Technologia Maszyn wykłady, Moje, Studia, technologia maszyn


Technologia Maszyn

  1. Pojęcia podstawowe

    1. Proces produkcyjny i technologiczny

    2. Struktura procesu technologicznego

    3. Sposoby obróbki, ruchy narzędzia i przedmiotu obrabianego, parametry skrawania

    4. Zasady normowania procesu technologicznego (struktura normy czasu, metody normowania czasu obróbki, obliczanie czasów maszynowych)

    5. Dokumentacja technologiczna

  2. Dane wyjściowe do projektowania procesu technologicznego

    1. Analiza danych rysuku konstrukcyjnego - wymagań dokładnościowo-gładkościowych

    2. Program produkcji

    3. Półfabrykaty stosowane w technologii maszyn

  3. Bazowanie przedmiotów obrabianych

    1. Zasady ustalania części przy obróbce

    2. Klasyfikacja i wybór baz obrókowych

  4. Dobór warunków obróbki i określanie naddatków

    1. Zasady doboru parametrów obróbki

    2. Zasady doboru naddatków i ustalania wymiarów międzyoperacyjnych

  5. Dokładność w budowie maszyn, czynniki wpływające na dokładność obróbki

  6. Określone zasady projektowania procesów technologicznych obróbki

    1. Operacje obróbki zgrubnej, średniodokładnej (wymiarowej) i dokładnej (gładkościowej)

    2. Operacje wstępne, zasadnicze i wykańczające

    3. Obróbka cieplna i cieplnochemiczna w procesie technologicznym

    4. Kontrola techniczna w procesie technologicznym

  7. Podobieństwo technologiczne części, klasyfikacja części maszyn, typizacja procesów technologicznych

  8. Projektowanie procesów technologicznych na obrabiarki konwencjonalne

    1. Obróbka wałów

    2. Obróbka tulei i tarcz

    3. Obróbka części mimośrodowych

    4. Obróbka dźwigni

    5. Obróbka korpusów

    6. Obróbka kół zębatych

    7. Obróbka części śrubowych ślimaków

TECHNOLOGIA MASZYN to dział techniki zajmujący się zagadnieniami związanymi z planowaniem, przygotowaniem i prowadzeniem procesów produkcyjnych w przemyśle budowy maszyn.

Technologia maszyn opiera sięna technologiach specjalnych:

PROCES PRODUKCYJNY I PROCES TECHNOLOGICZNY

PROCES PRODUKCYJNY to zespół czynności przetwarzania surowców, materiałów lub półwyrobów w wyroby gotowae. Proces produkcyjny obejmuje czynności począwszy od pobrania surowców lub materiałów z magazynu poprzez czynności technologiczno-obróbkowe, transportowe, kotrolne i montażowe ażdo przekazania gotowego wyrobu do magazynu. Podstawowymi elementami składowymi procesu produkcyjnego są procesy technologiczne obróbki i montażu.

PROCES TECHNOLOGICZNY OBRÓBKI jest to ta część procesu produkcyjnego która obejmuje zmianę kształtu, wymiarów czy cech fizykochemicznych produkowanych części, natomiast proces technologiczny montażu obejmuje dobór i łączenie wytworzonych części w podzespoły, a zespołów w gotowe maszyny.

W skład procesu produkcyjnego, oprócz procesu technologicznego obróbki wchodzą procesy pomocnicze:

Przykładowo struktura procesu produkcyjnego kołą zębatego możę obejmować zbiór operacji technologicznych oznaczonych 1-10, tworzących proces technologiczny obróbki i zbiór czynności oznaczonych a-l tworzących proces pomocniczy transportu i kontroli.

W odniesieniu do koła zębatego wymienione operacjie i czynności mogą występować w następującej kolejności:

a, 1, b, 2, c, 3, d, e, 4, 5, f, g, 6, 7, h, 8, i, j, 9, 10, k, l

przy czym operacje technologiczne tworzące proces obróbki kołą mogą oznaczać:

  1. Ciąć pręt na pile tarczowej

  2. Wiercić otwór na wiertarce

  3. Toczyć powierzchnie zewnętrzne na tokarce

  4. Przeciągać kanałek

  5. Usunąć zadziory

  6. Naciąć zęby na dłutownicy

  7. Usunąć zadziory

  8. Wiórkować zęby

  9. Hartować

  10. Oczyścić

Natomiast operacje pomocnicze mogą oznaczać:

a - pobranie półfabrykatu z magazynu
b, c, e, g, h, j - operacje transportowe
d, f, i, k, - operacje kontrolne
i- przewiezienie obrabianego przedmiotu do magazynu gotowych części

STRUKTURA PROCESU TECHNOLOGICZNEGO OBRÓBKI

Podstawową częścią składową procesu technologicznego jest operacja.

OPERACJA TECHNOLOGICZNA jest to część procesu wykonywana na jednym stanowisku pracy przez jednego lub kilku pracowników na jednym lub grupie przedmiotów bez przerw na inną pracę. Jak wynika z tego określenia operację charakteryzuje niezmienność:

Operacja jest podstawowym, wyodrębnionym elementem procesu technologicznego, ponieważ umożliwia planowanie produkcji i ułatwia rozdział prac pomiędzy poszczególne stanowiska pracy. Znajomość czasów trwania operacji pozwala określić godzinowe obciążenie tych stanowisk, co z kolei umożliwia prawidłowe rozplanowanie robót w czasie. Operacja obejmuje zarówno czynności technologiczne, których zadaniem jest zmiana kształtu, wymiarów lub innych cech przedmiotu oraz czynności pomocnicze, które towarzyszą czynnościom technologicznym, same jednak bezpośrednio nie wywołują zmian jakiejkolwiek cechy przedmiotów.

Przykładowo czynnościami są czynności związane ze zmianą położenia przedmiotu w stosunku do obrabiarki i narzędzia.

Operacje dzieli się na zabiegi.

ZABIEG TECHNOLOGICZNY jest to częśc operacji wykonywana jednym narzędziem lub zespołem narzędzi, na jednej powierzchni lub zespole powierzchni, bez zmiany narzędzi i warunków skrawania, a więc parametrów technologicznych.
Zabieg może być prosty lub złożony.

Zabieg prosty obejmuje obróbkę jednej powierzchni, jednym narzędziem. Np. toczenie nożem jednej powierzchni wałka wielostopniowego.
Zabieg złożony obejmuje obróbkę kilku powierzchni przedmiotu, ale jednym narzędziem lub jednym zespołem narzędzi. Np. obróbka zespołu powierzchni jednym narzędziem przesuwającym się wg określonego programu; np. przy obróbce kopiowej lub obróbka zespołu powierzchni zespołem narzędziu o sprzężonych ruchach posuwowych co ma miejsce w przypadku toczenia stopniowego wałka na tokarce wielonożowej.

Szczególną odmianą zabiegu złożonego jest kolejna obróbka szeregu jednakowych powierzchni tym samym narzędziem przy tych samych parametrach, np. poprzez wiercenie kilku jednakowych otworów na wiertarce promieniowej.

Cechą charakterystyczną każdego zabiegu jest niezmienności warunków skrawania takich jak szybkości skrawania, prędkość obrotowa przedmiotu lub narzędzia, głębokość skrawania, posuw itp.

Odpowiednio do liczby zabiegów tworzących operacje rozróżnia się operacje technologiczne proste jednozabiegowe i złożone wielozabiegowe.

Przykładem operacji prostej jest wiercenie otworu, natomiast przykładem operacji złożonej jest obróbka otworu składającego się z wiercenia, pogłębiania i gwintowania

Zabieg w obróbce skrawaniem możę być wykonywany przy jednym lub kilku przejściach narzędzia.

PRZEJŚCIE to część zabiegu wykonywana przy jednym przesunięciu narzędzia lub zespołu narzędzi względem obrabianej powierzchni lub zespołu powierzchni w kierunku posuwu.

Przejście można określić jako część zabiegu przy którym zostaje zdjęta jedna warstwa materiału.

Przy większych naddatkach na obróbkę, można w obróbce na tokarkach, strugarkach lub frezarkach wykonywać zabiegi w kilku przejściach, w których będą usuwane jednakowe warstwy materiału przy tych samych parametrach skrawania. Jeżeli jednak pomiędzy kolejnymi przejściami tych samych narzędzi zmieniany jest jakikolwiek parametr skrawania, to każde z przejść należy do innego zabiegu, np. zabiegu toczenia zgrubnego lub zabiegu toczenia wykańczającego.

W przypadku kolejnego po sobie wiercenia jednakowych otworów jednym narzędziem mamy do czynienia z zabiegiem złożonym w kilku przejściach.

Zabiegi technologiczne obejmują oprócz procesów wpawania realizowanego w trakcie roboczego przejscia narzędzia również czynności dodatkowe, które są konieczne do wykonania przejscia. Np. rzy to czeniu w jednym przejściu wałka o długości 60 mm ze średnicy ∅50 na ∅45 do wykonania tego przejścia potrzebne są następujące czynności:

  1. Uruchomienie tokarki

  2. Dosunięcie noża

  3. Ustawienie noża na ∅45

  4. Włączenie posuwu samoczynnego

  5. Toczenie na długości R=60mm

  6. Odsunięcie noża

  7. Wyłączenie posuwu samoczynnego

  8. Przesunięcie noża do położenia wyjściowego

  9. Zatrzymanie tokarki

  10. Pomiar średnicy wałka

Z wymienionych 10 czynności tylko jedna - 5 ma cechy procesu technologicznego, gdyż stanowi robocze przejście skrawającego narzędzia. Pozostałe czynności nie mającech procesu technologicznego gdyżnie wpływają bezpośrednio na zmianę kształtu, wymiaru lub wyglądu przedmiotu, są jednak konieczne do realizacji przejscia.

Na podstawie tego przykładu można określić definicję czynności.

CZYNNOŚĆ jest to część zabiegu lub operacji stanowiąca odrębne działanie od elementu procesu technologicznego charakteryzująca się ścisłym określeniem zadania

Czynności mogą być wykonywane przez operatora, mechanizm obrabiarki lub przyrządu, np. uruchomienie tokarki.

Niektóre czynności mogą odnosić się nie tylko do jednego zabiegu. Lecz równieżdo całej operacji jak np. czynności związane z założeniem lub zdjęciem przedmiotu obrabianego.

Niejednokrotnie podział zabiegu na czynności nie jest wystarczający, a wówczas czynności możemy podzielić na ruchy robocze, przy czym ruch roboczy jest to najmniejszy składnik czynności, który można określić jako sprecyzowane działanie. Operację można wykonać przy jednym lubi wielokrotnym ustawieniu i zamocowaniu przedmiotu. Ustawienie przedmiotu jest to nadanie mu określonego położenia w stosunku do obrabiarki i narzędzia wymaganego w danej operacji.

ZAMOCOWANIE jest to unieruchomienie w ustalonym położeniu przedmiotu siłami zapewniającymi niezmienność jego położenia podczas operacji, tak więc zamocowanie lub ustawienie nazywamy tą część operacji, która jest wykonywana przy jednym, ściśle określonym położeniu przedmiotu na obrabiarce, przy czym każde przemieszczenie przedmiotu na obrabiarce nie związane z ruchami skrawania jest nowym zamocowaniem/ustawieniem.

Przykładem obróbki jednooperacyjnej jest wykonanie w dwóch zamocowaniach (ustawieniach) obu przeciwległych pwierzchni czołowych tego samego wałka poprzez planowanie - toczenie czół. Na jednym stanowisku roboczym (tokarka) przez jednego robotnika.

Niezależnie od pojęcia zamocowania wyróżniamy również pojęcie pozycji przy zastosowaniu urządzeń podziałowych lub orabiarek posiadających obrotowe stoły możemy wyróżnić różne pozycje jakie przedmiot obrabiany zajmuje w stosunku do narzędzia przy jednym zamocowaniu.

POZYCJA jest to zatem każde z różnych położeń przedmiotu zamocowanego w przyrządzie z urządzeniem podziałowym lub na stole obrotowym przy jednym i tym samym zamocowaniu przedmiotu, a zmiana pozycji przedmiotu obrabianego zależy wyłącznie od urządzeń podziałowych.

Przykładem operacji wykonywanej przy jednym zamocowaniu przedmiotu obrabianego w czterech pozycjach jest obróbka czterech kolejnych ścian bocznych przedmiotu obrabianego korpusu o kształcie sześcianu wykonywanego na frezarce przy zastosowaniu stołu obrotowego lub urządzenia podziałowego. Innym przykładem obróbki przedmiotu w kilku pozycjach przy jego jednym zamocowaniu jest nacinanie kolejnych wrębów koła zębatego, wówczas przedmiot obrabiany, np. tuleja przyjmuje tyle pozycji ile jest nacinanych wrębów poprzez cykliczny obrót wrzeciona podzielnicy o odpowiedni kąt.

Obróbka taka odbywa się zazwyczaj na frezarce poziomej lub pionowej przy użyciu modułowego freza trzpieniowego lub tarczowego, przy czym numer dobranego freza zależy od modułu zęba i liczby zębów w kole.

Podobnie jest przy obróbce na wielowrzecionowych automatach, np. tokarskich, przy jednym zamocowaniu przedmiotu liczba pozycji równa jest liczbie wrzecion, gdyż przedmiot obrabiany cyklicznie przemieszcza się w obszary działania kolejnych wrzecion.

Przykładowy proces technologiczny wałka wielostopniowego, wyjaśniający pojęcie operacji, ustawienia, pozycji i zabiegu przedstawia Rys 1.

Przedstawiony proces obróbki wałka jest bardzo uproszczony. Bardziej szczegółowo opracowany proces składa się z kilkunastu kart wypełnionych zgodnie z wymaganiami stawianymi dokumentacji technologicznej.

Pełna dokumentacja zawiera:

  1. Kartę półfabrykatu z naniesionym gatunkiem materiału, stanem obróbki cieplnej, wartością długości prętów walcowych, ilością uzyskanych części z jednego pręta itp.

  2. Kartę zbiorczą operacji zawierającą wykaz kolejnych operacji, kompletne nazwy stanowisk i symbole katalogowe obrabiarek

  3. Zestaw kolejnych indywidualnych kart operacyjnych do każdej operacji zawierających szkice i wymiary obrabianych powierzchni, sposoby mocowania, spis kolejnych zabiegów, parametry skrawania każdego zabiegu, wykaz narzędzi i oprzyrządowania stosowanego w danej operacji oraz ich kompletne oznaczenie.

  4. Kartę obróbki cielnej z przebiegiem obróbki i czynnościami.

  5. Kartę kotroli z wykonaniem czynności i uwzględnieniem narzędzi do kontroli.

  6. Karty normowania czasu każdej operacji z wyliczeniem czasów trwania poszczególnych operacji.

  7. Spis pomocy warsztatowych z uwzględnieniem narzędzi skrawających i kontrolnych przyrządów z kompletnym zapisem oznaczeń, symboli stosowanych zgodnie z katalogami.

Normowanie procesu technologicznego ma na celu określenie czasu trwania poszczególnych operacji. Zaprojektowany proces technologiczny jest podstawą do określenia technologicznej normy czasu.

Technologiczna norma czasu jest to czas potrzebny do wykonania operacji na przedmiocie w ściśle określonych warunkach organizacyjno-technicznych. Czas ten wyrażony jest w minutach.

Jak wynika z powyższego określenia, technologiczna norma czasu na danym stanowisku pracy nigdy nie jest co do swej wielkości normą ostateczną. Ta sama operacja w innych warunkach produkcyjnych może wymagać innego czasu wykonania.

Szczególne normy czasu będą ulegały zmianie w miarę wzrostu poziomu technicznego zakładu oraz zmian warunków organizacyjno-technicznych lub wprowadzenie usprawnień. Struktura techniczna normy czasu trwania operacji obejmuje czas przygotowawczo-zakończeniowy oraz czas jednostkowy. Czas przygotowawczo zakończeniowy jest składnikiem normy przewidzianym na zapoznanie się z otrzymanym zadaniem, przygotowaniem pracy oraz jej wykończeniem. Czynności te występują tylko jeden raz na całą partię, serię obrabianych przedmiotów i dlatego przy obliczaniu czasu przygotowawczo zakończeniowego odniesionego do jednego przedmiotu całkowity czas przygotowawczo zakończeniowy dzieli się na liczbę sztuk przedmiotu w partii. Zakres czasu przygotowawczo zakończeniowego wchodzi czas zużywany na takie czynności jak:

  1. Zapoznanie się z rysunkiem wykonawczym przedmiotu obrabianego

  2. Pobranie narzędzi, materiałów i pomocy warsztatowych

  3. Uzbrojenie i rozbrojenie obrabiarki

  4. Czynności związane z zakończeniem prac technologicznych, przekazanie tych prac następnej zmianie oraz wyliczenie finansowe wykonanych prac.

Cechą charakterystyczną czasu przygotowawczo zakończeniowego jest to, że występuje on tylko jeden raz na partię lub serię wykonywanych przedmiotów i nie zależy od liczby obrobionych sztuk. Natomiast czas przygotowawczo zakończeniowy odpowiadający średnio na jeden przedmiot obrabiany obliczany jest od liczby przedmiotów w serii, a zatem korzystniej jest przeprowadzić obróbkę dla dużej serii przedmiotów gdyż wówczas czas przygotowawczo zakończeniowy przypadający na techniczną normę czasu trwania jednej operacji jest krótszy. Czas ten wyrażamy w minutach i odczytujemy z tablic.

Drugi składnik technicznej normy czasu to czas jednostkowy będący sumą wykonania operacji i czasu uzupełniającego, natomiast czas wykonania operacji obejmują czas główny i czas pomocniczy przy czym przyjmuje się, że czasy te się nie pokrywają. Czas główny jest to czas właściwej obróbki w którym występuje zmiana kształtu, wymiarów, własności wykonywanego przedmiotu. Czas główny może być czasem maszynowym, maszynowo ręcznym lub czasem ręcznym. Czas maszynowy występuje wówczas gdy przewidziane w operacji zmiany przedmiotu obrabianego są wykonywane przez obrabiarkę lub urządzenie bez udziału robotnika co ma miejsce w przypadku toczenia z posuwem mechanicznym. Czas maszynowo ręczny występuje przypadku gdy przewidziane w operacji zmiany przedmiotu obrabianego następują przy bezpośrednim udziale robotnika a więc obrabiarka lub urządzenie jest sterowane ręcznie przez robotnika co ma miejsce przy toczeniu z zastosowaniem posuwu ręcznego. Czas ręczny jest to czas odpowiadający ręcznej pracy robotnika bez użycia energii obcej np. poprzez cięcie piłką ręczną, piłowanie, skrobanie, polerowanie.

Wymienione czasy wyrażamy w minutach.

Czas pomocniczy jest to czas trwania czynności pomocniczych niezbędnych do wykonania czynności technologicznych głównych, obróbkowych. Czynności te powtarzają się w sposób regularny przy danym przedmiocie bądź po pewnej liczbie sztuk obrobionych przedmiotów. Do grupy tych czynności zaliczyć należy:

  1. Mocowanie i zdejmowanie przedmiotu z obrabiarki

  2. Ustawianie narzędzia na wymaganą głębokość skrawania

  3. Kierowanie ruchami zespołów obrabiarki, np. dosunięcie i odsunięcie suportu

  4. Pomiar obrabianego przedmiotu

Wielkość czasu pomocniczego zależy od czynności a zatem od czynników, które wpływają na pracochłonność poszczególnych czynności, np. czas pomocniczy zwizany z zamocowaniem i zdjęciem przedmiotu zależy od ciężaru, kształtu i sposobu mocowania tego przedmiotu. Czas pomocniczy związany z pomiarem obrabianej części zależy od dokładności obrabianego przedmiotu, konstrukcji narzędzi pomiarowych oraz stopnia skomplikowania zastosowanej metody pomiaru.

Czas uzupełniający to łączny czas przeznaczony na obsługę stanowiska roboczego i potrzeby fizjologiczne robotnika. Czas obsługi stanowiska roboczego to czas przeznaczony na czynności związane z utrzymywaniem zdolności stanowiska roboczego do pracy w ciągu całej zmiany ale odniesiony do jednej operacji. Czynności te nie powtarzają się cyklicznie więc czas na nie przeznaczony nie może być traktowany jako pomocniczy. Czas obsługi stanowiska roboczego składa się z czasu obsługi technicznej oraz czasu obsługi organizacyjnej. Czas obsługi technicznej jest to czas przeznaczony na czynności związane z pracą technologiczną jak np. wymiana stępionych narzędzi, zmiana ustawienia obrabiarki, narzędzi i przyrządów, usuwanie wiórów nagromadzonych podczas pracy. Czas obsługi organizacyjnej jest przeznaczony na porządkowanie miejsca pracy. Do czynności wykonywany w tym czasie należą:

  1. Wyłożenie i usunięcie narzędzi na początku i końcu zmiany

  2. Przekazanie miejsca pracy, dokumentacji i zakresu prac następnej zmianie

  3. Smarowanie i czyszczenie maszyn

Czas na potrzeby fizjologiczne - to czas przerw w pracy włączony do normy, a przeznaczony na zaspokojenie potrzeb w zakresie odpoczynku i potrzeb naturalnych. Czas na odpoczynek uwzględniony jest w technicznej normie czasu przy pracach fizycznie ciężkich lub wymagających natężenia uwagi. Przy pracy na obrabiarkach z posuwem mechanicznym robotnik częściowo odpoczywa podczas pracy maszyny. Wszystkie z wymienionych elementów składowych w normie czasu określa się w minutach.

Normowanie jest to określenie czasów trwania poszczególnych składników normy. Określenie czasów trwania czynności niezmechanizowanych, a więc ręcznych lub maszynowo ręcznych opiera się na zasadzie obserwacji i pomiarów. każdorazowe wyznaczenie czasów trwania takiej czynności jest kłopotliwe dlatego też dla typowych czynności roboczych powtarzających się, tworzone są normatywy czasu najczęściej przedstawiane w postaci tabel.

Nomratyw czasu jest to rozkład pracy wyrażony w jednostkach czasu na wykonanie typowych czynności wyznaczony dla ściśle określonych warunków techniczno organizacyjnych. Normatyw czasu może ulec istotnym zmianom w przypadku zmiany czynników techniczno organizacyjnych. Zmiany wyposażenia stanowiska pracy, zmiany intensywności pracy, czy powtarzalności robót. Normatywy czasu pomocniczego ustalane są na podstawie pomiarów chronometrażowych, tj pomiarów rzeczywiście zużytego czasu na wykonanie czynności pomocniczych. Przykładowo normatywy czasu pomocniczego dla czynności zamocowania i odmocowania ręcznego przedmiotów przy użyciu uchwytów 4 szczękowych zależą od sposobu mocowania oraz ciężaru mocowanego przedmiotu. Z odpowiednich tablic należy wybrać wartość czasu dla wszystkich przewidzianych czynności a ich suma będzie stanowiła czas przygotowawczo zakończeniowy odniesiony do całej partii, serii, przedmiotów obrabianych. Normatywy czasu uzupełniającego określa się na podstawie badań i analizy czynników pomiarów czasu prowadzonych przy sporządzaniu fotografii dnia roboczego. Na produkcji jednostkowej, mało i średnioseryjnej normatywy są sporządzane dla całego czasu uzupełniającego i stanowią pewien procent czasu wykonania, natomiast dla produkcji wielkoseryjnej normatywy opracowywane oddzielnie dla czasu obsługi stanowiska roboczego i czasu potrzeb fizjologicznych i w obu przypadkach stanowią pewien proces czasu wykonania odczytanego z tablic.

DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Dokumentacją technologiczną nazywamy zbiór dokumentów zawierający wszystkie informacje niezbędne do realizacji procesu technologicznego.

Najogólniej dokumentacja technologiczna obróbki obejmuje:

  1. Dokumenty podstawowe ( w tym karty technologiczne i wykazy operacji)

  1. Rysunki materiałów wyjściowych (odkuwki, odlewy, wypraski)

  2. Rysunki pomocy specjalnych (rysunki przyrządów, uchwytów i narzędzi obróbki wiórowej i bezwiórowej, specjalnych urządzeń do transportu międzyoperacyjnego)

  3. Dokumenty dotyczące organizacji produkcji, w tym rozmieszczenie stanowisk roboczych

  4. Dokumenty pomocnicze obejmujące wykazy i zestawienia dotyczące materiałów, narzędzi, różnych pomocy i norm.

Zakres opracowania dokumentacji technologicznej zależy przede wszystkim od wielkości produkcji. Im większa produkcja (wielkoseryjna, masowa) tym dokumentacja musi być opracowana bardziej szczegółowo i obszernie. Natomiast w przypadku produkcji małoseryjnej a tym bardziej jednostkowej dokumentacja może być znacznie uproszczona. Podstawowym dokumentem technologicznym jest karta technologiczna, zwana również planem obróbki. Karta ta zawiera wykaz wszystkich kolejnych operacji obróbkowych, przedstawia cały przebieg obróbki od materiału wyjściowego do gotowej części. Kartę technologiczną opracowuje się dla każdej części i dla każdego procesu technologicznego oddzielnie.

W karcie technologicznej obróbki określone są jednoznacznie:

  1. Materiał wyjściowy z którego będzie wykonana część

  2. W treści kolejnych operacji stanowiska robocze i ich wyposażenie

  3. Oprzyrządowanie potrzebne do wykonania każdej operacji, czasy robocze, kategoria zaszeregowania robotnika

Numeracja prowadzona jest w sposób ciągły, niezależnie od tego w jakim wydziale fabrycznym dana cześć jest obrabiana. Tak więc operację obróbki cieplnej, obróbki skrawaniem, obróbki galwanicznej czy kontroli otrzymują bieżące przypadające im numery. Natomiast operacji procesów przygotowawczych, np. odlewni, kuźni nie wprowadza się do karty technologicznej.

Nie umieszcza się operacji transportu międzystanowiskowego i miedzywydziałowego. Numerację operacji zaleca się przeprowadzać wg układu dziesiętnego, gdyż przy takim systemie ewentualne późniejsze dodawanie operacji nie powoduje zmian w numeracji dalszych operacji.

W produkcji jednostkowej i małoseryjnej karta technologiczna jest jedynym dokumentem wg którego pracownik wykonuje części. W takim przypadku każda operacja w karcie technologicznej powinna być tak opisana aby pracownik mógł ją wykonać z niewielkimi uzupełnieniami dotyczącymi terminu wykonania i wykonawcy karta taka może być tzw przewodnikiem warsztatowym.

W przypadku produkcji większej, wielkoseryjnej i masowej karta technologiczna ma charakter uporządkowanego spisu operacji podczas gdy szczegółowe opracowanie każdej operacji podana jest w oddzielnej karcie instrukcyjnej. Karta instrukcyjna jest przeznaczona dla pracownika bezpośrednio wykonującego daną operację powinna zawierać wszystkie informacje potrzebne do jej wykonania.

Karta instrukcyjna nazywana jest często instrukcją obróbki.

Instrukcja obróbki jest opracowywana w różny sposób do obróbki mechanicznej, cieplnej, galwanicznej, montażu i kontroli technicznej. W przypadku mechanicznej obróbki skrawaniem określa:

  1. Wszystkie zabiegi przeprowadzanej operacji

  2. Parametry techniczne poszczególnych zabiegów

  3. Rysunki części po obróbce w danej operacji przestawiające część w takim położeniu w jakim jest ona obrabiana

  4. Potrzebne oprzyrządowanie normalne i specjalne obejmujące przyrządy, uchwyty, narzędzia i sprawdziany

Numer i treść operacji w karcie instrukcyjnej powinny być zgodne z kartą technologiczną, przy czym treść operacji może być rozszerzona i uzupełniona.

W odpowiednich dla każdego zabiegu należy podawać parametry obróbki, a w tym:

  1. Prędkość obrotową wrzeciona n[Obr/min]

  2. Głębokość warstwy skrawanej [mm]

  3. Szybkość skrawania V [m/min]

  4. Długość, szerokość skrawania [mm]

  5. Posuw narzędzia f[mm/Obr] [mm/ostrze]

  6. Ilość przejść narzędzia i

Karta instrukcyjna obróbki zawiera również szkic przedmiotu w położeniu w jakim znajduje sięw czasie obróbki.

Szkic ten powinien być sporządzony w takiej samej podziałce jaką zastosowano przy opracowywaniu wszystkich pozostałych kart instrukcyjnych. Na każdym szkicu oznacza się liniami pogrubionymi powierzchnie obrabiane oraz zamieszcza się wymiary otrzymywane w wyniku danej operacji, ponadto zaznacza się wszystkie warunki techniczne, a w tym wymagania dotyczące gładkości powierzchni, odchyłek wymiarowych, odchyłek kształtu i położenia, przy czym odchyłki zgodnie z PN.

Ponadto za pomocą symboli przedstawia się na szkicu sposób bazowania i mocowania części, oporów), docisków, zabieraków i elementów osiujących - zgodnie z PN.

Ponadto w odpowiednich rubrykach karty instrukcyjnej należy podać wykaz pomocy warsztatowycy, normalnych jak i specjalnych niezbędnych do wykonania danej operacji.

W przypadku operacji wykonywanych za tokarkach rewolwerowych, automatu lub półautomatach tokarskich, tokarkach wielonożowych i obrabiarkach zespołowych należy opracować dodatkowo instrukcję uzupełniającą uzbrojenia obrabiarki zawierającą szkice ustawienia narzędzi.

Instrukcja ta powinna zawierać rysunek części po każdym zabiegu i pozycję z ustawieniem narzędzi w stosunku do przedmiotu obrabianego.

Instrukcja obróbki cieplnej określa wymagane własności po obróbce cieplnej czy cieplno chemicznej, a więc grubość warstwy utwardzonej, twardość warstwy wierzchniej i rdzenia, wielkość ziarna itp.

W instrukcji tej podawane są dla każdego zabiegu:

Instrukcja obróbki galwanicznej określa sposób mocowania przedmiotu i parametry dla poszczególnych zabiegów, a więc temperaturę kąpieli, natężenie i napięcie prądu elektrycznego, czas trwania zabiegu.

Instrukcja kontroli międzyoperacyjnej podaje zabiegi i środki miernicze

Operacje kontrolne przewidziane są dla całego procesu technologicznego począwszy od kontroli materiałów, surowców, części, gotowych elementów zakupionych, poprzez cały proces obróbki a kończąc na kontroli wyrobów gotowych.

Karta normowania czasu roboczego, tzw karta kalkulacji służy do przeprowadzenia obliczeń związanych z ustaleniem normy czasu dla danej operacji.

Karty normowania wypełnia się dla każdej operacji oddzielnie

Normy zużycia materiału służą wydziałowi zaopatrzenia jako dokumenty w oparciu o które zamawiany jest materiał

Wykaz pomocy warsztatowych jest dokumentem pozwalającym gospodarce narzędziowej na przygotowanie odpowiednich pomocy warsztatowcy. Wykaz pomocy obejmuje wszystkie potrzebne pomoce, zarówno specjalne jak i normalne, pogrupowane wg kolejnych operacji z podaniem ilości potrzebnych pomocy do wykonania danej operacji.

Charakterystyka pomocy normalnych jest podawana wg symboli zgodnych z PN, a dla pomocy specjalnych wg przyjętego systemu oznaczeń©, przy czym charakterystyka ta powinna zawierać wszystkie ….

W nagłówku karty podaje się zestawienie ilościowe pomocy warsztatowych z podziałem na przyrządy, narzędzia skrawające, pomoce pomiarowe, przy czym w każdej grupie pomocy należy wyróżnić pomoce normalne i specjalne.

DANE WEJŚCIOWE DO PROJEKTOWANIA

W celu przystąpienia do opracowywania procesu technologicznego obróbki części technolog powinien mieć odpowiednie dane wejściowe:

  1. Rysunek wykonawczy części wraz z warunkami technicznymi

  2. Program, wielkość produkcji

  3. Dane o parku maszynowym

  4. Informacje o możliwościach przygotowania półfabrykatów

  5. Dane o dysponowanych narzędziach obróbkowych

Ad 1. Rysunek wykonawczy części wraz z warunkami technicznymi

Jest t dokument do projektowania procesu technologicznego obróbki, rysunek wykonawczy powinna zawierać wszystkie wiadomości, które są nieodzowne do poprawnego wykonania części, tak więc powinien on zawierać

Warunki techniczne dla części umieszczone są bezpośrednio na rysunku. Warunki te niekiedy przedstawiane są w postaci symboli, np. w przypadku oznaczenia chropowatości lub w postaci wskazówek słownych, np. „ulepszać do 30-32 HRC”

W warunkach technicznych wykonania części podaje się:

Klasy dokładności

W zależności od zadania jakie spełnia dana część w maszynie wymagany jest różny stopień dokładności wykonania wyrażony klasą dokładności. Klasy dokładności to znormalizowany szereg tolerancji wałków i otworów ustalonych dla poszczególnych wyodrębnionych wartości średnic. Międzynarodowy układ pasowań ISO obejmuje 18 klas dokładności oznaczonych numerami 0-1, 0, 1-16; przy czym klasa 0-1 jest klasą najdokładniejszą, o najwęższym polu tolerancji, a klasa 16 - jest o najmniejszej dokładności i o najszerszym polu tolerancji.

W praktyce klasy dokładności z przedziału 1-6 maja zastosowanie przy wyrobie narzędzi pomiarowych, w tym płytek wzorcowych i urządzeń precyzyjnych

Klasy dokładności 6-12 stosuje się najczęściej w pasowaniach części maszyn, natomiast klasy z przedziału 12-16 służą do oznaczania powierzchni swobodnych w urządzeniach mało dokładnych.

Na rysunkach konstrukcyjnych można spotkać się z różną formą podawania wymiarów.

  1. Poprzez wymiary nominalne; np. 30

  2. Poprzez wymiary z określoną odchyłką liczbową (tolerowanie liczbowe) 300-0,2

  3. Poprzez tolerowanie symbolowe dla którego podaje się wymiar z symbolem literowym oznaczającym położenie pola tolerancji i cyfrowym oznaczającym klasę dokładności wykonania, np. ∅30j6

  4. Tolerowanie symbolowo liczbowe, tzw mieszane, np. ∅30k6 (+0,002+0,018)

Należy pamiętać, że każdy wymiar musi mieć swoją tolerancję. Nawet wymiar podany w postaci nominalnej, np. 30 bez zaznaczonych na rysunku odchyłek ma swoją tolerancję wykonania. W tym przypadku uzyskany wymiar ma mieć tolerancję warsztatową dla której zazwyczaj przyjmuje się 14 klasę dokładności, a tolerancje w głąb materiału.

W wyjątkowych przypadkach, dla produkcji bardziej dokładnej przyjmuje się jako tolerancję warsztatową 12 klasę dokładności.

Chropowatość powierzchni

W przeciwieństwie do określonej na rysunku idealnej powierzchni geometrycznej powierzchnia rzeczywista części maszynowych wykazuje wzniesienia i wgłębienia zwane nierównościami powierzchni. Chropowatość powierzchni to zbór nierówności na powierzchni części maszynowej o małych odstępach między wierzchołkami nierówności.

Chropowatość ta powstaje w wyniku procesu obróbkowego, gdyż w przypadku obróbki skrawaniem zależy ona głównie od zarysu ostrza narzędzia, a zwłaszcza promienia zaokrąglenia wierzchołka ostrza oraz od wartości posuwu.

Podstawowym parametrem chropowatości powierzchni jest Ra-średnie arytmetyczne odchylenie profilu od linii średniej, przy czym parametr Ra przyjmuje niższe wartości dla mniejszej chropowatości, a więc dla gładszej powierzchni.

Zadaniem technologa opracowującego proces technologiczny obróbki danej części jest wybór odpowiedniej metody obróbki w zależności od wymagań dokładnościowo gładkościowych narzuconych na rysunku.

Przeciętne dokładności i chropowatości powierzchni dla różnych rodzajów obróbki

Rodzaj obróbki

Klasa dokładności

Wartość parametru Ra

Toczenie i struganie zgrubne

12-14

20

Toczenie i struganie kształtujące

9-15

2,5-10

Toczenie i struganie wykańczające

7-9

0,32-1,25

Wytaczanie zgrubne

11-12

20

Wytaczanie kształtujące

9-10

1,25-10

Wytaczanie wykańczające

6-8

0,16-0,63

Rozwiercanie zgrubne

9-10

1,25-2,5

Rozwiercanie wykańczające

6-8

0,32-0,63

Frezowanie obwodowe zgrubne

11-14

20

Frezowanie obwodowe wykańczające

10-15

2,5-10

Frezowanie czołowe zgrubne

10-14

20

Frezowanie czołowe kształtujące

9-10

2,5-10

Frezowanie czołowe wykańczające

8-9

0,63-1025

Szlifowanie zgrubne

8-10

1,25-2,5

Szlifowanie kształtujące

7-9

0,32-0,63

Szlifowanie wykańczające

5-7

0,16-0,32

Przeciąganie zgrubne

7-8

0,63-2,5

Przeciąganie wykańczające

5-6

0,16-0,32

Docieranie zgrubne

8-9

0,32

Docieranie kształtujące

7-8

0,08-0,16

Docieranie wykańczające

5-7

0,01-0,04

Polerowanie zgrubne

-

0,04-0,032

Polerowanie wykańczające

-

0,02-0,04

Gładzenie zgrubne

7-8

0,04-0,016

Gładzenie wykańczające

6-7

0,02

Dogładzanie zgrubne

7

0,04-0,08

Dogładzanie wykańczające

5-6

0,01-0,02

Ad 2 Program, wielkość produkcji

Wielkością produkcji nazywamy łączną liczbę wyrobów wyprodukowanych przez cały okres produkcji danego wyrobu, przy czym wielkość tę określa się w sztukach, tonach bądź wartościowo - w złotych.

Program produkcji jest to liczba wyprodukowanych wyrobów w jednostce czasu. Do charakterystyki programu produkcyjnego stosowany jest najczęściej okres 1 roku. Roczny program produkcji Pr poszczególnych części maszyn można obliczyć wg wzoru:

Pr=Pm*i*(1+a/100)*(1+b/100)

Pr- roczny program produkcji części (np. kół)

Pm-roczny program produkcji maszyn (np. samochodów)

i- liczba danych części w maszynie (np. i=5)

a- procent części zamiennych (dostępnych w sklepach)

b- procent braków w trakcie produkcji

Liczba części zamiennych wynosi zwykle od kilku do kilkunastu procent, zależnie od rodzaju części i częstotliwości wymiany.

Program produkcji ma bardzo istotny wpływ na charakter procesu technologicznego, inny będzie bowiem proces technologiczny w przypadku wykonania jednego przedmiotu, inny dla kilku lub kilkudziesięciu sztuk, a jeszcze inny w przypadku produkcji masowej.

Większe programy produkcyjne uzasadniają stosowanie sprawniejszego, a więc droższego oprzyrządowania obrabiarek, jak również wymagają bardziej szczegółowego opracowania procesu technologicznego.

Ze względu na wielkość produkcji rozróżnia się zasadniczo trzy rodzaje produkcji

  1. Dane o parku maszynowym

  2. Informacje o możliwościach przygotowania półfabrykatów

  3. Dane o dysponowanych narzędziach obróbkowych

Produkcją jednostkową nazywamy wytwarzanie niewielkiej liczby wyrobów tego samego typu. Przykładowo może to być produkcja prototypu lub też produkcja pojedynczej, bardzo ciężkiej obrabiarki specjalnej. Koszty przygotowania takiej produkcji powinny być ograniczone. Produkcja jednostkowa dopuszcza mało dokładne surówki z dużymi naddatkami na obróbkę. Stosowanie trasowania i obróbkę bez specjalnego oprzyrządowania. Stosowane są uniwersalne obrabiarki, a w miarę możliwości dąży się do całkowitej obróbki danej części na jednej obrabiarce. Realizacja takiej produkcji wymaga wysoko kwalifikowanych robotników. Produkcja jednostkowa nie zapewnia zamienności części. Stosuje się uproszczoną dokumentację technologiczną.

Produkcja seryjna obejmuje wytwarzanie pewnej liczby (serii) jednakowych wyrobów wg takiej samej technologii. Poszczególne stanowiska pracy obciążone są okresowo tymi samymi operacjami. Stosuje się obrabiarki odpowiednio oprzyrządowane, narzędzia i przyrządy specjalne, a rzadziej normalizowane. Często zastępuje się robotników wysoko kwalifikowanych robotnikami przyuczonymi. Operacje obróbki ręcznej ogranicza się do niezbędnego minimum. Dokumentacja technologiczna jest bardziej szczegółowa a dla operacji złożonych stosuje się karty instrukcyjne. Normy techniczne czasu opracowane są na podstawie obliczeń i chronometrażu.

Produkcja masowa obejmuje wytwarzanie dużej ilości jednakowych wyrobów. Na każdym stanowisku wykonywana jest tylko jedna operacja. Czas trwania produkcji jednego wyrobu nie powinien być krótszy od jednego roku. Produkcja masowa realizowana jest zwykle na przepływowych liniach obróbkowych i montażowych, np. wytwarzanie samochodów, telewizorów.

W produkcji tej stosowane są bardzo dokładnie wykonane surówki. Stosowane są obrabiarki specjalne, najczęściej przystosowane do wykonywania tylko jednej operacji. Obrabiarki wyposażone są w specjalne narzędzia i oprzyrządowanie, dzięki czemu możliwe jest zatrudnianie na stanowiskach roboczych robotników o niższych kwalifikacjach. Operacje są bardzo wydajne

Produkcja masowa charakteryzuje się wysokim stopniem zamienności części, lub całkowitą zamiennością. Proces technologiczny wymaga bardzo starannego opracowania, a normy czasu pracy są dokładnie obliczone.

Podstawowym wskaźnikiem organizacji produkcji jest takt który wyznacza okres w minutach pomiędzy zejściem z linii przepływowej produkcyjnej dwóch kolejnych przedmiotów. Takt produkcji można obliczyć ze wzoru

Tp= (60*Z*k)/Pt

Tp- takt minutowy

F - nominalna roczna liczba godzin pracy zakładu przy jednej zmianie

Z- liczba zmian pracy na dobę

k- współczynnik uwzględniający przerwy pracy linii obróbkowej

Pt- roczny program produkcji części

PÓŁFABRYKATY

O wyborze półfabrykatu decyduje gatunek materiału, kształt, wymiary przedmiotu obrabianego, jego dokładność i wielkość produkcji.

Podział półfabrykatów:

  1. Półfabrykaty z materiałów hutniczych (wyroby hutnicze)

Materiały hutnicze obejmują:

Technolog najczęściej korzysta z wyrobów walcowanych w postaci prętów okrągłych, kwadratowych, sześciokątnych, płaskowników, blach, rur i różnego rodzaju kształtowników.

Najczęściej stosowane pręty walcowane i ciąnione dostarczane są przez huty w gotowej postaci. Posiadają znormalizowane wymiary, a różnią się między sobą nie tylko technologią wykonania, ale przede wszystkim wielkością tolerancji, a więc dokładnością wykonania i stanem powierzchni. Pręty walcowane okrągłe stalowe produkowane w zakresie 8-250 mm charakteryzują się niską dokładnością wykonania mieszczącą się w granicach 15 i 16 klasy dokładności.

Pręty ciągnione są znacznie dokładniejsze od prętów walcowanych. Znacznie droższe i powinny być stosowane wówczas, gdy część powierzchni pręta nie jest obrabiana i w tych przypadkach powierzchnia pręta jest powierzchnią docelową gotowego wyrobu. Pręty ciągnione są wytwarzane w klasach dokładności od 9-13 z chropowatością Ra=2,5 mikrometra

Dokładniejsze pręty ciągnione wytwarzane w klasach dokładności 8-15 są dodatkowo łuszczone i szlifowane

  1. Odkuwki

Wyróżniamy odkuwki kute swobodnie i matrycowe. Odkuwki swobodne otrzymuje się przez kucie bez żadnych dodatkowych pomocy lub też z zastosowaniem prostego oprzyrządowania. Uzyskiwana dokładność zależna jest od umiejętności pracownika i generalnie jest ona niska, a naddatki stosunkowo duże. Odkuwki swobodne kute mają zastosowanie w produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Dla poszczególnych typów przedmiotów wielkości naddatków i tolerancje wymiarów zamieszczane są w normach.

Odkuwki matrycowe stosowane są w produkcji seryjnej wielkoseryjnej i masowej. Wytwarzane są przy użyciu odpowiednio zaprojektowanych matryc. Dla odkuwek matrycowych rozróżnia się cztery klasy dokładności wykonania w zależności od pola tolerancji. Są to klasy oznaczone następująco:

Z- zwykła

P- podwyższona

D- dokładna

BD- bardzo dokładna

Odkuwki matrycowe wykonane są zgodnie z normami dotyczącymi:

Poprawnie zaprojektowany rysunek odkuwki zawiera rozkład naddatków na poszczególnych powierzchniach na tle kształtu przedmiotu docelowego.

  1. Odlewy

Odlewy stosowane są od produkcji małoseryjnej do masowej. Istnieją różne metody odlewania:

Wyżej wymienione metody różnią się dokładnością wymiarowo kształtową, a więc naddatkami oraz chropowatością odlanych powierzchni. Zadaniem technologa jest dokonanie wyboru najbardziej odpowiedniej metody wytwarzania odlewu w zależności od wielkości serii, wielkości gabarytowych odlewu i rodzaju odlewanego materiału. Konieczna jest w tym przypadku pełna znajomość związanej z technologią odlewnictwa, rodzajami odlewania, uzyskiwanymi własnościami odlewów

Zarówno dla odlewów z żeliwa szarego, staliwa i metali nieżelaznych polskie normy określają naddatki na obróbkę i tolerancję wymiarową.

  1. Półfabrykaty spawane

  2. Półfabrykaty z tworzyw sztucznych

  3. Wykroje

  4. Półfabrykaty otrzymane metodą obróbki plastycznej na zimno

  5. Półfabrykaty otrzymane przez spiekanie proszków metali

ZASADY USTALANIA PRZEDMIOTU OBRABIANEGO

W każdej operacji obróbkowej przedmiot obrabiany musi być jednoznacznie ustawiony na obrabiarce, jest to nadanie mu określonego położenia w tych kierunkach, które mają wpływ na wynik obróbki, tj na uzyskanie nadanych kształtów i wymiarów.

Zamocowanie przedmiotu obrabianego ma na celu zapewnienie niezmienności położenia przedmiotu w stosunku do uchwytu w trakcie obróbki pomimo występowania znacznych sił skrawania.

Stopnie swobody ustalanego przedmiotu

Każdy przedmiot w przestrzeni ma 6 stopni swobody. Można go przesuwać w 3 kierunkach XYZ oraz obracać wokół 3 osi XYZ. Ustalenie przedmiotu polega więc na odebraniu mu jednego, kilku lub wszystkich stopni swobody. Pozbawienie przedmiotu wymaganych stopni swobody w praktyce realizuje się przez zetknięcie jego powierzchni ustalających z elementami ustalającymi uchwytu obróbkowego lub obrabiarki.

Bazowanie przedmiotu obrabianego.

Bazę stanowi każdy element geometryczny, punkt, linia powierzchnia względem którego określono bezpośrednie położenie innego elementu tego przedmiotu. Bezpośrednie określenie położenia jakiegoś elementu względem bazy polega na podaniu wymiaru między nimi lub warunek położenia elementu względem bazy, np. warunek prostopadłości, równoległości, współosiowości albo równocześnie wymiarów i warunków. Przy ustalaniu przedmiotu na obrabiarce bu w przyrządzie należy rozróżnić 3 rodzaje powierzchni za pomocą których przedmiot styka się z odpowiednimi elementami obrabiarki lub przyrządów. Są to:

  1. Powierzchnia ustalające

  2. Powierzchnie oporowe

  3. Powierzchnie zamocowania

Powierzchnie ustalające są to powierzchnie, których zetknięcie z odpowiednimi elementami ustalającymi przyrządu lub obrabiarki nadaje przedmiotowi żądane jednoznaczne położenie w kierunku wymiarów uzyskiwanych w danej operacji. Powierzchnie oporowe są to powierzchnie przedmiotu, których zetknięcie z odpowiednimi elementami oporowymi przyrządu lubo obrabiarki nadaje przedmiotowi żądane jednoznacznie położenie w kierunkach nie związanych z wymaganymi w danej operacji wymiarami. Powierzchnie zamocowania to powierzchnie przedmiotu które stykająsiez elementami mocującymi przyrządu bądź z odpowiednimi urządzeniami, np. dociskami mocującymi bezpośrednio przedmiot na obrabiarce.

ZASADY DOBORU PARAMETRÓW SKRAWANIA

Dobór parametrów a więc warunków obróbki, a zatem głębokości, szybkości skrawania, prędkości obrotowej, posuwu, ilości przejść zależy od szeregu czynników:

  1. Rodzaju materiału obrabianego, a więc jego własności mechanicznych, twardości, wytrzymałości na zginanie rozciąganie, gatunku materiału, np. stal, żeliwo, kształt przedmiotu obrabianego i jego sztywności

  2. Rodzaju stosowanych narzędziu, gatunku materiału, jego własności (stal narzędziowa, szybkotnąca węgliki spiekane)

  3. Kształtu narzędzi

  4. Sposobu obróbki

  5. Rodzaju obróbki, jej dokładności pracy, sztywności mocowania, mocy obrabiarki

Kolejność doboru parametrów skrawania

Warunki skrawania określamy po uprzednim wytypowaniu obrabiarki, narzędzi oraz przyrządów i uchwytów obróbkowych zalecana jest następująca kolejność określania, a wiec doboru parametrów skrawania:

  1. Ustalenie głębokości skrawania i liczy przejść. Głębokość skrawania należy przyjmować możliwie dużą, sprowadzając liczbę przejść do minimum. W przypadku nadmiernej głębokości zmniejszamy liczbę przejść

  2. Ustalenie wartości posuwu. Posuw powinien przyjąć największą możliwą w danych warunkach wartość, przy założeniu, że spełnione zostaną wymagania dotyczące dokładności obróbki i gładkości powierzchni. Teoretyczna wysokość chropowatości jest tym większa im większy jest posuw i tym mniejszy powinien być promień zaokrąglenia noża tokarskiego. Przy doborze posuwu należy uwzględnić przyjętą uprzednio głębokość warstwy skrawanej, gdyż przekrój warstwy skrawanej jest proporcjonalny do posuwu i głębokości. Parametry te decydują o oporach skrawania, zapotrzebowaniu na moc obrabiarki i sztywność układu OUPN.

  3. Określenie szybkości skrawania - szybkość skrawania powinna być tak dobrana, aby przy założonych uprzednio parametrach skrawania, głębokości i posuwu zapewnić zalecaną trwałość narzędzia na poziomie 60-90 min, gdyż trwałością narzędzia nazywamy czas pracy do momentu stępienia. Szybkość skrawania zależy od rodzaju materiału, a więc inna będzie dla stali szybkotnącej, węglików spiekanych itp., oraz zależy od rodzaju materiału przedmiotu obrabianego, rodzaju obróbki, trwałości ostrza narzędzia, warunków chłodzenia itp. Odczytaną z tablic zalecaną szybkość skrawania uzyskujemy na obrabiarce poprzez odpowiedni dobór prędkości obrotowej np. przedmiotu toczonego zgodnie z zależnością E=1000V/d (średnica toczonego przedmiotu)

  4. Sprawdzenie dobranych parametrów pod kątem wykorzystania mocy obrabiarki. Sprawdzenie takie jest konieczne, szczególnie w przypadku gdy istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia dysponowanej mocy obrabiarki co może mieć miejsce przy zbyt dużych wartościach głębokości posuwu i szybkości skrawania, rónież celowe jest sprawdzenie w przypadku zbyt niskich wartości parametrów gdyż zachodzi obawa, iż moc obrabiarki będzie uzyskiwana tylko w kilku procentach.

Naddatek obróbkowy jest równy różnicy wymiarów przedmiotu przed i po wykonaniu obróbki. W przypadku obróbki powierzchni walcowych, a więc np. wałków otworów. Naddatek obróbkowy jest obliczany jako różnica średnic przed i po obróbce, natomiast głębokość skrawania równa jest grubości usuwanej warstwy i stanowi połowę naddatku. Rozróżnia się naddatki obróbkowe

  1. ogólne całkowite - określane jako różnica wymiaru półfabrykatu i gotowego przedmiotu

  2. operacyjne i zabiegowe usuwane w poszczególnych operacjach lub zabiegach przy czym naddatek całkowity równy jest sumie naddatków operacyjnych.

Cechą charakterystyczną dla struktury naddatku całkowitego jest to, że w kolejnych fazach obróbki, a więc w kolejnych operacjach dotyczących tej samej powierzchni, wielkość naddatku na obróbkę stopniowo maleje, natomiast dokładność wymiarowa przedmiotu stopniowo powiększa się, a więc pole tolerancji uzyskiwanych wymiarów stopniowo zawęża się. Wartości i tolerancje naddatków operacyjnych dla poszczególnych faz ujęte są w normatywach. Przykładowo dla wałka o średnicy ∅ 20h7, uzyskanie wymaganego wymiaru i dokładności wymaga przeprowadzenia obróbki:

1 - zgrubnej (3mm)

2 - kształtującej (1 mm)

3 - wykańczającej (0,3mm - szlifowanie)

Przy czym odczytana z tablic wartość naddatku wynosi jak podano w nawiasach

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA DOKŁADNOŚĆ OBRÓBKI.

Do najważniejszych zaliczamy:

  1. Sposób bazowania i ustalania PO na obrabiarce. Występujące w tym przypadku błędy obróbki mogą wynikać z wadliwej konstrukcji przyrządów mocujących,

  2. Niedokładność geometrii i kinematyki obrabiarki oraz uchwytu

Błędy geometrii obrabiarek są źródłem błędów PO gdyż np przy braku równoległości prowadnic suportu do osi otrzymujemy powierzchnię stożkową. Błędy kinematyczne wywołują błędy podziałki nacinanych uzębień, błędy skoku gwintu a przyczyną w tym przypadku mogą być błędy pracy podzielnicy. W skutek nadmiernego zużycia geometrycznego i kinematycznego obrabiarki ponad wielkości określone w PN maszynę należy poddać naprawie głównej, tolerancje wykonania istotnych uchwytów i przyrządów powinny stanowić ½ do 1/3 tolerancji otrzymanych wymiarów przedmiotu obrabianego zazwyczaj wykonuje się wymiary w 5-6 klasie dokładności.

  1. Obniżenie sztywności układu OUPN.

Siły skrawania i mocowanie powodują odkształcenia przedmiotu, niekiedy również narzędzia. Przy czym wyróżniamy odkształcenia postaciowo-objętościowe, stykowe. Odkształcenia objętościowe występują wewnątrz danego elementu, np. ugięcie noża tokarskiego, ugięcie cienkiego wałka, natomiast ściskowe zachodzą na powierzchni styku ściskających się elementów, np. płyty imaka i powierzchni noża tokarskiego. Przykładowo przy toczeniu wałka o małej sztywności (L/D>10) w skutek ugięcia wałka pod wpływem sił skrawania następuje powiększenie jego średnicy w części środkowej, natomiast kształtu cylindrycznego uzyskujemy kształt baryłkowy.

  1. Niedokładność narzędzi wynikająca z błędu ich wykonani, tzw wymiarowych.

Przyjmuje się że tolerancja wykonania narzędzi tzw wymiarowych powinna stanowić około 20% tolerancji wymiaru rozwiercanego otworu. Dokładność wykonania noży kształtowych o promieniu zaokrąglenia R decyduje o dokładności zaokrąglenia powierzchni obrabianego przedmiotu. Zużycie narzędzia noża tokarskiego decyduje o wymiarze średnicy obrabianego przedmiotu.

  1. Drgania

Są przyczyną obniżenia dokładności wymiarowej powierzchni, wzrostu chropowatości powierzchni, obniżenia trwałości narzędzia, wystąpienia zgniotu warstwy wierzchniej. Nadmierne drgania ograniczają wydajność obróbki i zmuszają do obniżenia przekroju warstwy skrawanej

  1. Odkształcenia cieplne układu OUPN.

Odkształcenia takie następują w skutek wzrostu temperatury elementów, są przyczyną zmian wymiarowych. Źródłami ciepła są: praca skrawania, tarcie mechanizmów, praca silników. Odkształcenia cieplne są nieuniknione, należy dążyć do ich ustabilizowania się.

  1. Nierównomierność naddatku obróbczego.

Wpływa na zmianę siły odporowej skrawania. W skutek zmiany przekroju warstwy skrawanej i odsuwa narzędzie od osi PO zwiększając wymiar średnicy przedmiotu.

  1. Niejednorodność materiału obrabianego.

Wytrącenia, pęcherze, zadziory, miejscowe utwardzenie - wywołują zmianę oporu skrawania, a w konsekwencji zmianę sił skrawania i uzyskiwanego wymiaru

  1. Naprężenia własne przedmiotu

Są skutkiem ubocznym kucia, odlewania, obróbki cieplnej oraz poprzedzającej obróbki skrawaniem.

W trakcie rozpatrywanej obróbki, np. zgrubnej, wyzwalają się naprężenia, czego skutkiem jest odkształcenie PO, dlatego też przed obróbką skrawaniem PO powinien być poddawany wyrzażaniu odprężającemu.

  1. Niedokładność ustawienia narzędzi.

Ustawienie narzędzi względem PO może być dokonane:

  1. W wyniku prób obejmujących nastawienie, przejście próbne, pomiar średnicy, korektę

  2. Przy użyciu ustawiaków, wzorców

  3. Przez ustawienie narzędzi poza obrabiarką co ma miejsce w stosunku do narzędzi w imakach tokarki wielonożowej lub narzędzi wymienianych automatycznie

  1. Niedokładność pomiaru.

Błąd pomiaru jest przyczyną błędnej oceny dokładności obróbki. Błąd ten może wynikać:

  1. Z wad konstrukcyjnych lub zużycia przyrządu i narzędzia pomiarowego

  2. Z różnicy temperatur PO i narzędzia

  3. Błędu odczytu - tolerancja wykonania narzędzia pomiarowego stanowi około 10% tolerancji mierzonego przedmiotu.

OBRÓBKA ZGRUBNA ŚREDNIODOKŁADNA I DOKŁADNA

Z punktu widzenia uzyskiwanej dokładności, ewentualnie gładkości powierzchni możemy wyróżnić trzy stopnie obróbki:

  1. Obróbkę zgrubną

  2. Obróbkę średniodokładną wymiarową

  3. Obróbkę dokładną gładkościową

Liczba potrzebnych stopni obróbki zależy od wymagań stawianych danej części.

Cechy charakterystyczne obróbki zgrubnej:

- obróbka zgrubna w której występują duże opory skrawania wywołane znacznymi przekrojami warstwy skrawanej wymagają bardzo silnego zamocowania części obrabianej, co powoduje odkształcenie danej części jak i całego układu OUPN. Duże ilości ciepła wytwarzające się podczas obróbki zgrubnej powodują nagrzewanie się części obrabianej, zmiany jej wymiarów i związane z tym możliwości deformacji.

Narzędzie zdejmujące duży wiór podczas obróbki bardzo intensywnie powodując duże zmiany własności tej warstwy, przy czym samo narzędzie intensywnie zużywa się. W przypadku obróbki zgrubnej możliwe jest dokonanie właściwego doboru obrabiarek mniej dokładnych, ale o dużej mocy. Obróbka zgrubna umożliwia zatrudnienie do obsługi obrabiarek pracowników o mniejszych kwalifikacjach, gdyż przy tej obróbce ryzyko braków jest znacznie mniejsze niż przy obróbce dokładnej. Analogicznie możemy sprecyzować cechy charakterystyczne obróbki średniodokładnej i dokładnej.

Inny podział obróbki:

  1. Obróbka wstępna (zbiór operacji wstępnych)

  2. Obróbka zasadnicza (zbiór operacji zasadniczych)

  3. Obróbka wykańczająca (zbiór operacji wykańczających)

Obróbka wstępna jest to pierwsze stadium obróbki. W ramach którego półfabrykat zostaje przygotowany do głównych operacji obróbkowych, zależnie od potrzeby . przygotowanie to polega na takich zabiegach jak:

- cięcie materiału

- łączenie uprzednio przygotowanych elementów poprzez spawanie, zgrzewanie, lutowanie, klejenie

- poprawienie dokładności półfabrykatu poprzez prostowanie, kalibrowanie i wykonanie wyjściowych baz obróbkowych poprzez trasowanie, zakiełkowanie

Obróbka zasadnicza jest to zasadnicze stadium obróbki w trakcie którego PO w kolejnych operacjach stopniowo uzyskuje kształt i wymiary coraz bardziej zbliżone do ostatecznych. Obróbka zasadnicza obejmuje zazwyczaj największą liczbę operacji. Od kilku do kilkunastu realizowanych na różnych stanowiskach roboczych z przyjętym procesem technologicznym danej części.

Do obróbki zasadniczej przedmiot swoim kształtem i wymiarami zbliżony jest do postaci ostatecznej, posiada jednak pozostawione naddatki obróbkowe na operację wykańczającą.

Obróbka wykańczająca jest to ostatnie stadium obróbki w ramach którego PO uzyskuje ostateczne kształty, wymiary i żądaną gładkość powierzchni, przy czym wymagania dotyczące dokładności wykonania oraz gładkości powierzchni mogą być różne w zależności od potrzeb.

KONTROLA TECHNICZNA W PROCESIE TECHNOLOGICZNYM

Zadaniem technologa opracowującego proces technologiczny jest również opracowanie technologii kontroli, tzn określenie operacji kontrolnych, ich kolejności o rozmieszczenia w procesie technologicznym. Zgodni z przebiegiem procesu kontroli technicznej można ja podzielić na:

Ilość operacji kontrolnych, ich rozmieszczenie w procesie technologicznym uzależnione jest od wielkości produkcji.

  1. W produkcji jednostkowej i małoseryjnej należy sprawdzać wynik każdej operacji

  2. W produkcji seryjnej wymaganą dokładność zapewnia w zasadzie specjalne oprzyrządowanie, np. uzbrojone imaki, tokarki wielonożowe, dlatego nie jest konieczna kontrola po każdej operacji. Wskazane jest natomiast stosowanie takiej kontroli po operacjach szczególnie ważnych dla dalszej obróbki, takich które mogą wywołać duży procent braków oraz po zakończeniu ciągu operacji.

  3. W produkcji masowej obowiązują te same zasady stosowania kontroli jak przy produkcji seryjnej, przy czym dla dokładnych o odpowiedzialnych czynności stosuję się kontrolę 100% (wszystkich przedmiotów), natomiast dla części mniej ważnych stosuje się kontrolę wyrywkową według zasady statystycznej kontroli jakości.

Miejsce kontroli technicznej w procesie technologicznym i jej przebieg opisuje technolog w karcie technologicznej w której znajdują się opisy operacji oraz szczegółowe instrukcje kontroli podające:

  1. Rodzaje

  2. Kolejność

  3. Rozmieszczenie operacji kontroli technicznej w procesie

  4. % części poddawanych kontroli

  5. Rodzaje narzędzi pomiarowych normalnych i specjalnych oraz sposób ich użycia.

PODOBIEŃSTWO TECHNOLOGICZNE CZĘSCI, ICH KLASYFIKACJA, TYPIZACJA PROCESU TECHNOLOGICZNEGO.

Przez podobieństwo technologiczne należy rozumieć możliwość zastosowania podobnej technologii, a więc podobnych metod obróbki w odniesieniu do części które wykazują podobieństwa kształtu i wymiaru.

Najbardziej powszechna klasyfikacja części maszyn opiera się częściowo na podobieństwie kształtu i technologii. Wg tej klasyfikacji wyróżniamy klasy/grupy przedmiotów:

Podział elementów maszyn na grupy/klasy przedmiotów umożliwia technologom opracowanie dla poszczególnych klas przedmiotów typowych wzorcowych technologii obróbki.

Typizacja ma na celu opracowanie typowych procesów technologicznych dla każdych wymienionych grup przedmiotów.

Przykładowy ramowy proces technologiczny obróbki wałka wielostopniowego:

  1. Przecinanie materiału

  2. Prostowanie

  3. Nakiełkowanie

  4. Toczenie zgrubne

  5. Toczenie kształtujące

  6. Toczenie powierzchni stożkowych/kształtowych

  7. Frezowanie rowków

  8. Wykonanie wielowypustu

  9. Obróbka gwintu

  10. Wykonanie otworu osiowego

  11. Wykonanie otworu poprzecznego

  12. Obróbka bardzo dokładna

  13. Kontrola jakości

23


Wyszukiwarka