1.Różnice między surówką, żeliwem, staliwem, stalą (Właściwości i skład)
a) Surówka - stop żelaza z węglem (>2 %), krzemem, manganem, fosforem i siarką. Produkt redukcji rudy w piecu, przeznaczony do dalszej przeróbki surowiec. Ze wzgl. na budowę (strukture): białe(o białym przełomie, C-w postaci cementytu), szare (C-stan wolny w postaci grafitu), pstre.(C-w stanie związanym i wolnym). Budowa zalezy od składu chem. i szybkości chłodzenia. Surówka(w postaci pierwotnej= wydatkiem złomu) w odlewie użytkowym to żeliwo (żelazo lane).
b) Żeliwo - stop odlewniczy żelaza z węglem, krzemem, manganem, fosforem, siarką, zawiera 2-4,5% C w postaci cementytu lub grafitu. Otrzym. przez przetapianie surówki z dodatkiem złomu stalowego w piecach(żeliwiakach). Niewielki skurcz odlewniczy 1-2% . Posiada wysoka odporność na korozje (wysoka zawartość C). żeliwa: białe, szare, stopowe, ciągliwe, połowiczne
c)Staliwo - stal w postaci lanej(odlana w formy odlewnicze), nie poddana obróbce plast. Zawart. C <1,5%, domieszki <1%. Niższe właściw. mechan. od wł. stali o tym samym składzie po obróbce plast. Lepsze właśc. mechan. od żeliwa. Plastycznie obrabialne (odmiany o zawart. C <0,25% są dobrze obrabialne). Staliwa: węglowe i stopowe.
d) stal - stop żelaza z węglem, plastycznie obrabiany. Zaw. C < 2% w postaci perlitu płytkowego. Zawiera: metale (chrom, nikiel, mangan, miedź, tytan, wolfram, molibden), tlen, azot, siarke,tlenki siarki i fosforu. Otrzymuje się z surówki w procesie świeżenia. Właściwości stali: wytrzymała na rozciąganie, twarda (wiązana z zawartością C), spawalność, odporność na działanie podwyższonych i niskich temp., odporność na działanie czynnikow powodujących korozje chem. i atmosferyczną, ciągliwość, plastyczność, udarność.
2.Rodzaje półfabrykatów i czynniki wpływające na ich dobór.
- półfabrykaty z materiałów hutniczych
- półfabrykaty spawane
- odkuwki
- odlewy
- półfabrykaty z tworzyw sztucznych
- wykroje
- półfabrykaty otrzymane metodą obróbki plast. na zimno
- półfabrykaty otrzym. przez spiekanie proszków metali
Głównymi czynnikami wpływającymi na dobór półfabrykatów są :
- wielkość produkcji
- kształt przedmiotu
- materiał przedmiotu lub specjalne zalecenia dot. warunków technicznych
Czasem tez :
- specyficzne cechy określające dany zakład (np. brak odlewni-przejście na konstrukcje spawane)
Konsultacja konstruktora z technologiem na etapie projektowania umożliwia właściwy wybór półfabrykatu.
3. Przygotowanie półfabrykatów do obróbki:
- przygotowanie prętów walcowanych i ciągnionych(przecinanie, prostowanie, zakiełkowanie)
- przyg. półfabrykatów walcowanych(śrutowanie, piaskowanie, malowanie)
- przyg. odlewów(wyżarzanie, skórowanie -zebranie zanieczyszczonej warstwy, odcięcie wlewków, badanie defektoskopowe)
- przyg. odkuwek (wyżarzanie zmiękczające, prostowanie)
- stępienie ostrych krawędzi
4. Technologiczność konstrukcji - właściwość konstrukcji zapewniająca uzyskanie przy określonej wielkości produkcji wymaganych właściwości wyrobu przy min. kosztach wytwarzania w danych warunkach produkcji. Z dwóch konstrukcji tej samej maszyny czy urządzenia spełniających założenia konstrukcyjne, ta będzie bardziej technologiczna, która zapewni w określonych warunkach produkcyjnych mniejsze koszty wytwarzania. Konstruktor powinien współpracować z technologiem w trakcie powstawania konstrukcji by powstało najlepsze(najpoprawniejsze) rozwiązanie.
Podst. czynnością technologa jest ocena dokumentacji pod względem technologiczności konstrukcji. Ocena ta obejmuje :
- normalizacje i unifikacje części zespołów
- racjonalny dobór materiałów
- właściwe zaprojektowanie części dla racjonalnego kształtowania półfabrykatów
- racjonalne kształtowanie części ze wzgl. na obróbkę wiórową.
5. Niekonwencjonalne metody kształtowania części maszyn.
1.przecinanie strumieniem wody- przecinanie drewna, tektury, tworzyw sztucznych, środków spożywczych
zalety:
-brak zużycia się narzędzia
- brak naprężeń cieplnych w przecinanym materiale
- duża wydajność
- wysoka jakość powierzchni przecięcia
2. przecinanie laserowe
a) wiązka laserowa padająca na powierzchnię przedmiotu nagrzewa materiał, przemienia się on w fazę ciekłą lub parową
b) strumień gazu usuwa materiał ze szczeliny
zastosowanie: przecinanie ceramiki, tworzyw sztucznych, dielektryków
3. przecinanie struną - Zastosowanie: przecinanie monokryształów, ferryty, półprzewodniki, ceramika, kompozyty. Narzędziem jest drut, który charakteryzuje się:
-możliwością zbrojenia się w ziarno ścierne
-b. dobrą przyczepnością powłoki galwanicznej do podłoża
- dużą odpornością na przeginanie
- dobrą zgrzewalnością
Ze względu na stosowane narzędzie jest:
-przecinanie struną zbrojoną luźnym ziarnem ściernym w czasie procesu przecinania
-przecinanie struną zbrojną trwale ziarnem ściernym
4. przecinanie anodowo-mechanicznie - przedmiot obrabiany stanowi w obwodzie prądu anodę, a narzędzie katodę (jest nim tarcza ze stali zwykłej jakości)
Proces odbywa się przy doprowadzeniu do sfery cięcia elektrolitu (roztwór szkła wodnego sodowego)
Zastosowanie: twarde i miękkie przewodzące prąd elektryczny
5. przecinanie elektroerozyjne - jest to sposób przecinania (wycinania) i drążenia
6. Normalizacja i unifikacja części i zespołów.
Normalizacja dot. takich części maszyny czy urzadzenia jak śruby, nakrętki, łożyska toczne itp.
Części te są objęte polską normą i produkowane masowo, dlatego ich koszty wytwarzania są niższe od kosztu, jakie poniósłby zakład wykonując je we własnym zakresie. Brak możliwości zakupienia określonych części powinien prowadzić do jeszcze większej ich unifikacji, ograniczenia typów i wymiarów oraz do zastosowania normalizacji wewnątrzzakładowej, a przez to zwiększenia seryjności produkcji.
Dla złożonych części a zwłaszcza całych zespołów powinno się stosować unifikacje w ramach grupy maszyn podobnych. Podejście to daje możliwość zmontowania maszyny z pewnej liczby znormaliz. jednostek montażowych np. obrabiarki zespołowe.
7. Projektowanie konwencjonalne ze wspomaganiem komputerowym
Stary sposób projektow. odbywało się z katalogów, na podst. doświadczenia. Bylo bardzo wolne, posiadało nieaktualne dane.
Projektowanie wspom. komputerowo jest szybsze (np. program oblicza wytrzymałości), aktualniejsze dane.
Przy coraz szerszym wprowadzeniu obrabiarek numerycznych i automatycznych stosuje się wspom. komp. Jest kilka systemów:
1. CAD (komputerowo wspomagane konstruowanie) - obejmuje wszystkie etapy projektowania, prowadzi obliczenia wytrzymałościowe, kinetyczne, badania dynamiczne)
2. CAPP (komp. wspomagane projektowanie procesów technologicznych) - związany jest z przygotowaniem technologii, projektuje przyrządy, uchwyty, sprawdziany
3. CAM (komp. wspomagane wytwarzanie ) - obejmuje wszystkie etapy niezbędne do przeprowadzenia procesu wytwarzania (tworzenie bieżących harmonogramów prac, obróbka, montaż, kontrola jakości)
Jest jeszcze wiele innych jak CAQ, CAT, CAE, CIM.
8. Struktura procesu technologicznego - określona kolejność poszczególnych operacji. Charakteryzuje ją :
- nieciągłość procesu - podział proc. na poszczególne operacje i konieczność stosowania różnych sposobów i rodzajów obróbki
- stopniowe nadawanie kształtu. Dokładności wykonania i właściwości poszczególnym powierzchniom.
Ogólna struktura proc. Techno.:
1) Operacje wstępne - występują w określonych przypadkach np. dot. one cięcia mater. prętowych, prostowania itp.
2) Wykonanie bazy obróbkowej dla przeprowadzenia dalszych operacji - jest to operacja stałej pozycji w strukturze procesów technologicznych. Może to być obróbka 1 lub kilku powierzchni, obróbka powierzchni i jednego otworu. Przygotowuje się ją na początku procesu, żeby przy jej użyciu obrobić w dalszych operacjach wszystkie pozostałe powierzchnie.
3) Obróbka zgrubna i kształtująca - wywodzi się z określonej bazy i przeprowadza te obróbki. Po bardzo intensywnej obróbce zgrubnej przed obróbką kształtującą i wykańczającą następuje niekiedy operacja poprawienia bazy. Robi się to po obróbce cieplnej i cieplno-chem.
4) Obróbka cieplna lub cieplno-chem.
5) Obróbka wykańczająca i b. dokładna - operacja obrobki wykańczającej następuje po obróbce kształtującej o ile przedmiot nie podlega obróbce cieplnej czy cieplno-chemicznej. Błędy w postaci odkształceń przedmiotu są usuwane na drodze obróbki wykańczającej
6) kontrola jakości - na końcu procesu technologicznego.
9. Zasada doboru baz
BAZA - powierzchnia, linia lub punkt przedmiotu obrabianego względem których położenie rozpatrywanego innego punktu, linii lub powierzchni jest określone w sposób bezpośredni.
Ustalając wybór baz należy rozważyć:
1) Wybór bazy do pierwszej operacji - analiza technologii półfabrykatu lub półwyrobu. Powierzchnia powinna być równa i czysta, bez śladów odciętych nadlewek, możliwie duża, gdyż na takiej powierzchni uzyskuje się pewniejsze podparcie przedmiotu, wszystkie powierzchnie są surowe.
2) Wybór bazy do dalszych operacji - spośród powierzchni obrobionych, najlepiej aby przyjęta baza pokrywała się z bazą przyjętą przez konstruktora, ma być wykorzystywana we wszystkich operacjach procesu technologicznego (uzyskujemy dokładność położenia wszystkich powierzchni względem siebie)
10. Operacje obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w proc. technol.
- wyżarzanie odprężające - stosowane w celu usunięcia naprężeń, które powstały w półfabrykatach (odlewy i konstrukcje spawane) w wyniku nierównomiernego stygnięcia metalu przy odlewaniu czy spawaniu. Przeprowadza się je po obróbce zgrubnej, gdyż sam proces obróbki skrawaniem jest przyczyną powstawania naprężeń wewn. Istotne jest zaprojektowanie obróbki wykańczającej szlifowaniem. Proces ten dzieli się na szlifowanie wstępne i wykańczające, które to są przedzielone niskotemperaturowym wyżarzaniem odprężającym- tzw. stabilizowaniem
- ulepszanie cieplne - podaje się twardość, jeśli nie przekracza 32-34HRC to ulepsza się przed rozpoczęciem się procesu skrawania.
- hartowanie i odpuszczanie
- nawęglanie, hartowanie i odpuszczan
- węgloazotowanie, hartowanie i odpuszczanie.
Obróbki hart., nawęgl. i węgloazotow. wymagają nagrzewania przedmiotu do temp. 760-960 o C , przez co przedmioty ulegają odkształceniu, które jest usuwane przez obróbkę wykańczającą. Wykonuje się to po obróbce kształt. a przed wykań.
- azotowanie
- azotonasiarczanie
Azotowanie i azotonasiarczanie -nagrzewanie do temp. 550 o C, uzyskuje się wysoką twardość powierzchni bez potrzeby hartowania. Niska temp. Powoduje ze przedmiot nie ulega odkształceniu i dlatego stanowi to końcową operacje proc. Technologicz.
11. Kontrola jakości w proc. techn.:
Operacje kontroli jakosci wchodzą w skład procesu technologicznego i opracowanie ich należy do obowiązków technologa. Mogą wystąpić w różnych miejscach proc. technol. (przewaznie na końcu)
do jej zadań należą:
- oględziny zewn. w celu sprawdzenia kompletności obróbki i jakości powierzchni
- sprawdzenie wymiarów i kształtów obrabianego przedmiotu, oraz przeprowadzenie badań określonych w warunkach technologicznych.
Dla operacji kontroli jakości powinna być opracowana szczegółowa instrukcja w której określa się metody kontroli, narzędzia pomiarowe, dop. odchyłki wymiarów, kształtów i jakości powierzchni
Poza kontrolą końcową technolog planuje również kontrolę międzyoperacyjną po ważniejszych operacjach. Technolog określa czy mają to być kontrole jakości 100%, czy wyrywkowe. Im większa produkcja tym metody kontroli powinny być bardziej sprawne. Kontrola czynna ma duże znaczenie, jest wykonywana w czasie procesu obróbki, eliminuje to występowanie specjalnych operacji kontroli międzyoperacyjnych.
12. Parametry obróbki - są ściśle związane ze sposobem obróbki. W przypadku obróbki skrawaniem są scharakteryzowane przez:
* prędkość skrawania
* głębokość skrawania
* posuw
Dla obróbki cieplnej są to parametry związane z nagrzewaniem i odkształcaniem obrabianego przedmiotu.
Na dobór parametrów obróbki wpływa:
* przedmiot obrabiany
* jego kształt, wymiary, materiał z którego jest wykonany
* obróbka ktorą będzie przeprowadzana dana operacja
Materiał przedmiotu obrabianego i rodzaj obróbki mają decydujący wpływ na dobór narzędzia i materiału ostrza.
W obróbce skrawaniem parametry obróbki powinny być dobrane z tzw. normatywów opracowanych dla poszczególnych rodzajów obróbki. Narzucone przez technologię w instrukcji obróbki parametry są obowiązujące dla warsztatu. Parametry obróbki stanowią podstawę do obliczenia czasu trwania poszczególnych operacji.
13. Normy czasu pracy - technicznie uzasadniona ilość czasu niezbedna do wykonania określonego zakresu pracy w danych warunkach techniczno-organizacyjnych zakładu, przez określeną liczbe wykonawcow o określonych kwalifikacjach.
Dot. najczesciej operacji. t=tpz/n+tj (n-l.szt. przedmiotow serii)
Podzial: Norma czasu t: czas przyg-zak tpz i czas jedn. tj. tj: cz. wykonania tw i cz. uzupełn. tu. tw: cz. Główny tg i cz. pomocniczy tp. tu: cz. obsługi to i cz. potrzeb fizjol. tf. to: cz. obsł techn. tot i cz. obsł. org. too. tf: cz. odpoczynku tfo i cz. potrz. natur. tj
14. Naddatki technologiczne
Naddatek- część materiału, półwyrobu celowo pozostawiona do usunięcia przy obrabianiu(kształtowaniu) przedmiotu.
- całkowity - grubość warstwy usuwanej w procesie obróbki
- operacyjny - grubość warstwy usuwanej w trakcie operacji
- na przecinanie - strata technologiczna materiału przecinanego
- na obróbkę powierzchni czołowej - obejmuje błędy wymiarowe, kształtowe oraz wady powierzchniowe i podpow. występujące przy przecinaniu
- na uchwycenie- strata technolog. materiału występująca przy odcięciu z pręta zamocowanego w uchwycie ostatniego półwyrobu.
Odpowiednie naddatki dla odpowiednich obróbek odczytuje się ze specjalnych tablic. Czynniki wpływające na wielkość naddatków:
- klasa dokładności i sposób wykonania półfabrykatu
- położenie powierzchni obrabianych
- złożoność kształtu części
- obróbka cieplna
- zmiany zamocowania
- dokładność obróbki
15. Podział - klasyfikacja części maszyn
Pierwsza klasyfikacja przeprowadzona została w latach 50. Wszystkie części maszyn zostały zgrupowane w 4 działach:
1. części obrotowe (wały, tuleje, tarcze)
2. części wieloosiowe (mimośrody, przedmioty o skrzyżowanych osiach, dźwignie)
3. części płaskie (płyty, wpusty, kątowniki, głowice, stojaki)
4. części specjalne (koła zębate, krzywki, drobne elementy złączne, śruby pociągowe i ślimaki)
Działy posiadają klasy:
- dalsze zróżnicowanie kształtu
- dokładność poszczególnych powierzchni
- wymiar
- materiał
można każdą klasę podzielić na:
- grupy
- podgrupy
- typy (najniższy stopień klasyfikacji)
Opracowany przez instytut klasyfikator składa się z 9 znaków:
1 - grupa klasy
1,2 -klasa
3 - podklasa
4 - wielkość przedmiotu lub masa
5 - odmiana technologiczna kształtu
6 - materiał
7 - postać materiału wyjściowego
8 - dokładność obrabianych powierzchni
9 - skala produkcji
Obszary zastosowań klasyfikacji części maszyn:
- opracowywanie typowych procesów technologicznych łącznie z unifikacją środków produkcji, oraz automatyzacją projektowania proc. technologicznych
- zastosowanie dla poszczególnych operacji, a niekiedy dla całego procesu grupowych metod wytwarzania
16. Typizacja proc. technologicznych
Przed typizacją musi odbyć się podział części maszyn na typy technologicznie podobne wg. przyjętego klasyfikatora. Otrzymuje się taki zbiór części dla którego opracowuje się jeden proces technologiczny. Wszystkie części wchodzące w zakres jednego typu mogą być obrabiane w tych samych operacjach, tymi samymi metodami (jednakowa liczba ustawień, te same narzędzia).
Zalety typizacji:
1) ujednolicenie w praktyce warsztatowej procesów technologicznych dla części technologicznie podobnych, a opracowanych przez różnych technologów
2) ujednolicenie norm czasów roboczych dla części technologicznie podobnych
3) stworzenie podstaw do unifikacji specjalnego oprzyrządowania i uporządkowania gospodarki narzędziowej
4) skrócenie czasu technologicznego przygotowania produkcji przez wykorzystanie typowego procesu oraz zastosowanie zunifikowanego oprzyrządowania
5) umożliwienie porównania poziomu stosowanej technologii w różnych zakładach dla części technologicznie podobnych
6) stworzenie podstaw naukowych do podnoszenia kwalifikacji technologów
Typowy proces dla części technologicznie podobnych może być wykorzystany niezależnie od wielkości produkcji jej rodzaju (im większa produkcja, tym liczba operacji większa)
17. Analiza kosztów proc. Technolog.
1) koszty bezpośrednie:
* koszty materiałów związane z określonym produktem - są równe wartości materiałów pobranych do produkcji wyrobu pomniejszonej o wartości odpadów
* koszty robocizny bezpośredniej - w jej skład wchodzą płace i ubezpieczenia pracowników bezpośr. produkcyjnych.
Są one związane z proc. technologicznym i liczbą wykonywanych elementów. Oblicza się je na podstawie odpowiednich dokumentów, jak koszty robocze (robocizna) i kwity magazynowe (obliczenia kosztów materiałowych)
2) koszty pośrednie:
* koszty wydziałowe - związane z pracą wydziału na którym jest przeprowadzana określona część procesu technologicznego
- koszty ruchu maszyn i urządzeń produkcyjnych
- koszty ogólnowydziałowe (np. utrzymywanie i amortyzacja budynków, remonty budynków, transport wydziałowy, itp.)
* koszty ogólnozakładowe - określa się wg. Przyjętego w danym zakładzie klucza. Są to koszty:
- administracyjno-gospodarcze
- ogólnoprodukcyjne (dział konstrukcyjny, technologiczny, centralne laboratorium, itp.)
* koszty braków - straty spowodowane brakami sa zależne od stopnia niezawodności poszczególnych operacji i całego procesu technologicznego.
18.Projektowanie procesu montażu:
Proces technol. montażu - całokształt prac wykonywanych w określonej operacji łączenia, mocowania, ustalenia gotowych części w określonym wzajemnym położeniu w celu otrzymania początkowo oddzielnych podzespołów, zespołów a następnie całej maszyny (wyrobu) odpowiadającej określonym warunkom technicznym.
Przy projektowaniu należy uwzględnić:
- właściwości obróbki mechan. części współdziałających
- dokładności ich wykonania
- wymaganą dokładność łączenia ich w podzespoły i zespoły
- wymagania dotyczące całego wyrobu
19. Dokumentacja proc. Technol.:
Poprawnie opracowana dokumentacja technologiczna powinna zawierać wszystkie dane niezbędne do zapewnienia prawidłowego przebiegu poszczególnych operacji zgodnie z przyjętym procesem technologicznym.
W skład dokumentacji wchodzą:
- karta technologiczna
- instrukcja obróbki
- karta kalkulacyjna
- spis pomocy warsztatowych
- strona tytułowa
Kartę technologiczną sporządza się dla konkretnego przedmiotu, stanowi ona:
- spis operacji z wyszczególnieniem stanowiska roboczego dla każdej z nich
- wyszczególnienie pomocy specjalnych
- podanie tpz i tj
Kartę technologiczną opracowuje się każdorazowo niezależnie od wielkości serii i innych warunków
Instrukcję obróbki sporządza się w celu podania treści operacji pracownikowi obsługującemu obrabiarkę, zwykle w postaci szkicowej, opisowej. W niej są wyszczególnione:
- stanowisko robocze
- liczba i kolejność zabiegów
- warunki obróbki dla poszczególnych zabiegów
- wszelkie pomoce niezbędne do wykonania oper. (uchwyty, narzędzia,itp.)
Opracowanie dokumentacji procesu technologicznego (kartę techn. i instrukcje obróbki) otrzymuje technolog kalkulator, który dla poszczególnych operacji wypełnia koszty normowania obróbki skrawaniem lub też koszty normalizowania innych operacji. W ten sposób zamyka opracowanie proc. Techn.
Spis pomocy warsztatowych jest przeznaczony do działań gospodarki narzędziowej w celu przygotowania i wykonania wyszczególnionych pomocy jako niezbędnych do uruchomienia produkcji określonej części.
Strona tytułowa zalicza się do kart uzupełniających dokumentację technologiczną i podaje się w niej nazwę części, nr części, zespołu i liczbę sztuk na wyrób, na tej stronie podpisuje się główny technolog jako sprawdzający i główny inżynier jako zatwierdzający.
20. Metody i formy procesu montażu.
Istnieją różne metody montażu, które umożliwiają otrzymanie wymiarów montażowych o określonej tolerancji. Metody te w zależności od wielkości produkcji, organizacji i wyposażenia technologicznego zakładu są następujące:
1) montaż z całkowitą zamiennością -składanie jednostek montażowych z takich elementów, które mogą być dowolne lecz wykonane wg założonych wymiarów i innych wymagań. Wymaga on dokładnego wykonania , co powoduje znaczne zacieśnienie tolerancji wymiarów, poszczególnych części. Stosowany w produkcji wielkoseryjnej i masowej.
2) montaż z zastosowaniem selekcji -założoną tolerancję wymiaru wynikowego uzyskuje się przez odpowiednie kojarzenie elementów podzielonych na grupy selekcyjne o węższych tolerancjach.
3) montaż z zastosowaniem kompensacji - założoną wymaganą dokładność wymiaru wynikowego uzyskuje się za pomocą wprowadzenia do konstrukcji danej jednostki montażowej elementu kompensacyjnego, umożliwiającego uzyskanie żądanego wymiaru w pewnych określonych granicach. Stosuje się w pr. seryjnej.
4) montaż z indywidualnym dopasowywaniem składanych elementów -wymaganą tolerancję wymiaru wynikowego osiąga się przez zmiany wymiaru jednego, z góry określonego ogniwa łańcucha wymiarowego za pomocą szlifowania, toczenia itp. Stosuje się w produkcji małoseryjnej i jednostkowej.
Formy organizacyjne montażu:
1. stacjonarny- jest dokonywany na jednym stanowisku, bez przesuwania montowanego wyrobu, wszystkie potrzebne elementy, podzespoły, zespoły są dostarczane na stanowisko robocze.
- odmiana z tzw. zasadą koncentracji operacji - montaż jednobrygadowy
- odmiana z tzw. zasadą różnicowania operacji-kilka brygad robi ten sam montaż
2.potokowy (przepływowy)- w produkcji wielkoseryjnej i masowej, montaż podzielony na wiele operacji , każda wykonywana na odrębnym stanowisku przez jednego lub kilku pracowników