PROP 2 ( 7 wykład) Tok projektowania proces technologicznego Określenie planu operacyjnego Miejsce obróbki cieplnej Miejsce kontroli technicznej Zasady projektowania operacji - koncentracja lub różnicowanie) Dr inż. Jan BERKAN pok. ST 319 www.cim.pw.edu.pl/jberkan

Kolejność prac związanych z projektowaniem procesu technologicznego analiza danych wejściowych (konstrukcyjnych i technologicznych) wybór półfabrykatu, sposobu jego wykonania, określenie naddatków na obróbkę określenie wstępnego planu operacyjnego wybór baz obróbkowych opracowanie operacji technologicznych: wybór środków technologicznych (obrabiarek i pomocy warsztatowych) określenie naddatków i wymiarów obróbkowych określenie liczby i kolejności przejść wybór parametrów obróbki określenie normy czasu dla poszczególnych operacji, liczby obrabiarek i robotników potrzebnych do realizacji procesu analiza ekonomiczna procesu technologicznego ostateczne opracowanie planu operacyjnego wykonanie dokumentacji technologicznej

Określenie planu operacyjnego Struktura procesu technologicznego – określony porządek w ustalaniu kolejności operacji Stopnie obróbki: obróbka zgrubna – zadanie: usunięcie całego nadmiaru materiału, mniej istotne zwiększenie dokładności obróbka kształtująca – zadanie: nadanie przedmiotowi wymiarów i kształtów obróbka wykańczająca – zadanie: uzyskanie wysokiej dokładności lub (i) jakości warstwy wierzchniej, obróbka gładkościowa lub powierzchniowa (w razie potrzeby)

Określenie 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)

Struktura procesu technologicznego Stopień obróbki dokładność i chropowatość (orientacyjnie) przygotowanie baz obróbkowych obróbka powierzchni podstawowych obróbka powierzchni drugorzędnych KT OC 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 III IT5 – IT8 jeśli była OC, ew. uchwyty o większej dokładności ustalenia obróbka wykańczająca powierzchni podstawowych (funkcjonalnych) sporadycznie (szlifowanie wielowypustów, gwintów) KT ostateczna

(zmieniające kształt i właściwości PO) oraz sprawdzające Struktura procesu technologicznego Operacje główne (zmieniające kształt i właściwości PO) oraz 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 technologicznym Miejsce operacji obróbki cieplnej w procesie technologicznym wskazuje technolog. 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 technologicznym 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 jedynie: 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 technologicznym Produkcja masowa: obowiązują podobne zasady, jak w produkcji seryjnej dla dokładnych i odpowiedzialnych części odbiór 100% - z zastosowaniem automatyzacją pomiarów dla mniej odpowiedzialnych części – statystyczna metoda kontroli

Określenie planu operacyjnego c.d. ... op.10 op.20 op. k-1 op. k najmniejszy koszt, najmniejszy t j możliwość pracy wielostanowiskowej czas wykonanie nie większy od taktu pracy linii (gniazda)

Zasady projektowania operacji Zasada różnicowanie operacji – polega na projektowaniu operacji technologicznych jako jednozabiegowych i realizacji obróbki na znacznej liczbie obrabiarek 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 wydajność produkcji Wady: długi proces technologiczny (zamrożone środki)

Zasady projektowania operacji (cd) Koncentracja operacji – polega na projektowaniu operacji jako wielozabiegowych (obróbka wielu powierzchni) i realizacji procesu niewielkiej liczbie obrabiarek Istnieją trzy rodzaje koncentracji operacji: Organizacyjna – łączenie kilku operacji jednego rodzaju w jedną, np. wykonanie na tej samej obrabiarce obróbki zgrubnej i kształtującej. Stosowana w produkcji jednostkowej i małoseryjnej w celu uproszczenia planowania i prac administracyjnych. Mechaniczna – dzięki konstrukcji obrabiarki można umieścić na niej operacje zawierąjace wiele zabiegów wykonywanych narzędziami ustawionymi na wymiar. Technologiczna – dzięki jednoczesnej obróbce wielu powierzchni można skoncentrować obróbkę w jednej operacji

Koncentracja mechaniczna Polega na obróbce wielu powierzchni dzięki zastosowaniu rozwiązań mechanicznych umożliwiających obróbkę w kilku pozycjach przedmiotu obrabianego i zastosowaniu głowic wielonarzędziowych (np.rewolwerowych)

Koncentracja technologiczna Polega na jednoczesnej obróbce wielu powierzchni dzięki zastosowaniu : narzędzi specjalnych, obróbce zespołami narzędzi lub zastosowaniu obróbki wielowrzecionowej Narzędzie wieloostrzowe Narzędzie specjalne (kształtowe)

Koncentracja technologiczna ( cd ) Jednoczesna obróbka wielu powierzchni dzięki zastosowanie obróbki wielowrzecionowej np. w obrabiarkach zespołowych dwu lub trzystronnych PO

Stosowanie zasad koncentracji Zakres stosowania różnych rodzajów koncentracji operacji zależy od typu produkcji: Jednostkowa – koncentracja organizacyjna Seryjna – koncentracja mechaniczna Wielkoseryjna i masowa – koncentracja mechaniczna i technologiczna. Środki, które stosowane są w koncentracji mechanicznej, a zwłaszcza technologicznej, są często dość kosztowne i mało elastyczne. Mogą okazać się nieprzydatne przy zmianach konstrukcji wyrobu.