PPTOKPPTOKTok projektowania procesu technologicznegoTok projektowania procesu technologicznego

Określenie planu operacyjnegoOkreślenie planu operacyjnego Miejsce obróbki cieplnejMiejsce obróbki cieplnej Miejsce kontroli technicznejMiejsce kontroli technicznej Zasady projektowania operacji (koncentracja lubZasady projektowania operacji (koncentracja lub różnicowanie)różnicowanie)

Dr inż. Jan BERKANDr inż. Jan BERKAN pok. ST 319pok. ST 319

www.cim.pw.edu.pl/jberkanwww.cim.pw.edu.pl/jberkan

Uszeregowanie prac związanych z Uszeregowanie prac związanych z projektowaniem procesu technologicznegoprojektowaniem procesu technologicznego

1) analiza danych wejściowych (konstrukcyjnych i technologicznych)

2) wybór półfabrykatu, sposobu jego wykonania, określenie naddatków na obróbkę

3) określenie wstępnego planu operacyjnego

4) wybór baz obróbkowych

5) opracowanie operacji technologicznych:

wybór środków technologicznych (obrabiarek i pomocy warsztatowych)

określenie naddatków i wymiarów obróbkowych

określenie liczby i kolejności przejść

wybór parametrów obróbki

6) określenie normy czasu dla poszczególnych operacji, liczby obrabiarek i robotników potrzebnych do realizacji procesu

7) analiza ekonomiczna procesu technologicznego

8) ostateczne opracowanie planu operacyjnego

9) wykonanie dokumentacji technologicznej

Określenie planu Określenie planu operacyjnegooperacyjnego

Stopnie obróbki:

I. obróbka zgrubna – zadanie: usunięcie nadmiaru materiału, mniej istotne zwiększenie dokładności

II. obróbka kształtująca – zadanie: nadanie przedmiotowi wymiarów i kształtów

III. obróbka wykańczająca – zadanie: uzyskanie wysokiej dokładności lub (i) jakości warstwy wierzchniej,

IV. obróbka gładkościowa - lub powierzchniowa (w razie potrzeby)

Struktura procesu technologicznego – określony porządek w ustalaniu kolejności operacji

Określenie planu operacyjnegoOkreślenie planu operacyjnego

Przesłanki podziału procesu technologicznego na stopnie obróbki:

obróbka zgrubna wiąże się z intensywnym procesem skrawania (siły, ciepło) – stąd znaczne błędy wskutek odkształceń układu OUPN, zmiany własności warstwy wierzchniej

po usunięciu zewnętrznej warstwy materiału następuje intensywne wyzwalanie naprężeń wewnętrznych, co daje odkształcenia PO

możliwość doboru najbardziej odpowiednich obrabiarek (do obróbki zgrubnej obrabiarki mniej dokładne o dużej mocy, bardziej zużyte)

możliwość racjonalnego wykorzystania kwalifikacji robotników (obróbka zgrubna – niższe kwalifikacje)

Stopień obróbki

dokładność i chropowatość (orientacyjnie)

przygotowanie baz obróbkowych

obróbka powierzchni

podstawowych

obróbka powierzchni

drugorzędnych

KT OC

II do IT12do IT12

do Ra=20do Ra=20

obróbka baz do obróbka baz do następnych następnych operacjioperacji

obróbka zgrubna obróbka zgrubna powierzchni powierzchni podstawowychpodstawowych

** **

IIII IT9 – IT11IT9 – IT11

Ra = 2,5-10Ra = 2,5-10

jeśli stały się jeśli stały się mniej dokładne mniej dokładne np. po OCnp. po OC

obróbka obróbka kształtująca kształtująca powierzchni powierzchni podstawowychpodstawowych

obróbka obróbka powierzchni powierzchni drugorzędnychdrugorzędnych

** **

IIIIII IT5 – IT8IT5 – IT8 jeśli była OC, jeśli była OC, ew. uchwyty o ew. uchwyty o większej większej dokładności dokładności ustaleniaustalenia

obróbka obróbka wykańczająca wykańczająca powierzchni powierzchni podstawowych podstawowych (funkcjonalnych)(funkcjonalnych)

sporadycznie sporadycznie (szlifowanie (szlifowanie wielowypustów, wielowypustów, gwintów)gwintów)

KT KT ostaostatecztecznana

**

Struktura procesu technologicznegoStruktura procesu technologicznego

Struktura procesu technologicznegoStruktura procesu technologicznego

*KT ostateczna

sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów)

obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych)

jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia

IT5 – IT8III

**obróbka powierzchni drugorzędnych

obróbka kształtująca powierzchni podstawowych

jeśli stały się mniej dokładne np. po OC

IT9 – IT11

Ra = 2,5-10II

**obróbka zgrubna powierzchni podstawowych

obróbka baz do następnych operacji

do IT12

do Ra=20I

OCKTobróbka powierzchni drugorzędnych

obróbka powierzchni podstawowych

przygotowanie baz obróbkowych

dokładność i chropowatość (orientacyjnie)

stopień obróbki

*KT ostateczna

sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów)

obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych)

jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia

IT5 – IT8III

**obróbka powierzchni drugorzędnych

obróbka kształtująca powierzchni podstawowych

jeśli stały się mniej dokładne np. po OC

IT9 – IT11

Ra = 2,5-10II

**obróbka zgrubna powierzchni podstawowych

obróbka baz do następnych operacji

do IT12

do Ra=20I

OCKTobróbka powierzchni drugorzędnych

obróbka powierzchni podstawowych

przygotowanie baz obróbkowych

dokładność i chropowatość (orientacyjnie)

stopień obróbki

Operacje główne

(zmieniające kształt i właściwości PO) i sprawdzające

Operacje pomocnicze (stanowiące przygotowanie lub zakończenie

operacji głównych lub sprawdzających): prostowanie, mycie, usunięcie zadziorów itp..

Kolejność: w obrębie jednego stopnia obróbki jako pierwsze przyjmuje się operacje, w których powstaje stosunkowo dużo braków

Miejsce obróbki cieplnej w procesie technologicznymMiejsce obróbki cieplnej w procesie technologicznym

Technolog wskazuje miejsce operacji obróbki cieplnej w procesie technologicznym.

Obróbka cieplna może występować:

na początku procesu technologicznego – polepszenie skrawalności materiału (normalizowanie, wyżarzanie zmiękczające)

po I stopniu obróbki – usunięcie naprężeń wewnętrznych (wyżarzanie odprężające), polepszenie skrawalności (stale niskowęglowe)

po II stopniu obróbki – zwiększenie parametrów wytrzymałościowych materiału (ulepszanie cieplne, hartowanie, nawęglanie + hartowanie)

po III stopniu obróbki – obróbki nie powodujące przemian fazowych materiału (azotowanie, cyjanowanie – cienka warstwa 0.1-0.3mm, części obrobione na wymiar ostateczny, dalsza obróbka ew. docieranie)

Nawęglanie i hartowanie

Przed nawęglaniem:

pozostawia się tylko naddatek na obróbkę wykańczającą (szlifowanie)

usuwane są zadziory, załamywane ostre krawędzie

niektóre powierzchnie zabezpieczane są przed nawęgleniem ( wskazane przez

konstruktora oraz gwinty, drobne uzębienia – ze względu na niebezpieczeństwo

nawęglenia na wskroś)

Sposoby zabezpieczenia przed nawęgleniem:

pokrycie pastą ochronną – najmniej pewne ze względu na pękanie warstwy

ochronnej na brzegach powierzchni; stosowane do ochrony niewielkich otworów,

przy dużych powierzchniach – gdy zastosowanie innej metody utrudnione lub

kosztowne

miedziowanie elektrolityczne – elektrolityczne pokrycie warstwą miedzi tych

powierzchni, które powinny pozostać miękkie; metoda skuteczna lecz droga

osłona warstwą materiału – nawęglanie i hartowanie (utwardzanie) oddzielone

obróbką wiórową warstwy nawęglonej; naddatek = grubość warstwy nawęglonej + 1

mm; metoda pewna lecz zwiększa koszt obróbki

Miejsce operacji kontroli technicznej w procesie Miejsce operacji kontroli technicznej w procesie technologicznymtechnologicznym Rozmieszczenie operacji KT,

określenie rodzajów narzędzi pomiarowych i sposobów ich użycia należy do zadań technologa. Jest to konieczne ze względu na utrzymanie jedności baz kontrolnych i technologicznych, umożliwienie pomiaru w odpowiednim miejscu procesu technologicznego.

Kontrola techniczna w procesie technologicznym

Produkcja jednostkowa i małoseryjna:

konieczność sprawdzenia każdej operacji

na ogół wykonują to sami wykonawcy – wysokokwalifikowani robotnicy

pracownik KT – gdy do pomiaru potrzebny specjalny, kosztowny przyrząd lub gdy pomiar zajmuje dużo czasu

Kontrola techniczna w procesie technologicznym

Produkcja seryjna:

właściwą jakość zapewnia ustawione oprzyrządowanie

kontrola pierwszej sztuki (sztuk), aby sprawdzić oprzyrządowanie

kontrola pozostałych:

po zakończeniu ciągu operacji (stopnia obróbki, zawsze KT ostateczna),

po operacjach szczególnie ważnych dla dalszej obróbki lub montażu,

po operacjach, w których jest spodziewany duży procent braków

przed operacjami złożonymi i kosztownymi.

Kontrola techniczna w procesie technologicznymProdukcja masowa:

podobne zasady, jak w produkcji seryjnej

dla dokładnych i odpowiedzialnych części odbiór 100% - z

automatyzacją pomiarów

dla mniej odpowiedzialnych części – statystyczna metoda kontroli

Zasady projektowania operacji

W projektowaniu operacji mogą być zastosowane dwie zasady:

1. Różnicowanie operacji – polegająca na projektowaniu

operacji technologicznych jako jedno lub kilkuzabiegowych

Zalety:

możliwość zastosowania obrabiarek prostych i tanich

możliwość zastosowania obrabiarek starszych typów, które mogą pracować ekonomicznie w określonym zakresie

wykorzystanie robotników o niskich kwalifikacjach

duża elastyczność produkcji

Wady:

długi proces technologiczny

Zasady projektowania operacji (cd)

2. Koncentracja operacji – polegająca na projektowaniu operacji obróbki jako wielozabiegowych, zastępujących kilka operacji prostych.

Istnieją 3 rodzaje koncentracji:

organizacyjna,

mechaniczna,

technologiczna

1. Organizacyjna – łączenie jednego sposobu obróbki na jednej obrabiarce uniwersalnej, zarówno obróbki zgrubnej jak i kształtującej. Stosowana jest w produkcji jednostkowej i małoseryjnej w celu uproszczenia planowania i prac administracyjnych

Rodzaje koncentracji

2. Mechaniczna - zastępowanie kilku zamocowań pozycjami przedmiotu obrabianego lub głowicy narzędziowej; skrócenie czasu tp

Rodzaje koncentracji

3. Technologiczna – jednoczesna obróbka wielu powierzchni w jednej operacji, która może być wykonywana kilkoma sposobami:

zastosowanie narzędzi specjalnych

Koncentracja technologiczna (rodzaje)

zastosowanie zespołów narzędzi (kilka noży tokarskich w jednej oprawce, wielowrzecionowe głowice wiertarskie, zespoły frezów, zespoły tarcz szlifierskich itp.)

Koncentracja technologiczna (rodzaje)

zastosowanie linii automatycznych z wielowrzecionowymi

jednostkami obróbkowymi

P.O.

op.10 op. kop.20 op. k-1...

najmniejszy koszt,

najmniejszy t j

możliwość pracy

wielostanowiskowej

czas wykonanie nie większy od taktu

pracy linii (gniazda)

Określenie planu operacyjnego c.d.