MAKÎNA PARÇALARININ ÜRETÎLEBlLlRLtKLERÎ
8.1. ÜretflebffiTİ3t Kavramı, Makinalartn Üretflebüirlıklerini Belirleyen Şartlar
Makmalann, kendilerinden beklenilen performansın bütün gereklerini yerine getirebilecek derecede mükemmel olmasına karşın, Ur dizayn; eğer imalâttaki işçilik girdisi, malzeme gereksinimi, dikkate alınmamış ise gerçekleştirilemez.
Bir dizaynın, en az işçilik ve en diişük malzeme gereksinimi şartına uygunluk derecesi onun iiretiiebiUrliği diye tanımlanır.
. İmalâttaki işçilik girdisi ve malzeme gereksinimi sadece dizaynabağh olmayıp, önemli derecede de planlanan imalât işlemine, taJamlanna ve seçilen işleme değişkenlerine bağlıdır. Bu nedenle bir makin anın dizayn edildiği şekli ile lireti ^bilirliğini değerlendirirken, uygulanan imalât işleminin etkilerini dikkate almamak gerekir. Bu durumda verilen dizaynın üreülebilirliğini saptamak için aynı imalât koşullarında fakat değişik olarak dizayn edilmiş şekillerine göre gerekli işçilik girdilerini mukayese etmek gerekir. Böylece üretilebilirliği işçilik girdilerinin birbirlerine oranlan olarak değerlendirmek olanağı sağlanır *
Eğer bir makin anın iki ayrı tip dizaynının üretilebilirliği ¿r, ve Kt olarak simgelenir ve aynı şartlar ve aynı imalât hacmi için bunlann gerektirdiği İşçilik girdisi Tt ve T* olursa
Kı Tı ‘
– *- veya Ki = mK2 olur.
Ki T,
Tı
Burada m = makinanın birinci dizayn seçeneğinin iiretüeblllrliğidir.
T,
Makinanın n dizayn seçenekleri için çeşitti seçeneklerin üretilebilirlikleri
* Bir makinanın iiretilebüiriiğinin nümerik metodla saptanması 8.2 kısmında açıklanmıştır.Bir makinanın imalâtındaki toplam işçilik girdisi, makinanın birleştirilen parçalannın imalâtındaki işçilikle, bu parçaların komple üniteye montajında gerekli işçiliklerin toplamına eşittir. Buna uygun olarak; bir makinanın üretilebilirliği, onu meydana getiren parçaların ve ünitelerin Uretilebilirlikleri toplamına göre incelenebilir.
Bir makinanın imalâtındaki işçilik girdisi, ancak onun tüm imalât işlemleri planlandıktan sonra (yani dizayn noksansız tamamlandıktan ve uygulama resimleri hazırlandıktan sonra) saptanabilir.
Bir makinanın ve onun birleşen parçalan ile ünitelerinin uretilebilirlikleri onun dizayn çalışmalan sırasında değerlendirilmelidir. Yani dizayn hala geliştirilmeye devam edilirken yapılan üretim analizleri arasında bu değerlendirme yapılmalıdır. Parçanın, ünitenin veya makinanın (deneme amacıyla) kabaca hazırlanmış resmi üzerinde önce işlem mühendisi üretim analizi yapar. Bundan sonra-dizayn bürosunda öngörüldüğü şekilde yenilenir ve son resimler hazırlanıp dağıtılır. Bununla beraber eğer bu analizler, sadece üretilebilirlik analizini yapmakla görevli işlem mühendisine bırakılırsa değerlendirmelerin sübjektif olma tehlikesi vardır.
Bir makinanın veya onun birleşen ünite ve parçalanmn uretilebilirliğinin objektif değerlendirmesinde bütün yararlı etkenlerin ve dizayn özelliklerinin dikkate alınmalan gerekir. Bunlar şunlardır:
(1) parçalar optimum şekillidir. Böylece kaba parçalann minimum işleme payı ve minimum sayıda işlenecek yüzeyle imal edilmeleri sağlanmıştır.
(2) Parça mümkün olan en küçük ağırlığa sahiptir.
(3) Makinanın dizaynında birleşen parçalan için en az sayıda malzeme çeşidi kulland-mıştır.
(4) Parçalar ve üniteler birbirleri ile değiştirilebilirler ve tolerans bölgeleri optimumde-ğere sahiptir.*
(5) Parçalar, üniteler ve aynı.zamapda bunların dizayn elemanlan (Vida hatveleri, dişli modülleri, radyuslar, dolgular v.b.) yürürlükteki standartlara uymalı ve olabildiğince tek düze hale getirilmelidirler.
Makina parçalarının optimum şeklinin seçimi onlknn dizaynına ve çalışmadaki fonksi-yonlanna bağlıdır. Bir parçanın üretilebilirliğiRidegerlendirirken onun dizaynındaki çeşitli seçenekler arasında bir karşılaştırma yapmak gerekir.
Makinanın bütün kalite endekslerinin tam olarak garanti edilebilmesi için optimum toleranslar mümkün olduğu kadar gemt tutulurlar.
Makina parçalannın optimum şekillerim ortaya çıkarmak için kaba parçalann imalât ve işlenmelerinde belli işleme metotlarından yararlanılır.
Buna göre, bir kural olarak, gövde tipi parçalar; döküm olarak, döküm ve kaynak olarak veya preslenip kaynatılmış olarak yapılırlar. Döküm kaba parçalann (döküm demir veya çelik) dizaynı onların makinada kalıplanabilmeleri için bütün gereksinmeleri karşılayabil-melidir, kesitlerinde ani değişiklikler olmamalıdır. Demirsiz metaller için yapılan dizaynlar, bozulmaz metal kalıplarda (kokil) dökülmeye uygun olmalıdırlar.
En az işçilik girdisi ile işlenebilecek optimum şekilli bir gövde parçası şu ana şartlan karşılamalıdır:
(1) Parçanormal geometrik şekle mümkün olduğu kadar yakın olmalıdır, böylece basit bir yerleştirme temel elemanı takımından yararlanarak tüm olarkk işlenebilecek şekilde di-, zayn edilmelidir, örneğin; iki tane yerleştirme deliği olan bir yassı yüzey bu takımı meydana-getirebilir.
(2) Parçanın dizaynı, bütün düzlem yüzeylerin ve delikli dip yüzlerin tam olarak işlenebilmesine olanak sağlamalıdır. Bu amaçla bu yüzeylerde işlemeyi engelleyecek çıkıntılı kısımlar veya faturalar olmamalıdır. Parçanın iç duvariannda işlenen deliklerin çaplan qynı eksen üzerinde fakat dış duvarda bulunan deliklerin çaplanndan büyük olmamalıdır.
(3) Gövde tipi parçalann son kısımlannda buradaki deliklerin eksenlerine tam gönyede olmayan yüzeyler bulunmamalıdır. Bu, delik açan matkabın giriş ve çıkışındaki yüzeyleri tanımlamaktadır.
(4) Parça üzerindeki deliklerin çaplannda ve çekilen vida dişlerinde büyük farklılıklardan, çeşitliliklerden kaçınılmalıdır.
(5) Gövde tipi bir parça eğer olanak varsa eşlendiği parçaya monte edilmeden işlenebil-melidir. ‘,■■■■■
Aşağıda, genellikle çubuk malzemeden ve döğmeden çok seyrek olarak ta dökümden yapılan döner yüzeyli ve deliksiz parçalarla bu tipte ve karmaşık şekilli parçalann üretile-biliriikleri için aranılan temel şartlar sıralanmıştır ;
(1) Bu parçaların dizaynında, sadece diğer eşlenik parçalann içlerinde veya dışlarında çalışan yüzeylerde olmak üzere çok az sayıda yüzeyin işlenmesi öngörülmelidir.
(2) Parçalann şekilleriıOnlann kapalı kalıplarda dövülmelerine olanak vermelidir, böylece, anormal uzantılar kesitteki ani değişmeler, derin girintiler ve diğer benzer kusurlardan kaçınılmış olur.
Eğer bu şartlar yerine getirilmezse dövülen kaba parça bitmiş parçaya çok az yaklaşmış olacak ve başka durumlarda işlenmesi bile gerekmeyen yüzeylerin işlenmesi de dahil olmak üzere çok sayıda işleme operasyonu yapmak gerekecek aynı zamanda talaş şeklinde çok metal kaybı olacaktır.
Aşağıdaki ana şartlar da, dövme ileyapılmış«döküm halinde, plâka ve şeritten yapılmış disk tipi parçalar (flanşlar) m üretilebirlikleri için verilmişlerdir.
(1) Parçanın dizaynında, sadece eşlenik parçalariairirlikte çalışan kısımlann işlenmesi
ön görülmelidir ve parçalann şekilleri çokaz işleme payıolan kaba parçalann kullanılma-lanna olanak vermelidir. –
(2) Parçanın dizaynı mİ işlem arasında çarpılmasını önleyecek şekilde olmalıdır.
(3) Hassas parçalann üzerinde bulunan ve hizmet gereksinmelerini tamamen karşalayan toleranslar, imalâtı güçleştirecek kadar dar sınırlar içinde olmamalıdıriar. . ,
Tablo 11 de yüksek üıetflebflirlik dereceli parçalann dizaynında aranan temel kurall« liste şeklinde verilmiştir.
Döküm dövme veya çubuk malzemeden yapılmış küçük parçalann ve bağlantı parçalarının üretüebilirliklerl, onlan, «n as sayıda işleme yüzeyi ve en az işleme payı ile dizayn •denek arttırılabilir.
Küçük parçalann şekillerinde aranan temel özellik, cmlann yüksek üretim metoüan ile yapılabilmeleri olanağıdır, örneğin; dövme makinalan veya preslerde, birçok parçanın aynı anda döküldüğü kalıp dökümlerde, otomatik preslerde şerit malzemeden preslenme ile, çubuk malzemeden soğuk olarak kafa şişirme ile veya endüksiyon ısıtman yanında kafa şişirme ile yapılan üntgen imalât bu olanağa sahiptir. ^
Makinânın veya onun birleşen üniteleri ve parçalannın miikiin dan minimum ağırhkla-n onlarin optimum emniyet kat sayılansa göre yapılan hesaplarla saptanır. Optimum emniyet kat sayısı, optimum şekil ve yüksek dirençli malzemeye göre dizayn edilmiş parçaya göre saptanır.
Daha verimli bir dizayn geliştirerek makinamn ağırlığında yapılan her hangi bir azaltma, onun imalatındaki işçilik girdisininde azalmasını sağlar. Bir makinamn ağırlığı ile onun işçilik girdisi arasında belli bir bağıntı vardır.
Şunu da belirtmek gerekir ki ağırlığın azaltılması gereksinimi makinamn çalışması yönünden de büyük önem taşır, örneğin demiryolu vagonlan, traktörler, otomobiller ve diğer nakil araçlan minimum ağırlıkta olurlarsa hareketleri İçin de minimum eneği gerekir.
Bir makinamn imalâtı için minimumisayıda malzeme çeşidini gerektiren dizayn şekl, en büyiik üretiiebilirfik derecesine sahip dizayn olarak kabul edilir. Malzeme çeşidinin büyük oranda artmaa, üretimi daha karmaşık ve güç hale getirir. Bu durumda öncelikle kaba parça imalâtı operasyonlan güçleşir bunun yanında işleme operasyonlan da güçleşir çünkü çeşitli cins ve sınıflardan malzemeler, değişik kesme ve ilerleme tuzlamda çalışan ve değişik kesme açılarına sahip çeşitli kesici takımların kullanılmalarım gerektirir. Boylerine ur çok çeşitlilik deponun düzenlenmesini güçleştirir ve stok düzeyini gereksiz ölçüde yükseltir. Bîr şeklin veya malzeme tipinin geçici bir süre için ambarda bulu nam ama« hafinde büyük ölçüde zaman kaybı olur. ;
Birçok halde, bulunmayanın yerine başka bir şekil veya cinsten malzeme kullanmak gerekebilir ancak bu işçilik girdisinin artmasına buna bağholarak ta imalât maliyetinin yükselmesine neden ohır.
Bir makinamn iiretilebUirliğini belirleyen ana etkenlerden birisi de parçalannveya üni* talerin optimum tolerans «tasma göre birbirleri fle değiştirilebilmeleri (eşdeğişkeoDk) olanağıdır. eş değişkenliğin yetersiz olması yerleştirme v4 ayarlama güçlükleri nedeniyle ima-
122
l&tla işçilik girdisinin artmasına neden otar. Parçalann veya ünitelerin eşdeğişkenlikleri onlann belli tolerans sınırlan içerisinde kalan Ölçülerde imal edilmelerini gerektirir.
öte yandan istenen ölçüler nekadar hassas (dursa parçanın imalâtında işçilik girdisi de ; p ölçüde fazla olacaktır» yani, makinamn üretilebilirliği daha düşük olacaktır. Çok hassas işlenen parçalardaki işçilik girdisi, ek olarak yapılan parlatma işlemi ile daha da artar. Sonuç olarak parçalann işlenecekleri hassasiyet, optimum tolerans sınırlan içerisinde olmalıdır. Optimum tolerans, olanaklar elverdiğince geni« olmakla beraber parçalann eşdeğişken-liğini, makinamn veya mekanizmanın istenen kalitede performansını sağlayan toleranstır.
Eğer bu makinamn dizaynında çok sayıda (standartlaştırılmış ve tipleştirilmiş X yani geometrik ve fiziksel özellikler bakımından aynı) parça veya ünite kullanılırsa onun üretile-büirliği Önemli ölçüde arttırılmış olur.
Standart ve tipleştirilmiş parçalar ve üniteler, çok sayıda kullanıldıklarından, bunlar, yüksek üretim teçhizata ve takı mİ an kullanılarak bant imalâtı metodu He üretilirler. Bu, doğal olarak işçilik girdisini Önemli ölçüde azaltır.
Bunun dışında, bu şekilde parça ve ünitelerin kullanılması ile baktın ve onanm işçiliği, gerekli parça miktan azaltıldığı gibi bazı hallerde de makinamn değişik boy ve modellerinde aynı parçayı kullanabilme olanağı sağlanır, örneğin; çeşitli transfer bandan ve makinalan, çeşitli tip ve boyutlarda standart güç ünitelerinden meydana getirilebilirler. Çeşitli tipte takan tezgahlarında aynı hidrolik pompa, hidrolik kontrol panosu ve elektrik kontrol aletleri vardır. Çeşitli tip ve boylardaki takım tezgahlannda aynı kontrol elemanlan, yataklar, salmastralar, hız ve ilerleme dişli kutulaman parçalan .vidalar v.b. kullanılabilir.
Tipleştirilmiş parçalann yanında bir makinamn dizaynında önemli sayıda yeni parçaya (standart dışı)’gereksinme duyulabilir. Bu yeni parçalar şekil yönünden farklı olmalarına karşın makinadald diğer parçalann işlenmiş yüzeyleri ile aynı olan işlenmiş yüzeylere sahiptirler. Farklı, delik ve mil çaplanmn, kama yerleri ölçülerinin, kamalı mil ölçülerinin, dişlerin, diş modüllerinin, bağlantı elemanlarının çap ve boylamım mil ve deliklerdeki çeşitli tolerans!ann v.b. tamamı minimum sayıya indirilebilir. Bu, aynı şekilde, kesme, ölçme takmdannm.ve diğerlerinin ebatlarını ve tiplerini minimum düzeye” indirecektir.
Gerekli takımların çeşitlerindeki herhangi bir azaltma, onlann imalât koşullannı düzeltip iyileştirdiği gibi, atölyelere, kısımlara, transfer batianna ve iş yerlerine verilmelerini de basitleştirir.
‘ Bunlann sonucu olarak, “olanaklar elverdiğince parçalarında çok sayıda tipleştirilmiş dizayn elemanı kullanan dizayn seçeneği, tipleştirmeye hiç yer vermeyen veya çokye tersiz ölçüde buna eğilmiş dizayn seçeneğine göre çok daha yükSek üretilebiliriiğe sahiptir” diyebiliriz.
8.2. Üretflebiirliğin Nümerik Metodla Değerlendirilmesi
■ Daha önce de belirtildiği gibi bir makinanın üretilebilirliği onun imalâtında gerekli işçilik girdisine göre değerlendirilir. Bununla beraber bu değerlendirme için bir nümerik metot da vardır. Bu metot makinamn ünitelerinin, parçalarını ve parçalann dizaynının ayn elemanlarının tipteştirilme derecelerine bağlıdır. Bu metotda üretilebüirliğin kriteri, tipleştirilmiş parçalann (veya onlann elemanlarının) sayısının toplam parça (veya onlann eleman-hamut ) sayısına oranıdır.
Makina Özetindeki çeşitli pmça sayısını AT fle ve fiurkh yeni parça (standart dışı ve üp-
leştirflraemlş) saymnı n He gösterelim L; y oram verilen maklnamn parçalarının tipteşttr-
N .
me tef teym olarak tammlanır.
Tlpteşttrme, ftakh yen! parça (standart dışı re ttpteştirilmemlş) sayısı n in (makinanm
performansına zanr Termeden) olabilen en küçük değere düşürülmesinden başka bfrşey de-» .■ n m : gndhr. Bana gtfıe —-onun ne kadar, küçük oluna yani y kat saym ne kadar küçük otursa
N, , ■
makina parçalarının tlpteşfirOme derecesi o Ölçüde yiiksek olur. O halde tfpleştfrme derecek e =—dir. Eger bir makina N: 745 brUı parçadan meydana gelmişse ve bu parçaların
y ■■■
n: 149 tanesi farklı yen! parça (standart dışı ve Üpleştirflmemlş ) ise verilen makinamn tip-leşttrme kat saym v ^ .
n 149 ■ ■:
■■ y ar.-*—’ öt ——at 0,2 dİT.
N 745
Bir maklnamn böttin parçalan işlem mühendisliği sınıflandırmasına göre ( Bakbölüm 19) sınıflandırılabilir ve tipleştinne kat say» her bfr «raf için saptanır. Bu durumda makl-nadaki bütün parçalatın ortalama tipleftirme kat taym y0 çeşitli sınıflar için hesaplanan
kat sayılann aritmetik ortalaması olarak hesaplanır.
* ni ro – — sf ir
r
boada« : parçalara gruptandanidıklan nmf sayısıdır.
Bir maklnamn çeşitli şekillerde dizayn edilmiş elemanlarının Upleştiriime dereceleri esas almarak üretilebilirüğl bu metotta da hesaplanabilir.
‘ Eger bir maklnadakl toplam dizayn elemam sayısı (deliklerin, vidaların, muytufcpm
R|
çaplan vJb.) ne ve bu elemanların (tekli ölçülerinin saym n, He gösteriline ——. yı ve* 4ten elemanların maklnadakl tlpleşfirme kştsaym dtar.
Mtiln »fttayn etemanlannm ortalamş tipleştiıuıe kat »ayısı yi0 ■
otur. Banda *ı dikkate dnua Mtt eleman çeşidi sayısıdır. Dizayn eiemaniantm tipleştirme derecesi be
i,f ı\ ■
. »ı .*» ——-dtr.
‘ : Ti
Bir makinanm en yüksek üretilebilirllk derecesini veren dizayn seçeneğinde, çeşitti dizayn elemanlannm ttpleştinne derecesi en, yOksek oimah ve İm elemanlara tanman 1 ci ve
2 d dereceden toteranstarm yüzdesi en düşük olmalıdır.
O halde tipleşthme derecesi nekadar yüksek ohnsa, parçaların, ünitelerin ve bir bUtlln ofanak makhumm UıetilebBlılIğt de o ölçUde yüksek olacaktır.