Transcript PROP-2.(7 wykład)

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
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 operacyjnego
Struktura procesu technologicznego – określony
porządek w ustalaniu kolejności operacji
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 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
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)
obróbka
powierzchni
drugorzędnych
KT
OC
*
*
obróbka
powierzchni
drugorzędnych
*
*
sporadycznie
(szlifowanie
wielowypustów,
gwintów)
KT
osta
tecz
na
*
Struktura procesu technologicznego
Operacje główne
(zmieniające kształt i
właściwości PO) oraz
sprawdzające
stopień
obróbki
dokładność i
chropowatość
(orientacyjnie)
przygotowanie
baz
obróbkowych
obróbka
powierzchni
podstawowych
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)
obróbka
powierzchni
drugorzędnych
KT
OC
*
*
obróbka
powierzchni
drugorzędnych
*
*
sporadycznie
(szlifowanie
wielowypustów,
gwintów)
KT
ost
ate
czn
a
*
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
wielostano
wiskowej
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 specjalne (kształtowe)
Narzędzie wieloostrzowe
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.