Connecting rod’s manufacturing improvements and process planning : Tolerance chain analysis and training material

• Main Author: Garde Gonzalez, Silvia
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Industriell produktion 2015
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-169997

Process planning includes the series of activities to design the process to transform the blank into the finished manufactured part. There is no specific method to create an optimum process plan and the results highly depend on the experience of the process planner. Besides, the high competitiveness among the companies demands a very high quality keeping costs as low as possible. This thesis has been focused on the study of the connecting rod manufacturing process. The analysis of the Scania’ line together with a benchmark among different leading companies on the connecting rod manufacturing has been undertaken. As tolerance chain analysis is an essential activity in process planning for geometry assurance, a tolerance chains study based on Monte Carlo simulations for the connecting rod line has been performed to develop improved manufacturing solutions to lower costs and increase quality. The code created for this simulation calculates the deviation of the different measures due to the accumulation of in-process tolerances. Apart from this tolerance chain analysis, other additional improvements have been suggested based on theoretical studies. Finally, the development of a training material with an example to introduce new process planners to feasible process planning approaches has been performed. Three main outcomes have been obtained from this thesis. Firstly, a new methodology to deal with tolerance stackups has provided an advanced analysis tool to assess the suitability of new improvements and optimize the manufacturing process. Secondly, a comprehensive analysis of the connecting rod manufacturing has led to many ideas to improve the current process. These ideas have been mainly related to machining sequence, machine tool and new technologies for machining. Thirdly, a didactic training material in process planning has been successfully developed and tested for future educative purposes in Scania. === Artikelberedning omfattar en mängd olika aktiviteter nödvändiga för att bestämma och beskriva hur ett ämne ska omvandlas till en färdig produkt. Det finns ingen specifik metod för hur man på bästa sätt genomför artikelberedning. Det slutliga resultatet av artikelberedningsprocessen beror i hög grad på beredarens erfarenhet. Konkurrensen mellan tillverkande företag är tuff och ständigt ökande kvalitetskrav och krav på minskade tillverkningskostnader ställer höga krav på beredarens yrkesskicklighet. Detta examensarbete har fokuserat på att analysera process för vevstakstillverkning. Analysen av Scanias linje tillsammans med en mindre benchmark av vevstaketillverkning har genomförts. Då toleranskedjeanalys är en viktig aktivitet inom artikelberedning har en toleranskedjeanalysmetod, baserad på Monte Carlo-simulering, utvecklats i examensarbetet. Analysmetoden som implementerats i Matlab beräknar det ackumulerade utfallet av de enskilda variationer som uppstår i tillverkningsoperationerna. Analysmetoden bedöms ha stor potential att sänka tillverkningskostnad och höja kvaliteten för processer med flera olika uppspänningar i sekvens. Utöver ovan nämnda toleranskedjeanalysmetod föreslår examensarbetet, baserat på teoretiska studier även förbättringar av nuvarande tillverkningsprocess för vevstakar på Scania. Slutligen har ett kursmaterial utvecklades som kan användas för att introducera nya beredare i artikelberedning. Examensarbetet har resulterat i följande tre viktiga resultat. En ny metod för analys av toleranskedjor i syfte att kunna bedöma lämplighet av föreslagna processförändringar och optimering av tillverkningsprocess har utvecklats. Dessutom har ett förslag till förbättring av nuvarande tillverkningsprocess för vevstakar, i huvudsak relaterade till bearbetningssekvens, maskiner och nya tekniker för bearbetning tagits fram. Slutligen har ett utbildningsmaterial för beredning utvecklats och testats på Scania för deras utbildningsbehov.