Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projektowanie w systemach CAD/CAM i programowanie obrabiarek CNC PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH dr inż. Tadeusz Rudaś Instytut Technologii Maszyn.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projektowanie w systemach CAD/CAM i programowanie obrabiarek CNC PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH dr inż. Tadeusz Rudaś Instytut Technologii Maszyn."— Zapis prezentacji:

1

2 Projektowanie w systemach CAD/CAM i programowanie obrabiarek CNC PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH dr inż. Tadeusz Rudaś Instytut Technologii Maszyn PW

3 Projektowanie procesów technologicznych 2 Proces technologiczny – podstawowa część procesu produkcyjnego obejmująca działania mające na celu uzyskanie żądanych kształtów, wymiarów i właściwości przedmiotów pracy lub ustalenie wzajemnych położeń części lub zespołów w wyrobie. stan początkowy przedmiotu pracy stan końcowy przedmiotu pracy

4 Projektowanie procesów technologicznych 3 S0S0 S2S2... S1S1 operacja 10 SkSk operacja k0 operacja technologiczna

5 Projektowanie procesów technologicznych 4 operacja technologiczna – część procesu technologicznego wykonywana na jednym stanowisku roboczym na jednym przedmiocie (lub grupie przedmiotów) bez przerw na inną pracę zabieg technologiczny – część operacji technologicznej realizowana przy pomocy tych samych środków technologicznych i przy niezmienionych parametrach obróbki, ustawieniu i zamocowaniu przejście – część zabiegu, podczas której zdejmowana jest jedna warstwa materiału

6 Projektowanie procesów technologicznych 5 Uszeregowanie prac związanych z projektowaniem 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

7 Projektowanie procesów technologicznych 6 Toczyć na wym. Aa Toczyć na wym. Bb Toczyć na wym. Cc Bazowanie Obrabiarka Narzędzia Przyrz. i Uchwyt. Narz. pomiarowe tpz + tj Organiz. obróbki Obsada Koszty Opłacalność normalne specjalizowane specjalne Przejście 1-sze Przejście 2-gie wymiary tolerancje chropowatość param. obrób. Informacje wejściowe Rys. konstrukcyjny Wskaźniki techn.-ekonom. Poziom cen Program produkcji Możliwości inwestycyjne Terminy uruchom. prod. Materiał, półfabrykat Park obrab. i urządz. Wykonawstwo oprzyrząd. specjalnego Obsada personalna Materiały, półfabrykaty Frezować i nawiercać10 Toczyć20 Toczyć Obróbka cieplna Część gotowa Obróbka wykańcz. Obróbka zgrubna Obróbka kształt.

8 Projektowanie procesów technologicznych 7 Analiza cech technologicznych (technologiczność konstrukcji) normalizacja, unifikacja, typizacja części i zespołów właściwy wybór materiałów, zaprojektowanie półfabrykatów oraz określenie sposobów ich wykonania zmniejszenie pracochłonności i kosztu obróbki Analiza cech konstrukcyjnych analiza funkcji powierzchni analiza wymiarowania analiza dokładności (tolerancji, pasowań, chropowatości)

9 Projektowanie procesów technologicznych 8 cecha rodzaje produkcji jednostkowaseryjnamasowa powtarzalność w czasie brakserie wyrobów w określonych odstępach czasu stałe wykonywanie określonego wyrobu liczba operacji wykonywanych na stanowisku pracy wiele (na ogół wielozabiegowych) kilka do kilkunastujedna maszyny i urządzenia technologiczne ogólnego przeznaczenia ogólnego przeznaczenia, specjalizowane i specjalne głównie specjalne pomoce warsztatoweuniwersalne (katalogowe) uniwersalne, specjalne głównie specjalne ustawienie obrabiarekgrupowe wg typów obrabiarek gniazda, częściowo wg operacji wg operacji (gniazda lub linie) półfabrykatycięte materiały hutnicze, profile z blachy ciętej palnikiem, znaczne naddatki na obróbkę dokładne półfabrykaty kształtem zbliżone do gotowej części

10 Projektowanie procesów technologicznych 9 cecharodzaje produkcji jednostkowaseryjnamasowa przepływ materiałów i półfabrykatów rozdzielnia robót – stanowisko pracy - rozdzielnia od stanowiska do stanowiska (bez magazynów międzyoperacyjnych) kwalifikacje robotników wysokieróżne, znaczny procent pracowników przyuczonych niskie pracowników produkcyjnych, wysokie ustawiaczy i służb pomocniczych udział pracy ręcznej duży (zwłaszcza montaż, trasowanie, dopasowywanie) ograniczony do niezbędnego minimum prawoie całkowite wyeliminowanie pracy ręcznej dokumentacja technologiczna rysunek wykonawczy i karta technologiczna (przewodnik) karta technologiczna, karty instrukcyjne ważniejszych operacji bardzo szczegółowa

11 Projektowanie procesów technologicznych 10 Określenie planu operacyjnego Stopnie obróbki: I.obróbka zgrubna – zadanie: usunięcie całego 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 dokładnościowa lub powierzchniowa (w razie potrzeby) Struktura procesu technologicznego – określony porządek w ustalaniu kolejności operacji

12 Projektowanie procesów technologicznych 11 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 zdjęciu 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) Określenie planu operacyjnego

13 Projektowanie procesów technologicznych 12 stopień obróbki dokładność i chropowatość (orientacyjnie) przygotowanie baz obróbkowych obróbka powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych KTOC I do IT12 do Ra=25 obróbka baz do następnych operacji obróbka zgrubna powierzchni podstawowych ** II IT9 – IT11 Ra = jeśli stały się mniej dokładne np. po OC obróbka kształtująca powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych ** III IT5 – IT8 Ra=1.6 lub mniej jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych) sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów) KT ost ate czn a * Struktura procesu technologicznego

14 Projektowanie procesów technologicznych 13 stopień obróbki dokładność i chropowatość (orientacyjnie) przygotowanie baz obróbkowych obróbka powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych KTOC I do IT12 do Ra=20 obróbka baz do następnych operacji obróbka zgrubna powierzchni podstawowych ** II IT9 – IT11 Ra = 2,5-10 jeśli stały się mniej dokładne np. po OC obróbka kształtująca powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych ** III IT5 – IT8 Ra=1.6 lub mniej jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych) sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów) KT ost ate czn a * obcinanie, obróbka czół, wykonanie nakiełków toczenie zgrub ne, wiercenie głębokiego otworu poprawianie nakiełków, jeśli uległy rozbiciu toczenie kształtujące, szlifowanie zgr. szyjek otwory o małych średn., gwinty, rowki wpustowe ha rto wa nie poprawianie nakiełków po obróbce cieplnej szlifowanie zgrubne i wykańcz. pow. zewn. i wewn. sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów) KT ost ate czn a obr. pow. kształtowych: zębów, wielowypustów, roztaczanie otworów osiowych Struktura procesu technologicznego

15 Projektowanie procesów technologicznych 14 bazowanie – nadanie przedmiotowi pracy określonego położenia wymaganego dla wykonania operacji technologicznej poprzez odebranie koniecznej liczby stopni swobody zamocowanie – przyłożenie sił i momentów sił do przedmiotu pracy dla zapewnienia stałości (niezmienności) jego położenia podczas wykonywania danej operacji technologicznej baza – powierzchnia, linia lub punkt przedmiotu pracy, względem których położenie rozpatrywanego innego punktu, linii lub powierzchni jest określone w sposób bezpośredni W każdej operacji i zabiegu przedmiot powinien zajmować ściśle określone położenie. Zagadnieniami tymi zajmuje się w technologii teoria bazowania.

16 Projektowanie procesów technologicznych 15 stopnie swobody bryły sztywnej X Z Y A B C

17 Projektowanie procesów technologicznych 16 ile stopni swobody należy odebrać ?

18 Projektowanie procesów technologicznych 17 ile stopni swobody należy odebrać ?

19 Projektowanie procesów technologicznych 18 bazy konstrukcyjneprodukcyjne właściwezastępcze montażoweobróbkowe stykowesprzężonenastawcze głównapomocnicze technologiczne kontrolne

20 Projektowanie procesów technologicznych 19 baza stykowa – baza obróbkowa, która styka się z odpowiednimi elementami obrabiarki, uchwytu lub narzędzia ustalenie – bazowanie polegające na zetknięciu baz stykowych przedmiotu pracy z odpowiednimi elementami uchwytu lub obrabiarki (elementami ustalającymi) ustawienie – odebranie przedmiotowi pracy wszystkich stopni swobody. Ustawienie obejmuje ustalenie przedmiotu pracy oraz zetknięcie go z elementami oporowymi uchwytu

21 Projektowanie procesów technologicznych 20 baza nastawcza – baza obróbkowa, której położenie nastawia się względem odpowiednich elementów obrabiarki, uchwytu lub narzędzia

22 Projektowanie procesów technologicznych 21 baza sprzężona – baza obróbkowa, gdy przy tym samym położeniu przedmiotu obrabianego względem odpowiednich elementów obrabiarki lub uchwytu wykonuje się zarówno tę bazę, jak i rozpatrywaną powierzchnię tak, żeby ich wzajemne położenie zależne było jedynie od położenia wykonujących je narzędzi

23 Projektowanie procesów technologicznych 22 oznaczenia elementów ustalających i mocujących nazwa elementu oznaczenie widok z bokuwidok z górywidok z dołu podpora stała podpora ruchoma podpora regulowana podpora samonastawna podpora wahliwa podpora podwójna sprzężona

24 Projektowanie procesów technologicznych 23 oznaczenia kłów, uchwytów, zabieraków nazwaoznaczenieobjaśnienia kieł stały znak zwrócony ostrzem w stronę przedmiotu oznacza kieł zewnętrzny znak zwrócony ostrzem od przedmiotu oznacza kieł wewnętrzny kieł obrotowy znak zwrócony ostrzem w stronę przedmiotu oznacza kieł zewnętrzny znak zwrócony ostrzem od przedmiotu oznacza kieł wewnętrzny kieł samonastaw ny znak zwrócony ostrzem w stronę przedmiotu oznacza kieł zewnętrzny znak zwrócony ostrzem od przedmiotu oznacza kieł wewnętrzny zabierak stały tokarski szlifierski, prosty, hakowy, ramkowy zabierak samozaciskaj ący, zabierak czołowy znak postawiony na powierzchni walcowej – zabierak samozaciskający znak postawiony na powierzchni czołowej – zabierak czołowy

25 Projektowanie procesów technologicznych 24 nazwaoznaczenieobjaśnienia uchwyty szczękow e n – liczba szczęk uchwytu koło wokół liczby szczęk – szczęki przetoczone lub przeszlifowane γ – rodzaj napędu uchwytu (P – pneumatyczny, H – hydrauliczny, E – elektryczny) uchwyt z elementami ustalajaco- zamocow. znak umieszczony na powierzchni zewnętrznej przedmiotu – tuleja zaciskowa znak umieszczony na powierzchni wewnętrznej przedmiotu – trzpień rozprężny (sprężysty, rozsuwny) trzpień stały, kołek pełny, tuleja stała, znak umieszczony na powierzchni zewnętrznej przedmiotu – tuleja stała znak umieszczony na powierzchni wewnętrznej przedmiotu (otworze) – trzpień stały, kołek pełny oznaczenia uchwytów, trzpieni, tulei n n n γ γ

26 Projektowanie procesów technologicznych 25 nazwa elementu oznaczenie widok z boku, z przodu z tyłu widok z górywidok z dołu docisk nazwaoznaczenie uchwyt magnetyczny

27 Projektowanie procesów technologicznych 26 kształty powierzchni roboczych podpór i docisków kształtoznaczenieprzykłady płaski kulisty walcowy pryzmowy stożkowy rowkowany, gwintowy, wielowypustowy

28 Projektowanie procesów technologicznych ±0.05 = – X x1 x2 Analiza tolerancji w projektowaniu procesów technologicznych B=f(A1,A2,…,An) T B = Σ T Ai i=1 n Ai B T B = Σ T Ai i=1 n Dla łańcuchów równoległych

29 Projektowanie procesów technologicznych 28 x2 15 ±0.05 = – X x1 15 = 40 – XX = = 0 – x2x2 = = – x1x1 = 0 15 ±0.05 = – X x1 x2 15 = 40 – XX = = 0 – x2x2 = = -0.1 – x1x1 = -0.05

30 Projektowanie procesów technologicznych 29 planowanie produkcji (potrzebna znajomość wskaźnika wykonania normy) wynagradzanie pracowników obliczanie przewidywanego kosztu wyrobu poprawny wybór obrabiarki i jej wyposażenia zgodność właściwości materiału obrabianego z wymaganiami rysunku właściwa wielkość naddatków na obróbkę zastosowanie najbardziej dogodnych sposobów obróbki odpowiednie kwalifikacje robotnika do danej pracy właściwa organizacja pracy i obsługi stanowiska roboczego zastosowanie norm czasu pracy: normalne warunki pracy:

31 Projektowanie procesów technologicznych 30 t = t pz /n + t g + t p + t o + t f t = t pz /n + (t g + t p )(1 + k u )

32 Projektowanie procesów technologicznych 31 t g = (l+l d +l w )/(f n) l d = d ctgκ r /2 +(0.5-2)mml w = 0.5–3 mm l d = a e (d - a e ) +(1-2)mm l w = (2-5) mm aeae Obliczanie czasu głównego

33 Projektowanie procesów technologicznych 32 Programowanie obróbki – CAD/CAM W raportach generowanych przez oprogramowanie CAD/CAM występuje czas obróbki zawierający czas główny oraz te składniki czasu pomocniczego, które wykonywane są automatycznie przez obrabiarkę

34 Projektowanie procesów technologicznych 33 K w – koszt własny wyrobu M – koszt materiałów bezpośrednich na 1 szt. n – liczba operacji składających się na proces technologiczny R zi – koszt robocizny bezpośredniej na 1 szt. w operacji i B – straty spowodowane brakami K s – koszty przygotowania produkcji K u – koszt pracy stanowiska w ciągu godziny t ji – czas jednostkowy operacji i K og – koszty ogólnozakładowe K w = M + ΣR zi + B + K s +ΣK u t ji + K og Obliczanie kosztów dla potrzeb porównania procesów

35 Projektowanie procesów technologicznych 34 K N – zużycie narzędzi na 1 godzinę pracy K n – koszt napędu obrabiarki na 1 godzinę pracy K r – koszt remontów na 1 godzinę pracy K m – koszt materiałów pomocniczych i konserwacji na 1 godzinę pracy K a – koszt amortyzacji maszyn i urządzeń K b – koszt amortyzacji budynku K u = K N + K n + K r + K m + K a +K b +K st +K e +K c +K p +K wd h Kst – koszt wyposażenia stanowiska pracy (w ciągu roku) K e – koszt oświetlenia (w ciągu roku) K c – koszt ogrzewania (energii cieplnej) w ciągu roku K p – koszt eksploatacji pomocy warsztatowych (bez narzędzi) w ciągu roku K wd – pozostałe koszty wydziałowe w stosunku rocznym h – liczba godzin pracy danego stanowiska w ciągu roku

36 Projektowanie procesów technologicznych 35 t j – czas jednostkowy t pz – czas przygotowawczo- zakończeniowy na 1 szt. S o – stawka godzinowa robotnika - operatora S u – stawka godzinowa ustawiacza N r – narzuty na robociznę (ubezpieczenia, premie, nagrody, urlopy, dodatki, fundusz socjalny) R z = (t j S 0 + t pz S u )N r K s =t T C T +K PWI +K NI t T – czas projektowania procesu technologicznego i opracowania programów obróbki na obrabiarki sterowane numerycznie C T – koszt jednostkowy pracy biura technologicznego K PWI – koszt inwestycyjny przyrządów i uchwytów specjalnych K NI – koszt inwestycyjny narzędzi Obliczanie wybranych składników kosztu własnego

37 Projektowanie procesów technologicznych 36 K np – wartość nowego narzędzia n os – liczba ostrzeń K ns – koszt jednego ostrzenia T – ekonomiczny okres trwałości ostrza w godzinach t gi – czas główny t ji – czas jednostkowy K N = (K np +n os K ns ) t gi / [T (n os +1)t ji ] K np – wartość nowego narzędzia n os – liczba ostrzeń K PS – koszt kompletu płytek skrawających k – liczba ostrzy w płytce skrawającej m – liczba kompletów płytek wykorzystywana w całym okresie eksploatacji narzędzia Koszt pracy narzędzi – narzędzia składane K N = (K np +m k K PS ) t gi / [T m k t ji ] Koszt pracy narzędzi – narzędzia jednolite

38 Projektowanie procesów technologicznych 37 Koszt realizacji produkcji (roczny) K=K s +nK z Ks – koszty stałe (niezależne od wielkości produkcji) Kz – koszty zmienne (zależne od wielkości produkcji) N – wielkość produkcji Koszt jednostkowy produkcji(koszt własny) Kw=Kz+Ks/n

39 Projektowanie procesów technologicznych 38 Porównanie wariantów procesu

40 Projektowanie procesów technologicznych 39 wg R.Bakerijan: Tool and Manufacturing Engineer's Handbook, Vol.VI, Chapter 11, 1992

41 Projektowanie procesów technologicznych 40 wg R.Bakerijan: Tool and Manufacturing Engineer's Handbook, Vol.VI, Chapter 11, 1992

42 Projektowanie procesów technologicznych 41 dokumentacja technologiczna – zbiór dokumentów zawierający informacje potrzebne do realizacji procesu technologicznego dokumenty główne: karta technologiczna instrukcja technologiczna program obróbki technologicznej (CNC) karta normowania czasu pracy wykaz pomocy warsztatowych karta normowania materiału

43 Projektowanie procesów technologicznych 42 karta technologiczna (dotyczy całego procesu technologicznego)

44 Projektowanie procesów technologicznych 43 instrukcja technologiczna (dotyczy operacji technologicznej)

45 Projektowanie procesów technologicznych 44 instrukcja technologiczna (szkic obróbkowy)

46 Projektowanie procesów technologicznych 45 Wykorzystanie oprogramowania SolidWorks do tworzenia graficznej dokumentacji technologicznej

47 Projektowanie procesów technologicznych 46 Automatyzacja projektowania procesów technologicznych Sposoby realizacji: projektowanie w oparciu o zbiór indywidualnych procesów projektowanie w oparciu o procesy typowe projektowanie z uwzględnieniem technologii grupowej (często dla istniejących procesów) Metoda wariantowa wywodzi się z idei typizacji procesów technologicznych. Polega na odnalezienie procesu o największym podobieństwie technologicznym i po wprowadzeniu niezbędnych poprawek uzyskaniu nowego procesu. Metoda generacyjna - oparta jest na na idei Features. Proces powstaje w oparciu o syntezę procesów elementarnych (procesów obróbki poszczególnych powierzchni części).

48 Projektowanie procesów technologicznych 47 Baza danych procesów technologicznych


Pobierz ppt "Projektowanie w systemach CAD/CAM i programowanie obrabiarek CNC PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH dr inż. Tadeusz Rudaś Instytut Technologii Maszyn."

Podobne prezentacje


Reklamy Google