodje, ne odpira. [9]

3.4.5.2 Kakovost zahtevanih orodij

Kakovost jekla se izbira glede na namen uporabe in obremenjenost orodja. Pri delih orodja, ki

so bolj obremenjeni, to so matrice in komorna orodja (komorne matrice in komorni trni), se

uporablja jeklo l.2343 x 34 CrMoV51, jeklo l.2344 x 40 CrMoV51. Pri delih orodja, ki so

manj obremenjeni, se uporablja jeklo l.2714 x 56 CrMoV7, kot so ojačevalci, konusi, klade in

vložki. [9]

3.4.5.3 Označevanje orodja

Vsa orodja, ki prispejo v proizvodno celico, se morajo signirati zaradi prepoznavnosti s

številko načrta. Na ojačevalcu in matrici pri klasičnih orodjih morata biti signirana oznaka

orodja in število žil. Na matrico se še dodatno signira oznaka orodja in leto izdelave (primer:

1255–3–A15) ‒ profil 1255, kar pomeni, da ima orodje 3 žile in je bilo izdelano leta 2015.

Podobno označevanje imajo komorna orodja: številka profila, število žil, oznaka in letnica


- 35 -

izdelave. Orodja morajo biti signirana na obodu in na čelni strani orodja. Komorna orodja

morajo biti signirana posebej na matrici in na trnu. V primeru posebnih profilov, kjer je

potrebno izdelati klado po obliki profila, je potrebno signirati oznako tudi na klado. Pri

iztiskanju profila je potrebno uporabiti klado, ki ima enako oznako kot orodje. Oznako orodja

posreduje naročnik ob naročilu orodja. [9]

Slika 3.16: Označevanje orodja [9]

3.4.6 Pot orodja po oddelkih v PCP Profilarni

PCP Profilarna je razdeljena v več celic. Med njimi je tudi manjša orodjarna, ki je

specializirana za orodja za iztiskanje aluminijastih palic, cevi in profilov. Zaposleni v

orodjarni vzdržujejo, merijo in kontrolirajo, popravljajo orodja, ki se uporabljajo na treh

stiskalnih linijah, in sicer 12,5 MN, 20 MN in 28 MN. V orodjarni se zagotovi kakovost

izdelkov v skladu s standardom v vseh fazah poslovnega procesa. Orodje ima dolgo krožno

pot po proizvodnji, na vsaki postaji pa opravi svojo nalogo. Te postaje so: [9]

orodjarna,

stiskalnica,

luženje,

peskanje,

orodjarna,

nitriranje.


- 36 -

Preglednica 3.5: Pot orodja [9]

3.4.6.1 Orodje na stiskalnici

Orodja na stiskalnici se sestavijo v konus orodja, ta pa potuje v peč za segrevanje orodij. V

peči se orodje ogreje na temperaturo od 450 °C do 460 °C. Z dobro ogretim orodjem

zagotovimo daljšo življenjsko dobo orodja, v nasprotnem primeru pa lahko pride celo do loma

orodja med procesom iztiskovanja. Primerno ogreto orodje potuje na stiskalno linijo, kjer ga

skupaj s klado in vmesno klado postavimo v kaseto. Polna kaseta se zapelje v sedež

stiskalnice, kjer se začne postopek iztiskovanja ali ekstruzije profila. Po končani operaciji

iztiskovanja se orodje odloži v zaboj in potuje na luženje. [9]

Orodjarna

Stiskalnica

Luženje

Peskanje

Orodjarna

Nitriranje

Orodjarna

Skladiščenje

Nitriranje


- 37 -

Slika 3.17: Prikaz sestave v kaseti [9]

3.4.6.2 Orodje na luženju in peskanju

V lužilnico prispela orodja, napolnjena z aluminijem in aluminijevo zlitino, ki je ostanek od

iztiskovanja, se postavijo na jekleno paleto prirejeno za luženje. Orodja na paleti se postavijo

v posebno komoro, ki se nato napolni z lužino, ki je namenjena razjedi ostankov aluminija iz

orodja. Lužina je mešanica 25 % natrijeve lužine in 75 % vode, temperatura delovne lužine pa

je približno 93 °C. Da je postopek uspešen, morajo biti orodja potopljena od 6 pa vse do 20

ur, odvisno od koncentrata lužine oziroma števila uporabe lužine. Po končanem postopku se

orodja ročno razstavijo s pomočjo dvigala. Pri razstavljanju orodja se matrica loči od

ojačevalca in pripravi na peskanje v vrtečem se peskalnem stroju. Peskanje je postopek, pri

katerem s pomočjo pritiska skozi šobe piha abrazivna snov. Večinoma se uporablja mešanica

steklenih perl in korunda z dodatkom sredstva proti koroziji in penjenju. Peskalnik se

uporablja izključno za čiščenje orodij raznih ostankov luženja, korozijo in mastne nedostopne

površine na orodju. Čas peskanja je odvisen od stanja površine na orodju. Po končani

operaciji peskanja se orodja splaknejo z vodo, posušijo s komprimiranim zrakom in odpeljejo

v orodjarno. [9]


- 38 -

a) b)

Slika 3.18: a) Lužilna peč s košaro za orodja; b) Peskalnik za orodja [9]

3.4.6.3 Orodje v orodjarni in na nitriranju

Po vseh teh delovnih operacijah se orodja in vzorci z merilnim protokolom pregledajo in

premerijo. Poškodovana orodja, na primer zaradi tujka v materialu, orodja z negativnimi

ocenami in podatki merilnega protokola in zapisi, ki so zapisani v procesnem programu PIS-u

za spremljanje orodja na posamezni lokaciji, ostanejo v orodjarni in gredo na popravilo

oziroma se korigirajo. Klasična orodja, ki so merilno ustrezna in nepoškodovana, se spolirajo

ročno ali strojno. Strojno poliranje se opravlja na polirnem stroju. Na sliki 3.18 je prikazan

polirni stroj, ki se uporablja za orodja vseh oblik klasičnih profilov. Operater stroja matrico

orodja vstavi med dva cilindra. Med matrico in cilinder vstavi tudi plastični obroč, da ne pride

do poškodbe matrice. Za polirno pasto se uporablja silicijev karbid, ki iz površine cilindra

matrice odstrani nečistoče in drobne rise. Pred operacijo poliranja orodja se nastavi število

ciklov glede na obrabo in obliko matrice, med operacijo pa se mora paziti, da temperatura

polirne mase ne presega 65 °C. [9]

KLASIČNA IN KOMORNA ORODJA


- 39 -

Slika 3.19: Polirni stroj z vpeto matrico [9]

Spolirane matrice in trni klasičnih in komornih orodij potujejo na nitriranje v nitrirno peč.

Orodja za nitriranje se naložijo na regalno namensko paleto, ki se s pomočjo dvigala vstavi v

notranjost peči. Nitriranje je zelo pomemben postopek za življenjsko dobo orodja. V PCP

Profilarni se uporablja peč za nitriranje proizvajalca Solo, model Cool in heat, ki je prikazana

na sliki 3.20. [9]

Slika 3.20: Regal z orodji in nitrirna peč SOLO [9]

MATRICA NA POLIRANJU

PLASTIČNI OBROČ

PROTI POŠKODBAM


- 40 -

Kvaliteta nitrirane plasti je odvisna od parametrov nitriranja, kot so temperatura, čas, sestava

plinske mešanice, vrsta zlitinskih elementov in njihove koncentracije v jeklu, tlak na eni strani

ter priprava površine na drugi strani. Če je poznan vpliv posameznih parametrov na nastanek

nitrirane plasti, lahko s spreminjanjem le-teh vplivamo na kvaliteto nitrirane plasti.

Nastavljena temperatura v peči za nitriranje med procesom nitriranja je od 520 °C do 530 °C,

kar je vidno na sliki 3.21, kjer so prikazane dejanske temperature v peči za nitriranje. [8, str.:

20]

Slika 3.21: Temperature med procesom nitriranja v peči SOLO [9]

3.4.6.4 Orodje v orodjarni in v skladišču

Po končanem ciklu nitriranja se matrice in trni vrnejo v orodjarno, kjer jih je potrebno

ponovno pregledati. Po pregledu se matrice in trni ločijo po medsebojnem ujemanju številk,

ki so označene na vsaki posamezni komponenti orodja. Pri sami sestavi se rob naleganja trna,

matrice in podložne plošče namasti z oljem, da ne pride do erozije in sprijemanja.

Medsebojno se vse tri komponente na posebni stiskalnici za sestavo orodja stisnejo, da se

naležne ploskve sprimejo tesno skupaj. Trn, matrico in podložno ploskev je potrebno dodatno

privijačiti, da ne pride do samega razpada. Pred skladiščenjem se notranjost orodja na drsnih


- 41 -

površinah, tj. na trnu in matrici, zaščiti z belim keramičnim sprejem, nato pa se še čelna in

zadnja stran dodatno zaščititi z zaščitno folijo proti prašnim in drugim delcem. Ko je orodje

zadostno zaščiteno, potuje v skladiščne prostore orodja na točno določeno mesto, ki nosi

številko orodja in čaka na ponovno naročilo izbranega profila. Postopek se po ponovnem

naročilu ponavlja dokler se orodje ne iztroši ali zavrže zaradi zastaranja programa na trgu. [9]

Slika 3.22: Končno skladišče orodja [9]

3.5 Analiza in problematika dela z orodji

Orodja po stiskalnih linijah

Slika 3.23: Graf orodja po stiskalnih linijah [9]

310 312 293 294 300 289

5 2 2

259

323

245

0

50

100

150

200

250

300

350

12,5MN 20MN 28MN

Šte

vil

o o

rod

ij

Stiskalnica

Naročena orodja

Izdobavljena orodja

Reklamacija orodja

Odpisana orodja


- 42 -

Grafični prikaz na sliki 3.23 ponazarja, koliko je bilo po posameznih stiskalnih linijah

naročenih, izdobavljenih, reklamiranih in odpisanih orodij v letu 2015. Po vseh kriterijih je 20

MN stiskalna linija nekoliko v prednosti zaradi novih, manj ugodnih oblik profilov na trgu,

zaradi zahteve po spremembi načrtov in orodij itd. Reklamacije orodij se zelo redko

uveljavljajo. Dobavitelji oz. proizvajalci takih orodij že pri samem konstruiranju uporabljajo

programe za simulacije poteka materiala skozi orodja. V kolikor jim simulacije ne uspevajo

dobro, jim priskočijo na pomoč orodjarji iz lastne orodjarne, ki so specializirani za tovrstna

orodja. S pomočjo merilnih protokolov, prvih vzorcev in dobrih idej korigiranja orodja se

pride do vzorca oz. profila, ki si ga je želel kupec in tudi mi sami. [9]

Zastoji orodja zaradi dimenzij po stiskalnicah

Slika 3.24: Graf zastojev orodja [9]

Podatki o zastojih po posameznih stiskalnih linijah v letu 2015 so prikazani na sliki 3.24. Pri

profilih, ki so bolj zahtevni in s strogimi tolerancami, je življenjska doba orodja manjša. Iz

podatkov je razvidno, da stiskalna linija 20 MN izstopa po orodjih, ki so bila dimenzijsko

neustrezna že pri prvem oz. nadaljnjem iztiskanju. [9]

36%

44%

20%

Dimenzijsko neustrezna orodja po linijah

12,5MN

20MN

28MN


- 43 -

Življenjska doba orodij

Slika 3.25: Graf življenjske dobe orodja [9]

Iz slike 3.25 je razvidno, da se je v obdobju petih let povprečna življenjska doba orodja

znižala za skoraj 2600 kg. Življenjska doba se znižuje predvsem zaradi povečanega števila

novih orodij, spremembe konstrukcije na paličnem programu (odpis orodij brez ustnika) ter

zaradi novih programov. [9]

Faktorji, ki vplivaj na življenjsko dobo orodja za toplo iztiskanje, so kvaliteta orodnega

jekla, konstrukcija orodja, toplotna obdelava, mehanska in termična obdelava, stanje površine,

kemična sestava iztiskanega materiala ter uporaba in vzdrževanje orodja. [9]

30865 28140

31461 29996

28498 28267

10000

15000

20000

25000

30000

35000

2010 2011 2012 2013 2014 2015

kg

Leto

Povprečna življenjska doba


- 44 -

Zastoji orodja po linijah

Slika 3.26: Graf zastojev orodja po linijah [9]

Zastoj orodja po posameznih stiskalnih linijah je že dalj časa največji na 20 MN, kar je

razvidno iz slike 3.26. Na tej stiskalni liniji so zastoji večji predvsem zaradi zahtevnosti

programa, ki zahteva večje število orodij za izdelavo posameznega naročila. [9]

Vzroki na orodju

Slika 3.27: Vzroki na orodju [9]

27%

46%

27%

20%

50%

30% 27%

51%

22%

37%

44%

19%

33%

42%

25%

35% 42%

23%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

12,5MN 20MN 28MN

Zast

oji

(%

)

Stiskalnica

Razčlenitev po stiskalnicah

2010

2011

2012

2013

2014

2015

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Vzroki štopiranih orodij

2010

2011

2012

2013

2014

2015


- 45 -

Slika 3.27 prikazuje, da je glavni razlog za izmet orodja površina. Vzrok zaradi dimenzij je

nekoliko manjši in z leti počasi pada kot tudi vzrok prehitevanje. Ostali podatki so skoraj

nični. Vsi ti vzroki se vedno pojavljajo v proizvodnem procesu, lahko pa jih zmanjšamo s

pravilno pripravo orodja pred iztiskanjem. Drsne površine moramo dobro spolirati in jih

prevleči s trdnimi prevlekami ‒ orodje nitriramo. Med samim procesom iztiskanja moramo

upoštevati tehnološka navodila in parametre. Pred skladiščenjem pa moramo na orodjih drsne

površine vstopne in izstopne dele zaščititi pred nečistočami. [9]


- 46 -

4 MERJENJE PROFILA V PRAKSI

4.1 Opis stanja v praksi

Prvo testiranje orodja in vzorčne količine iztiskanca so zelo pomembne za orodjarje in tudi

naročnika končnega izdelka. Ker delo v PCP Profilarni poteka neprestano, skozi celo leto 24

ur na dan, je v dopoldanskem času težko uskladiti redno proizvodnjo in testiranje novih orodij

oz. vzorčno količino, zato v popoldanskem in nočnem času vodje, upravljalci stiskalne linije s

svojo delovno skupino, prevzemajo odgovornost in predajo informacije tehnološkemu

oddelku. Med samim procesom iztiskanja je za orodja zelo pomembno, da je le-to pravilno

sestavljeno in ogreto na predpisano temperaturo, da se med iztiskanjem za vsako posamezno

orodje uporablja predpisani ojačevalec oz. vložek, da je pravočasno vpeto v stiskalnico, da se

profil med procesom (če to dopušča) ohlaja z dušikom, zrakom ali vodno prho in da je

temperatura okroglice na predpisani temperaturi za iztiskanje. Za začetno polnitev orodja se

uporablja najkrajša dolžina okroglice zaradi preprečitve loma orodja in manjšega izmeta

materiala, medtem ko se med procesom iztiskanja uporablja predpisana dolžina okroglice. Od

prve iztisnjene okroglice se odvzame začetni vzorec profila in vzorec za merilni protokol na

Romidotu. Zaradi nedoseganja mehanskih lastnosti se ostali del profilov odvrže v odpad za

ponovno predelavo. Pri vzorcu, ki je odvzet pri prvi okroglici, se profil ne ravnan na

ravnalnem stroju. Ti prvi vzorci in merilni rezultati so še posebej pomembni za vsako

nadaljnjo korekcijo orodja, če je to potrebno. Že pri prvem odvzemu vzorcev se lahko

naredijo nepopravljive napake korekcij na orodju ter nastanejo veliki stroški zaradi napačnih

informacij in napak med procesom meritev. Upravljalec stiskalne linije je zadolžen, da dobro

pripravi vzorec za merilno napravo Romidot. [9]


- 47 -

4.2 Uporaba merilnih sredstev za merjenje profilov

Upravljalec stiskalne linije med samim procesom iztiskovanja, kot osnovno merilo, uporablja

digitalno kljunasto pomično merilo za manjše profile od 0 do 150 mm in za večje profile od 0

do 300 mm. Zraven pomičnega merila uporablja še precizni nožasti kotnik 90°, merilec

hrapavosti, tračni meter za preverjanje daljših dolžin profila in najbolj pomembno

računalniško programsko podprto merilno napravo Romidot. [9]

Gospodarna proizvodnja se ne opira le na ustrezno tehnologijo obdelave, temveč mora biti

tudi podprta z ustrezno tehnologijo merjenja določenih karakteristik obdelovancev. Po pravilu

ugotavljamo, ali so le-te v dopustnih mejah, in sicer pred, med ali po obdelavi. Zahteve po

funkcionalnih lastnostih geometrijsko definiranih teles, vključno z zamenljivostjo delov,

zahtevajo pogosto majhne odstopke mer in oblike. Pri profilih, ki se sestavljajo v sklop z več

različnimi profili, je funkcionalna sposobnost določena tudi z odstopki medsebojnega

položaja določenih linij ali ploskev posameznih profilov. Merjenje je primerjanje veličine z

znano veličino enake vrste, ki služi kot merska enota. Pri tem primerjava obsega zaporedje del

s ciljem določitve številčne vrednosti N, s pomočjo merilne naprave, ki je graduirana po dani

merski enoti. Enačba merjenja (4.7): [17, str.: 30]

x – merjena veličina (npr. dolžina kot …)

N – številčna vrednost merjene veličine x

Xm – merska enota

4.2.1 Opis merjenja s kljunastim pomičnim merilom

S pomičnim merilom merimo zunanje in notranje mere ter globino. Na kljunastem pomičnem

merilu je milimetrska skala, s pomočjo nonija pa lahko, glede na delitev na noniju,

odčitavamo 0,1 mm ali 0,05 mm. Za bolj natančne meritve to merilo ni primerno. Pred


- 48 -

merjenjem preverimo natančnost pomičnega merila tako, da kljuna merila potisnemo skupaj.

Ničla na noniju se mora prekrivati z ničlo na milimetrski skali. Med kljuni na merilu pa ne

sme biti vidna zračna reža. Pri merjenju držimo merilo pravokotno na površino, ki jo merimo.

S skale nonija in ravnila odčitavamo tako, da na njiju gledamo pravokotno. Z merilnima

konicama na kljunu merimo le utore oz. žlebove. Če s pomičnega merila ne moremo odčitati,

ko ga držimo na merjencu, pritrdimo drsnik s pritrdilnim vijakom in merilo previdno

odstranimo. V praksi se vse bolj uporabljajo digitalna pomična merila. Uporabljamo le

pregledana merila. Pomično merilo dostavljamo na pregled v merilnico enkrat letno, o čemer

priča nalepka z datumom veljavnosti pregleda merila, ki je na hrbtni strani merila. Če pride do

poškodbe merila, le-to takoj dostavimo na kontrolo v merilnico. [9]

Slika 4.28: Kljunasto pomično merilo [13]

4.2.2 Opis lasastega kotnika

Lasasti kotnik se med procesom iztiskanja profilov uporablja za preverjanje kotov. Pri

preverjanju kotov z nenastavljivimi pripomočki najpogosteje preverjamo pravokotnost dveh

ploskev. Kotnik se prisloni ob merjenec in s pogledom proti svetlobi ugotavljamo prileganje

kotnika merjencu. Kot merimo v stopinjah, minutah in izjemoma sekundah. Za grobo

odčitavanje odstopka od kota si pomagamo z merilnimi lističi, medtem ko za fino meritev

uporabljamo skenirno merilno napravo Romidot. [9]


- 49 -

Slika 4.29: Lasasti kotnik [9]

4.2.3 Opis tračnega metra

Tračni metri se uporabljajo za merjenje dolžin, širin, diagonal in premerov. Glede na

specifiko dela se uporabljajo tračni metri naslednjih merilnih dolžin: 2 m, 3 m, 5 m, 10 m ali

več. Posebno pozornost je potrebno posvetit jezičku na začetku merilnega traku. Ta mora biti

premakljiv za 1 mm, odvisno od tega ali merimo dolžino tako, da jeziček zataknemo na

začetek merjenca, ali pa merimo tako, da jeziček prislonimo na začetek merjenca. Ne smemo

uporabljati meril brez jezička, ali v primeru, ko je le-ta deformiran. Merilni trak ne sme biti

zvit ali kakorkoli drugače poškodovan. Skala na merilnem traku je milimetrska, številčno pa

so označeni še centimetri in metri. Črtice merilne ločljivosti morajo biti lepo vidne in

nepoškodovane, prav tako številke, ki označujejo merilno dolžino. Merilnega traku ne smemo

sunkovito odvijati, da ne zaskoči ali se utrga navijalna vzmet. Prav tako se merilni trak ne sme

sunkovito navijati, saj se lahko poškoduje merilni trak (pregib, lom in podobno) ali pa merilni

trak poškoduje merilca. Vse nove tračne metre je potrebno pred prvo uporabo dostaviti v

merilnico, kjer jih odgovorna oseba po predhodnem dogovoru z naročnikom razdeli v

skupino, kalibrira in glede na skupino ustrezno označi. Tračni metri so glede na vrsto uporabe

razdeljeni v dve skupini: [9]

tračni metri za merjenje karakteristik izdelkov, ki se navajajo v certifikatu;

tračni metri za splošno merjenje.


- 50 -

Slika 4.30: Tračni meter [9]

4.2.4 Opis merilne naprave Romidot

4.2.4.1 Osnovni podatki merilne naprave

ROMIDOT kot glavna merilna naprava je računalniško programsko podprta merilna naprava.

Deluje na principu skenira

profilov iz aluminijevih zlitin · 2017. 11. 28. · orodja za vroČe iztiskovanje palic, cevi in...

Documents