Proces produkcyjny to kompleks procesów podstawowych, pomocniczych i usługowych realizowanych w jednostkach organizacyjnych przedsiębiorstwa celem planowego wytworzenia odpowiedniej liczby wyrobów o określonej jakości.

Proces technologiczny obróbki (PTO) jest to część procesu produkcyjnego) związana bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiaru, jakości powierzchni i własności fizykochemicznych przedmiotu obrabianego (PO). Funkcją procesu jest zatem zmiana stanu PO ze stanu początkowego (półfabrykat) na stan końcowy (gotowy wyrób). Jest ona realizowana poprzez wykonanie określo­nych czynności głównych (wywołujących zmianę stanu) i czynności pomocni­czych (niezbędnych do przeprowadzenia czynności głównych), które łącznie tworzą strukturę procesu technologicznego PT (rys.1).

Operacja jest to zespół czynności głównych i pomocniczych wykonywa­nych na jednym stanowisku roboczym przez jednego pracownika (lub grupę pracowników) na jednym przedmiocie (lub grupie przedmiotów) bez przerw na wykonanie innych prac. Operacja może być wykonana w jednym lub kilku zamocowaniach.

Zamocowanie należy rozumieć jako przyłożenie sił i momentów sił do przedmiotu obrabianego, dla zapewnienia stałości jego położenia podczas wykonywania danej operacji technologicznej. Przeprowadzenie operacji, np. w dwóch zamocowaniach (rys. 2), ma miejsce wówczas, gdy między zamoco­waniami nie zmienia się wyposażenia stanowiska roboczego (obrabiarki) lub nie następuje jego zmiana, lub zmiana PO. W przypadku wystąpienia jednego z tych elementów mamy do czynienia z dwiema kolejnymi operacjami Operacja może być przeprowadzona w jednej lub kilku pozycjach. Przez pozycję rozumie się określone położenie PO zamocowanego w uchwycie z urządzeniem podziałowym lub na stole obrotowym (np. wiertarko-frezarki) względem narzędzia. Zamocowanie przedmiotu nie ulega zmianie.

Zabieg jest to część operacji realizowana za pomocą tych samych środków technologicznych i przy niezmienionych parametrach obróbki, zamoćowaniu i pozycji. W czasie zabiegu następuje zmiana kształtu, wymiarów, chropowato­ści, własności fizycznych lub stanu fizycznego określonego fragmentu lub całej obrabianej części. Można rozróżnić zabiegi proste i zabiegi złożone.

Zabieg prosty stanowi część operacji odnoszącą się do obróbki jednej powierzchni elementu obrabianego jednym narzędziem.

Zabieg złożony dotyczy obróbki zespołu powierzchni jednym narzędziem

przesuwającym się wg określonego programu, np. przy obróbce kopiowej, lub do obróbki zespołu powierzchni zespołem narzędzi o sprzężonych ruchach posuwowych, np. toczenie wałka stopniowego kilkoma nożami zamocowany­mi w suporcie przednim tokarki wielonożowej. Szczególną odmianą zabiegu złożonego jest kolejna obróbka szeregu jednakowych powierzchni tym samym narzędziem przy tych samych parametrach, np. wiercenie kilku jednakowych otworów na wiertarce promieniowej. Zabieg jest najdrobniejszym elementem PT, który zachowuje wszystkie jego własności. Częścią zabiegu jest przejście, w czasie którego usuwana jest jedna warstwa materiału. W szczególnym przypadku jedno przejście może tworzyć zabieg.

Czynność stanowi część operacji lub zabiegu ujmującą działanie pracow­nika oraz/lub wyposażenia technologicznego konieczne do ich wykonania, nie powodujące zmiany własności przedmiotu pracy, np. zamocowanie PO, uru­chomienie obrabiarki, doprowadzenie ostrzy narzędzia skrawającego do po­wierzchni obrabianej, włączenie posuwu, odsunięcie narzędzia itp.

Ruch elementarny jest najmniejszym składnikiem czynności, który daje się określić jednoznacznie sprecyzowanym zadaniem (np. czynność włączenia posuwu składa się z dwóch ruchów elementarnych: uchwycenia dźwigni i jej przestawienia we właściwe położenie).

Pojęcie czynności i ruchu elementarnego wykorzystuje się głównie w pro­dukcji masowej do przeprowadzania analizy czasowej.

Typy produkcji i ich charakterystyka

W zależności od programu produkcji, tzn. liczby wyrobów przewidzianych do wykonania w określonej jednostce czasu (najczęściej jednego roku), rozróż­nia się pięć rodzajów produkcji: produkcję jednostkową, małoseryjną, seryjną, wielkoseryjną i masową. Produkcja małoseryjna ma cechy zbliżone do produ­kcji jednostkowej, wielkoseryjna natomiast jest zbliżona do masowej. Orien­tacyjne ilości przedmiotów wytwarzane w poszczególnych typach produkcji podano w tabeli 1.

Tabela 1

Roczny program produkcyjny

Rodzaj produkcji

Wyroby A Wyroby B Wyroby C

Jednostkowa do 5 do 10 do 100

Małoseryjna 5-100 10-200 100-500

Seryjna 100-300 200-500 500-5000

Wielkoseryjna 300-1000 500-5000 5000-50000

Masowa ponad 1000 ponad 5000 ponad 50000

Oznaczenia:

Wyroby A - elementy ciężkie, o dużych gabarytach, znacznej pracochłonności i ciężarzeponad 300 [N],

Wyroby B - elementy o średnich wymiarach i pracochłonności oraz ciężarze od 80-300[N],

Wyroby C - elementy małe, lekkie, o niewielkiej pracochłonności i ciężarze do 80 [N].

Produkcja jednostkowa charakteryzuje się niewielką liczbą wytwarzanych wyrobów i jednorazowością wykonania. Powtórne uruchomienie produkcji tego samego wyrobu może nastąpić w zasadzie tylko przypadkowo i w dużym odstępie czasu. W związku z tym koszty przygotowania produkcji powinny być możliwie ograniczone. W ramach produkcji jednostkowej wytwarza się prototypy, maszyny i urządzenia o wielkich gabarytach i znacznym ciężarze, obrabiarki specjalne, kompletne obiekty przemysłowe itp. Jest to produkcja droga o małej wydajności.

Produkcja seryjna jest produkcją, w czasie której wykonuje się jednorazd wo pewną liczbę wyrobów tworzących serię produkcyjną powtarzalną. Zależ nie od wielkości serii przeznacza się mniej lub więcej czasu i środków na je przygotowanie. Produkcja seryjna należy do najbardziej rozpowszechnionyc w przemyśle. Szacuje się, że około 70-80% wyrobów wytwarzanych jej seryjnie. Ten typ jest charakterystyczny dla produkcji obrabiarek do metali drewna, maszyn tekstylnych, sprężarek, silników specjalnych, aparatury itp.

Produkcja masowa należy do tego rodzaju produkcji, podczas której prze dłuższy czas, w sposób ciągły wytwarza się określony wyrób w jednym lu kilku zbliżonych do siebie wariantach konstrukcyjnych. Wymaga bardzo sta rannego przygotowania i znacznych środków na wyposażenie techniczne.

Bliższe dane o poszczególnych rodzajach produkcji podano w tabeli 2.

Technologiczność konstrukcji można zdefiniować jako właściwość kon strukcji zapewniającą uzyskanie wymaganych własności wyrobu przy mini mulnych kosztach wytwarzania, w ramach określonej wielkości i warunkac produkcji. Z dwóch konstrukcji tej samej maszyny lub urządzenia, spełniaj cydr założenia konstrukcyjne, ta będzie zatem bardziej technologiczna, któr zapewni w określonych warunkach produkcyjnych mniejsze koszty wytwarza nia.

W odniesieniu do części maszyn pod względem technologiczności wymag się, aby odpowiadały przede wszystkim warunkom, w jakich są eksploatowane były niezawodne i charakteryzowały się małą pracochłonnością i materiałc chłonnością. Spełnienie tych wymagań zależy od czynników techniczno-orga nizacyjnych etapu projektowania i wytwarzania, z których na szczególną uwag zasługują zagadnienia dotyczące materiału i obróbki cieplnej, kształtu przed miotu i sposobu wymiarowania oraz dokładności obróbki i jakości powierzch ni.

Wymagania w zakresie materiaiu i obróbki cieplnej są następujące: - łatwe wykonanie półfabrykatów,

- dobra skrawalność materiału części,

Kształt części powinien zapewniać: - dostateczną sztywność elementu,

- duże i dostępne powierzchnie bazowe,

- możliwość obróbki powierzchni narzędziami znormalizowanymi, - łatwy dostęp narzędzia skrawającego do powierzchni obrabianej.

Sposób wymiarowania elementów ma wpływ na możliwość ich obróbki na obrabiarkach nastawianych na wymiar, wybór racjonalnego oprzyrządowania, uzyskanie żądanej dokładności. Powinien on spełniać następujące wymagania: - zapewniać racjonalną kolejność obróbki powierzchni przedmiotu,

• umożliwiać prostą kontrolę podczas obróbki na obrabiarce jak również kontrolę ostateczną,

- powierzchnie powinny być zwymiarowane względem bazy obróbkowej,

• - łańcuchy wymiarowe powinny składać się z jak najmniejszej liczby ogniw składowych.

Dokładność obróbki i jakość powierzchni powinny gwarantować prawid­łowy montaż części, właściwą ich współpracę z innymi elementami oraz wymaganą trwałość i niezawodność. Nieuzasadnione zawyżenie wymagań w tym zakresie powoduje wzrost kosztów wytwarzania. Dąży się zatem do tego, aby:

- dokładność i gładkość powierzchni były możliwie małe, lecz wystarczające do spełnienia wymagań eksploatacji i montażu,

- wartości ustalonych tolerancji wymiarów oraz dopuszczalnych błędów kształtu i wzajemnego położenia odpowiadały ekonomicznej dokładności tych sposobów obróbki, które będą stosowane do wykonania części,

- dokładność obróbki była zsynchronizowana z chropowatością powierzchni w ten sposób, aby podczas obróbki dokładnej automatycznie uzyskiwać żądaną gładkość bez dodatkowej obróbki,

• dokładność i chropowatość powierzchni mniej dokładnych odpowiadała ekonomicznej dokładności najwydajniejszego dla danego przypadku sposo­bu obróbki

Naddatki na obróbkę

Naddatek na obróbkę (wg PN-83/M-Ol 250) stanowi celowo pozostawioną warstwę tworzywa, która ma być usunięta w czasie obróbki we wszystkich operacjach i zabiegach PT, aby możliwe było otrzymanie gotowego wyrobu zgodnie z rysunkiem technicznym i warunkami wykonania. Rozróżnia się dwa rodzaje naddatków: całkowite i operacyjne.

Naddatek całkowity (rys. 10,11) jest warstwą materiału kompensującą błędy wymiarowo-kształtowe, wady powierzchniowe i podpowierzchniowe występujące na poszczególnych etapach wytwarzania i spowodowane niedo­kładnością metod i urządzeń technologicznych w całym procesie produkcyj­nym określonej części, obejmującym wykonanie oraz obróbkę skrawaniem. Do naddatku całkowitego nie wchodzą naddatki technologiczne tzn. naddatki stosowane celem ułatwienia wykonania zarówno półwyrobu jak i gotowej części (np. pochylenia odlewnicze, występy, nadlewy).

Naddatek operacyjny (rys. 12) jest określony grubością warstwy obejmu­jącej wadliwość powierzchni i materiału, usuwanej w czasie wykonywania operacji. Można go wyznaczyć - przy naddatku na jedną stronę (naddatku niesymetrycznym) - z zależności:

g1nom = ta + Rza + Wa + Sa + ez

Wartości naddatków na obróbkę są jednym z elementów uwzględnianych podczas obliczeń jednostkowej normy zużycia materiału Nd na daną część, która określa dopuszczalne zużycie materiału na jednostkę wyrobu. Można ją wyznaczyć z zależności:

Nd = gm + gup + guv

gm - masa materiału zawartego w gotowej części,

gur - masa materiału wynikająca ze strat i odpadów w procesie technologicznym półfabrykatu, spowodowana niepodziel­nością materiału, odcinaniem, naddatkiem w uchwycie do cięcia, równa naddatkom na wykonanie półwyrobu,

guv - masa materiału powstała ze strat i odpadów w procesie obróbki wiórowej.

Na podstawie Nd można obliczyć wskaźnik P~ całkowitego wykorzystania materiału:

Bazy w technologii maszyn

Słowo "baza" pochodzi od greckiego pojęcia basis i oznacza podstawę, punkt oparcia. Zgodnie z normą PN-83/M-01250 przez bazę należy rozumieć powierzchnię, linię lub punkt przedmiotu, względem których określone jest w sposób bezpośredni położenie innego punktu, linii lub powierzchni. Ogólną klasyfikację baz przedstawiono na rys. 13.

Baza konstrukcyjna jest bazą przyjętą przy konstruowaniu wyrobu w celu określenia położenia punktu, linii lub powierzchni w częściach wchodzących w skład tego wyrobu, warunkującą ich prawidłową współpracę z innymi częściami lub zespołami w wyrobie.

Baza produkcyjna jest bazą przyjętą w procesie produkcyjnym przedmiotu w celu określenia w nim położenia punktu, linii lub powierzchni uwarunkowa­nych sposobem wytwarzania.

Baza technologiczna jest bazą produkcyjną przyjętą w celu określenia położenia punktu, linii lub powierzchni przedmiotu przy realizowaniu jego procesu technologicznego.

Baza kontrolna jest bazą produkcyjną przyjętą w celu określenia położenia punktu, linii lub powierzchni w przedmiocie dla kontroli zgodności jego wykonania z wymaganiami konstrukcyjnymi lub technologicznymi.

Bazą właściwą jest baza produkcyjna punktu, linii lub powierzchni przed­miotu identyczna z bazą konstrukcyjną tego punktu linii lub powierzchni. Najbardziej poprawnym rozwiązaniem zagadnienia bazowania jest przyjęcie przez technologa za bazę tej powierzchni, którą przyjął konstruktor. Przykła­dem może być korpus przedstawiony na rys. 14. Celem zwymiarowania poło­żenia otworu o średnicy 40H7, konstruktor przyjął za bazę powierzchnię ~ Również tę powierzchnię przyjmie za bazę technolog obrabiając wymienion element przedmiotu

Baza zastępcza jest bazą produkcyjną punktu, linii lub powierzchni przec miotu różną od bazy konstrukcyjnej tego punktu, linii lub powierzchni. Wska zuje to na niewłaściwy sposób przyjęcia bazy konstrukcyjnej.

Baza montażowa jest bazą technologiczną przyjętą w procesie montaż przedmiotu w zespół w celu określenia względem niego któregoś z innyc elementów w zespole.

Baza obróbkowa jest to baza technologiczna przyjęta w procesie obróbl przedmiotu w celu określenia w nim polożenia powierzchni przy jej wykon. waniu, lub określenia punktu albo linii przy wykonywaniu powierzchni, któ: sama, lub wspólnie z innymi powierzchniami tego przedmiotu wyznacza te punkt albo linię. Jej cechą charakterystyczną jest to, iż jest zawsze związana powierzchnią obrabianą wymiarem lub warunkiem wzajemnego położenia (n warunkiem prostopadłości, równoległości) bądź też łącznie warunkiem i wymiarem

Baza stykowa jest bazą, która styka się z odpowiednimi elementami obr Marki, uchwytu lub narzędzia (rys. 15).

Baza nastawcza jest bazą, której położenie ustawia się względem odp wiednich elementów obrabiarki, uchwytu lub narzędzia

Baza sprzężona jest bazą, którą uzyskuje się przy tym samym położeniu obrabianego przedmiotu względem odpowiednich elementów obrabiarki lub uchwytu i obrabia się zarówno tę bazę, jak i rozpatrywaną powierzchnię tak, żeby ich wzajemne położenie zależne było jedynie od położenia wykonujących je narzędzi. W podanym na rys. 17 przypadku należy frezować powierzchnie A i B zachowując wymiar b. Powierzchnia A, obrabiana jednocześnie z powie­rzchnią B jest bazą obróbkową sprzężoną dla tej ostatniej. Powierzchnia C ustalająca przedmiot nie może być przyjęta za bazę obróbkową dla powierzchni B, ponieważ jej położenie względem zespołu frezów jest wyznaczone nie oć powierzchni C, lecz od obrabianej z nią jednocześnie powierzchni A.

Bazą rzeczywistą jest powierzchnia lub linia leżąca na przedmiocie.

Baza wyobrażalna jest umownie wyznaczonym elementem geometrycz­nym (np. oś walca, środek koła) związanym z rzeczywistą powierzchnią lut powierzchniami części czy zespołu.

Baza obróbkowa jest bazą naturalną, jeżeli do jej wykorzystania nie jes potrzebna dodatkowa obróbka jakiejś powierzchni przedmiotu, zbędnej z pun~ ktu widzenia działania gotowego przedmiotu w zespole.

Baza obróbkowa jest bazą specjalną, jeżeli do jej wykorzystania trzeba dodatkowo obrobić jakąś powierzchnię przedmiotu, chociaż z punktu widzenia jego działania obróbka ta jest zbędna.

Norma czasu pracy t jest to technicznie uzasadniona ilość czasu niezbęd­na dla wykonania określonego zakresu pracy w danych warunkach techniczno­organizacyjnych zakładu, przez określoną liczbę wykonawców o ustalonych kwalifikacjach. Dotyczy ona najczęściej operacji technologicznej i jak wynika z podanej definicji, w zależności od warunków techniczno-organizacyjnych przedsiębiorstwa norma czasu realizacji tych samych czynności w różnych zakładach może być inna. Norma czasu jest podstawą do zorganizowania wynagrodzenia za pracę, można ją wykorzystać do organizacji produkcji, w tym np. do obliczenia niezbędnej liczby stanowisk roboczych celem wykonania określonej liczby wyrobów, zaprojektowania gniazda czy linii obróbkowej, ustalenia wymaganej powierzchni produkcyjnej itp. Stanowi wskaźnik racjo­nalności przebiegu wytwarzania i wydajności pracy

Czas przygotowawczo-zakończeniowy t~Z jest to czas związany z przygo­towaniem do wykonania operacji technologicznej i jej zakończeniem. Jego cechą jest to, że występuje tylko jeden raz na serię wykonywanych wyrobów i nie jest zależny od jej liczności. Czasem tym normowane są takie czynności jak: pobranie i zapoznanie się z dokumentacją technologiczną niezbędną do wykonania zadania, pobranie odpowiednich narzędzi i przyrządów oraz uzbro­jenie w nie stanowiska pracy (obrabiarki lub stanowiska montażowego). Po wykonaniu określonej serii wyrobów w zakres tego czasu wchodzi: rozbrojenie stanowiska pracy, zdanie narzędzi i oprzyrządowania oraz wytworzonych wyrobów.

Czas jednostkowy t~ stanowi wartość czasu niezbędnego do wykonania jednej sztuki wyrobu, będącą sumą czasu wykonania i czasu uzupełniającego. Czas wykonania t„, jest czasem niezbędnym do jednorazowego wykonania

czynności związanych z realizowaną operacją technologiczną stanowiącym sumę czasu głównego i czasu pomocniczego.

Czas główny t~ jest to czas, w którym zależnie od rodzaju operacji następuje zmiana kształtu, wymiarów lub własności wykonywanego w procesie obróbki przedmiotu, bądź też następuje ustalenie wzajemnego położenia dwu lub więcej jednostek montażowych i utrwalenie ich połączenia w przypadku montażu. Zmiana kształtu i wymiarów może nastąpić w wyniku obróbki plastycznej lub ubytkowej, zaś zmiana własności występuje najczęściej w wyniku obróbki cieplej i cieplno-chemicznej. W ramach czasu t~ można wyróżnić:

- czas maszynowy tgm gdy przewidziane planem operacji zmiany wyrobu wykonywane są przez maszyny lub urządzenia,

- czas maszynowo-ręczny t~mr - zmiany wyrobu zachodzą przy bezpośrednim udziale robotnika i połączone są z użyciem energii obcej (np. skrawanie na obrabiarce z posuwem ręcznym),

- czas ręczny tgr - zmiana wyrobu następuje bez zużycia energii obcej (np. piłowanie, skrobanie).

Czas pomocniczy tp jest czasem zużywanym na wykonanie czynności umożliwiających realizację działań podstawowych (głównych) stanowiących cel operacji, przypadającym na każdy wyrób danej serii. Do najważniejszych czynności wchodzących w zakres tego czasu należy zaliczyć: w przypadku obróbki elementu - zamocowanie i odmocowanie przedmiotu obrabianego, włączenie i wyłączenie obrabiarki, włączenie posuwu, czynności pomiarowe itp., natomiast przy montażu - podjęcie, przemieszczenie jednostek montażo­wych i narzędzi, zamocowanie i odmocowanie w przyrządzie, kontrola wzaje­mnego położenia itp. Rodzaj objętych czasem tP czynności upoważnia do jego podziału na czas zamocowania tPm, sterowania tss i kontroli tpk.

Czas uzupełniający tl, jest łącznym czasem potrzebnym na obsługę stano­wiska roboczego i potrzeby fizjologiczne pracownika.

Czas obsługi t~ jest to czas przeznaczony na czynności pracownika zwią­zane z organizacją i utrzymaniem zdolności stanowiska roboczego do ciągłej pracy. Obejmuje on czas obsługi technicznej i obsługi organizacyjnej.

Czas obsługi technicznej t~,t jest przeznaczony na działania o charakterze technicznym dotyczące utrzymania pełnej sprawności wyposażenia technolo­gicznego stosowanego w realizowanej operacji. Należą do nich wymiana narzędzi i przyrządów, ostrzenie narzędzi i korekta ich nastawienia, zmiana położenia przyrządu itp.

Czas obsługi organizacyjnej t~,~, dotyczy czynności pracownika związa­nych z organizacją pracy na stanowisku (np. wyłożenie i usunięcie narzędzi pracy, dokumentacji), utrzymaniem jego czystości (np. usuwanie wiórów) i trwałej zdolności roboczej (np. smarowanie, konserwacja) wykonywanych głównie na początku i końcu zmiany.

Czas na potrzeby fizjologiczne tf obejmuje czas odpoczynku i czas na potrzeby naturalne.

Czas na odpoczynek tf~ jest przeznaczony na odprężenie zarówno w sensie fizycznym, jak i psychicznym i uwzględniany wtedy, gdy wykonywana praca wymaga dużego wysiłku fizycznego i ciągłego natężenia uwagi.

Czas na potrzeby naturalne t~, uwzględnia zaspokojenie potrzeb natural­nych pracownika (np. mycie rąk, spożywanie posiłków, korzystanie z urządzeń sanitarnych) oraz - zgodnie ze specjalnymi wymaganiami bhp - picie napojów, wychodzenie na powietrze itp.

Z prezentowanego na rys. 23 schematu wynika, iż norma czasu pracy jest normą analityczną będącą sumą wszystkich tworzących ją składników. Dla wytwarzanej serii wyrobów można ją obliczyć z zależności:

Metody normowania czasu są bardzo różnorodne. Najogólniej można je podzielić w sposób przedstawiony na rys. 24.

Sumaryczne metody normowania polegają na tym, że normę czasu na operację technologiczną ustala się bez rozbijania jej na części składowe i przeprowadzania analizy poszczególnych elementów pracy. Należą do metod przybliżonych, o małej dokładności.

Metoda szacunkowa opiera się wyłącznie na praktyce i doświadczeniu pracownika, który na tej podstawie określa (szacuje) ilość czasu potrzebnego na wykonanie rozpatrywanej operacji.

Metoda porównawcza przewiduje opracowanie normy czasu dla rozpatry­wanego zadania roboczego drogą porównania go z zadaniem o podobnym lub zbliżonym zakresie czynności i znanym czasie wykonania (ujętym np. w rejestrze czasów wykonania, w dokumentacji roboczej itp.). W praktyce gru­puje się prace technologicznie podobne dla przedmiotów (lub elementów przedmiotów) konstrukcyjnie zbliżonych i przez porównanie zmian jednego lub kilku czynników decydujących o czasie ich wykonania wyznacza się nową normę dla rozpatrywanej operacji. Metoda ta należy do najdokładniejszych z grupy metod sumarycznych.

Metoda statystyczna opiera się na danych statystycznych robót identycz­nych lub podobnych już wykonywanych w okresach poprzednich. Prawidło­wość i stopień dokładności opracowanych przy jej pomocy norm są uzależnione od rzetelności rejestracji czasów rzeczywistych wykonywanych prac.

Metody analityczne charakteryzują się wnikliwą analizą składników ope­racji i czasów potrzebnych na wykonanie poszczególnych czynności w okre­ślonych warunkach technologicznych i organizacyjnych.

Metoda analityczno-pomiarowa (badawcza, doświadczalna) polega na analizie wszystkich kolejnych składników wykonywanej operacji i eliminowa­niu zauważonych nieprawidłowości w czynnościach wynikających z procesu technologicznego oraz - po usunięciu zbędnych składników - na wyznaczeniu czasu ich realizacji za pomocą pomiarów chronometrażowych. Jest ona wzglę­dem innych metod stosunkowo najdokładniejsza pod warunkiem przeprowa­dzenia pomiarów w sposób prawidłowy i przy odpowiedniej liczbie obserwacji.

Zwana jest też niekiedy metodą chronometrażową i jest stosowana do normo wania prac w różnych typach produkcji.

Metoda analityczno-obliczeniowa opiera się na szczegółowej analiz wykonywanych czynności składających się na normowaną pracę, ustalani najwłaściwszego ich przebiegu oraz wyznaczeniu czasów (dla składnihó uwzględnionych w normie) na podstawie obowiązujących normatywów rfao towych, branżowych i zakładowych, jak również znanych zależności matem. tycznych określających wartość czasu głównego.

Uproszczona metoda analityczna przewiduje ustalanie typowych, techn cznie uzasadnionych warunków technologicznych realizacji podstawowyc części operacji i sprowadzenie obliczeń czasu wykonania do kilku najpr~ stszych działań oraz pomnożenia ich przez odpowiednie współczynniki popr wkowe. Prace są prowadzone w oparciu o scalone normatywy czasu prac opracowane dla typowych zabiegów technologicznych.

Operacje występujące w procesach technologicznych różnych części maszyn.

Należy do nich zaliczyć trasowanie, obróbkę cieplną i cieplno-chemiczną, usuwanie zadziorów i załamywanie ostrych krawędzi, prostowanie, mycie oraz kontrolę jakości.

Trasowanie ma na celu wyznaczenie naddatków na obróbkę i równocześnie sprawdzenie półfabrykatu. Polega ono na wykonywaniu w odpowiednich miejscach półwyrobu rys znaczonych na powierzchniach uprzednio pomalo­wanych białą farbą. Na rysie w pewnych odstępach wykonuje siępunktowanie. Obróbkę przeprowadza się zdejmując warstwę materiału do rysy traserskiej. Trasa ułatwia ustawienie przedmiotu na obrabiarce oraz narzędzia na określony wymiar. Dokładność trasowania jest niewielka i dla wymiarów w granicach jednego metra wynosi 0,3-0,6 mm. Operacja trasowania jest wykonywana ręcznie przez pracowników o wysokich kwalifikacjach. Występuje powszech­nie w produkcji jednostkowej w tych wszystkich przypadkach, kiedy w PT nie stosuje się odpowiedniego oprzyrządowania. W produkcji małoseryjnej i se­ryjnej stosuje się ją do części o złożonych kształtach i dużych wymiarach.

Obróbka cieplna i cieplno-chemiczna stosowana jest w PT celem:

zmme~szenia naprężeń wewnętrznych w materiale,

- poprawy skrawalności materiału, z którego wykonywany jest element,

- polepszenia własności mechanicznych materiału zgodnie z wymaganiami technicznymi.

Znane są liczne rodzaje obróbek, z których do najczęściej stosowanych należy zaliczyć: wyżarzanie odprężające, ulepszanie cieplne, hartowanie i odpuszczanie, nawęglanie, węgloazotowanie, azotowanie i azotonasiarczanie.

Usytuowanie obróbki cieplnej w PT jest uzależnione od celu jej zastosowa­nia. Szerzej zagadnienie to zostanie omówione w rozdziale 4.7.

~Usuwanie zadziorów i tępienie ostrych krawędzi przeprowadza się, aby: - zabezpieczyć przed uszkodzeniem współpracujące ze sobą części,

- poprawić warunki bhp,

• podnieść estetykę produktu.

Do charakterystycznych cech zadziorów określających łatwość ich usuwa­nia należy: rodzaj połączenia z materiałem podłoża, miejsce występowania i wysokość zadziorów.

Istnieje szereg sposobów usuwania zadziorów i załamywania ostrych kra­wędzi, z których najczęściej stosowane są:

- obróbka ręczna za pomocą pilnika i skrobaka,

- obróbka ręczna z wykorzystaniem frezów, pogłębiaczy ściernic,

- obróbka w pojemnikach za pomocą luźnych kształtek ściernych (np. wykorzystaniem wygładzarek rotacyjnych),

- frezowanie igłowe,

• obróbka elektrochemiczna, - obróbka termiczna.

Metody ręczne wykorzystuje się w produkcji jednostkowej i małoseryjne Obróbka elektrochemiczna, polegająca na kontrolowanym roztwarzaniu mate riału przeznaczonego do usunięcia w procesie elektrolizy, jest stosowana d usuwania zadziorów w miejscach trudno dostępnych. Obróbkętermiczną prze prowadza się w specjalnych komorach, do których po umieszczeniu przedmiot doprowadza się gaz i wywołuje jego zapłon. W wyniku osiągnięcia w krótki czasie bardzo wysokiej temperatury następuje utlenianie (spalanie) fragmentó~ przedmiotu o minimalnej objętości, jakimi są zadziory.

Prostowanie dotyczy przedmiotów o małej sztywności, które w stan pogiętym charakteryzują się nierównomiernym rozkładem naddatków i zmnie szoną dokładnością wykonania gotowego wyrobu, prowadzącą w skrajny przypadku do wybrakowania części.

Mycie jest stosowane w różnych fazach PT, przy produkcji nowych eleme~ tów jako jego operacja końcowa, w przypadku zaś napraw - jako jedna pierwszych, po demontażu. Przeprowadza się je w specjalnych maszynac stosując 3-5% roztwór wodny sody kalcynowej z mydłem, z ewentualny: dodatkiem (ok. 0,5%) szkła wodnego. Po myciu następuje płukanie przedmie tów i suszenie. Celem tej operacji jest zapewnienie czystości części prze montażem lub w przypadku systemów automatycznych - przed obróbką w: kańczającą. Ma ona je również zabezpieczyć przed korozją. W tym celu c kąpieli myjących dodawane są inhibitory korozji.

Kontrola jakości ma na celu zabezpieczenie przed wypuszczeniem na ryne wadliwego wyrobu jak również zmniejszenie strat powodowanych przez bra przy możliwie szybkim ujawnieniu i usunięciu przyczyn ich powstawani Sposób rozwiązania operacji kontroli zależy od skali produkcji.

W produkcji jednostkowej i małoseryjnej konieczne jest sprawdzanie każd operacji. Czynność tę powierza się na ogół samym wykonawcom, którymi w tym przypadku wysokokwalifikowani robotnicy. Dokonywanie pomiarów przez pracownika kontroli stosowane jest wtedy, gdy wymaga to specjalnego kosztownego przyrządu

PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH

Określenie struktury procesu jest zadaniem skomplikowanym i mającym bardzo wiele możliwych rozwiązań zależnie od kształtu, rodzaju materiału przeznaczenia PO w procesie technologicznym. Jedno z nich przewiduje wy­odrębnienie dziewięciu powiązanych ze sobą faz (tabela 6) podzielonych m stopnie, na które składają się ciągi operacji technologicznych

Struktura procesu

W każdym procesie technologicznym istnieje pewien ściśle określony porzą­dek wewnętrzny, zwany strukturą procesu. Pod pojęciem tym należy rozumieć podział PT na fazy i uszeregowanie ich wg z góry ustalonej kolejności.

Strukturę PT charakteryzują następujące cechy ogólne:

kolejne zmiany charakterystyki przedmiotu obrabianego przeprowadzane są w sposób dyskretny,

skutki oddziaływania każdego etapu struktury są w zasadzie nieodwracalne, a uzyskane charakterystyki mają cechy trwałości (mogą one ulec zmianie tylko przez wprowadzenie nowych elementów struktury),

otrzymane w poprzednich etapach struktury charakterystyki PO mają wpływ na charakterystyki uzyskiwane w wyniku oddziaływań następnych etapów struktury,

w wyniku nieciągłości oddziaływania charakterystyka wyjściowa określa­jąca stan przedmiotu po zakończeniu oddziaływania danego etapu struktury może stanowili charakterystykę wejściową dla etapu następnego,

etapy struktury procesu są zakończone zespołami działań, wyodrębnionych w procesie na różnym poziomie złożoności jako: operacje, zabiegi, stopnie, fazy.

Wymienione cechy struktury PT narzucają następujące zasady porządkowa­nia faz struktury:

kolejność faz i ich funkcje są uzależnione od charakterystyki geometrycznej PO i właściwości fizyko - chemicznych materiału,

kolejność faz i ich funkcje muszą powodować stały wzrost dokładności wymiarowo-kształtowej, na który oddziałują.

Przystępując do opracowania PT należy wstępnie założyć, które powierzch­nie przedmiotu obrabianego będą wykonywane w każdej fazie - bez tego nie byłoby granic między nimi, a tym samym schematu PT. Podział ten tworzy tzw. plan procesu technologicznego.

W praktyce strukturę PT przedstawia się - może w sposób nie tak komple­ksowy i jednoznaczny, jak wynika to z rozważań teoretycznych, ale wystarcza­jący dla celów praktycznych - w postaci planów operacyjnych zawierających operacje technologiczne ułożone w sposób odpowiadający układowi faz w PT.

Istnieją dwie metody opracowania planów operacyjnych (a więc i struktury procesu):

Przystępując do opracowania PT należy wstępnie założyć, które powierzch­nie przedmiotu obrabianego będą wykonywane w każdej fazie - bez tego nie byłoby granic między nimi, a tym samym schematu PT. Podział ten tworzy tzw. plan procesu technologicznego.

W praktyce strukturę PT przedstawia się - może w sposób nie tak komple­ksowy i jednoznaczny, jak wynika to z rozważań teoretycznych, ale wystarcza­jący dla celów praktycznych - w postaci planów operacyjnych zawierających operacje technologiczne ułożone w sposób odpowiadający układowi faz w PT.

Istnieją dwie metody opracowania planów operacyjnych (a więc i struktury procesu):

Koncentracja (tzn. łączenie operacji) polega na obróbce przedmiotów na niewielkiej liczbie obrabiarek z tym, że na każdej z nich obrabia się kilka lub kilkanaście powierzchni. Zachodzi w tym przypadku łączenie operacji pros­tych w jedną operację wielozabiegową. Rozróżnia się trzy odmiany koncentra­cji: technologiczną, mechaniczną i organizacyjną.

Koncentracja technologiczna polega na jednoczesnej obróbce kilku po­wierzchni przedmiotu kilkoma narzędziami. Odmiana ta umożliwia skrócenie czasu głównego, wymaga jednak stosowania takich obrabiarek jak automaty, półautomaty, wiertarki wielowrzecionowe, frezarki wielowrzecionowe lub spe­cjalnych narzędzi zespołowych, albo jednych i drugich.

Koncentracja mechaniczna to zastosowanie specjalnych uchwytów i przy­rządów, które ograniczają liczbę zamocowań PO i narzędzi przy wykonywaniu poszczególnych zabiegów. Odmiana ta umożliwia skrócenie czasów pomoc­niczych i wymaga przyrządów i urządzeń mechanizujących lub automatyzują­cych czynności pomocnicze (przyrządy i uchwyty wielopozycyjne, głowice rewolwerowe, imaki wielonożowe itp.).

Koncentracja organizacyjna ma na celu uproszczenie prac związanych z organizacją i planowaniem produkcji, przy czym sam proces nie ulega zmianie. Przykładem może być wykonywanie przedmiotu "na gotowo" na jednym stanowisku (tj. łączenie operacji zgrubnej z kształtującą, a czasem nawet wykańczającą).

Koncentracja operacji technologicznych jest stosowana we wszystkich ro­dzajach produkcji.

Różnicowanie operacji polega na obróbce przedmiotu na dużej liczbie obrabiarek, przy czym na każdej z nich jest obrabiana jedna lub najwyżej dwie do trzech powierzchni. W tym przypadku występuje rozbicie operacji złożonej naproste, jednozabiegowe lub najwyżej kilku zabiegowe. W wyniku dzielenia operacji PT upraszcza się. Pozwala to na użycie obrabiarek ogólnego przezna­czenia o nieskomplikowanej budowie, a więc tanich. Metoda ta jest szczegól­nie zalecana w tych przypadkach, gdy konstrukcja wyrobu ulega zmianom lub wielkość produkcji jest zmienna. Różnicowanie operacji stosuje się w produ­kcji seryjnej, przy częstej zmianie produkowanych w dostatecznie dużych seriach wyrobów. Każda operacja winna być możliwa do realizacji bez zmiany nastawienia obrabiarki i bez wymiany narzędzi.

Struktura operacji technologicznej

Elementami struktury operacji technologicznych są czynności główne, które mogą być utożsamiane z zabiegami lub gnzpami zabiegów oraz czynności pomocnicze. Przez formowanie struktury operacji należy rozumieć ustalenie określonych zależności czasowych między poszczególnymi czynnościami. Zależności te mogą mieć charakter relacji:

- szeregowej przewidującej wykonanie kolejnej czynności po zakończeniu poprzedniej,

- równoległej zakładającej jednoczesność rozpoczynania czynności,

-szeregowo-równoległej, w której momenty rozpoczęcia poszczególnych czynności są przesunięte o pewien czas, lecz rozpoczynają się przed zakoń­czeniem działania poprzedniego. W realnych operacjach występują wszystkie trzy fazy zależności czasowych. Podstawową zasadą, której należy przestrzegać przy formowaniu struktury operacji, jest dążenie do minimalizacji pracochłonności i kosztów obróbki. Struktura optymalna powinna zapewniać maksymalną wydajność z uwzględ­nieniem minimalnych kosztów obróbki oraz racjonalnego zestawienia i wyko­rzystania wyposażenia oraz oprzyrządowania technologicznego.

- Operacje występujące w procesach technologicznych różnych części maszyn

-Istnieje szereg operacji nie związanych z kształtowaniem określonych po­wierzchni, które jednak znajdują swoje miejsce w procesie technologicznym.

Dane wyjściowe do projektowania

Realizacja przedstawionych wyżej zadań wymaga pewnych informacji, które grupują się w dwa zespoły danych, tzw. dane konstrukcyjne i dane technologiczne.

Dane konstrukcyjne tworzy dokumentacja konstrukcyjna wyrobu wraz z warunkami technicznymi, które wyrób powinien spełniać. W skład doku­mentacji konstrukcyjnej wchodzą:

- rysunki ofertowe przedstawiające schematycznie wyrób i jego wymiary gabarytowe,

- opisy techniczne i schematy działania wyrobu, - rysunki zestawieniowe wyrobu i jego zespołów,

- wykaz części tworzących wyrób z wydzieleniem części znormalizowanych, - rysunki konstrukcyjne elementów. W warunkach technicznych są podawane wymagania dotyczące materiału części (rodzaj, skład chemiczny, stan wyjściowy, wytrzymałość, obróbka cie­ plna itp.) oraz określające stopień dokładności kształtowo-wymiarowej (ch powatość i nośność powierzchni, stan warstwy wierzchniej).

Dane technologiczne obejmują informacje na temat programu produkc nego, możliwości zastosowania i wykonania właściwego rodzaju półfabryka środków produkcji zakładu, w którym proces ma być realizowany oraz je załodze. Analiza danych konstrukcyjnych do opracowania PT umożliwia technc gowi poznanie zamierzeń konstruktora i własności samego urządzenia, c~ kolei powinno przyczynić się do zaprojektowania poprawnego i ekonomicz go PT. Powinna ona iść w trzech kierunkach i obejmować:

- analizę formalną dokumentacji,

- analizę cech konstrukcyjnych elementów urządzenia, - analizę technologiczności konstrukcji. Analiza formalna dokumentacji konstrukcyjnej jest pierwszą fazą proc weryfikacji danych. Dotyczy ona:

- sprawdzenia doboru materiału z uwagi na rolę elementów w zespole, zło ność kształtu i trudności wykonania,

- stwierdzenia zgodności formalnej wykonanych rysunków z obowiązują mi normami w zakresie poprawności rzutów, opisów, numeracji itp.,

- kontroli wystarczalności rzutów i przekrojów, przedstawionych na rysw elementów, dostateczności i jednoznaczności ich przedstawienia,

- sprawdzenia prawidłowości wymiarowania i stosowanych oznaczer szczególnie prawidłowości przyjętych łańcuchów wymiarowych, tolera~ wymiarów liniowych i kątowych, zgodności tolerancji z klasami dokład ści, poprawności przyjętych tolerancji kształtu i położenia oraz prawidło ści oznaczeń stanu powierzchni,

- sprawdzenia poprawności i celowości uwag szczegółowych zamieszc nych w dokumentacji (uwagi te mogą dotyczyć obróbki cieplnej, prawic wości oznaczeń powierzchni podlegających tej obróbce, poprawności oka lenia jej wyników, a także szczegółów elementów powierzchni i wyma, dotyczących przebiegu obróbki).

---