slajd 1 - wydział transportu politechniki warszawskiejkorzeb/pdf_files/pbm_w1.pdf · jak:...
TRANSCRIPT
2016-03-02
1
Podstawy Budowy Maszyn
Pojęcia podstawowe
TECHNOLOGIA – nauka o metodach i sposobach wytwarzania,
a więc nauka o procesach produkcyjnych, których celem
jest zmiana surowców i półwyrobów (półfabrykatów) w
gotowe produkty.
Technologia obejmuje:
1. Wykonywanie z surówek lub z półfabrykatów elementów
maszyn zgodnie z rysunkiem wykonawczym,
2. Zachowanie się elementów maszyn podczas obróbki oraz
wpływem tej obróbki na ich własności eksploatacyjne,
3. Sposobami łączenia w gotowy wyrób lub zespoły.
Technolog musi znać następujące dane wyjściowe:
1. Dokumentację konstrukcyjną (np. rysunek wykonawczy),
2. Program produkcyjny (wielkość produkcji),
3. Dane dotyczące parku maszynowego,
4. Dane dotyczące materiałów wyjściowych (pręty, blachy)
Technologia maszyn – to nauka o procesach wytwarzania
elementów maszyn i o procesach łączenia tych elementów w
gotowy wyrób.
Technologia maszyn ma powiązania z takimi dyscyplinami nauk
jak: wytrzymałość materiałów, metaloznawstwo, obróbka
skrawaniem, obróbka plastyczna, obrabiarki, ekonomika, itp.
TECHNOLOGIA WYTWARZANIA
WIADOMOŚCI PODSTAWOWE
ODLEWNICTWO
OBRÓBKA PLASTYCZNA
SPAJANIE (SPAWANIE I ZGRZEWANIE)
OBRÓBKA SKRAWANIEM
2016-03-02
2
PROCES PRODUKCYJNY – całokształt wszystkich czynności potrzebnych do przerobienia materiału,
surówek lub półfabrykatów w gotowy wyrób.
Materiał wyjściowy – jest to tworzywo określonej postaci ogólnego przeznaczenia, podlegające dalszej
obróbce (pręty, drut, folia, blacha, itd.).
Surówka – jest to tworzywo w postaci specjalnie
ukształtowanej do wytwarzania określonej części wytwarzanej w zakładzie (pasy pociętej blachy, odlewy,
odkuwki , wytłoczki, itp.).
Półwyrób (półfabrykat) – jest to celowo niewykończona
część pobierana z magazynu do dalszej obróbki.
Rodzaje procesów produkcyjnych:
podstawowe, których celem jest wytworzenie wyrobów
gotowych zaliczanych do produkcji podstawowej
przedsiębiorstwa produkcyjnego, np.: samochody, samoloty,
silniki,
pomocnicze, których celem jest tzw. produkcja pomocnicza,
niezbędna do realizacji procesów podstawowych, np.:
wytwarzanie narzędzi, energii, gazów technicznych,
wykonywania remontów itd.,
obsługi, związane z technicznym przygotowaniem produkcji
oraz kontrolą.
PROCES TECHNOLOGICZNY – zamknięta część procesu
produkcyjnego, związana bezpośrednio ze zmianą kształtu,
wymiarów, jakości powierzchni, własności
fizykochemicznych i miejsca poszczególnych elementów
maszyn
PODSTAWOWE ELEMENTY SKŁADOWE PROCESU TECHNOLOGICZNEGO :
• operacja,
• zabieg,
• przejście
Czynności wchodzące w skład procesu
technologicznego:
• Ściśle związane ze zmianą kształtów, wymiarów,
jakości
• O charakterze pomocniczym – nie zmieniają jego
kształtu ani własności
2016-03-02
3
OPERACJA – zamknięta część procesu technologicznego
wykonywana na jednym stanowisku roboczym (lub kilku),
przez jednego pracownika (lub grupę pracowników), na
jednym przedmiocie (lub grupie przedmiotów), przy
jednym lub kilku zamocowaniach, bez przerw na inną
pracę.
OPERACJĘ charakteryzują trzy cechy:
1.Niezmienność przedmiotu obrabianego
2.Niezmienność stanowiska roboczego,
3.Niezmienność wykonawcy
ZABIEG – część operacji, w czasie której następuje
zmiana kształtu, wymiarów, chropowatości, własności
fizycznych, przy stałych parametrach obróbki
charakterystycznych dla danego procesu
ZABIEG może być:
• prosty
• złożony
Cechy charakterystyczne zabiegu:
• niezmienność obrabianej powierzchni,
• niezmienność narzędzia,
• niezmienność warunków obróbki np. skrawania
ZABIEG to najdrobniejsza część procesu technologicznego, która zachowuje wszystkie jego własności.
Pomocnicze elementy: przejście, ruchy robocze i elementarne
PRZEJŚCIE – część zabiegu związana ze zdjęciem lub nałożeniem warstwy materiału.
CZYNNOŚĆ – jest to część zabiegu (lub operacji – przy operacjach jednozabiegowych) obejmująca pewną liczbę
ruchów (człowieka lub mechanizmów maszyn), których kolejne wykonanie daje pewien określony efekt działania
człowieka lub maszyny (np. włączenie napędu maszyny, włączenie mechanicznego posuwu, zamocowanie
przedmiotu, itp.)
2016-03-02
4
RUCHY ROBOCZE I RUCHY ELEMENTARNE
Ruch roboczy jest to podstawowy element czynności
(np. uchwycenie, uwolnienie, przesunięcie, obrót przedmiotu obrabianego, narzędzi lub elementów
maszyny).
Ruchy robocze składają się z ruchów elementarnych
(np. ruch ramienia, przedramienia, dłoni, palców, głowy).
PROGRAM PRODUKCYJNY – to liczba sztuk (niekiedy
liczba ton) maszyn lub urządzeń jaką zakład ma
wykonać w ciągu określonego czasu (np. rok lub
miesiąc ).
W zależności od wielkości produkcji rozróżniamy
następujące rodzaje produkcji:
1. jednostkowa
2. seryjna
3. masowa
2016-03-02
5
Produkcja jednostkowa – wytwarzanie wyrobów pojedynczo lub po kilka sztuk.
Produkcja seryjna – wytwarzanie wyrobów jednakowych pod względem konstrukcji, jak i wymiarów w
określonych odstępach czasu, seriami lub partiami.
Produkcja seryjna dzieli się na:
• małoseryjną
• średnioseryjną
• wielkoseryjną
Produkcja masowa – to produkcja, w której wyroby
wykonywane są w dużych ilościach bez przerwy, przy czym konstrukcja wyrobów zmienia się rzadko.
Zakresy współczynnika k wyznaczają poszczególne
typy produkcji:
k=1 typ produkcji masowej
k=2÷10 typ produkcji wieloseryjnej
k=10÷20 produkcji średnioseryjnej
k=20÷30 produkcji małoseryjnej
k >30 produkcji jednostkowej
2016-03-02
6
Cechy produkcji jednostkowej:
• wykonywanie na jednej obrabiarce (lub nawet stanowisku
montażowym) wielu operacji, a często nawet całkowitej obróbki danej części,
• stosowanie uniwersalnych obrabiarek i urządzeń ogólnego przeznaczenia,
•Ustawianie obrabiarek grupowo (tj. wg typów – np.
oddzielnie tokarki, frezarki, strugarki, itp.),
• stosowanie prawie wyłącznie narzędzi znormalizowanych,
• duży udział robót ręcznych, zwłaszcza przy montażu,
• zatrudnianie wysokokwalifikowanych robotników do obsługi obrabiarek,
• duża liczba detalooperacji
FAMOT Europa tokarka uniwersalna
Cechy produkcji seryjnej:
• obciążenie poszczególnych stanowisk pracy
powtarzającymi się okresowo operacjami,
• park maszynowy składa się z obrabiarek ogólnego
przeznaczenia, specjalizowanych i specjalnych,
• ustawienie obrabiarek i stanowisk pracy np. wg kolejno wykonywanych operacji,
• stosowanie narzędzi i przyrządów specjalnych, rzadziej znormalizowanych,
• ograniczenie obróbki ręcznej do niezbędnego minimum,
• zmniejszenie liczby detalooperacji,
• zmniejszenie liczby pracowników wysokokwalifikowanych,
• procesy technologiczne bardziej szczegółowe niż dla produkcji jednostkowej.
2016-03-02
7
UBB-112N tokarka do obróbki zestawów kołowych
sterowana numerycznie
Cechy produkcji masowej:
• jedna operacja na jednym stanowisku,
• ścisła specjalizacja poszczególnych stanowisk pracy,
• szerokie lub wyłączne stosowanie obrabiarek
specjalnych i przystosowanych tylko do jednej
operacji,
• szerokie lub wyłączne stosowanie przyrządów i narzędzi
specjalnych,
• ustawienie stanowisk pracy w linie obróbkowe i
montażowe, gniazda obróbkowe,
• prawie zupełne wyeliminowanie pracy ręcznej, wysoki
stopień mechanizacji i automatyzacji produkcji,
• stosowanie materiałów wyjściowych zbliżonych kształtem
i wymiarami do przedmiotów gotowych,
• wysoki stopień wykorzystania obrabiarek,
• wysoki % pracowników o niskich kwalifikacjach,
• szczegółowe i obszerne opracowanie procesów
technologicznych,
• mała liczba detalooperacji.
Decydujący wpływ na wybór obrabiarki ma: przedmiot obrabiany (jego klasa i wymiary gabarytowe), materiał obrabiany, wielkość produkcji i jej powtarzalność.
2016-03-02
8
PARK MASZYNOWY:
1. Obrabiarki uniwersalne – można na nich wykonywać
dużo detalooperacji,
2. Obrabiarki specjalizowane – w produkcji seryjnej; np.
toczenie długich wałków, toczenie stożków,
3. Obrabiarki specjalne – w produkcji seryjnej; np.
tokarka do kół wagonowych, tokarka do fazowania rur,
4. Automaty produkcyjne – w produkcji masowej;
• Sterowane sekwencyjnie (krzywkami),
• Sterowanie numeryczne (procesami),
5. Linie produkcyjne – np. 20 obrabiarek ( blok silnika – nawiercanie i gwintowanie otworów).
Tokarka uniwersalna
Centrum obróbcze
TECHNOLOGICZNOŚĆ KONSTRUKCJI
Jest to zespół cech konstrukcyjnych, które umożliwiają
otrzymanie wyrobu o wysokiej jakości, przy zastosowaniu
znanych, dostępnych, możliwie prostych, łatwych, tanich i mało
pracochłonnych procesów technologicznych.
CECHY :
• Minimalny ciężar
• Zamienność części
• Normalizacja i unifikacja
• Minimalna liczba rodzajów materiałów
• Dużo obróbek bezwiórowych oraz spawalniczych
Zamienność części maszyn: ( wymagania w produkcji
wielkoseryjnej i masowej )
Zamiennymi są te elementy lub całe zespoły elementów, które
można nawzajem zastępować bez naruszenia poprawności
działania maszyny.
Unifikacja – stosowanie w różnych rodzajach maszyn tych
samych elementów lub ich zespołów, dzięki czemu zmniejsza się
znacznie ich różnorodność.
2016-03-02
9
Normalizacją w technice nazywamy planowy proces wyboru,
podporządkowania, upraszczania i ujednolicania typów, wymiarów,
kształtów i własności wyrobu, metod i dokładności jego wykonania oraz
warunków dostawy i odbioru.
Typizacja – polega na zmniejszeniu liczby istniejących lub możliwych
odmian określonego wyrobu – do liczby wystarczającej w danych
warunkach. (typowielkości, typowymiary)
Technologiczność konstrukcji
Technologiczność
części
Technologiczność
montażu
Technologiczność części :
1. Minimalny ciężar
2. Obróbka i obrabiarki uniwersalne ( proste )
3. Dokładność minimalna
4. Czas główny - mały
5. Czas pomocniczy - mały
Technologiczność montażu :
1. Możliwie najmniejsza dokładność
2. Możliwie maksymalna liczba ludzi montująca
równocześnie
3. Możliwość podziału obiektu na podzespoły
( możliwie duża ich liczba )
2016-03-02
10
BAZOWANIE
BAZOWANIE jest to odebranie wszystkich 6 stopni
swobody obrabianemu elementowi.
BAZĄ nazywamy powierzchnię, krawędź lub punkt
przedmiotu, względem których określamy
położenie innych punktów, powierzchni i krawędzi.
BAZOWANIE składa się z :
1. Ustawienia np. postawienie elementu na stole
2. Ustalenia
3. Zamocowania
USTALENIE – polega na jednoznacznym wyznaczeniu miejsca i przestrzennego położenia przedmiotu względem osi układu współrzędnych, które mają wpływ na uzyskanie wymaganych wymiarów po obróbce.
ZAMOCOWANIE – unieruchomienie przedmiotu w ustalonym położeniu, czyli odebranie części obrabianej stopni swobody w kierunkach, w których część nie może się przemieszczać pod wpływem sił działających podczas obróbki.
Mocowanie przedmiotów odbywa się za pomocą: uchwytów, imadeł, podstawek, docisków, śrub mocujących, pryzm, itp.
BAZA KONSTRUKCYJNA – jest to baza przyjęta przy
konstruowaniu części w celu określenia powierzchni, krawędzi lub punktu tak, aby współpracowała ona
prawidłowo z innymi częściami.
BAZA TECHNOLOGICZNA – jest to baza przyjęta w celu
określenia położenia w części ( lub w przedmiocie) jakiegoś punktu, krawędzi lub powierzchni przy
realizowaniu procesu technologicznego.
Rozwiązanie optymalne, gdy baza konstrukcyjna
pokrywa się z bazą technologiczną.
2016-03-02
14
Przedmiotem badania i normowania czasu jest ustalony wycinek
procesu pracy zakończony określonym produktem ( wynikiem ).
Proces pracy to celowe działanie człowieka za pomocą
odpowiednich narzędzi i maszyn dla osiągnięcia określonych
produktów, czy rezultatów działalności.
Ustalenie norm pracy jest m.in. podstawą sterowania produkcją,
zarządzania produktywnością w skali przedsiębiorstwa,
planowania, kalkulacji kosztów.
NORMOWANIE CZASU PRACY
Czasem pracy nazywamy tę część czasu, kiedy pracownik (lub
maszyna ) znajduje się w czasie czynnym. W odniesieniu do
człowieka stan czynny może wyrazić się w postaci
wykonywania czynności fizycznych, jak i umysłowych, np.
ręczne sterowanie pracą maszyny.
Czas przerw jest to okres czasu, w którym stan czynny nie
występuje, np. czekanie tokarza na zakończenie
samoczynnego procesu skrawania, aby wykonać następną
czynność – odsunięcie suportu, zamocowanie następnego
przedmiotu.
2016-03-02
15
CZAS PRACY :
• Niezbędnej,
• Zbędnej ( zalicza się do czasu nienormowanego –
nieracjonalne wykorzystanie środków produkcyjnych,
stosowanie wadliwych metod pracy ).
Czas zużyty na stanowisku pracy można podzielić na:
• Czas pracy ( czas przygotowawczo – zakończeniowy,
czas wykonania, czas obsługi stanowiska )
• Czas przerw :
1. z przyczyn zależnych ( potrzeby fizjologiczne – czas
przerw na odpoczynek i na potrzeby fizjologiczne;
nagła choroba, )
2. niezależnych ( z przyczyn technologicznych,
organizacyjno – technicznych / przerwy w
zaopatrzeniu stanowiska / )
Techniczna norma czasu jest to ilość czasu potrzebnego do
wykonania operacji obróbkowych lub montażowych.
T = n • tj + z • tpz [ min ]
tpz – czas przygotowawczo – zakończeniowy
z – liczba zmian roboczych,
tj – czas jednostkowy, jest to czas potrzebny na wykonanie 1
sztuki produktu,
n- liczba sztuk do wykonania.
Tpz - obejmuje czas na takie typowe czynności jak: zapoznanie
się z dokumentacją zadania do wykonania, pobranie
niezbędnych narzędzi, uzbrojenie maszyny, rozliczenie się z
wykonanej roboty, doprowadzenie stanowiska pracy do stanu
wyjściowego; cechą charakterystyczną tej kategorii czasu jest
to, że występuje raz na partię lub serię wykonywanych
wyrobów ( lub raz na zmianę ).
2016-03-02
16
tj = tw + tu
tw – czas wykonania warunkuje pracochłonność zadania;
jest to czas potrzebny na jednorazowe wykonanie czynności
bezpośrednio związanych z daną operacją.
tu – czas uzupełniający, jest to czas przeznaczony na obsługę
stanowiska roboczego to oraz potrzeby fizjologiczne robotnika tf .
tw = tg + tp
tg – czas główny to czas, w którym zależnie od rodzaju operacji
następuje zmian kształtu, wymiarów, własności wykonywanego
przedmiotu bądź zmiana wzajemnego położenia i zamocowania
części wyrobu.
tgm –czas pracy wykonywanej przez samą maszynę,
tgmr – czas maszynowo – ręczny, zmiany w kształcie
przedmiotu,.... zachodzą przy bezpośrednim udziale robotnika i
połączone są z użyciem energii obcej (maszyny),
tgr- czas ręczny, gdy zmiany zachodzą bez użycia energii obcej,
tp – czas pomocniczy jest to czas zużywany na wykonanie
różnych ruchów niezbędnych do wykonania czynności
technologicznych ( powtarzających się przy każdej sztuce )
przykłady: mocowanie przedmiotu w uchwycie, ustawienie
wielkości posuwu, mierzenie średnicy przedmiotu, ustawienie
narzędzia, itd.
tu = to + tf
to – czas obsługi stanowiska roboczego przeznaczony jest na
czynności robotnika związane z organizacją i utrzymaniem
zdolności stanowiska do ciągłej pracy.
to = tot + too
tot - czas obsługi technicznej jest związany ze sposobem
eksploatacji maszyny i narzędzi pracy, zapewniający
utrzymanie stanowiska w pełnej gotowości ( np. czas na
wymianę stępionego narzędzia ),
too – jest to czas zużywany na wykonanie działań typowo
porządkowych,
tf = tfo + tfn
tfo – czas na odpoczynek wynikający z charakteru procesu
pracy,
tfn – czas na spożycie posiłku regeneracyjnego czy
śniadania przewidzianego w regulaminie pracy oraz
załatwienie potrzeb fizjologicznych,
2016-03-02
17
Czynniki uwzględniane przy ustalaniu technicznej normy
czasu:
• poprawne opracowanie operacji z punktu widzenia doboru
obrabiarki i jej wyposażenia,
• właściwa wielkość naddatków na obróbkę odpowiednią dla
danej operacji i wymiarów przedmiotu,
• najbardziej racjonalny przebieg obróbki w danych
warunkach technicznych,
• zastosowanie najbardziej dogodnych sposobów obróbki,
• właściwy dobór, stan obrabiarki, narzędzi i przyrządów,
• odpowiednie do danej pracy kwalifikacje robotnika,
• najlepsza organizacja pracy i obsługi stanowiska roboczego,
gwarantująca nieprzerwaną pracę.
Metody pomiaru czasu roboczego i jego struktury:
Chronometraż
Fotografia : Ciągła : indywidualna,
wielostanowiskowa, somatografia
Migawkowa : regularna, nieregularna
Fotografia ciągła – nieprzerwane śledzenie stanowiska roboczego i notowanie wszystkich elementów pracy i
przerw występujących w czasie obserwacji tej pracy.
Indywidualna – obiektem obserwacji jest jeden robotnik i jedno obsługiwane przez niego stanowisko.
Wielostanowiskowa – obserwacja jednego robotnika
obsługującego kilka maszyn; celem takiej fotografii jest ustalenie liczby i rodzajów maszyn, które robotnik może
obsłużyć w czasie zmiany.
Somatografia – obserwacja uczestnicząca, polega na
zapisywaniu przez samego pracownika czynności jakie
on wykonuje.
Migawkowa regularna – polega na śledzeniu kolejno
wielu stanowisk roboczych w określonych równych
odstępach czasu i na notowaniu zaobserwowanych na
stanowiskach elementów pracy i przerw.
Migawkowa nieregularna – określona liczba
przypadkowych obserwacji wielu stanowisk roboczych
z jednoczesnym notowaniem treści elementów pracy
lub przerw.
Chronometraż – pomiary czasu typowych,
powtarzalnych elementów pracy; charakterystyczną
cechą chronometrażu jest wielokrotność obserwacji
tej samej operacji, czy tej samej czynności.
2016-03-02
18
Metody normowania :
• sumaryczne polegające na tym, że normę czasu ustala się
w sposób całościowy bez podziału operacji na elementy
składowe ( zabiegi, czynności i ruchy robocze) i
przeprowadzania szczegółowej analizy metod pracy,
• analityczne polegające na rozłożeniu normowanej operacji
na elementy składowe oraz ustaleniu dla każdej z nich
oddzielnie czasów wykonania zadania przy określonych
warunkach pracy oraz racjonalnej metodzie pracy.
Metody sumaryczne :
• szacunkowa, oparta na doświadczeniu normisty, który na
podstawie wieloletniego doświadczenia szacuje ilość czasu
niezbędnego do wykonania danej operacji ( produkcja
jednostkowa, małoseryjna ),
• statystyczna, gdzie normę czasu ustala się na podstawie
danych statystycznych o zużyciu czasu przy wielokrotnym
wykonywaniu operacji w przeszłości,
• porównawcza, polegająca na ustaleniu normy czasu na
podstawie analogii do operacji zbliżonej, dla której
dysponujemy normą czasu.
Metody analityczne – wykorzystują omówione metody
pomiaru czasu pracy
• analityczno – badawcza, ( chronometraż, fotografia )
• analityczno – obliczeniowa (sumowanie czasów trwania
poszczególnych elementów składowych operacji,
wykorzystując w tym celu syntetyczne normatywy
czasów na typowe roboty.
DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA
Jest to zbiór materiałów precyzujących dany proces
technologiczny.
PEŁNA DOKUMENTACJA to:
1. Całość dokumentów określających przebiegi procesów
technologicznych wykonania wszystkich części maszyn i
ich montażu,
2. Wszystkie dokumenty pomocy i urządzeń warsztatowych
specjalnych, potrzebnych do realizacji procesów
technologicznych, o których mowa w pkt.1,
3. Wszystkie normy i warunki techniczne, na które
powołują się dokumenty wymienione w pkt. 1 i 2.
2016-03-02
19
Dokumenty główne :
1. Karta technologiczna dla różnych części maszyn,
2. Karta operacyjna dla poszczególnych operacji,
3. Karta normowania czasów roboczych dla
poszczególnych operacji,
4. Karta zużycia materiału,
5. Wykazy pomocy warsztatowych wg odpowiednich
kart technologicznych.
RYSUNKI
1. Surówek (odlewów, odkuwek, wytłoczek, materiałów kształtowych specjalnych),
2. Narzędzi specjalnych do obróbki skrawaniem,
3. Narzędzi specjalnych do obróbki plastycznej na
zimno i gorąco,
4. Matryc, kokili, modeli,
5. Przyrządów i uchwytów specjalnych
DOKUMENTY ZWIĄZANE Z ORGANIZACJĄ PRODUKCJI
(opracowuje się w razie potrzeby, np. rozplanowanie
stanowisk pracy oddziału, zestawienie
pracochłonności wyrobu)
DOKUMENTY ZWIĄZANE Z DYSCYPLINĄ
TECHNOLOGICZNĄ:
1. Protokół sprawdzenia operacji,
2. Wniosek o zmianę procesu technologicznego,
3. Karta zmian procesu technologicznego
KARTA TECHNOLOGICZNA jest to dokument zawierający
wszystkie dane techniczne niezbędne do wykonania
przedmiotu, a więc podaje cały przebieg obróbki, od
materiału wyjściowego do gotowego przedmiotu.
KARTA INSTRUKCYJNA daje szczegółowe informacje
dla wykonania danej operacji:
szkic przedmiotu w położeniu w jakim znajduje
się w czasie obróbki,
sposób bazowania i zamocowania przedmiotu.
grubymi liniami zaznaczone powierzchnie
obrabiane,
wymiary otrzymywane w wyniku danej operacji
oraz wszystkie warunki techniczne