Wawrzyn Nowak

WT II

Grupa B1

Proces produkcyjny.

Tolerancja i pasowania.

Procesem produkcyjnym nazywa się cały proces obejmujący działania wykonane dl wytwarzania wyrobów w danym zakładzie z materiałów, półfabrykatów, części lub zespołów. Proces produkcyjny obejmuje procesy technologiczne, kontroli jakości, transportu, magazynowania, konserwacji, regeneracji, napraw itp.

Proces technologiczny jest to podstawowa część procesu produkcyjnego obejmująca działania mające na celu uzyskanie żądanych kształtów, wymiarów i właściwości przedmiotu pracy lub ustalenie wzajemnych położeń części lub zespołów w wyrobie.

Wyrób jest to przedmiot pracy stanowiący końcowy wynik procesu produkcyjnego.

Operacja technologiczna - część procesu technologicznego wykonywana na określonej części (lub zespole) przez jednego pracownika (lub grupę) na jednym stanowisku roboczym bez przerw na wykonanie innych prac.

Zabieg technologiczny - część operacji technologicznej, realizowana za pomocą tych samych środków technologicznych i przy nie zmienionych parametrach obróbki, ustawienia, zamocowania.

W czasie projektowania procesów technologicznych spotykamy się z pojęciami jak:

Ustawieniem przedmiotu - w uchwycie nazywa się nadanie mu określonego położenia w tych kierunkach, które mają wpływ na wynik obróbki.

Ustaleniem - nazywa się bazowanie polegające na zetknięciu bez stykowym przedmiotu pracy z odpowiednimi elementami przyrządu lub obrabiarki.

Zamocowanie - jest to przyłożenie sił i momentu sił do przedmiotu pracy w celu zapewnienia stałości (nieruchomości) jego położenia podczas wykonywania danej operacji technologicznej.

Pozycję - nazywamy każde z możliwych położeń części względem zespołów obrabianych przy jednym zamocowaniu w uchwycie.

Cykl produkcyjny - okres obejmujący realizację procesu produkcyjnego w ramach cyklu produkcyjnego poszczególnym częściom składowym procesu produkcyjnego odpowiadają właściwe im czasy wykonania.

Takt produkcyjny - okres upływający między wyprodukowaniem dwóch kolejnych gotowych wyrobów, np. ciągnika, przy zachowaniu ciągłości produkcji.

Bazowaniem nazywa się nadanie przedmiotom określonego położenia do wykonania operacji technologicznych poprzez odebranie mu koniecznej liczby stopni swobody.

2. Tolerancja i pasowania.

a) Wymiary stolerowane

Wymiarem stolerowanym nazywamy taki wymiar, który ma liczbowo określony górny i dolny wymiar graniczny; między tymi wymiarami granicznymi musi „zmieścić się" wymiar zaobserwowany przedmiotu (rys. 1).

Różnica między górnym wymiarem granicznym a wymiarem nominalnym nazywa się odchyłką górną.

Różnica między dolnym wymiarem granicznym a wymiarem nominalnym nazywa się odchyłka dolną. Odchyłki mogą być dodatnie lub ujemne.

Różnica między górnym wymiarem granicznym a dolnym nazywa się tolerancją. Tolerancja jest zawsze dodatnia. Graficznym obrazem tolerancji jest pole tolerancji, zawarte między górnym a dolnym wymiarem

Rys. 1. Zależności miedzy wymiarem nominalnym, odchyłkami i tolerancją

granicznym (pole zakreskowane). Pole tolerancji, określa obszar, w którym może się zmieniać wymiar zaobserwowany.

Wzajemne związki między wymiarami, odchyłkami i tolerancją wyjaśnia rys. 1. Rysunek sporządzamy w sposób opisany poniżej.

Od dowolnej prostej linii odniesienia odkładamy (w podziałce) wymiar nominalny. Wymiarowi nominalnemu odpowiada prostą zerowa (0-0), równoległa do ślinił odniesienia. Od linii zerowej odkładamy (w powiększeniu) odchyłki: odchyłkę dodatnią odkładamy w górę od linii zerowej, a odchyłkę ujemną - w dół od linii zerowej.

Wprowadźmy (zgodnie z PN-77/M-02101) następujące oznaczenia (patrz rys. 1):

N - wymiar nominalny,

A - wymiar dolny graniczny (ogólnie),

Aw - wymiar dolny graniczny wałka,

Ao - wymiar dolny graniczny otworu,

B - wymiar górny graniczny (ogólnie),

bw - wymiar górny graniczny wałka,

Bo - wymiar górny graniczny otworu,

es - odchyłka górna wałka,

ES - odchyłka górna otworu,

ei - odchyłka dolna wałka,

El - odchyłka dolna otworu,

T - tolerancja.

Pomiędzy poszczególnymi wymiarami i odchyłkami zachodzą następujące zależności (zgodnie z podanymi wyżej definicjami):

Dla wałka (wymiaru zewnętrznego): Bw-N=es stąd Bw=es+N aw-N=ei stąd Aw = ei + N

Dla otworu (wymiaru wewnętrznego): Bo-N = ES stąd Bo=ES+N ao-N = El stąd Ao=El+N

Tolerancja T wynosi (ogólnie):

T=B-A

Dla wałka:

T = Ew - Aw = es + N - (ei + N) = es - ei

Dla otworu: T = Bo - Ao = ES + N - (El + N) = ES - El

Po przeanalizowaniu wymienionych zależności rozumiemy, że wymiar stolerowany, to wymiar nominalny łącznie z odchyłkami.

Wymiar stolerowany zapisujemy podając wymiar nominalny i odchyłki wymiarowe. Odchyłki umieszczamy za wymiarem nominalnym (rys. 2).

Rys. 2. Wyjaśnienie i ogólne oznaczenie wymiaru stolerowanego

b) Sposoby tolerowania

Czynność dobierania odchyłek i ustalania tolerancji wymiarów nazywamy tolerowaniem wymiarów. Norma PN-70/M-01144 ustala dwa sposoby tolerowania: tolerowanie swobodne i tolerowanie normalne.

Tolerowanie swobodne. W tolerowaniu swobodnym odchyłki wymiarów dobiera konstruktor lub technolog według własnego uznania i doświadczenia. Odchyłki na rysunkach umieszczamy za wymiarem nominalnym, pisząc je małymi cyframi: górną powyżej, a dolną poniżej wymiaru nominalnego. Jeżeli odchyłki górna i dolna są tej samej wartości, a różnią się tylko znakiem, to piszemy wartość odchyłek ze znakiem ±. Odchyłek równych zero nie podajemy.

Odchyłki wymiarów kątowych umieszczamy w myśl tych samych reguł. Przy tolerowaniu swobodnym stosujemy następujące zasady:

• wymiary zewnętrzne (wałki, płyty, występy itp.) toleruje się w głąb materiału (na -), czyli w kierunku zmniejszenia wymiaru;

• wymiary wewnętrzne (otwory, rowki itp.) toleruje się w głąb materiału (na +),czyli w kierunku zwiększenia wymiaru;

• wymiary pośrednie (rozstawienie otworów, położenie osi symetrii itp.) toleruje się symetrycznie na plus minus (±);

• wymiary mieszane (głębokość rowka, wysokość występu itp.) toleruje się na plus (+), na minus (-) lub symetrycznie na plus minus (±), zależnie od potrzeby.

Wymienione rodzaje wymiarów (wewnętrzne, wewnętrzne, mieszane i pośrednie) mogą być zarówno wymiarami liniowymi, jak .i kątowymi. Wymiary zewnętrzne, wewnętrzne i mieszane przedmiotów mierzymy bezpośrednio narzędziami pomiarowymi. Wymiary pośrednie obliczamy z innych zmierzonych wymiarów.

Tolerowanie normalne. Tolerowanie normalne polega na tym, że odchyłki wymiarów przyjmuje się według znormalizowanego układu tolerancji wałków i otworów (PN-77/M-02102 - dla wymiarów do 500 mm).

Tolerowane średnice otworów (oraz tolerowane wymiary wewnętrzne) oznaczamy dużymi literami. Tolerowane średnice wałków (oraz tolerowane wymiary zewnętrzne) oznaczamy małymi literami. Litery określają położenie pola tolerancji względem linii zerowej 0-0, odpowiadającej wymiarowi nominalnemu.

W tolerowaniu wałka (rys. 3) litery a, b, c, d, e, f, g, h oznaczają pola tolerancji położone poniżej linii zerowej. Średnice tych wałków są zawsze mniejsze od wymiaru nominalnego. Litery k, m, n, p, r, s, t, u oznaczają pola tolerancji położone powyżej linii zerowej. Średnica każdego wałka z tej grupy jest zawsze większa od wymiaru nominalnego.

Rys. 3. Położenie pól tolerancji walka względem linii zerowej

W tolerowaniu otworu (rys. 4) litery A, B, C, D, E, F, G, H oznaczają poła tolerancji położone powyżej linii zerowej. Średnica każdego otworu tej grupy jest zawsze większa od wymiaru nominalnego.

Rys. 4. Położenie pól tolerancji otworu względem linii zerowe!

Litery K, M, N, P, R, S, T, U oznaczają pola tolerancji położone poniżej linii zerowej. Średnica każdego otworu ostatniej grupy jest zawsze mniejsza od wymiaru nominalnego.

Dla wałków i otworów przewidziano 19 klas dokładności wykonania. Klasy te są oznaczone liczbami: 01, 0, 1, 2, 3... 17. Im wyższy numer klasy, tym większa tolerancja, a więc mniejsza dokładność wykonania.

c) Pasowania części maszyn

Zasady tworzenia i rodzaje pasowań. Skojarzenie dwu części maszyn (typu wałka i otworu) o jednakowym wymiarze nominalnym, dla wzajemnej współpracy w zespole maszyny, nazywamy pasowaniem.

Przy tym samym wymiarze nominalnym odchyłki wykonania wałka i otworu mogą być różne, a stąd i uzyskane pasowania mogą być zupełnie dowolne.

Aby wyeliminować dowolność, ustalono tzw. pasowanie normalne, powszechnie i stosowane w budowie maszyn. Pasowania .normalne należy tworzyć według zasady stałego otworu.

Zasada stałego otworu polega na tym, że do otworu tzw. podstawowego dobieramy wałki o różnych polach tolerancji. Otwór podstawowy H charakteryzuje się tym, że jego dolna odchyłka jest równa zeru.

W przypadkach uzasadnionych można stosować pasowania według zasady stałego wałka.

Zasada stałego wałka polega na tym, że do wałka tzw. podstawowego dobieramy otwory o różnych polach tolerancji. Wałek podstawowy h charakteryzuje się tym, że jego górna odchyłka jest równa zeru.

Rozróżnia się 3 rodzaje pasowań normalnych:

• pasowanie luźne (między wałkiem i otworem występuje zawsze luz L)

• pasowanie ciasne (między wałkiem i otworem występuje zawsze wcisk W)

• pasowanie mieszane (między wałkiem i otworem może wystąpić luz lub wcisk)

Rys. 5. Wyjaśnienie pasowania; a) luźnego, b) ciasnego L - luz, W - wcisk

1

---