1

Dr inż. Tadeusz Rudaś

[e-mail]

http://www.cim.pw.edu.pl/trudas

ST 319, tel. [phone]

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Obróbka

Skrawaniem

Wykład 1 (2)

Podstawy projektowania procesów

technologicznych

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Tematyka wykładu cz.II

• Podstawy projektowania procesów technologicznych

• Bazy. Operacje wykonywane na tokarkach (1)

• Operacje wykonywane na wiertarkach i frezarkach (1)

• Półfabrykaty i naddatki. Operacje wykonywane na

tokarkach, wiertarkach i frezarkach (2)

• Dokładność obróbki

Podstawy projektowania procesów technologicznych

2

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

M.Feld

: Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych

części maszyn. WNT Warszawa 2009

Obróbka skrawaniem. Poradnik inżyniera. Praca zbiorowa. t. II i III WNT
Warszawa 1991-94

Honczarenko J.: Obrabiarki sterowane numerycznie. WNT 2008.

Przybylski W., Deja M.: Komputerowo wspomagane wytwarzanie maszyn.

Podstawy i zastosowanie. WNT 2007.

Opracowane

prezentacje do każdego wykładu dostępne na stronie

internetowej.

Strony internetowe producentów obrabiarek i pomocy warsztatowych.

Literatura cz.II

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Proces produkcyjny – proces obejmujący działania

wykonywane dla wytworzenia wyrobów w danym zakładzie z

materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów. Obejmuje

procesy: technologiczny, kontroli jakości, transportu,

magazynowania, konserwacji, regeneracji, remontu itp..

Proces technologiczny – podstawowa część procesu

produkcyjnego obejmująca działania mające na celu

uzyskanie żądanych kształtów, wymiarów i właściwości

przedmiotów pracy lub ustalenie wzajemnych położeń

części lub zespołów w wyrobie.

Procesy produkcyjny i technologiczny

3

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

stan początkowy

przedmiotu pracy

stan końcowy

przedmiotu pracy

Proces technologiczny

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

S

0

S

k

S

1

S

k-1

...

operacja 10

operacja k0

Operacja technologiczna

4

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

operacja technologiczna – część procesu technologicznego

wykonywana na jednym stanowisku roboczym na jednym przedmiocie

(lub grupie przedmiotów) bez przerw na inną pracę

zabieg technologiczny – część operacji technologicznej realizowana

przy pomocy tych samych środków technologicznych i przy

niezmienionych parametrach obróbki, ustawieniu i zamocowaniu

przejście – część zabiegu, podczas której zdejmowana jest jedna

warstwa materiału

PN-M-01250:1983
Technologiczne przygotowanie produkcji -- Terminologia

Operacja, zabieg, przejście

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

zamocowanie – przyłożenie sił i momentów sił do przedmiotu pracy

dla zapewnienia niezmienności jego położenia podczas wykonywania

operacji technologicznej

pozycja –

określenie

położenia

przedmiotu pracy

ustalonego i

zamocowanego w

przyrządzie z

urządzeniem

podziałowym

Zamocowanie, pozycja

5

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Proces technologiczny wałka

Operacja 10 Frezować czoła i wykonać nakiełki

Zabieg 1 Frezować czoła na wymiar 125

Zabieg 2 Wykonać dwa nakiełki

Proces technologiczny - przykład

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Proces technologiczny - przykład

6

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Operacja 20 Toczyć zgrubnie i wykańczająco

Zamocowanie 1 Toczyć zgrubnie i wykańcz. powierzchnię A

Zabieg 1 Toczyć zgrubnie Ø30,5

Przejście 1 Toczyć Ø36

Przejście 1 Toczyć Ø30,5

Zabieg 2 Toczyć wykańczająco Ø30

Zamocowanie 2 Toczyć zgrubnie i wykańcz. powierzchnię B

Zabieg 1 Toczyć zgrubnie Ø40,5

Zabieg 2 Toczyć wykańczająco Ø40

B

A

Proces technologiczny - przykład

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

materiał

– wejściowy przedmiot pracy podlegający

dalszemu przetworzeniu w toku procesu produkcyjnego

półfabrykat

– niewykończony przedmiot pracy

część

– składnik wyrobu wykonany z jednego lub różnych

rodzajów materiału połączonych ze sobą w sposób
nierozłączny

zespół

–

zbiór części połączonych w taki sposób, że tworzą

składnik wyrobu o określonej funkcji

wyrób

–

przedmiot pracy stanowiący końcowy wynik

procesu produkcyjnego

PN-M-01250:1983
Technologiczne przygotowanie produkcji -- Terminologia

Przedmioty pracy

7

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

wyposażenie technologiczne

– maszyny i urządzenia technologiczne, na

których umieszczone są przedmioty pracy i pomoce warsztatowe, służące

do realizacji określonej części procesu produkcyjnego

pomoce warsztatowe

– środki technologiczne stosowane przy obróbce,

montażu i kontroli lub transporcie stanowiskowym przedmiotu pracy. Są

uzupełnieniem maszyn i urządzeń technologicznych lub służą bezpośrednio

pracownikowi przy pracy

Środki produkcji

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

narzędzie

– pomoc

warsztatowa do

bezpośredniego

oddziaływania na

przedmiot pracy w celu

zmiany jego kształtu,

wymiarów lub właściwości

oprawka

– pomoc

warsztatowa do ustalania

i mocowania narzędzi

Pomoce warsztatowe

8

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

uchwyt

– pomoc warsztatowa do ustalania i

zamocowania przedmiotu pracy w celu wykonania
operacji obróbki lub montażu

Pomoce warsztatowe

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

przyrząd

– pomoc warsztatowa stanowiąca przedłużenie

łańcucha kinematycznego maszyn i urządzeń

technologicznych, przeznaczona do rozszerzenia ich

możliwości technologicznych przez realizowanie

dodatkowych ruchów

Pomoce warsztatowe

9

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

narzędzie pomiarowe

– pomoc warsztatowa przeznaczona

do sprawdzania i pomiarów

Pomoce warsztatowe

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

narzędzie pomiarowe

– pomoc warsztatowa przeznaczona

do sprawdzania i pomiarów

Pomoce warsztatowe

10

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

dokumentacja technologiczna

– zbiór

dokumentów zawierający informacje
potrzebne do realizacji procesu
technologicznego

dokumenty główne:

karta technologiczna

instrukcja technologiczna



program obróbki technologicznej (CNC)

karta normowania czasu pracy

Dokumentacja technologiczna

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Karta technologiczna

11

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Dotyczy całego procesu

technologicznego
Zawiera wykaz i opis operacji

technologicznych
Opis operacji bardziej rozbudowany,

jeśli operacje nie posiadają bardziej

szczegółowej dokumentacji (instrukcji

technologicznych)
Jeśli operacje posiadają instrukcje technologiczne, opis operacji stanowi
odwołanie do nich

Karta technologiczna jest dokumentem wykorzystywanym w planowaniu
produkcji.

Na jej podstawie może być emitowana dokumentacja produkcyjna:

przewodnik (towarzyszy przedmiotom pracy, realizacja i rozliczenie ilościowe)

rozdzielnik (rejestracja przepływu przedmiotów pracy)

Karta technologiczna

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Zawiera szczegółowy opis operacji technologicznej.
Informacje w instrukcji technologicznej można podzielić na

kategorie:
• Dane nagłówkowe identyfikujące przedmiot pracy i operację.
• Informacje dotyczące nastawienia obrabiarki (bazowanie i

zamocowanie przedmiotu obrabianego, początek układu

współrzędnych przedmiotu (obrab. CNC), oprzyrządowanie

narzędziowe i przedmiotowe (narzędzia, oprawki, uchwyty,

przyrządy)
• Informacje dotyczące realizacji obróbki (zabiegi obróbkowe i

czynności, parametry skrawania)
• Informacje dotyczące kontroli stanowiskowej (czynności i narzędzia

pomiarowe)

Karta instrukcyjna

12

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Karta instrukcyjna

(jeden arkusz)

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

arkusz opisowy

Karta instrukcyjna

(dwa arkusze)

13

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

szkic technologiczny:

Przedmiot obrabiany w położeniu

technologicznym (tak, jak widzi go

operator obrabiarki)
Powierzchnie obrobione oznaczone grubą

linią, pozostałe cienką
Symbole określające bazowanie i

zamocowanie (w tym punkt zerowy dla

obrabiarek CNC)
Wymiary uzyskane w wyniku obróbki

(poprowadzone od baz obróbkowych)
Oznaczenia rysunkowe będące rezultatem

obróbki (chropowatość, tolerancje

położenia i kształtu)
Odnośniki do powierzchni, wymiarów …

Karta instrukcyjna

(dwa arkusze)

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Toczyć na wym. A

a

Toczyć na wym. B

b

Toczyć na wym. C

c

..............................

...

Bazowanie

Obrabiarka

Narzędzia

Przyrz. i Uchwyt.

Narz. pomiarowe

Program NC

tpz+tj

Organiz. obróbki

Obsada

Koszty

normalne

specjalizowane

specjalne

Przejście 1-sze

Przejście 2-gie

......................

wy

m

ia

ry

to

le

ra

n

cj

e

ch

ro

po

wa

to

ść

pa

ra

m

.

ob

ró

b.

In

for

m

ac

je

we

jś

ciowe

Rys. konstrukcyjny

Wskaźniki techn.-ekonom.

Poziom cen

Program produkcji

Możliwości inwestycyjne

Terminy uruchom. prod.

Materiał, półfabrykat

Park obrab. i urządz.

Wykonawstwo oprzyrząd.
specjalnego

Obsada personalna

Materiały, półfabrykaty

Frezować i nawiercać

10

Toczyć

20

Toczyć

30

..............................

...

..............................

...

..............................

...

..............................

...

..............................

...

..............................

...

..............................

...

Obróbka cieplna

Obróbka cieplna

Część gotowa

Ob

rób

ka

wyk

ań

cz

.

Ob

rób

ka

zgr

u

b

n

a

Ob

rób

ka

ks

zt

ałt

.

Proces technologiczny

14

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Analiza cech konstrukcyjnych



klasyfikacja powierzchni

(funkcjonalne i swobodne)



analiza wymiarowania



analiza dokładności (tolerancji,

pasowań, chropowatości)

Analiza dokumentacji konstrukcyjnej

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Analiza cech technologicznych - technologiczność

konstrukcji
Takie opracowanie konstrukcyjne części, zespołów i całych

maszyn, aby ich wytwarzanie w warunkach danego zakładu

produkcyjnego było możliwie najprostsze i najbardziej

ekonomiczne. Konstrukcja przy tym nie może stracić niczego

ze swej celowości (funkcjonalności) tj. poprawnego spełnienia

tego zakresu zadań, dla którego została przeznaczona.

Analiza dokumentacji konstrukcyjnej

15

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Technologiczność konstrukcji

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Wielkość produkcji

rodzaj półfabrykatu

maszyny i urządzenia
technologiczne

pomoce warsztatowe

organizacja produkcji

Wielkość produkcji

16

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

cecha

rodzaje produkcji

jednostkowa

seryjna

masowa

powtarzalność w czasie

brak

serie wyrobów w
określonych odstępach
czasu

stałe wykonywanie
określonego wyrobu

liczba operacji
wykonywanych na
stanowisku pracy

wiele (na ogół
wielozabiegowych)

kilka do kilkunastu

jedna

maszyny i urządzenia
technologiczne

ogólnego przeznaczenia

ogólnego
przeznaczenia,
specjalizowane i
specjalne

głównie specjalne

pomoce warsztatowe

uniwersalne (katalogowe)

uniwersalne, specjalne

głównie specjalne

ustawienie obrabiarek

grupowe wg typów
obrabiarek

gniazda, częściowo wg
operacji

wg operacji (gniazda lub
linie)

półfabrykaty

cięte materiały hutnicze,
profile z blachy ciętej
palnikiem, znaczne
naddatki na obróbkę

dokładne półfabrykaty
kształtem zbliżone do
gotowej części

Rodzaje produkcji

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

cecha

rodzaje produkcji

jednostkowa

seryjna

masowa

przepływ
materiałów i
półfabrykatów

rozdzielnia robót –
stanowisko pracy -
rozdzielnia

od stanowiska do stanowiska
(bez magazynów
międzyoperacyjnych)

kwalifikacje
robotników

wysokie

różne, znaczny procent
pracowników
przyuczonych

niskie pracowników
produkcyjnych, wysokie
ustawiaczy i służb
pomocniczych

udział pracy ręcznej

duży (zwłaszcza montaż,
trasowanie,
dopasowywanie)

ograniczony do
niezbędnego minimum

prawie całkowite
wyeliminowanie pracy ręcznej

dokumentacja
technologiczna

rysunek wykonawczy i
karta technologiczna
(przewodnik)

karta technologiczna,
karty instrukcyjne
ważniejszych operacji

bardzo szczegółowa

Rodzaje produkcji

17

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

1)

analiza danych wejściowych (konstrukcyjnych i technologicznych)

2)

wybór półfabrykatu, sposobu jego wykonania, określenie naddatków na obróbkę

3)

określenie wstępnego planu operacyjnego

4)

wybór baz obróbkowych

5)

opracowanie operacji technologicznych:



wybór środków technologicznych (obrabiarek i pomocy warsztatowych)



określenie naddatków i wymiarów obróbkowych



określenie liczby i kolejności przejść



wybór parametrów obróbki



opracowanie i symulacja programów NC

6)

określenie normy czasu dla poszczególnych operacji, liczby obrabiarek i robotników

potrzebnych do realizacji procesu

7)

analiza ekonomiczna procesu technologicznego

8)

ostateczne opracowanie planu operacyjnego

9)

wykonanie dokumentacji technologicznej

Projektowanie procesu technologicznego

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Stopnie obróbki:
I.

obróbka zgrubna – zadanie: usunięcie całego nadmiaru

materiału, mniej istotne zwiększenie dokładności

II. obróbka kształtująca – zadanie: nadanie przedmiotowi

wymiarów i kształtów

III. obróbka wykończeniowa – zadanie: uzyskanie

wysokiej

dokładności lub (i) jakości warstwy

wierzchniej

IV. obróbka dokładnościowa lub powierzchniowa (w razie

potrzeby)

Struktura procesu technologicznego – określony

porządek w ustalaniu kolejności operacji

Struktura procesu

18

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Przesłanki podziału procesu technologicznego na

stopnie obróbki:



obróbka zgrubna wiąże się z intensywnym procesem skrawania (siły,

ciepło) – stąd znaczne błędy wskutek odkształceń układu OUPN,

zmiany własności warstwy wierzchniej



po zdjęciu zewnętrznej warstwy materiału następuje intensywne

wyzwalanie naprężeń wewnętrznych, co daje odkształcenia PO



możliwość doboru najbardziej odpowiednich obrabiarek (do obróbki

zgrubnej obrabiarki mniej dokładne o dużej mocy, bardziej zużyte)



możliwość racjonalnego wykorzystania kwalifikacji robotników

(obróbka zgrubna – niższe kwalifikacje)

Stopnie obróbki

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

stopień
obróbki

dokładność i

chropowatość

(orientacyjnie)

przygotowanie
baz
obróbkowych

obróbka
powierzchni
podstawowych

obróbka
powierzchni
drugorzędnych

KT

OC

I

do IT12

do Ra=20

obróbka baz do
następnych
operacji

obróbka zgrubna
powierzchni
podstawowych

*

*

II

IT9

– IT11

Ra = 2,5-10

jeśli stały się
mniej dokładne
np. po OC

obróbka
kształtująca
powierzchni
podstawowych

obróbka
powierzchni
drugorzędnych

*

*

III

IT5

– IT8

jeśli była OC,
ew. uchwyty o
większej
dokładności
ustalenia

obróbka
wykańczająca
powierzchni
podstawowych
(funkcjonalnych)

sporadycznie
(szlifowanie
wielowypustów,
gwintów)

KT

ost
ate

czn

a

*

Struktura procesu

19

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

operacje główne

(zmieniające kształt i

właściwości PO) i

sprawdzające

operacje pomocnicze

(stanowiące przygotowanie lub zakończenie

operacji głównych lub sprawdzających):

prostowanie, mycie, usunięcie

zadziorów itp..

Kolejność:

w obrębie jednego stopnia obróbki jako pierwsze

przyjmuje się operacje, w których powstaje stosunkowo dużo

braków

Struktura procesu

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technik Wytwarzania

Zakład Automatyzacji, Obrabiarek i Obróbki Skrawaniem

Podstawy projektowania
procesów technologicznych

PN-ISO 8062:1997
Odlewy. System
tolerancji
wymiarowych i
naddatków na obróbkę
skrawaniem

(PN-74/H-83104
Odlewy z żeliwa
szarego.)