Proces technologiczny - część procesu produkcyjnego, która jest bezpośrednio związana ze zmianą kształtu, wymiarów, jakości powierzchni, własności fizykochemicznych bądź też łączeniem tych elementów w jeden zespół (podzespół). Proces technologiczny dzieli się na dwa etapy: wyrób i łączenie elementów. Czynności związane z procesem technologicznym dzielimy na: czynności związane ze zmianą kształtu obrabianego przedmiotu; czynności mające charakter pomocniczy (zakładanie i zdejmowanie przedmiotów obrabiających).

Operacja – zamknięta część procesu technologicznego obejmująca całokształt wszystkich czynności wykonywanych bez przerwy na jednym stanowisku pracy, przez jednego pracownika, na określonym przedmiocie. Wyróżniamy trzy cech operacji: niezmienność przedmiotu obrabianego, niezmienność stanowiska roboczego, niezmienność wykonawcy.

Zamocowanie – jest to operacja, która jest wykonywana przy jednym ściśle określonym położeniu przedmiotu obrabianego na obrabiarce, przy czym każde przemieszczenie przedmiotu na obrabiarce jest nowym zamocowaniem.

Pozycja – jest to każde położenie przedmiotu obrabianego na stale obrotowym obrabiarki, przy jednym jego zamocowaniu.

Zabieg – zamknięta część operacji, przy której następuje zmiana wymiaru, kształtu, chropowatości, właściwości fizycznych lub stanu fizycznego określonego elementu przy stałych parametrach obróbki, charakterystycznych dla danej obróbki. Cechami zabiegu są: niezmienność powierzchni obrabianej, niezmienność narzędzia skrawającego, niezmienność parametrów skrawania. Zabiegi mogą być: proste i złożone.

Zabieg prosty – część operacji odnosząca się do wykonania jednej powierzchni jednym narzędziem, przy stałych parametrach skrawania.

Zabieg złożony – część operacji odnosząca się do obróbki kilku powierzchni jednym narzędziem lub kilku powierzchni kilkoma narzędziami (obrabiarka wielonożowa).

Zabiegi dzielimy na: przejścia, czynności, ruchy elementowe.

Przejście – elementarna część zabiegu, w której następuje zdjęcie jednej warstwy materiału.

Czynność – część operacji lub zabiegu stanowiąca odrębne działanie od elementu procesu technologicznego, charakteryzująca się określonym działaniem (zamocowanie i odmocowanie przedmiotu obrabianego).

Ruch roboczy (elementarny) – najmniejszy składnik czynności dający się określić jednoznacznie sprecyzowanym zadaniem (odsunięcie narzędzia skrawającego od przedmiotu obrabianego, uruchomienie obrabiarki).

Norma czasu pracy t

Zadaniem technicznej normy czasu jest określenie koniecznego i uzasadnionego czasu trwania operacji. Norma służy też do określenia powierzchni produkcyjnej zakładu pracy.

Normowany czas pracy - czas pracy maszyny i pracownika nie pokryty z pracą maszyny; normowany czas przerw obejmujący czas przerw fizjologicznych.

Nienormowany czas pracy – czas pracy robotnika i maszyny nie przewidziany czasem pracy; czas przerw składający się z innych przerw.

Cała wartość czasu (norma) dla wykonania określonej partii przedmiotów jest:

t = tpz + tj ^. n n – liczba sztuk

Norma czasu dzieli się na:

tpz – czas przygotowawczo – zakończeniowy: czas związany z przygotowaniem stanowiska do pracy (zapoznanie się z rysunkiem technicznym, dokumentacją, zamocowanie narzędzia, zamocowanie przedmiotu). Występuje on tylko jeden raz dla całej partii wyrobu, nie zależy od liczby obrabianych sztuk, zależy od wymiaru i kształtu przedmiotu obrabianego, zależy od konstrukcji obrabiarki, zależy od prawidłowości opracowania produkcji i organizacji miejsc pracy.

tj – czas jednostkowy: czas przewidziany normą na wykonanie operacji dla każdego przedmiotu. tj = tw + tu

Czas jednostkowy dzieli się na:

- tw – czas wykonania: czas potrzebny na jednorazowe wykonanie czynności związanych z daną operacją. tw = tg + tp

Czas wykonania dzieli się na:

tg – czas główny: czas, w którym następuje zmiana kształtu i wymiarów.

tp – czas pomocniczy: czas związany z czynnościami pomocniczymi, ale niezbędnymi w procesie technologicznym (zamocowanie przedmiotu, uruchomienie obrabiarki). Zależy od kształtu i wymiaru przedmiotu obrabianego.

- tu – czas uzupełniający: tu = to + tf

to – czas obsługi: czas związany z organizacją i utrzymaniem zdolności do ciągłej pracy stanowiska roboczego. to = tot + too

tot – czas obsługi technicznej: czas związany z wymianą zużytych narzędzi (ewentualne ich ostrzenie) oraz korekta ich ustawienia.

too – czas obsługi organizacyjnej: czas związany z organizacją pracy na stanowisku (czyszczenie i smarowanie maszyny, usuwanie wiórów).

tf – czas potrzeb fizjologicznych: czas koniecznych przerw w pracy. Składa się z czasu na odpoczynek tfo (odprężanie w sensie fizycznym i psychicznym) i z czasu potrzeb naturalnych tfn.

Wszystkie czasy określa się w minutach i zapisuje w kartach.

Czas kalkulowany tk: czas przeznaczony na operację dla jednego przedmiotu.

tk = ( tpz / n ) + tj

tk = (tpz / n ) + tg + tp + to + tf

Dokumentacja techniczna (technologiczna)

Jest to zbiór odpowiednich dokumentów, które określają dany proces technologiczny. W skład dokumentacji technicznej wchodzi:

- całość dokumentów określających przebiegi procesów technologicznych,

- wszystkie dokumenty pomocy i przyrządów, urządzeń potrzebnych do wykonania danych części,

- wszystkie dokumenty związane z normami, warunkami technicznymi.

Dokumenty dzielą się na:

- główne:

- karta technologiczna: opracowana dla każdej części osobno

- karta instrukcyjna: opracowana dla każdej operacji

- karta normowania czasów roboczych: dla poszczególnych operacji

- karta zużycia materiału

- wykazy pomocy warsztatowych

- rysunki:

- rysunki surówek (odlewy, odkuwki)

- rysunki narzędzi specjalnych do obróbki skrawaniem

- rysunki narzędzi specjalnych do obróbki plastycznej

- rysunki matryc, wykrojników

- rysunki przyrządów specjalnych

- dokumenty związane z organizacją pracy:

- obciążenie i rozplanowanie stanowisk roboczych

- dokumenty związane z montażem

- dokumenty związane z organizacją produkcji

Karta technologiczna - jest podstawowym dokumentem zawierającym wszystkie dane niezbędne do wykonania przedmiotu: nazwa i nr części; określenie materiału lub półfabrykatu; wykaz wszystkich operacji należących do procesu; kolejność wykonywania z określeniem stanowisk pracy; normy czasowe.

Karta instrukcyjna – opisuje w sposób bardzo szczegółowy wszystkie zabiegi w danej operacji, zawiera szkic przedmiotu. Karta ta zawiera również takie informacje jak: stanowisko robocze; liczba i kolejność zabiegów; warunki obróbki dla poszczególnych zabiegów; wszystkie niezbędne pomoce – uchwyty i narzędzia. Szkic operacji musi być wykonany w pewnych proporcjach. Przedmioty należy rysować w takim położeniu w jakim znajdują się w czasie danej obróbki, zamieszczając niezbędną ilość rzutów lub przekrojów. Na każdym szkicu oznacza się grubymi liniami powierzchnie obrabiane i zamieszcza się wymiary otrzymane w wyniku danej operacji. Podaje się tu także mocowanie (sposób) przedmiotu obrabianego. W karcie tej podaje się także parametry obróbki.

Rodzaje produkcji

- jednostkowa: produkcja, w której jednorazowo wykonuje się jedną lub kilka części wyrobów. Wyroby te nie powtarzają się, albo powtarzają się w nieokreślonym czasie. Obrabiarki stosowane w tej produkcji są uniwersalne, oprzyrządowanie ogólnego przeznaczenia, na jednej obrabiarce wykonuje się kilka operacji. Obrabiarki ustawiane są grupowo (tokarki, szlifierki). Części wykonywane są poprzez trasowanie. Jest tu duży udział robót ręcznych. Zatrudnia się osoby o wysokich kwalifikacjach.

- seryjna: wytwarza się wtedy wyroby jednakowe pod względem kształtu i wyroby w określonych odstępach czasu w jednej serii. Produkcja ta dzieli się:

- małoseryjną: dla maszyn średniej wielkości – od 5 do 10 sztuk

- średnioseryjna: dla maszyn średniej wielkości – od 25 do 100 sztuk

- wielkoseryjna: dla maszyn średniej wielkości – powyżej 100 sztuk

Obciążenie poszczególnych stanowisk pracy okresowo się powtarza. Park obrabiarek składa się z obrabiarek ogólnego przeznaczenia i specjalnych. Są one ustawiane grupowo lub też nie. Stosuje się narzędzia i przyrządy specjalne. Obróbkę ręczną ogranicza się do minimum. Pracowników wykwalifikowanych ogranicza się do minimum. Jest tutaj bardziej szczegółowe opracowanie dokumentów.

- masowa: produkcja w dużych ilościach, bez przerwy. Konstrukcja przyrządów nie zmienia się, każda operacja wykonywana jest na osobnym stanowisku, jedna operacja na jednej obrabiarce. Szerokie zastosowanie przyrządów specjalnych. Stanowiska pracy ustawiane są w linie obróbkowe i montażowe. Całkowite wyeliminowanie prac ręcznych na rzecz automatyzacji i mechanizacji. Wysoki stopień wykorzystania obrabiarek. Zatrudniani pracownicy o niskich kwalifikacjach. Bardzo szczegółowo opracowane dokumenty. Charakterystyczny dla produkcji masowej jest takt obróbki, czyli czas dzielący wykonanie dwóch kolejnych elementów (wynosi on dla produkcji masowej od 1 do 15 min).

Materiał – tworzywo ogólnego przeznaczenia, określonej postaci (np.: blacha, drut, folia).

Surówka – tworzywo w postaci specjalnie ukształtowanej do wytworzenia konkretnej części (np.: pręt pocięty na odpowiednie kawałki). Wyróżniamy surówki: odlewy (np.: ze stali), odkuwki, wytłoczki, surówki spawane, surówki zgrzewane, materiały walcowe, ciągnione, surówki z tworzyw sztucznych, surówki otrzymane za pomocą metalurgii proszku.

Odlewy – metody odlewania: w suchych lub wilgotnych formach, jednorazowo, przy zastosowaniu modeli drewnianych i formowaniu ręcznym; w suchych lub wilgotnych formach jednorazowych, przy zastosowaniu modeli metalowych i formowaniu maszynowym; w formach skorupowych; w kokilach; metodą odśrodkową; pod ciśnieniem; metodą wosku traconego lub zamrożonej rtęci (odlewy precyzyjne).

Odkuwki – wykonane: przez plastyczne formowanie materiału; przez kucie swobodne (ręcznie wykonane); odkuwki matrycowe; na prasach poziomych; odkuwki kalibrowane; odkuwki walcowane na walcach kuźniczych.

Wytłoczki – wysoka wydajność, duży asortyment materiałów, jakie mogą być poddane tłoczeniu. Poprzez tłoczenie można wytwarzać surówki przestrzenne o dużych wymiarach i stosunkowo niskiej wadze. Tłoczenie może być na gorąco lub na zimno (najczęściej stosowane). Wadą tej metody jest produkcja surówek o bardzo skomplikowanych kształtach. Dawniej stosowane tylko w produkcji wielkoseryjnej i masowej, obecnie coraz częściej stosowane w seryjnej, zastępując odlewanie i kucie.

Surówki spawane i zgrzewane – umożliwiają w produkcji jednostkowej wyeliminowanie skomplikowanych odlewów; w produkcji seryjnej i masowej spawanie stosuje się wyłącznie do łączenia poszczególnych elementów surówek wykonanych innymi metodami.

Metalurgia proszku – polega na prasowaniu w odpowiednich formach i spiekaniu proszków metali bez topienia lub z częściowym topieniem najłatwiej topliwych składników. Części wykonane za pomocą tej metody można podzielić na:

- części, które nie mogą być wykonane za pomocą innych metod: części z materiałów bardzo trudno topliwych (dla przemysłu radiowego, elektrotechnicznego, silników odrzutowych); części o specjalnych wymaganiach dotyczących struktury (węgliki spiekane do obróbki); części o żądanej porowatości (filtry do kwasów i zasad); części z materiałów nie poddających się obróbce wiórowej.

- części, których wykonanie przy zastosowaniu tej metody polepsza jakość i obniża koszt: części produkowane masowo (pierścienie, tarcze).

Zaletą tej metody jest: prostota urządzeń, małe wymagania dla obsługi, eliminacja strat materiałów, dokładność wyrobu.

Surówki z tworzyw sztucznych – zaletami tych surówek są: mały ciężar, dobre własności izolacyjne, odporność na korozję oraz fakt, że wytworzenie surówki odbywa się w jednej operacji. Wyróżnia się tworzywa termoutwardzalne (po stwardnieniu nie dają się zmiękczyć przez kolejne nagrzewanie) i termoplastyczne (dają się kształtować dowolną ilość razy).

Naddatki na obróbkę

Jest to celowo pozostawiona warstwa materiału, która powinna być usunięta (w procesie obróbki) z surówki dla otrzymania gotowej części. Dążymy do tego aby naddatek był jak najmniejszy, ale jednocześnie na tyle duży aby dało się usunąć jakąś warstwę. Wyróżniamy naddatki: naddatek całkowity i naddatek międzyoperacyjny.

Naddatek całkowity – warstwa tworzywa, która kompensuje wszystkie błędy wykonania występujące w poszczególnych etapach wytworzenia przedmiotu spowodowane niedokładnością metod i maszyn. Może być usuwany w jednej lub w kilku operacjach.

apf, bpf - naddatek półfabrykatu

c1, c2 – naddatki na przecinanie

a, b - wymiary wyrobu

Naddatek międzyoperacyjny – grubość warstwy usuwanej w każdej operacji z obrabianego przedmiotu. Ustalając ten naddatek musimy wziąć pod uwagę dokładność wykonania usunięcia materiału w poprzedniej operacji. Musimy też zwrócić uwagę na dokładność operacji, którą obecnie wykonujemy. Na wielkość tego naddatku wpływa też kształt i wymiar przedmiotu obrabianego (im kształt będzie bardziej skomplikowany tym naddatek będzie większy).

Naddatek całkowity jest równy sumie naddatków międzyoperacyjnych.

Naddatki technologiczne - mogą tu być:

- naddatek na przecinanie c – szczelina jaka pojawia się między jednym elementem, a drugim. Na wielkość tej szczeliny wpływa wielkość piły przecinającej oraz bicie półosiowe.

- naddatek na wyrównanie czoła

- naddatek na uchwycenie (zamocowanie) – niezbędna długość materiału, którą musimy pozostawić na zamocowanie w szczękach uchwytu.

Wielkość naddatku dla elementów niesymetrycznych podaje się na stronę, natomiast dla elementów kołowych podaje się na średnicę. Na wielkość naddatku wpływa: rodzaj i sposób wykonania surówki; zniszczenie i uszkodzenie warstwy materiału; złożoność kształtów (im większe wymiary i bardziej złożone tym większy naddatek); dokładność wykonania (im większe naddatki zostawimy, tym większą będziemy mogli uzyskać dokładność); sposób ustawienia przedmiotu obrabianego (gdy stosujemy jedną bazę to naddatki są mniejsze); obróbka cieplna i sposób chłodzenia.

Różne operacje wymagają pozbawienia przedmiotu różnych ilości stopni swobody: struganie płaszczyzny – odbieramy 3 stopnie swobody; frezowanie rowka – odbieramy 5 stopni swobody; wiercenie otworu w konkretnej odległości od krawędzi – odbieramy 6 stopni swobody.

Ustalenie, oparcie, osiowanie, podparcie, zamocowanie, przestalenie

Ustawienie części obrabianej na obrabiarce składa się z takich procesów jak:

Ustalenie – nadanie przedmiotowi ściśle określonego położenia w tych kierunkach, które mają wpływ na uzyskanie żądanych wymiarów. Polega na odebraniu przedmiotowi jednego lub kilku stopni swobody. Używa się w tym celu różnych pomocniczych elementów: pryzma odbiera 4 stopnie swobody; kołek krótki – 2 stopnie swobody; kołek długi – 4 stopnie swobody; trzpień – 4 stopnie swobody. Prawidłowe ustalenie przedmiotu powinno być: jednoznaczne (przedmiot ustalony tylko w jednym kierunku); pewne (przedmiot nie może zmieniać położenia w stosunku do elementów ustalających pod wpływem sił skrawania i zamocowania); proste (żeby czas ustalenia był możliwie krótki).

Oparcie – nazywamy odbieranie przedmiotowi stopni swobody w kierunkach nie mających wpływu na wynik obróbki (tj. na uzyskanie żądanego wymiaru i kształtu).

Osiowanie – ustalenie przedmiotu względem osi powierzchni obrotowej, dookoła której będzie on wykonywał ruch obrotowy w czasie obróbki.

Podparcie – stosuje się w celu usztywnienia przedmiotu dla uniknięcia odkształceń pod wpływem sił skrawania lub zamocowania. Przy podpieraniu nie występuje nigdy odbieranie stopni swobody.

Zamocowanie – jest to operacja, która nie zawsze jest wykonywana (np.: szlifowanie bezkłowe). Jest to ustalenie w płaszczyźnie zabierające trzy stopnie swobody.

Przestalenie – zabranie większej liczby stopni swobody niż jest to potrzebne (np.: zamocowanie wałka w kłach wpływa niekorzystnie na dokładność obróbki). Na ogół należy unikać przestalenia, ale niekiedy jest ono wykorzystywane. Musi być jednak spełniony następujący warunek: te powierzchnie, które odbierają ten sam stopień swobody muszą znajdować się w ściśle określonym położeniu względem siebie, bo inaczej dojdzie do zmniejszenia dokładności obróbki lub odkształcenia przedmiotu.

Od sposobu ustalenie i zamocowania części zależy: dokładność obróbki, wielkość różnic między poszczególnymi sztukami tej samej serii, wymagania stawiane pracownikowi, wielkość czasu pomocniczego, warunki skrawania.

Przy ustaleniu przedmiotu na obrabiarce należy wziąć pod uwagę trzy powierzchnie:

- powierzchnie ustalające – powierzchnie, których zetknięcie z odpowiednimi elementami przedmiotu lub obrabiarki, nadaje przedmiotowi żądane położenie w kierunku wymiarów uzyskiwanych w danych operacjach. Mogą być: główne (odbierają 3 stopnie swobody) i pomocnicze (odbierają 1 lub 2 stopnie swobody).

- powierzchnie oporowe – powierzchnie, których zetknięcie z elementami oporowymi przyrządu nadaje przedmiotowi określone położenie w kierunkach nie związanych wymiarami.

- powierzchnie zamocowania – powierzchnie, które stykają się z elementami uchwytów lub przyrządów, bezpośrednio na obrabiarce.

Bazy obróbkowe

Bazą jest każdy punkt, linia lub powierzchnia przedmiotu, względem których położenie innego rozpatrywanego punktu, linii lub powierzchni określone zostaje w sposób bezpośredni. Rozróżnia się bazy konstrukcyjne i produkcyjne.

Bazy konstrukcyjne – powierzchnie, linie lub punkty (zespół powierzchni, linii lub punktów) określające położenie danej części w stosunku do innych części według założeń konstruktora.

Bazy produkcyjne – powierzchnie, linie lub punkty (zespół powierzchni, linii lub punktów) przyjęte w procesie produkcyjnym przedmiotu w celu określenia położenia jednego punktu, linii lub powierzchni w sposób uwarunkowany dla ustawienia przedmiotu. Bazy te można podzielić ze względy na ich znaczenie na właściwe i zastępcze oraz ze względu na przeznaczenie na technologiczne i kontrolne.

Bazy produkcyjne właściwe – pokrywają się z pojęciem baz konstrukcyjnych, tj. są potrzebne nie tylko dla przeprowadzenia procesu technologicznego, ale mają istotne znaczenie dla konstrukcji. Żądany wymiar otrzymuje się bez żadnych przeliczeń.

Bazy produkcyjne zastępcze – są to te płaszczyzny, których położenie względem powierzchni obrabianej w gotowym przedmiocie nie ma bezpośredniego znaczenia i które w skutek tego mogłyby być obrabiane z mniejszą dokładnością lub nawet pozostać nieobrobione.

Bazy technologiczne – bazy produkcyjne przyjęte w celu określenia położenia w przedmiocie jakiegoś punktu, linii lub powierzchni przy realizowaniu procesu technologicznego tego przedmiotu. Bazy te dzielą się na montażowe i obróbkowe.

Bazy kontrolne – bazy przyjęte przy kontroli zgodności rzeczywistego wykonania z wykonaniem zamierzonym, czyli te elementy, które przyjmujemy jako punkty odniesienia przy dokonywaniu pomiarów.

Bazy montażowe (do pierwszej operacji) – służą do ustalenia położenia części w stosunku do innych części przy montażu.

Bazy obróbkowe (do dalszych operacji) – służą do ustalenia półwyrobu w stosunku do narzędzi podczas przeróbki plastycznej lub obróbki wiórowej. Dzielą się na: stykowe, nastawcze i sprzężone.

Bazy obróbkowe stykowe – powierzchnia, którą obrabiany półwyrób opiera się bezpośrednio o odpowiednie powierzchnie obrabiarki lub przyrządu i uzyskuje właściwe położenie bez potrzeby dalszych manipulacji oraz bez konieczności sprawdzania prawidłowości położenia. Stosowane są w produkcji seryjnej i masowej.

Bazy obróbkowe nastawcze – powierzchnia obrabianego przedmiotu, według której odbywa się każdorazowe ustalenie go na obrabiarce albo ustalenie narzędzia względem przedmiotu.

Bazy obróbkowe sprzężone – powierzchni, wg której wyznacza się położenie obrabianych powierzchni i która jest powiązana z tymi powierzchniami bezpośrednimi wymiarami oraz obrabiana wraz z nimi przy jednym ustawieniu.

Zasady doboru baz obróbkowych

Proces te sprowadza się do określenia baz do pierwszej operacji i do drugiej operacji.

Wybór baz do pierwszej operacji: za powierzchnie bazowe należy przyjmować te powierzchnie których położenie przy wykonywaniu surówek jest najbardziej dokładne i stałe, a więc umożliwiających otrzymanie właściwych wymiarów lub innych baz Powierzchnie bazowe powinny mieć kształty możliwie proste. Powierzchnie bazowe powinny być możliwie równe i czyste (bez wypływek, śladów po nadlewach i wlewach, bez znaków). W odlewach należy przyjmować za bazy raczej powierzchnie znajdujące się podczas zalewania na dole (powierzchnie te są mniej porowate i bardziej gładkie). Powierzchnie bazowe powinny być dostatecznie duże w celu zmniejszenia wpływu ich lokalnych niedokładności. Dla części niecałkowicie obrabianych, za bazy zgrubne przyjmuje się te powierzchnie, które pozostają nie obrobione (zapewnia się tym samym mniejsze przesunięcia w stosunku do obrabianych). Jeżeli dana część ma kilka powierzchni, które pozostają nie obrobione, za bazę wstępną należy wybierać te powierzchnie, którym chcemy zapewnić najmniejsze ich przesunięcie. Przy częściach całkowicie obrabianych, za bazy zgrubne przyjmuje się te powierzchnie, które mają najmniejsze naddatki.

Wybór baz do dalszych operacji: należy dążyć do przyjmowania baz stałych, nie zmieniających się podczas obróbki. Należy wybierać bazy obróbkowe właściwe. Przyjęcie ich nie powoduje dodatkowej obróbki, a umożliwia dopuszczenie największych odchyłek przy obróbce wobec eliminacji błędu wynikającego z różnicy ich położenia podczas obróbki i w gotowym mechanizmie. Przy obróbce dokładnej należy za powierzchnie bazowe przyjmować te powierzchnie, od których są stawiane wymiary tolerowane, określające położenie powierzchni obrabianej. Powierzchnie bazowe powinny być tak wybrane, aby było zapewnione najmniejsze odkształcenie części obrabianej wskutek działania zacisków i sił skrawania. W tym celu powinny być one dostatecznie duże i powinny znajdować się możliwie blisko powierzchni obrabianych. Wybór baz obróbkowych powinien zapewnić możliwie największą prostotę i najmniejszy koszt przyrządów obróbkowych oraz najkrótszy czas zakładania lub zdejmowania części. Przy obróbce dokładnej (zwłaszcza w przypadku części o złożonych kształtach) należy dążyć do utrzymania zasady jedności baz, polegającej na tym, że wszystkie operacje obróbki powierzchni dokładnych należy wykonywać ustalając położenie części wg tych samych baz.

Sposoby ustalenia przedmiotu do obróbki

- jeżeli nie ma powierzchni ustalających trzeba je wykonać (tzw. powierzchnie ustalające zastępcze), np.: przez wykonanie nakiełków, które później usuwa się lub też nie

- czasami wykonuje się nadlewy, naddatki materiałowe, które pomagają w ustaleniu i które są później usuwane

- jeżeli nie ma odpowiednich powierzchni ustalających, to należy w celu ustalenia przedmiotu dokładnie obrobić powierzchnie, które miały być wcześniej nieobrobione

- gdy ustala się płaszczyznami nieobrobionymi (duże niedokładności) należy używać kołków ustalających, na których umieszcza się przedmiot obrabiany

- powierzchnie walcowe ustala się na pryzmie

Dokładność ustalenia wpływa na dokładność obróbki.

Wałki wykonane z pręta (gładkie, stopniowane, drążone)

10. Cięcie

20 Prostowanie (gdy zachodzi taka potrzeba): jeśli wałek wykonany jest z surówki to nie trzeba prostować; prostować jeśli długość wałka l ³ 12 d przy d < 100 mm

Jeżeli wałek będzie wykonany z odkuwki to cięcia i prostowania nie będzie.

10. Planowanie końców – obróbka powierzchni czołowych wałka: frezarko

nakiełczarka

10. Nakiełkowanie: frezarko nakiełczarka

50 Toczenie zgrubne jednej a następnie drugiej strony

60 Toczenie ostateczne jednej, a potem drugiej strony; przy wałkach drążonych, po toczeniu zgrubnym średnicy, przeprowadza się wiercenie i zgrubne roztaczanie otworów, a dopiero potem – bazując na średnicy wytoczenia – toczenie wymiarowe średnicy zewnętrznej

70 Szlifowanie zgrubne szyjek mających służyć za dodatkowe bazy przy operacjach tokarskich, przy toczeniu powierzchni mimośrodowych, roztaczanie otworu na jednym z końców itd.; jeśli tego rodzaju potrzeba nie zachodzi, operacje szlifierskie w tym miejscu odpadają

80 Obróbka powierzchni kształtowych zgrubna i kształtująca – nacinanie zębów, frezowanie wielowypustów, toczenie krzywek, roztaczanie otworów w czołach

90 Operacje uzupełniające: wiercenie, rozwiercanie i gwintowanie małych otworów, nacinanie gwintów na końcowych stopniach, frezowanie rowków na kliny, wiercenie otworów zabezpieczających przed odkręcaniem się

100 Prostowanie w przypadku części o l ³ 10 d przy d < 100 mm

110 Obróbka cieplna całej części (nie wykonuje się w przypadku wałków wykonanych z materiałów ulepszanych cieplnie)

120 Prostowanie części o l > 6 d przy d < 100 mm

130 Szlifowanie zgrubne i ostateczne wewnętrznych powierzchni walcowych i stożkowych

140 Szlifowanie zgrubne i ostateczne zewnętrznych powierzchni walcowych i stożkowych

150 Szlifowanie ostateczne zewnętrznych powierzchni kształtowych

160 Operacja mająca na celu polepszenie własności eksploatacyjnych wałka

170 Kontrola jakości

Wałki nawęglane i hartowane

10 . . . 80 Obróbka kształtująca powierzchnie przeznaczone do utwardzania (nawęglania); powlekanie pastą powierzchni chronionych przed nawęglaniem; nawęglanie; hartowanie; wysuszenie powierzchni chronionych pastą; poprawienie nakiełków; obróbka wykańczająca i bardzo dokładna; kontrola techniczna

90 Nawęglanie

100 Toczenie pozostałych powierzchni

110 Hartowanie

120 Prostowanie części o l > 6 d przy d < 100 mm

130 Poprawianie nakiełków (po obróbce cieplnej)

140 Dalej tak jak dla zwykłych wałków od operacji 130

Wałki bardzo dokładne normalizowane i stabilizowane

10 . . . 80 Normalizowanie; obróbka kształtująca; stabilizowanie; obróbka wykańczająca wstępna; stabilizowanie; obróbka wykańczająca ostateczna; obróbka bardzo dokładna; kontrola techniczna

90 Dalej jak dla zwykłych wałków od operacji 90.

Wałki z otworami osiowymi

10 . . . 80 Otwór osiowy: bazy obróbkowe dla przeprowadzenia obróbki kształtującej; obróbka kształtująca; toczenie powierzchni stożkowych i kształtowych; frezowanie wielowypustów; gwintowanie; . . . . . . . . . . . . ;obróbka wykańczająca; obróbka bardzo dokładna; kontrola techniczna.

90 Dalej jak dla zwykłych wałków od operacji 90.

Materiały i surówki na wałki:

Jeśli śr. d < 150 mm to – pręty walcowane, ciągnione, szlifowane, kalibrowane

Jeśli śr. d > 150 mm lub o specjalnych wymaganiach wytrzymałościowych to – surówki kute (produkcja masowa) lub prasowane.

Tuleje i tarcze

Główną operacją jest wykonanie otworu. Otwór jest bazą obróbkową: konstrukcyjną i montażową. Od jego dokładności zależy cała praca tulejki. Mamy 3 metody wykonywania tulei:

- obróbka z jednym zamocowaniem – obrabiamy duże powierzchnie współosiowe i planujemy powierzchnie czołowe (na obrabiarkach rewolwerowych i karuzelowych)

- obróbka rozpoczynająca się od otworu – otwór na którego bazie wykonujemy powierzchnie zewnętrzne (najdokładniejsza z metod)

- obróbka rozpoczynająca się od powierzchni zewnętrznej – wykonujemy powierzchnię zewnętrzna i na jej bazie wykonujemy otwór, szybkie i pewne zamocowanie (najmniej dokładna, stosowana gdy nie zależy nam na dokładności współosiowości)

Stosowane narzędzia obróbkowe:

- tuleje gładkie: produkcja jednostkowa – tokarki zwykłe (uniwersalne); produkcja masowa – tokarki rewolwerowe, szlifowanie na szlifierkach bezkłowych

- tuleje z kołnierzem: produkcja seryjna – tokarki rewolwerowe; produkcja masowa – automaty i półautomaty; produkcja małoseryjna i jednostkowa – tokarki karuzelowe

Szlifowanie otworów wykonuje się na szlifierkach do otworów.

Kawałek pod wpust w produkcji jednostkowej – dłutowanie; w produkcji seryjnej – przeciąganie.

Proces technologiczny tulei i tarcz z bazowaniem na otworze bez obr. cieplnej:

10 Obróbka zgrubna lub zgrubna i kształtująca powierzchni zewnętrznej i wykonanie otworu wstępnie lub na gotowo

20 Obróbka na gotowo

30 Wykonanie rowka wpustowego lub wielowypustu w otworze

40 Obróbka kształtująca powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze

50 Frezowanie rowków wpustowych na powierzchni zewnętrznej

60 Wykonywanie wielowypustów

70

80 Wykonanie otworów poprzecznych

90 Obróbka dokładna otworu

100 Obróbka wykańczająca powierzchni zewnętrznej z bazowaniem na otworze

110 Kontrola techniczna

Proces technologiczny tarcz i tulei z obróbka cieplną

10 Obróbka zgrubna lub zgrubna i kształtująca powierzchni zewnętrznych oraz obróbka zgrubna lub zgrubna i kształtująca otworu

20 Obróbka wielowypustu z pozostawieniem naddatku na powierzchniach ustalających

30 Obróbka kształtująca powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze

40 Hartowanie i odpuszczanie

50 Obróbka wykańczająca otworu lub wielowypustu

60 Obróbka wykańczająca powierzchni zewnętrznej z bazowaniem na otworze

70 Kontrola techniczna

Proces technologiczny tarczy o dużych wymiarach

10 Toczenie zgrubne i kształtujące powierzchni zewnętrznych, czołowych, wykonanie na gotowo otworu. W drugim zamocowaniu toczenie zgrubne i kształtujące powierzchni czołowych z drugiej strony

20 Obróbka wykańczająca powierzchni zewnętrznych i czołowych z bazowaniem na otworze

30 Wykonanie operacji drugorzędnych

40 Wyważanie statyczne

50 Kontrola techniczna

Projektowanie części typu korpus

Można wyróżnić korpusy małe (wykonywane na tokarce ze specjalnym oprzyrządowaniem) oraz korpusy duże – jednolite i dzielone (w dzielonych płaszczyzna podziału przechodzi przez osie otworów). Cechą wspólną jest baza obróbkowa, która może być bazą konstrukcyjną lub montażową. Cechą wspólną są także otwory. Ważne jest również dokładne wykonanie płaszczyzny podziału i podstawy. Jedną z pierwszych operacji przy korpusach odlewanych jest trasowanie.

Korpus jednolity

10 Trasowanie dla obróbki zgrubnej

20 Obróbka zgrubna płaszczyzny, która jest pomocniczą bazą obróbkową

30 Obróbka zgrubna płaszczyzny, która jest główną bazą obróbkową

40 Obróbka zgrubna pozostałych płaszczyzn (o ile istnieją)

50 Obróbka zgrubna otworów głównych

60 Odprężanie

70 Trasowanie dla obróbki kształtującej i wykańczającej

80 Obróbka kształtująca i wykańczająca płaszczyzny, która jest pomocniczą bazą obróbkową

90 Obróbka kształtująca i wykańczająca płaszczyzny, która jest główną bazą obróbkową

100 Obróbka wykańczająca i kształtująca pozostałych płaszczyzn

110 Obróbka wykańczająca i kształtująca głównych otworów

120 Obróbka powierzchni drugorzędowych: nadlewy, wiercenie, gwintowanie małych otworów

130 Kontrola techniczna

Korpusy dzielone

Etap I

Część I

10 Trasowanie

20 Obróbka zgrubna i kształtująca płaszczyzny podziału

30 Obróbka zgrubna i kształtująca płaszczyzny podziału

40 Obróbka wykańczająca podstawy

50 Obróbka wykańczająca płaszczyzny podziału

60 Obróbka powierzchni ustalających

Część II

10 Trasowanie

20 Obróbka wykańczająca płaszczyzny podziału

30 Obróbka powierzchni ustalających

Etap II

10 Łączenie części I i II. Wiercenie otworów, rozwiercanie otworów i kształtowanie kołkami ustalającymi

20 Obróbka kształtująca i wykańczająca głównych otworów

30 Obróbka powierzchni drugorzędnych, nadlewów, gwintowanie i wiercenie małych otworów

40 Kontrola ostateczna

50 Demontaż

Koła zębate

Obróbka skrawaniem koła zębatego składa się z dwóch etapów:

1. Wykonanie koła zębatego przed nacięciem uzębienia (np.: wykonanie wałka, tarczy, tulei)

2. Nacięcie uzębienia i ewentualnie dalsza obróbka (obróbka cieplna – hartowanie i odpuszczanie, nawęglanie, hartowanie lub odpuszczanie)

Najważniejszą powierzchnią koła zębatego jest otwór, który jest bazą konstrukcyjną, bazą montażową oraz bazą obróbkową koła. Przy obróbce koła zębatego najpierw wykonujemy otwór z dokładnością większą niż pozostałe powierzchnie i na bazie otworu wykonujemy obróbkę zgrubną, kształtującą pozostałych powierzchni. Otwory wykonuje się na początku obróbki w klasie wyższej niż pozostałe powierzchnie np.: H7

Proces technologiczny koła zębatego

10 Cięcie - jeśli koło będzie wykonane z pręta walcowanego f 60 ¸ f 80; jeśli f większe to stosujemy odkuwki

20 Wykonanie wstępne otworu oraz obróbka zgrubna (w produkcji wielkoseryjnej i masowej) pozostałych powierzchni; w produkcji małoseryjnej i jednostkowej obróbka

30 Przeciąganie (seryjna) lub rozwiercanie otworu; łączenie z wielowypustem lub z wpustem z ewentualnym pozostawieniem naddatku

40 Obróbka kształtująca powierzchni zewnętrznych na bazie otworu (nacięcie uzębienia)

50 Obróbka cieplna (hartowanie i odpuszczanie)

60 Obróbka wykańczająca otworu na bazie zębów

70 Obróbka wykańczająca zębów na bazie otworów

80 Kontrola techniczna

Wykonanie koła zębatego dla produkcji seryjnej bez obróbki cieplnej

10 Wstępne wykonanie otworu z wielowypustem lub wpustem

20 Przeciąganie otworu z wielowypustem lub wpustem

30 Obróbka kształtująca powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze

40 Obróbka wykańczająca zębów

50 Kontrola techniczna

Wykonanie koła zębatego dla produkcji wielkoseryjnej bez obr. cieplnej

10 Wiercenie otworu lub pogłębianie

20 Przeciąganie otworu z wielowypustem lub wpustem

30 Toczenie zgrubne i kształtujące powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze

40 Nacięcie uzębienia i jego obróbka wykańczająca

50 Obróbka wykańczająca

Proces technologiczny koła zębatego z obróbką cieplno – chemiczną z nawęglaniem i hartowaniem

10 Cięcie materiału

20 Wstępne wykonanie otworu oraz obróbka zgrubna pozostałych powierzchni

30 Przeciąganie otworu łącznie z wielowypustem lub wpustem z naddatkiem na obróbkę wykańczającą

40 Obróbka kształtująca powierzchni zewnętrznych z bazowaniem na otworze

50 Miedziowane powierzchnie zewnętrzne lub inne, które mają być nie nawęglane (utwardzone)

60 Nacięcie zębów

70 Nawęglanie

80 Hartowanie i odpuszczanie

90 Obróbka wykańczająca otworu z bazowaniem na zębach

100 Obróbka wykańczająca zębów z bazowaniem na otworze

110 Kontrola techniczna

Dokładność powierzchni

Dokładność wymiaru – stopień zgodności wymiarów rzeczywistych z wymiarami nominalnymi.

Dokładność kształtu – stopień zgodności rzeczywistego kształtu części z bryłą geometryczną, którą ta część przedstawia.

Dokładność powierzchni – stopień zgodności struktury geometrycznej

Niedokładność obróbki – różnica jaka wynika z wykonania przedmiotu

Dokładność powierzchni

Chropowatość powierzchni (gładkość) jest to zbiór mikronierówności pozostawionych na powierzchni obrobionej po skrawaniu. Zmniejszenie chropowatości powierzchni obrobionej można uzyskać przez zmniejszenie posuwu i zwiększenie promienia zaokrąglenia, a także przez zmniejszenie kątów przystawienia. Chropowatość określają:

- średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej R_a (jest podstawowym wskaźnikiem chropowatości powierzchni) - odpowiada średniej wartości bezwzględnej odległości punktów profilu mierzonego od linii średniej na odległości l_e odcinka elementarnego,

- wysokość chropowatości R_z odpowiada średniej odległości 5 najwyżej położonych wierzchołków od 5 najniżej położonych punktów wgłębień na odległości odcinka elementarnego l_e, mierzonych od dowolnej linii równoległej względem linii średniej.

- największa wysokość chropowatości R_max - w celu jej wyznaczenia należy poprowadzić dwie linie równoległe do linii odniesienia, z których jedna przechodzi przez najwyższy punkt wzniesienia, a druga przez najniższy punkt wgłębienia profilu mierzonego w granicach odcinka elementarnego l_e. Wyróżniamy 12 stopni chropowatości.

Falistość powierzchni - jest to zbiór powtarzających się nierówności, które charakteryzują się tym, że stosunek odstępu między wierzchołkami nierówności do ich wysokości równy jest co najmniej 40. Falistość powstaje głównie w wyniku drgań narzędzia i przedmiotu obrabianego. Wysokość falistości W_z - średnia arytmetyczna 5 największych wysokości fal określonych dla 5 jednakowych częściowych odcinków pomiarowych na długości odcinka pomiarowego l_w równoległego do linii średniej profilu falistości m_w.

W_z = 1 / 5 (W₁ + W₂ + W₃ + W₄ + W₅)

Przyleganie powierzchniowe - nazywa się także nośnością powierzchni - wartość pola styku powierzchni rzeczywistej z pewną umowną powierzchnią wzorcową (geometryczną). Miarą przylegania N_F badanego obszaru jest stosunek pól tych powierzchni do pola powierzchni wzorcowej F_c. Miarą liniowego przylegania profilu (udziału nośnego) N_L jest stosunek długości przylegania L_n profilu wzdłuż badanego odcinka do długości całkowitej L_c tego odcinka.

Kierunkowość struktury geometrycznej powierzchni - ślady obróbki pozostawione na powierzchni obrobionej, wyznaczone kierunkami wzniesień lub wgłębień chropowatości powierzchni, mogą mieć różną orientację, która zależy od kształtu powierzchni obrobionej oraz od sposobu i odmiany skrawania. Tę uprzywilejowaną orientację śladów obróbki wyznaczoną przez przeważający kierunek mikronierówności powierzchni nazywa się kierunkowością struktury geometrycznej powierzchni. Kierunkowość może być: jednokierunkowa (równoległa bądź prostopadła do krawędzi powierzchni, współśrodkowa), wielokierunkowa (skrzyżowana, promieniowa, nieuporządkowana), bezkierunkowa (punktowa).

Kształt powierzchni obrabianej

Za ten kształt odpowiadają ruchy obrabiarki oraz kształt ostrza skrawającego, dokładność obrabiarki, przyjęcie bazy wg której będziemy przyjmować wymiary (położenie elementów). Na kształt tej powierzchni często mają jeszcze wpływ: siły skrawania, sposób zamocowania, naprężenia własne, naprężenia spowodowane obróbką cieplną.

Geometryczna dokładność układu: obrabiarka – przyrząd - narzędzie

- obrabiarki: na tę dokładność składa się dokładność wykonania części obrabiarki i zużycie. Sprawdzane są okresowo pewne podzespoły czy zachowują swoje wymiary, kształt, wzajemne położenie poszczególnych elementów. Sprawdza się: stoły robocze, prowadnice, sanie, gniazda narzędziowe, gwinty śrub pociągowych, osie obrotu wrzecion, gniazd i wałków oraz te powierzchnie styku poszczególnych części obrabiarki, które mają wpływ na położenie przedmiotu obrabianego i narzędzia.

- przyrządu: ta dokładność ma duże znaczenie na wynik końcowy produktu. Akcesoria (kołki, pryzmy, płytki oporowe) powinny mieć o wiele większą dokładność niż sam przedmiot obrabiany. Aby ograniczyć skutki zużywania się części przyrządów należy uodpornić powierzchnie na ścieranie (np.: nawęglanie) lub też stosować wymiany części przyrządów.

- narzędzia: dokładność części skrawającej bezpośrednio odbija się na wykonaniu elementu. Narzędzia pierwszej grupy (wiertła, rozwiertaki, gwintowniki, frezy do rowków, przeciągacze) wpływają na dokładność wymiaru i kształtu. Narzędzia drugiej grupy – kształtowe (frezy, noże ściernice, kształtowe) przenoszą na przedmiot obrabiany odchyłki kształtu własnego wykonania lub też odchyłki wymiaru. Powinno być prawidłowe ostrzenie narzędzi gdy ulegną zużyciu.

Sztywność elementów układu

Jest to stosunek siły do odkształcenia wywołanego tą siłą.

- przedmiotu obrabianego: zapewnienie odpowiedniej sztywności elementu zależy od technologa, od warunków w jakich ten przedmiot będzie pracować, od sposobu zamocowania. Technolog musi zapewnić dostateczną sztywność przedmiotu w czasie obróbki.

- obrabiarki: zależy od sztywności poszczególnych jej elementów (np.: sztywność łoża obrabiarki, wrzeciona). Zależy także od tzw. sztywności stykowej (odporności na odkształcenia i przemieszczenia styków części współpracujących. Gdy chcemy uzyskać dużą dokładność wymiarową lub też gdy chcemy zbierać duże warstwy materiału, należy stosować obrabiarki o dużej sztywności.

- przyrządu: sztywność ta zależy od elementów wchodzących w skład tego przyrządu (im mniej elementów przesuwnych i obrotowych tym lepiej) oraz od sztywności stykowej (trzeba unikać nadmiernej ilości styków, stosować małe luzy).

- narzędzia: zależy od kształtu, wymiaru i sposobu zamocowania narzędzia. Sprężyste odkształcenia narzędzia i oprawek mocujących je mogą być powodem znacznych odchyłek. Należy stosować oprawki, odpowiednie przekroje trzonka narzędzia, które zapewniają dostateczną sztywność.

- całego układu przedmiot – obrabiarka – przyrząd – narzędzie: zależy od sztywności poszczególnych elementów wchodzących w skład tego układu. Polega na określeniu największego odkształcenia w kierunku prostopadłym do osi obrabiarki.

Wydzielanie się ciepła

- obrabiarka: związane jest z powstawaniem wióra, oddzielaniem się warstwy, przesuw mechanizmu. Nagrzewanie powoduje zmianę wymiarów obrabiarki (np.: zmiana luzów, rozszerzalność cieplna). Gdy chcemy uzyskać dokładny element należy wcześniej włączyć obrabiarkę aby się nagrzała.

- narzędzie skrawające: przeciwdziałamy temu stosując odpowiednie ciecze chłodzące.

Naprężenia własne

Źródłami naprężeń własnych są: niejednakowa rozszerzalność liniowa i objętościowa przy nagrzewaniu i chłodzeniu, procesy dyfuzyjne zachodzące podczas obróbki cieplno – chemicznej oraz zgniot. Największe naprężenia występują w odlewach i konstrukcjach spawanych, nieco mniejsze w odkuwkach i częściach obrabianych cieplnie, średnie w częściach prostowanych na zimno.

Drgania

Powstawanie drgań jest spowodowane: drganiami przenoszonymi przez podłoże z zewnętrznego źródła drgań, niewyważeniem tarcz szlifierskich, wirników, kół zębatych i pasowych, tzw. niewyważeniem magnetycznym silników elektrycznych oraz zmiennych ciśnieniem oleju wytwarzanym przez pompy olejowe. Podczas frezowania powstają drgania skrętne narzędzia i wszystkich elementów napędowych.

Związanie

- bezpośrednie: przedmiot lub narzędzie styka się bezpośrednio, mocowanie narzędzi bezpośrednio we wrzecionie (przedmiot mocowany łapami, przedmiot mocowany w kłach)

- pośrednie: występuje dodatkowe urządzenie – jednoznaczne ustalenie przedmiotu podczas obróbki i zamocowanie go (stosuje się uchwyty – przyrządy i oprawki – narzędzia)

Elementy stosowane w związaniu

Uchwyt

Jest to przyrząd do związania przedmiotu obrabianego z odpowiednim elementem obrabiarki. Uchwyt może służyć zarówno do ustalenia jak i zamocowania. Może być zaopatrzony w urządzenia specjalne, różnego rodzaju urządzenia podziałowe, elementy prowadzące narzędzie (np.: tulejki przy wierceniu). Wyróżniamy uchwyty (ze względu na rodzaj procesu obróbkowego):

- plastyczne

- spawalnicze

- specjalne: wykorzystywane do danej operacji – toczenie, frezowanie

- specjalizowane: uchwyty uniwersalne specjalnie dostosowane do danego kształtu obrabianego, do danej operacji

- uniwersalne: o różnych kształtach i wymiarach oraz do różnych operacji i na różnych obrabiarkach

Wyróżniamy też uchwyty (ze względu na sposób obróbki): tokarskie, szlifierskie, frezarskie.

Oprawka – służy do ustalenia i zamocowania narzędzia.

Przyrządy – uzupełnienie obrabiarki – rozszerzenie możliwości obrabiarki (np.: do wiertarek jednowrzecionowych głowica wielowrzecionowa).

Elementy uchwytów i przyrządów

Uchwyty, przyrządy składają się z pewnej liczby elementów do ustalenia, do zamocowania (kołki, śruby, zatrzaski lub podzespoły, mechanizm podziałowy). Funkcje jakie pełnią te elementy to:

- ustalenie przedmiotu obrabianego w ściśle określonym położeniu

- zamocowanie przedmiotu

- ustalenie i zamocowanie uchwytu lub przyrządu na obrabiarce

- ustalenie i zamocowanie narzędzi

- nadanie przedmiotowi obrabianemu różnych określonych pozycji w czasie obróbki

Dodatkowe funkcje jakie spełniają to: łatwe zamocowywanie i wymocowanie, usunięcie wiórów.

Wyróżniamy elementy takie jak:

- elementy ustalające, oporowe i podporowe

- elementy mocujące,

- elementy ustalające i mocujące uchwyty i przyrządy na obrabiarce

- urządzenia podziałowe (kątowe, liniowe)

- urządzenia pomocnicze

Podział elementów w zależności od kształtu powierzchni ustalającej na elementy ustalenia przedmiotu: płaszczyzną, powierzchnią walcową, powierzchnią cylindryczną, powierzchnią stożkową, powierzchnią kulistą, powierzchnią o regularnie powtarzającym się zarysie, powierzchnią obrysu i rys traserskich.

Elementy ustalające:

- elementy stałe: są najpewniejsze w działaniu, ponieważ nie zmieniają położenia przedmiotu w uchwycie lub przyrządzie: kołki, płytki, pryzmy, korpusy uchwytów.

- elementy nastawcze: stosowane do przedmiotów nieobrabianych: śruby, wkręty dociskowe, trzpienie ustawcze.

- elementy ruchome: dostosowanie się do niewielkich zmian oraz wtedy gdy po ustaleniu przedmiotu muszą być odejmowane.

Ustalenie przedmiotu płaszczyznami obrobioną, obrabianą, surową, główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą

- płaszczyzna nieobrobiona jest główna powierzchnia ustalająca: kołki oporowe z łbem płaskim, z łbem rowkowanym, z łbem wypukłym, śruby, wkręty, kołki z łbem naciętym (gdy występują siły równoległe, kołki wtedy zwiększają tacie i przeciwdziałają przesuwaniu się elementu). Kołki muszą być rozmieszczone w trójkącie, a pole powierzchni tego trójkąta musi być jak największe

- płaszczyzna obrabiana jest główna powierzchnią ustalająca: kołki oporowe z łbem płaskim, płytki, kołki rowkowane, płaszczyzny korpusu. Płytki rowkowane (nawęglane i hartowane) stosuje się do dużych, ciężkich, twardych przedmiotów. Do małych i średnich stosuje się płaszczyzny korpusu

- płaszczyzna obrobiona jest pomocniczą powierzchnią ustalająca: kołki oporowe płaskie, płytki oporowe gładkie (pionowo aby wióry nie zanieczyszczały), płaszczyzny oporowe powinny być jak najmniejsze.

Ustalenie przedmiotu powierzchniami walcowymi

- powierzchnią nieobrobiona: stosuje się pryzmy, raczej stosowana rzadko

- powierzchnia nieobrobiona jest pomocniczą powierzchnią ustalająca: stosuje się płytki pryzmowe lub nastawcze, dwa kołki lub dwie śruby, mechanizmy samoustalające, samoosiujące (samocentrujące)

- powierzchnia walcowa obrobiona jest powierzchnią ustalająca: podstawki pryzmowe, płaszczyzny ustalające uchwytu lub przyrządu, elementy z półotworami cylindrycznymi do obróbki dużych przedmiotów, elementy z otworami cylindrycznymi, mechanizmy samoustalające lub samoosiujące.

Ustalenie przedmiotu powierzchniami cylindrycznymi

- nieobrobiona powierzchnia cylindryczna jest główną powierzchnią ustalającą : stosuje się mechanizmy samoosiujące z trzema wysuwanymi kołkami lub szczękami.

- powierzchnia cylindryczna przedmiotu jest powierzchnią obrobioną: trzpienie stałe i mechanizmy samoosiujące w postaci trzpieni rozprężnych lub z częściami rozsuwanymi.

- obrobione powierzchnie cylindryczne są przyjmowane jajko pomocnicze powierzchnie ustalające: dwa przypadki: gdy otwory są wykorzystywane do osiowania przedmiotu to stosuje się: kołki lub czopy stałe, trzpienie ustawcze, urządzenia samoosiujące; drugi przypadek - gdy otwory są użyte do ustalenia.

Ustalenie przedmiotu powierzchniami stożkowymi

- powierzchniami stożkowymi zewnętrznymi: stosowane bardzo rzadko

- powierzchniami stożkowymi wewnętrznymi, gdy otwory stożkowe są przyjmowane jako pomocnicze powierzchnie ustalające: kołki przesuwne lub urządzenia samoustalające

- otwory stożkowe są przyjmowane jako główna powierzchnia ustalająca: trzpienie stożkowe, kły,

Ustalenie przedmiotu powierzchniami kulistymi

- powierzchnia gwintowana zewnętrzna obrobiona jest główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą: elementy z gwintem wewnętrznym

- powierzchnia gwintowana wewnętrzna obrobiona jest główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą: trzpienie gwintowane

- powierzchnia o powtarzających się zarysie zewnętrznym obrobiona jest główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą: wałeczki, kulki

- powierzchnia o powtarzających się zarysie wewnętrznym obrobiona jest główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą: trzpienie z takim samym powtarzającym się zarysem

- obrys przedmiotu nieobrobiony jest pomocniczą powierzchnią ustalającą: rowki w korpusie, płytki kształtowe, kołki ustawcze.

- rysy traserskie są główną lub pomocniczą powierzchnią ustalającą: rysy na elementach uchwytu, wskaźniki

Ustalenie przedmiotu powierzchniami gwintowymi i o powtarzającym się zarysie

- powierzchnie gwintowe i o powtarzającym się zarysie jako powierzchnie ustalające stosowane są rzadko

1. powierzchnie gwintowe przeważnie wykorzystuje się jako pomocnicze

Ustalenie przedmiotu wg rys traserskich i obrysu

Elementy ustalające: rowki w korpusach przyrządów lub wskaźniki. Rysy wykorzystuje się jako pomocnicze powierzchnie ustalające.

Zamocowanie

Prawidłowe zamocowanie powinno być: silne, łatwe, szybkie.

- siła powinna być tak dobrana aby nie powodowała odkształcenia przedmiotu lub uszkodzenia powierzchni, a jednocześnie wystarczająca do prawidłowego zamocowania. Nie należy brać zbyt dużych sił ale takich, które są niezbędne z niewielkim zapasem. Stosowane są urządzenia, które zabezpieczają przed zbyt mocnym skręceniem. Wielkość siły zamocowania zależy od: sił skrawania, miejsca przyłożenia i kierunków działania sił skrawania i zamocowania, ciężaru przedmiotu.

- powinno być na tyle proste, łatwe aby nie sprawiało kłopotu, a jednocześnie uniemożliwiające poruszanie się elementu

- szybkość zamocowania sprowadza się do zastosowania minimalnej liczby punktów mocujących

Wybór miejsca zamocowania zależy od:

- kształtu, wielkości i stopnia sztywności przedmiotu,

- liczby i schematu rozstawienia elementów ustalających i oporowych,

- położenia powierzchni ustalających względem powierzchni obrabianej,

- wielkości i kierunku działania sił skrawania,

- dokładności obróbki

Rodzaj zamocowania ze względu na:

- sposób działania siły: zamocowanie sztywne (gwintowe, klinowe, mimośrodowe i krzywkowe, dźwigniowe) i elastyczne (pneumatyczne i hydrauliczne). Lepszym zamocowaniem jest elastyczne, ponieważ w przypadku przesunięcia się przedmiotu np.: w wyniku drgań, nastąpi odmocowanie przedmiotu

- sposób przenoszenia siły na przedmiot: zamocowanie bezpośrednie (śruba, nakrętka) i zamocowanie pośrednie (łapy dociskające, podpory). Lepsze jest dociskowe, gdyż siła dociskowa jest skierowana prostopadle do siły skrawania.

- liczbę miejsc zamocowania: jednomiejscowe (jeden docisk dociska płytkę lub przedmiot) i wielomiejscowe (zamocowanie w wielu miejscach)

- liczbę jednocześnie mocowanych elementów: jednoprzedmiotowe i wieloprzedmiotowe (tokarki wielonożowe)

- rodzaj stosowanej energii do zamocowania: mechaniczne (najczęściej stosowane ze względu na prostą obsługę), ręczne, pneumatyczne, magnetyczne.

Elementy sztywnego zamocowania:

- elementy gwintowe: szeroko stosowane, pewne w działaniu, proste, daje się użyć wszędzie, stosuje się raczej przy produkcji jednostkowej i małoseryjnej ze względu na długi czas mocowania i odmocowania elementu. Najprostsze elementy gwintowe to śruby, nakrętki.

- elementy klinowe: rzadko stosowane

- elementy mimośrodowe i krzywkowe: zaletą jest szybkość zamocowania, wadą natomiast ograniczony zakres stosowania (tam gdzie nie ma drgań). Krzywki mogą być: kołowe, logarytmiczne, spirale Archimedesa.

Elementy elastycznego zamocowania

- pneumatyczne: stosowane w obróbce wielkoseryjnej i masowej, gdy jest wbudowane urządzenie pneumatyczne do przedmiotu, gdy jest osobno zrobione mocowanie pneumatyczne. Szybkość zamocowania jest tu dużo większa niż w mechanicznym. Wyróżniamy zamocowanie obrotowe i stałe.

- hydrauliczne: zalety – pewność zamocowania dużymi siłami, małe wymiary cylindrów o stosunkowo prostej konstrukcji.

Elementy ustalające uchwyt lub przyrząd na obrabiarce

Ustalenie uchwytu lub przyrządu polega na nadaniu mu jednoznacznego, ściśle określonego położenia w kierunkach, mających wpływ na dokładność obróbki. Sposób ustalenia uchwytu lub przyrządu i dobór elementów ustalających zależy od rodzaju ruchu, jakie wykonują przyrządy i uchwyty podczas obróbki przedmiotów. Wyróżniamy elementy wykonujące:

- ruch obrotowy: uchwyty tokarskie i szlifierskie ustala się w kłach

- ruch prostoliniowy: czopy ustalające do chwytów i przyrządów, kamienie ustalające, wpusty ruchome osadzone przylgowo w rowkach uchwytów i suwliwie w stole obrabiarki

- pozostające w spoczynku: uchwyty wiertarskie (nieruchome i ruchome)

Elementy ustalające położenie narzędzia względem uchwytu lub przyrządu:

Ustalenie narzędzia jest to nadanie określonego położenia narzędzia względem przedmiotu obrabianego. Wyróżniamy:

- elementy prowadzące: służą do ustalenia i prowadzenia narzędzi lub tylko ich prowadzenia w czasie obróbki przedmiotów: tulejki prowadzące i ustalające ( z kołnierzem lub bez kołnierza)

- elementy ustawienia: ustawiaki służą do ustawienia na określony wymiar

- zderzaki: ustawienie narzędzia na określoną długość. W przypadku toczenia, frezowania dokładność zderzaków wynosi 0,3

Cel stosowania zamocowania:

- zwiększenie wydajności pracy

- możliwość zwiększenia jednocześnie pracujących narzędzi skrawających

- rozszerzenie możliwości obróbkowych obrabiarki

- jednoczesna obróbka kilku przedmiotów

- możemy podwyższyć parametry skrawania

- możemy pracować w cyklu półautomatycznym, automatycznym.

Zasady projektowania uchwytów i przyrządów

Na całość prac związanych z konstrukcji uchwytu lub przyrządu składa się:

- analiza danych wyjściowych

- rysunek wykonawczy przedmiotu

- karta technologiczna obróbki przedmiotu

- karta instrukcyjna operacji, dla której ma być wykonany uchwyt lub przyrząd

- rysunek surówki

- wielkość produkcji

- środki jakimi dysponuje zakład w zakresie produkcji uchwytów i narzędzi

- wykonanie schematu ustawienia i zamocowania

- wykonanie projektu konstrukcji

Ustawienie i zamocowanie przedmiotu – zasady ogólne

- ustalenie przedmiotu w uchwycie powinno być pewne i jednoznaczne, a przy tym łatwe

- zamocowanie powinno być szybkie i pewne oraz nie powinno powodować odkształceń i uszkodzeń przedmiotu

- przed przystąpieniem do projektowania należy zbadać, czy zamiast uchwytu specjalnego nie można użyć uchwytu uniwersalnego przez odpowiednią przeróbkę i dostosowanie do konkretnego przedmiotu

- budowa uchwytu powinna umożliwiać: łatwy odpływ wióra, możliwość czyszczenia łatwego uchwytu, dogodny dopływ chłodziwa, obróbkę narzędziami normalnymi, obserwację miejsc obrabianych.