PRODUKCJA- to świadoma działalność człowieka (ludzi) ustawiona na wytworzenie środków zaspokojenia potrzeb ludzkich.

SYSTEM PRODUKCYJNY - to zorganizowany, celowo zaprojektowany i wykonany układ materialny, energetyczny, informacyjny eksploatowany przez człowieka dla produkcji zaspokojenia potrzeb ludzkich.

ELEMENTY SYSTEMU PRODUKCYJNEGO

1. Strumień wejścia stanowią:

-materialne (środki produkcji);

-energetyczne;

-informacyjne;

-ludzkie(praca);

-kapitałowe.

2. Strumień wyjścia stanowią:

-wyroby i usługi;

-braki:

-szkodliwe odpady;

-informacje.

3. Proces przetwarzania strumienia wejścia w strumień wyjścia (proces produkcyjny).

4. Proces zarządzania systemem.

5. Sprzężenie materialne, energetyczne i informacyjne między elementami systemu.

Proces wytwórczy(produkcji) podstawowy składa się z:

- procesu przygotowawczego;

- procesu obróbki zewnętrznej procesu technologicznego;

- procesu transportu;

- proces składowania.

W procesie przygotowawczym następuje przygotowanie czynników produkcyjnych do procesu transformacji materiału w gotowy wyrób np. zmiana oprzyrządowania maszyny, dobór narzędzi, zapoznanie się wykonawcy z dokumentacją technologiczną.

Proces technologiczny stanowi podstawową część procesu produkcyjnego podstawowego. Obejmuje on zespół działań w trakcie, których następuje zmiana kształtu, właściwości fizycznych chemicznych oraz położenia wzajemnego elementów przetwarzanych przedmiotach.

Przemiany w procesie technologicznym będą zachodziły w wyniku procesów pracy (świadome oddziaływanie człowieka) lub procesów naturalnych (oddziaływania sił przyrody).

Procesy technologiczne ze względu na rodzaj użytych środków pracy i sposobu oddziaływania na obrabiany przedmiot dzielimy na:

 Procesy ręczne - wykonawca siłą mięśni za pomocą prostego narzędzia zmienia obrabiany przedmiot

 Procesy maszynowo-ręczne - wykonawca działa na przedmiot pracy roboczą częścią maszyny

 Procesy maszynowo-półautomatyczne - praca wykonawcy ogranicza się do działań pomocniczych np. zakładanie - zdejmowanie obrabianego przedmiotu, nadzór nad prawidłową pracą maszyny

 Procesy maszynowe automatyczne - funkcja człowieka ogranicza się do kontroli i regulacji pracy maszyny

 Procesy zautomatyzowane - w centrach obróbczych - odbywają się bez bezpośredniego udziału człowieka, maszyny zastępują pracę fizyczną komputery spełniają funkcję sterowania przebiegiem produkcji.

Procesy zautomatyzowane mogą przebiegać w 2 układach:

- Sztywnych (tradycyjnych)

- Elastycznych (zmiennych)

 Procesy aparaturowe - gdzie materiały poddaje się procesom fizykochemicznym w odpowiedniej aparaturze nadzorowanym przez aparaturę kontrolno - pomiarową.

ESP - elastyczne systemy produkcji (wytwórcze)

FSM - flexible manufacturing system - elastyczne systemy wytwórcze

CAM - computer aided manufacturing - komputerowo wspomagane procesy wytwórcze

CIM - computer integrated manufacturing - komputerowo zintegrowane systemy wytwórcze.

Proces technologiczny dzielimy na fazy.

Faza technologiczna - to część procesu technologicznego lub odrębny proces o jednorodnym charakterze obróbki.

Wewnątrz faz technologicznych występują operacje.

Operacja - to zespół czynności realizowany na jednym stanowisku przez jednego wykonawcę (indywidualnego) lub grupowego przy jednym przedmiocie (lub zespole przedmiotów) wykonywany bez przerw na inną pracę.

Rodzaje operacji:

1. Operacja technologiczna - polega na wywoływaniu zmian kształtu, własności fizykochemicznych materiału wyjściowego czy półwyrobu lub zmian wzajemnego położenia jego elementów

-obróbka wstępna

-obróbka właściwa

-obróbka wykańczająca

-montaż (demontaż)

2. Operacja kontroli - polega na sprawdzeniu poprawności zmian wywołanych w obrabianym przedmiocie

3. Operacja transportu - przemieszczenie z jednego miejsca na drugie

4. Operacja składowania (magazynowania) - polega na przechowaniu materiału, półwyrobu, wyrobu w magazynach, składach lub na urządzeniach technologicznych

Operacje dzielimy na:

- Zabiegi

- Czynności

- Ruch roboczy (chwyt roboczy).

Zabieg - to część operacji wykonywana przy jednym zamocowaniu przedmiotu

Czynność - to część zabiegu lub operacji, która odnosi się do jednych i tych samych elementów np. jednej obrabianej powierzchni, sposobu pracy

Ruch roboczy - najprostszy element składowy zabiegu (czynności) np. uchwycenie, obrót elementu maszyny. Składa się z ruchów elementarnych takich jak: ruch dłoni, ruch ramienia.

Struktura procesu wytwórczego (produkcyjnego) podstawowego.

Struktura procesu wytwórczego podstawowego w UJĘCIU TECHNOLOGICZNYM jest to układ jednorodnych faz i operacji technologicznych wraz z powiązaniami materiałowymi, energetycznymi i informacyjnymi niezbędnymi do wyprodukowania wyrobu finalnego.

W ramach każdej z faz występują operacje (procesy):

- technologiczne

- kontroli

- transportu

- składowania (magazynowania).

Struktura procesu wytwórczego podstawowego w UJĘCIU PRZEDMIOTOWYM to układ procesów produkcyjnych poszczególnych części, podzespołów i zespołów oraz montażu wyrobu finalnego wraz z powiązaniami materiałowymi, energetycznymi i informacyjnymi niezbędnymi dla wyprodukowania wyrobu finalnego. W tym ujęciu grupuje się maszyny

I urządzenia niezbędne do wykonania części, podzespołów i zespołów niezależnie od rodzaju technologii.

Struktura procesu wytwórczego podstawowego w UJĘCIU TECHNOLOGII GRUPOWEJ (GT) charakteryzuje się identyfikowaniem i grupowaniem w procesie projektowania wyrobu, projektowania procesów produkcyjnych i w procesie wytworzenia podobnych technologicznie części składowych wyrobów w celu umożliwienia wytwarzania nawet pojedynczych części w warunkach produkcji seryjnej lub małych serii wyrobów przy zastosowaniu wielkoseryjnych metod wytwarzania.

Grupowanie polega na identyfikacji dwóch typów podobieństw:

- wg cech konsumpcyjnych np. kształtu, rozmiaru

- wg cech technologicznych tj. sekwencji operacji technologicznych i pomiarowo - kontrolnych wymaganych przy wytwarzaniu wyrobu.

W wyniku grupowania tworzą się tzw. rodziny wyrobów o odrębnych cechach decydujących o projektowaniu, sposobie wytworzenia.

Metody grupowania:

1. metoda obserwacji - na podstawie oględzin dokonuje się segregacji wg cech podobieństwa wyrobów

2. metoda analizy przepływu produkcji - na podstawie planów operacyjnych lub kart wyrobów grupuje się te części, które charakteryzują się podobnymi sekwencjami operacji technologicznych

3. metoda klasyfikacji i kodowania ze względu na stopień komplikacji i pracochłonności stosowana wyłącznie w warunkach komputerowego wspomagania najczęściej w elastycznych systemach wytwórczych; kody systemu składają się z 10 cyfr z danymi konstrukcyjnymi i technologicznymi wyrobu, mogą być poszerzone o 4 znaki alfanumeryczne (ABCD) tzw. kod drugorzędny dla oznaczenia typu i sekwencji operacji technologicznych.

Cykl produkcyjny wyrobu - to czas od rozpoczęcia podstawowego procesu produkcyjnego (wytwórczego) do momentu jego zakończenia i przekazania gotowego wyrobu do dyspozycji odbiorcy.

Składa się z:

I. Czasu trwania operacji procesu produkcyjnego a w tym:

a) operacje technologiczne (procesy pracy i procesy naturalne) wraz z czasem czynności przygotowawczo-zakończeniowych

b) składowe

c) transport

d) kontrole

II. Czasu przerw w procesie produkcyjnym w postaci:

a) przerw organizacyjno-technicznych

b) przerw międzyzmianowych

c) czasu wolnego od pracy

d) przerw nieplanowanych.

Sposoby organizacji przebiegu produkcji:

a) przebieg szeregowy (kolejny) - polega na tym że cała partia detali jest obrabiana na jednym stanowisku i dopiero po obróbce wszystkich wyrobów partii jest przesyłana na kolejne stanowisko

b) przebieg równoległy - charakteryzuje się tym że pojedyncze sztuki obrabianej partii przekazywane są na kolejne stanowiska natychmiast po ich obróbce na poprzednim stanowisku

c) przebieg szeregowo równoległy - polega na przekazywaniu partii między stanowiskami bądź pojedynczymi wyrobami bądź częściami partii tzw. partiami transportowymi w zależności od długości operacji tj. z operacji krótszych na dłuższe - przekazywane są pojedyncze wyroby zaś z operacji dłuższych na krótsze - partie transportowe.

Zalety i wady poszczególnych sposobów organizacji przebiegu produkcji:

1. przebieg szeregowy (kolejny)

- łatwość operatywnego kierowania produkcją

- stanowiska wykonujące aktualna obróbkę pracują bez przerw

- kolejne stanowiska mają przestoje wynikające z oczekiwania na partię co powoduje znaczne wydłużenie czasu obróbki partii i podwyższa koszty produkcji

- składowanie obrobionych przedmiotów na stanowisku roboczym do czasu ukończenia obróbki całej partii zwiększa zapasy produkcji w toku co powoduje zamrożenie środków obrotowych i pogorszenie wykorzystania powierzchni produkcyjnej.

2. przebieg równoległy

- bez przerw pracuje stanowisko o najdłuższym czasie trwania obróbki

- na pozostałych stanowiskach występują krótkotrwałe trudne do zagospodarowania przerwy powodujące niskie wykorzystanie parku maszynowego

- znaczne skrócenie czasu obróbki całej partii

- radykalne zmniejszenie zapasów produkcji w toku

- większe korzyści osiąga się synchronizując pracę stanowisk roboczych tzn. instalując równolegle stanowiska dla wykonania dłuższych operacji pełna synchronizacja oznacza równe czasy trwania wszystkich operacji

- znaczne skrócenie dróg i czasu transportu

3. przebieg szeregowo równoległy

- umożliwia skrócenie cyklu w porównaniu do cyklu szeregowego (kolejnego)

- zapewnia ciągłą pracę stanowisk przy obróbce danej partii dzięki wcześniejszemu rozpoczęciu pracy stanowisk realizujących dłuższe operacje, umożliwia to scalenie przerw na stanowiskach o krótszym czasie wykonywania operacji i obciążanie tych stanowisk innymi zleceniami.

CAP/CAPP(Computer Aided Planning, Computer Aided Process Planning)-komputerowe wspomaganie planowania i przygotowywania procesów wytwórczych

CAE(Computer Aided Engineering) komputerowo wspomagane konstruowanie

CAD(Computer Aided Design) komputerowo wspomagane projektowanie wyrobów i metod wytwarzania

CAMC(Computer Aided Manufacturing Control) Komputerowe sterowanie wytwarzania

CAQ/CAQC(Computer Aided Quality, Computer Aided Quality Control)- komputerowe wspomaganie sterowania jakością produkcji

Komputerowo zintegrowane systemy wytwórcze CIM to systemy wykorzystujące komputery w sferze planowania, przygotowania produkcji, sterowania wytwarzaniem, sterowania jakością i sprzedażą wyrobów

COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING

Computer Aided Engineering Rozwój projektowania

Computer Aided Design Techniczne przygotowanie

-konstrukcja

-technologia

-tworzenie rysunku

-tworzenie wykazu części

-organizacja

Computer Aided Planning Planowani pracy

-wytwarzanie części

-montaż, pomiary

-pakowanie, wysyłka

Computer Aided Manufacturing -programowanie NC

-sterowanie pracą urządzeń

-przetwarzanie właściwe

-nadzór

-kontrola danych eksploatacyjnych

Computer Aided Quality Zapewnienie jakości

-planowanie kontroli

-sterowanie kontrolą

-realizacja kontroli

-zarządzanie środkami kontroli

Na jakość wyrobu składają się:

-jakość wzory(jakość typu) - powstające w wyniku prawidłowego rozpoznawania rynku (potrzeb), prawidłowego przygotowania konstrukcyjnego technologicznego

-jakość wykonania- oznaczająca stopień zgodności wytworzonego wyrobu z parametrami jego dokumentacyjnego wzoru; realizacja projektu często odchyla się od idealnego wzorca, ale w obrębie dopuszczalnych granic tolerancji, w obrębie których wyrób uznajemy za zgodny z wzorem (nieprawidłowości funkcjonowania maszyn i urządzeń, wady surowców i materiałów, niedbałość wykonawców, zła organizacja produkcji, nieprawidłowa kontrola techniczna)

Jakość wzoru i wykonania wyrobu opuszczającego wytwórnię łącznie określają tkwiące w wyrobie możliwości zaspokojenia potrzeb, to jest poziom tzw. Jakość potencjalna. Dopiero w sferze użytkownika (konsumpcji) następuje oznaczenie rzeczywistego stopnia zaspokojenia potrzeb przez wyrób, to znaczy dochodzi do przerodzenia się jakości potencjalnej w jakość efektywną ( odzwierciedlającą społeczną ocenę jakości wyrobu jak wypadkową indywidualnych, subiektywnych ocen jakości)

ISO (International Organization for Standardization) - to normy dotyczące specyfikacji technicznych i innych kryteriów, które mogą być użyte jako zasady, wytyczne, definicje lub wymagania w umowach stron. Umożliwiają one zorientowanie się, że materiały, wyroby, procesy i usługi są odpowiednie do oczekiwań drugiej strony lub spełniają określone wymogi bezpieczeństwa. Po przejściu określonej procedury firma otrzymuje certyfikat zgodności z normą ISO. Dokument ten potwierdza, że firma wypełnia daną normę. Nie znakuje się nią wyrobów, bowiem znaki ISO nie dotyczą jakości wyrobów (jak znak Q), lecz jakości zarządzania. Obecnie w Polsce ukazała się trzecia nowelizacja norm serii 9000, obejmuje ona certyfikację systemów zarządzania; ISO 14000 obejmuje certyfikacje systemów zarządzania środowiskiem.

Normy zużycia materiałowego mogą przyjmować takie postacie jak:

- normy jednostkowe (na jednostkę wyrobu)

- normy zbiorcze (na grupy wyrobów)

- normy uzysku (wielkość produktu na jednostkę bezwzględnych lub % uzyskana na jednostkę wyrobu)

- normy wydajności (ilość bezwzględna lub % materiału w wyrobie w stosunku do ilości materiału poddanej obróbce

- normy wsadu (ilość poszczególnych materiałów używanych wspólnie w określonych propozycjach dla uzyskania jednostki wyrobu.

W zależności od podmiotu, w którym normy mają być stosowane spotykamy normy zużycia indywidualne i grupowe.

W przypadku, gdy norma zużycia materiału netto mamy do czynienia z normą teoretyczną. Jeśli zostaną w niej uwzględnione odpady uzasadnione uzyskamy normę techniczną.

Zapasy produkcyjne materiałów to ilość lub wartość zakupionych, a niewprowadzonych do produkcji materiałów.

Czynniki określające wielkość zapasów to:

- warunki technologiczne

- różnorodność różnorodność nierównomierność zużycia stosowanych asortymentów

- warunki zaopatrzenia jak transport, dystrybucja i osiągalność materiałów np. ich sezonowość

Norma zapasu materiałowego jest to niezbędna ilość materiału, która powinna się znajdować w magazynie dla zapewnienia ciągłość produkcji przy określonej częstotliwości dostaw.

W zależności od funkcji, jaką pełnią zapasy dzielimy na:

- zapas rezerwowy - potrzebny do ciągłości produkcji w przypadku opóźnienia w planowanej dostawie

- zapas minimalny - określa ilość materiału w magazynie ponad poziom zapasu rezerwowego tuż przed planowaną dostawą

- zapas bieżący - ilość materiału w magazynie kształtowana na bieżąco przez zużycie

- zapas maksymalny - ilość materiału znajdująca się w magazynie tuż po dostawie

Planowanie i sterowanie zasobami materiałowymi MRP-1 (Material Reuivements Planning)- stanowi połączenie w jeden kompleksowy system takich zakresów jak przewidywanie i określanie wielkości zamówień zamówień terminów dostaw materiałów, określanie wielkości partii produkcyjnej, określanie momentów rozpoczęcia produkcji i wielkość zapasów w magazynach i w procesie wytwarzania.

Planowanie i sterowanie zasobami produkcyjnymi MRP-2 (Manufacturing Resocure Planning) to zamknięty system zarządzania i sterowania produkcją obejmujący cały system gospodarczy firmy. Do procesu planowania i sterowania innymi czynnikami produkcji ( maszyny, powierzchnia, energia, praca, informacje, kapitał). Informacja o postępach produkcyjnych produkcyjnych relacjach czasowych oraz wielkości sprzedaży.

Integracja tym systemem w zakładzie przemysłowym obejmuje planowanie, zakupy, wytwarzanie, całą inżynierię produkcyjną wraz z przygotowaniem i remontami oraz zapasy, dystrybucję, obsługę serwisową i sprzedaż.

Naddatek - celowo pozostawiona warstwa materiału do usunięcia w czasie obróbki jt. różnica między materiałem wyjściowym a elementem gotowym. Naddatki: całkowity, międzyoperacyjny

Tolerancja wymiaru - m.

Wymiary pokazywane na rysunku technicznym są wymiarami nominalnymi, pożądanymi przez konstruktora. Ze względu na nieuniknione niedokładności wykonawcze wymiary rzeczywiste odbiegają od nominalnych. Konstruktor projektując element musi sobie zdawać sprawę jaką klasę dokładności będą reprezentować maszyny wykonujące dany element. W wielu przypadkach, dla krytycznych wymiarów wymusza się tolerancję wykonania, dodając wielkość tolerancji do wymiaru.

Istnieją jednak przypadki, kiedy odchylenie od wymiaru nominalnego jest pożądane. Ma to miejsce przy wykonaniu otworów oraz elementów cylindrycznych, w celu osiągnięcia odpowiedniego pasowania.

W przypadku otworów mamy do czynienia z tolerancją wymiaru otworu, w przypadku elementów walcowych tolerancją wymiaru wałka.

Tolerancję T określa się jako

T = B - A

gdzie:

A - wymiar graniczny dolny

B - wymiar graniczny górny

Odchyłka górna Es dla otworu lub es dla wałka oblicza się ze wzoru:

Es = B - N

es = B - N

Odchyłka dolna Ei dla otworu lub ei dla wałka oblicza się ze wzoru:

Ei = A - N

ei = A - N

Odchyłki mogą mieć wartości dodatnie lub ujemne w zależności od okoliczności.

Odchyłki tolerancji są znormalizowane.

Polska Norma przewiduje 19 klas dokładności numerowanych cyframi arabskimi:

klasy 1 do 4 - używa się do najdokładniejszych urządzeń precyzyjnych

klasy 5 do 12 - używa się do typowych aplikacji maszynowych

klasy 12 do 17 - używa się do mniej dokładnych urządzeń.

Uwaga: zakresy z pierwszej i drugiej grupy się częściowo pokrywają. Wynika to z nieprecyzyjności klasyfikacji aplikacji w budowie maszyn.

Drugim elementem określenia tolerancji jest łacińska litera, wielka w przypadku otworów i mała w przypadku wałków. Litera koduje położenie pola tolerancji w stosunku do wymiary nominalnego.

Dla otworów:

tolerancje od A do G, gdy oba wymiary graniczne są większe od nominalnego

tolerancja H, gdy wymiar graniczny górny jest większy od wymiaru nominalnego, a dolnym jemu równy

tolerancja J, gdy wymiar nominalny leży pomiędzy wymiarami granicznymi dolnym i górnym

tolerancja K, gdy wymiar graniczny dolny jest mniejszy od wymiaru nominalnego, a górny jemu równy

tolerancje od L do Z, gdy oba wymiary graniczne są mniejsze od nominalnego.

Dla wałków:

tolerancje od a do g, gdy oba wymiary graniczne są mniejsze od nominalnego

tolerancja h, gdy wymiar graniczny dolny jest mniejszy od wymiaru nominalnego, a górny jemu równy

tolerancja j, gdy wymiar nominalny leży pomiędzy wymiarami granicznymi dolnym i górnym

tolerancja k, gdy wymiar graniczny górny jest większy od wymiaru nominalnego, a dolny jemu równy

tolerancje od l do z, gdy oba wymiary graniczne są większe od nominalnego

Pasowanie - jest to skojarzenie pary elementow o tym samym wymiarze nominalnym

innaczej mówiąc połączenie dwóch elementów, z których jeden obejmuje drugi. Dotyczy zwykle wałka i otworu, a także stożka i otworu stożkowego.

W budowie maszyn wymagane pasowanie realizuje się poprzez odpowiedni dobór tolerancji wałków i otworów. Pasowanie oznacza się podając tolerancję otworu i wałka za znakiem "łamane" pomiędzy nimi, np. H7/e8. W budowie maszyn używa się następujących rodzajów pasowań:

pasowanie luźne

Zawsze istnieje w nim luz pomiędzy wałkiem i otworem. Wałek może poruszać się wzdłużnie lub obracać w otworze. Stosowane w połączeniach ruchowych.

pasowania mieszane

Istnieje w nim niewielki luz lub lekki wcisk. Stosowane do połączeń nie przenoszących obciążeń.

pasowanie ciasne

W tym pasowaniu wałek jest wciśnięty w otwór. Połączenie takie może przenosić obciążenia (zobacz połączenia wciskowe).

Teoretycznie możliwa jest do zastosowania dowolna kombinacja tolerancji wałków i otworów, a w związku z tym bardzo duża ilości możliwości realizacji wymaganego pasowania. W inżynierskiej praktyce stosuje się jednak tylko wybrane kombinacje. Stosuje się tu następujące zasady:

zasada stałego otworu

Tolerancję otworu dobiera się z grupy tolerancji H (tolerancja w głąb materiału) gdzie EI=0, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja wałka, np. tolerancja luźna - H7/g6, tolerancja mieszana - H7/k6, tolerancja ciasna - H7/s6.

zasada stałego wałka

Tolerancję wałka dobiera się z grupy tolerancji h (tolerancja w głąb materiału) gdzie es=0, a o rodzaju pasowania decyduje tolerancja otworu, np. tolerancja luźna - G7/h6, tolerancja mieszana - K7/h6, tolerancja ciasna - P7/h6.

Chropowatość- określa się jako średnią arytmetyczną wszystkich wzniesień jak i zagłębień na odcinku pomiaru.

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.

Metody wykonywania gwintów

• Narzynką lub gwintownikiem

• Toczenie

• Nożem pojedynczym

• Nożem grzebieniowym

• Głowicami gwinciarskimi

• Frezowanie

• Frezami wielokrotnymi

• Frezami krążkowymi

• Głowicami frezarskimi (łuszczenie)

• Obiegowe

• Obróbka plastyczna

• Walcowanie szczękami płaskimi

• Rolowanie rolkami

• Szlifowanie

• Ściernicą pojedynczą

• Ściernicą wielokrotną

Ramowy proces technologiczny wałka
stopniowanego z OC na całej pow.

1. Obróbka cieplna wstępna - stan miękki

2. Przecinanie

3. Prostowanie

4. Nakiełkowanie

5. Obróbka zgrubna

6. Obróbka kształtująca

7. Obróbka cieplna - stan utwardzony

8. Poprawienie nakiełków

6. Obróbka wykańczająca

7. Obróbka bardzo dokładna

8. Kontrola jakości

Ramowy proces technologiczny wałka
stopniowanego z OC na niektórych pow. Prod. Jednostkowa

1. Przecinanie

2. Nakiełkowanie

3. Obróbka zgrubna

4. Obróbka kształtująca powierzchni które mają być nawęglane

5. Nawęglanie

6. Obróbka kształtująca pozostałych powierzchni

7. Hartowanie i odpuszczanie

8. Poprawienie nakiełków

6. Obróbka wykańczająca

7. Obróbka bardzo dokładna

8. Kontrola jakości

Dobór Obrabiarek

• Obrabiarki konwencjonalne

• Uniwersalne

• Produkcyjne

• Specjalizowane

• Obrabiarki sterowane numerycznie

• Uniwersalne

• Specjalizowane

• Centra obróbkowe

• ASO, ESP

• Obrabiarki specjalne

• Obrabiarki zespołowe

• Linie obróbkowe

CZASY 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

Obróbka - nadanie nowych cech przedmiotowi obrabianemu, zgodnie z założeniami technologicznymi, np. wymiarów, twardości, gładkości. W zależności od tego jak będziemy klasyfikować metody obróbki, utworzymy podział obróbki wg tych metod. Obróbka jest procesem przetwarzania surowca w końcowy produkt. Obróbki dokonuje się za pomocą narzędzi lub maszyn wytwórczych.

Podział obróbek

Odlewnictwo(kształtowanie przez formowanie),metal lub tworzywo sztuczne odlewa się w :

formach piaskowych

formach kokilowych

formach ciśnieniowych

formach rotacyjnych

metodą wosku traconego

Obróbka plastyczna

tłoczenie

gięcie

wykrawanie

kucie

Obróbka skrawaniem(obróbka mechaniczna)

toczenie

wytaczanie

frezowanie

wiercenie

gwintowanie

szlifowanie

dłutowanie

struganie

przepychanie

przeciąganie

Obróbka skoncentrowanymi strumieniami energii

laser

woda

plazma

Obróbka elektrochemiczna

elektoerozja

polerowanie

galwanizacja

Obróbki cieplochemiczne

azotowanie

nawęglanie

hartowanie

przesycanie

wyżarzanie

odpuszczanie

Spajanie

spawanie

zgrzewanie

lutowanie

klejenie

Obróbka skrawaniem - rodzaj obróbki ubytkowej polegający na zdejmowaniu (ścinaniu) małych części obrabianego materiału zwanych wiórami. Proces ten realizuje się narzędziami skrawającymi. Cechą wszystkich takich narzędzi jest klinowy kształt części roboczej, zwanej ostrzem skrawającym. Przedmiot, jak i narzędzia skrawające muszą zachowywać podczas procesu obróbki odpowiednie położenie i wykonywać odpowiednie ruchy względem siebie. Obróbka skrawaniem wykonywana jest na obrabiarkach.

Sposoby realizacji obróbki skrawaniem:

frezowanie (walcowe, czołowe) - kształtowanie płaszczyzn i rowków

toczenie - do obróbki powierzchni zewnętrznych i wewnętrznych przedmiotów w kształcie brył obrotowych

wiercenie - wykonywanie otworów

rozwiercanie - wykańczanie otworów walcowych

powiercanie - powiększanie otworów walcowych

przeciąganie i przepychanie - wykańczanie otworów niewalcowych

struganie i dłutowanie - obróbka narzędziem wykonującym ruch posuwisto-zwrotny

Odlewnictwo - technologia (niekiedy sztuka lub umiejętność) polegająca na zalewaniu uprzednio przygotowanej formy ciekłym materiałem (najczęściej stopem metali) oraz takim sterowaniu procesami krzepnięcia i stygnięcia odlewu, aby otrzymać wyrób o odpowiedniej strukturze i właściwościach. Do odlewnictwa zalicza się także techniki przygotowania form odlewniczych (formierstwo) oraz obróbki odlanych obiektów. Ze względu na specyfikację procesu technologicznego wyróżnia się odlewnictwo:

• w formach piaskowych

• skorupowe

• ciśnieniowe

• w formach kokilowych

Obróbka plastyczna - metoda obróbki metali polegająca na wywieraniu narzędziem na obrabiany materiał nacisku przekraczającego granicę jego plastyczności, mającego na celu trwałą zmianę kształtu i wymiarów obrabianego przedmiotu. Proces kształtowania może przebiegać w warunkach: na gorąco lub na zimno (klasyfikacja ta zależy od temperatury rekrystalizacji odkuwki).

Zalety obróbki plastycznej

Oszczędność materiału - wyroby otrzymywane metodami obróbki plastycznej są wytwarzane masowo. Pozwala to na ograniczenie kosztów jednostkowych i takie dostosowanie linii produkcyjnej aby cena wytwarzania elementów była jak najniższa. Wysoki spadek kosztów produkcji spowodowany jest automatyzacją procesu produkcyjnego.

Stosunkowo niskie koszty jednostkowe - w przypadku walcowania gwintów jak również elementów uzębionych takich (koła zębate, wielokarby), zauważa się poprawę własności mechanicznych w porównaniu z obróbka skrawania oraz poprawia się gładkości elementów.

Polepszenie własności fizykalnych i mechanicznych przerobionego materiału.

Przeróbka plastyczna zachowuje ciągłość włókien, co zapewnia lepsze własności mechaniczne gotowego wyrobu.

Możliwość nadawania skomplikowanych kształtów, które w innych technologiach są trudne bądź niemożliwe do osiągnięcia.

Wady obróbki plastycznej

Wysoki koszt narzędzi do tłoczenia.

Narzędzia do obróbki plastycznej

matryce

stemple [np. w tłoczniku (przyrządzie)]

ciągadła

rolki do wyoblania

wyoblaki + formy

kowadła

walce

Rodzaje obróbki plastycznej

Kształtowanie brył

kucie

matrycowe

swobodne

walcowanie

wzdłużne

poprzeczne

skośne

poprzeczno-klinowe

ciągnienie

wyciskanie

wyciskanie współbieżne

wyciskanie przeciwbieżne

wyciskanie dwukierunkowe

wyciskanie poprzeczne

Kształtowanie blach

cięcie (rozdzielenie materiału bez powstawania wiórów)

gięcie

formowanie elektrodynamiczne

tłoczenie

walcowanie

Inne

nagniatanie

nitowanie

łączenie wybuchowe

łączenie beznutowe

Obróbka Elektroerozyjna (ang. EDM - Electrical Discharge Machining - dosł. obróbka wyładowaniem elektrycznym) - metoda obróbki metali oparta głównie na wyzyskaniu erozji elektrycznej, towarzyszącej wyładowaniom elektrycznym.

Wykorzystywana jest głównie przy obróbce specjalizowanych części maszyn i innych materiałów trudnoskrawalnych, bowiem metoda ta pozwala na możliwość uzyskania skomplikowanych kształtów, trudnych lub niemożliwych do wykonania obróbką skrawaniem. Do elektroerozyjnej obróbki zalicza się obróbkę elektroiskrową, anodowo-mechaniczną i elektrokontaktową. Obróbkę tę przeprowadza się drążarkach, piłach lub szlifierkach anodowo-mechanicznych itp. Stosowana do obróbki węglików spiekanych oraz kształtowania i regenracji narzędzi do obróbki plastycznej np. matryc kuźniczych.

Obróbkę elektroerozyjną można zasadniczo podzielić na dwa typy: drążenie elektroerozyjne oraz cięcie elektroerozyjne (WEDM - Wire Electrical Discharge Machining). Generalnie różnica pomiędzy tymi metodami polega na rodzaju elektrody roboczej (w przypadku WEDM jest to przewijany drut), energii wyładowań oraz używanego dielektryka. Obróbkę EDM można stosować do wszystkich materiałów, których elektryczna przewodność właściwa jest większa od 10-2 S/cm.

Złącze spawane jest połączeniem materiałów powstałym przez ich miejscowe stopienie. Występuje w procesie łączenia metali (głównie stali) oraz tworzyw sztucznych. Przy spawaniu zwykle dodaje się spoiwo (materiał dodatkowy) stapiający się wraz z materiałem podstawowym, aby utworzyć spoinę i polepszyć jej własności.

• spawanie gazowe 311-G ;: najczęściej przy spalaniu acetylenu w temperaturach do 3100°C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 0,4 mm do 40 mm.

• spawanie elektryczne: z wykorzystaniem spawarki - urządzenia opierającego swą pracę na zjawisku łuku elektrycznego w temperaturach do 4000 °C, stosowane jest do spajania blach o grubości od 1 mm do 80 mm.

• Spawanie elektrodami otulonymi to najstarsza i najbardziej wszechstronna metoda spawania łukowego. W trakcie trwania procesu spawania łuk elektryczny jarzy się między końcem pokrytej otuliną metalowej elektrody a spawanym materiałem. Powstające w wyniku tego gazy chronią przed wpływem atmosfery ciekłe jeziorko spawalnicze. Topiąca się otulina tworzy na powierzchni jeziorka żużel, który chroni krzepnący metal spoiny przed wpływem atmosfery i zbyt szybkim chłodzeniem. W zależności od gatunku łączonych materiałów należy stosować odpowiednie elektrody, które są wytwarzane w setkach różnych odmian. Metoda ta jest głównie stosowana do spawania stalowych konstrukcji, w przemyśle stoczniowym i w większości branży produkcyjnych. Mimo że jest stosunkowo mało wydajna - co wynika z konieczności wymieniania elektrod i usuwania żużla - to jednak nadal zalicza się do najbardziej elastycznych, a ponadto doskonale sprawdza się w miejscach, do których dostęp jest ograniczony.

• spawanie łukiem krytym Spawanie łukiem krytym (SAW - Submerged Arc Welding) polega na łączeniu elementów metalowych za pomocą elektrody w otulinie granulowanego topnika. Z powodu wytwarzania wysokiej temperatury przez łuk elektryczny, topnik stapiając się tworzy ochronną warstwę żużla pokrywającego spoinę i nie dopuszcza do utlenienia spawu. Tego typu proces spawania prowadzi się zwykle za pomocą w pełni zautomatyzowanego sprzętu, dostępne są także ręcznie prowadzone uchwyty. Dla zwiększenia wydajności spawania stosuje się rozwiązanie z kilkoma elektrodami. Metoda spawania łukiem krytym, dzięki bardzo dużej szybkości spajania, bardzo dobrze nadaje się do wykonywania długich prostoliniowych złączy w pozycji podolnej. Metoda jest często stosowana w trakcie produkcji zbiorników ciśnieniowych, w zakładach chemicznych, w trakcie wytwarzania dużych konstrukcji stalowych, w pracach naprawczych oraz w przemyśle stoczniowym.

• spawanie w osłonie gazów

Rodzaje złącz spawanych

doczołowe

kątowe jednostronne i dwustronne

teowe

narożne

krzyżowe

zakładkowe

nakładkowe

przylgowe

Rodzaje spoin

spoiny czołowe - łączenia stykowe blach, prętów, rur itp. przy spawaniu czołowym jest wymagana odpowiednio przygotowana krawędź elementów

spoiny pachwinowe - stosuje się do zakładkowego i niezakładkowego łączenia blach, łączenia części ustawionych pod kątem itp

spoiny brzeżne - łączenie cienkich blach. Powstaje przez stopienie odwiniętych krawędzi blach bez użycia dodatkowego metalu

spoiny otworowe i punktowe wykonuje się przeważnie w celu wzmocnienia spoin pachwinowych przy łączeniu szerokich elementów.

Krawędziowe

Zgrzewanie - rodzaj technologii trwałego łączenia części urządzeń lub konstrukcji wykonanych z metalu lub z tworzyw sztucznych.

Polega ono na rozgrzaniu stykających się powierzchni tak, aby przeszły one w stan plastyczny (ciastowaty) i dociśnięciu ich. Uplastycznieniu ulega tylko niewielka objętość na granicy styku.

W zależności od stosowanej metody zgrzewania najpierw następuje docisk, a potem rozgrzewanie, albo odwrotnie, najpierw rozgrzewanie, a potem docisk.

Rodzaje zgrzewania

elektryczne oporowe (rezystancyjne)

gorącym powietrzem

ogniskowe

zgniotowe

wybuchowe

tarciowe

ultradźwiękowe

indukcyjne

dyfuzyjne

zwarciowe

iskrowe

prądami wielkiej częstotliwości

gorącą płytą

wibracyjne

tarciowe z mieszaniem materiału zgrzeiny (FSW)

Do łączenia części metalowych najpowszechniej stosowane jest zgrzewanie elektryczne oporowe.

Zgrzewanie ogniskowe (podgrzewanie na palenisku koksowym lub w piecu i następnie kucie młotem) jest już metodą przestarzałą i stosowaną rzadko nawet w rzemiośle.

Stosuje się również zgrzewanie szkła z metalem.

Typy produkcji

1. Produkcja jednostkowa - polega na wykonywaniu produktu w pojedynczych sztukach i zwykle na zamówienie, np. produkcja statków, mostów, produkcja miarowa (ubrania, buty). Jest możliwa do wykonywania zarówno w przedsiębiorstwach dużych (np. stocznie) jak i małych (zakłady krawieckie). Produkcja ta charakteryzuje się dużymi kosztami. Pracownicy powinni posiadać wysokie kwalifikacje.

2. Produkcja seryjna - polega na wykonywaniu produktów w określonych partiach (kilka lub kilkanaście sztuk). Rozróżnia się produkcję małoseryjną, np. ubrania, i produkcję wieloseryjną, np. samochody, telewizory. Charakteryzuje się niższymi kosztami ze względu na jednorazowe lepsze przygotowanie produkcji dla całej serii i możliwości lepszej organizacji pracy.

3. Produkcja masowa - polega na produkowaniu stale tych samych produktów, np. produkcja cukru, cementu. Charakteryzuje się bardzo małym asortymentem, ale znaczną ilością produkowanych wyrobów. Wykonywana jest przez duże przedsiębiorstwa przemysłowe. Wymaga usystematyzowanie przebiegu produkcji. Pracownicy specjalizują się w wykonywaniu określonych czynności. Charakteryzuje się niskimi kosztami.

Rodzaj produkcji	ciężkie	średnie	lekkie
Jednostkowa	5	Do 10	Do 50
Małoseryjna	5-100	10-200	100-500
Seryjna	100-300	200-500	500-5000
Wielkoseryjna	300-1000	500-1500	5000-50000
masowa	>1000	>5000	>50000

Rzeczywiste

Stykowe

Sprzężone

Nastawcze

Do kolejnych operacji

Wyjściowe

Obróbkowe

Montażowe

Kontrolne

Technologiczne

Właściwe

Zastępcze

Produkcyjne

Konstrukcyjne

Bazy

---