Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Przygotuj się do egzaminów
Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity
Otrzymaj punkty, aby pobrać
Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium
Społeczność
Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity
Bezpłatne poradniki
Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity
Podstawy projektowania procesów technologicznych Dobór naddatków i parametrów obróbki Projektowanie procesów technologicznych Projektowanie obróbki na tokarkę CNC Procesy technologiczne montażu
Typologia: Tłumaczenia
1 / 54
Ta strona nie jest widoczna w podglądzie
Nie przegap ważnych części!
„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”
MINISTERSTWO EDUKACJI i NAUKI
Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2005
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Recenzenci: mgr inż. Regina Mroczek mgr inż. Wiesław Wiejowski
Opracowanie redakcyjne: mgr inż. Katarzyna Maćkowska
Konsultacja: dr inż. Zbigniew Kramek
Korekta: mgr Edyta Kozieł
Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej (311[50].Z1.05. Projektowanie procesów technologicznych) zawartego w programie nauczania dla zawodu technik mechanik.
Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2005
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Poradnik będzie Ci pomocny w opanowaniu umiejętności opracowywania procesów technologicznych obróbki skrawaniem, montażu oraz projektowania prostych procesów obróbki na tokarki CNC. W poradniku zamieszczono: − wymagania wstępne, wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika, − cele kształcenia, wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, − materiał nauczania, „pigułkę” wiadomości teoretycznych niezbędnych do opanowania treści jednostki modułowej, − zestaw pytań przydatny do sprawdzenia, czy już opanowałeś podane treści, − ćwiczenia pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować umiejętności praktyczne, − sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań i pytań. Pozytywny wynik sprawdzianu potwierdzi, że dobrze pracowałeś podczas lekcji i że nabrałeś wiedzy i umiejętności z zakresu tej jednostki modułowej, − literaturę uzupełniającą. Na początku pracy z poradnikiem zapoznaj się z wymaganiami wstępnymi. Jeżeli nie dokładnie masz je opanowane to powinieneś uzupełnić braki. W razie potrzeby możesz poprosić nauczyciela. Następnie zapoznaj się ogólnie z celami kształcenia. Osiągnięcie celów kształcenia będzie sprawdzane za pomocą testów końcowych, więc uświadomienie sobie tego powinno ułatwi Ci pracę z poradnikiem. Materiał nauczania podzielony jest na porcje. Na początku dokładnie przeczytaj wiadomości teoretyczne i samodzielnie odpowiedz na pytania sprawdzające. Następnie powinieneś przystąpić do ćwiczeń. Postaraj się wykonać je samodzielnie. Możesz również skonsultować się z kolegami i razem rozwiązać problemy. Samodzielne wykonanie ćwiczeń pozwoli Ci ukształtować umiejętności wykorzystania wiedzy w praktyce. Ponadto ćwiczenia powinny sprzyjać utrwaleniu wiedzy na dany temat. Po każdym rozdziale wróć do celów i odpowiedz sobie na pytanie czy je opanowałeś. Na końcu znajduje się test sprawdzający całość materiału z zakresu pakietu. Ponadto nauczyciel może sprawdzić Twoje umiejętności innym testem. np. próbą pracy.
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Przystępując do realizacji programu nauczania jednostki modułowej powinieneś umieć: − wykonać szkice zgodnie z zasadami rysunku technicznego, − wykonać rysunki, korzystając z programu typu CAD, − scharakteryzować metody obróbki ręcznej i mechanicznej dla obrabiarek skrawających do metali, − dobrać obrabiarki, przyrządy i narzędzia niezbędne do wykonywania prac z zakresu różnych technologii mechanicznych, − dobrać parametry obróbki na obrabiarki skrawające do metali, − scharakteryzować metody odlewania, obróbki plastycznej, spajania metali i stopów, − zastosować zasady bhp podczas zajęć na pracowni, − skorzystać z różnych źródeł informacji.
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Proces produkcyjny i proces technologiczny Procesem produkcyjnym nazywamy zespół czynności przetwarzania surowców, materiałów lub półfabrykatów w wyroby gotowe. Proces produkcyjny obejmuje czynności od pobrania surowców (lub półfabrykatów, materiałów) z magazynu, poprzez czynności technologiczne (proces technologiczny), transportowe, kontrolne, aż do zdania gotowego wyrobu do magazynu. Czynności te możemy zaliczyć do podstawowych. W procesie produkcyjnym wystąpią jeszcze czynności pomocnicze, takie jak: przygotowanie narzędzi, przyrządów, materiałów pomocniczych, przygotowanie obrabiarek i ich naprawy, itp. Procesem technologicznym nazywamy część procesu produkcyjnego, podczas którego zmienia się kształt, postać, wymiary lub własności surowców lub materiałów, półfabrykatów. Procesy technologiczne dzieli się na operacje technologiczne obróbki i montażu lub obróbkowo-montażowe. Operacja technologiczna jest to część procesu technologicznego wykonywana na jednym stanowisku roboczym przez jednego pracownika (lub grupę pracowników), na jednym przedmiocie (lub kilku przedmiotach), bez przerw na inną pracę. Operacje technologiczne można podzielić na zamocowania. Zamocowanie (lub ustawienie) jest to część operacji technologicznej wykonywanej na unieruchomionym przedmiocie. Przykładem jest obróbka wału na tokarce. W pierwszym zamocowaniu toczymy jedną stronę wału, a w drugim zamocowaniu drugą stronę. Oczywiście niektóre operacje mogą być wykonywane w jednym zamocowaniu. W każdym zamocowaniu występują zabiegi. Zabieg jest to część operacji technologicznej. Przykładem zabiegu w obróbce skrawaniem będzie, np. obróbka jednej powierzchni, jednym narzędziem, przy stałych parametrach skrawania. Zmiana parametrów i dalsza obróbka będzie już wykonywana w drugim zabiegu. Na zabiegi składają się przejścia. Przykładem jest obróbka powierzchni wymagającej zebrania dużych naddatków. Obróbka tej powierzchni wykonywana jest w kilku przejściach, w każdym przejściu skrawana jest odpowiednia kolejna warstwa materiału (głębokość skrawania). W czasie wykonywania operacji występują również czynności pomocnicze, takie jak ustawienie obrabiarki, zamocowanie narzędzia i przedmiotu obrabianego. Wykonanie wyrobu wymaga zaprojektowania jego procesu technologicznego. W przypadku wyrobów prostych, wykonywanych jako pojedyncze lub w małych seriach, proces technologiczny opracowuje sobie (wyobraźni) pracownik wykonujący ten wyrób. Tylko przy wykonywaniu serii wyrobów opracowuje się procesy technologiczne, wykorzystując do tego odpowiednie dokumenty. Procesy technologiczne mogą być różnie zaprojektowane. Zależy to od szeregu czynników, z których najważniejsze to wyposażenie danego zakładu w maszyny, urządzenia, narzędzia oraz wielkość produkcji. Proces technologiczny musi być tak zaprojektowany, aby była możliwa jego realizacja w warunkach danego zakładu. Nie można projektować procesu technologicznego bez uwzględnienia posiadanych rodzajów maszyn i urządzeń
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
produkcyjnych. Można oczywiście pewien zakres prac zlecić innemu wykonawcy, jednak zlecenie zbyt dużego zakresu prac może spowodować nieopłacalność produkcji. Kolejnym czynnikiem jest rodzaj produkcji. Inny powinien być proces tej samej części dla produkcji jednostkowej, małoseryjnej, seryjnej czy wielkoseryjnej. W produkcji jednostkowej bardzo często nie opłaca się opracowywać procesów technologicznych lub opracowuje się tylko karty technologiczne. Części wykonuje się na podstawie rysunków wykonawczych. W produkcji małoseryjnej często wystarczy opracować kartę technologiczną oraz instrukcje obróbki do niektórych operacji. Określenie rodzaju produkcji zależy od liczby szt. w serii oraz wielkości wyrobu. Orientacyjne ilości wyrobów w danym rodzaju produkcji i o określonym ciężarze przedstawia poniższa tabela.
Tabela 1. Zależność rodzaju produkcji od wielkości serii. Rodzaj produkcji Ilość wyrobów w serii Wyroby lekkie Wyroby średniociężkie
Wyroby ciężkie
jednostkowa 15 - 50 5 - 15 0 - 5 małoseryjna 50 - 500 15 - 250 5 - 50 seryjna 500 - 5000 250 - 500 50 - 250 wielkoseryjna 5000 – 50 000 500 - 5000 250 1000 masowa Ponad 50000 Ponad 5000 Ponad 1000
Każdy rodzaj produkcji charakteryzuje się różnymi cechami mającymi bardzo istotny wpływ na proces technologiczny. W produkcji jednostkowej koszt przygotowania produkcji jest niski (nie opracowuje się obszernej dokumentacji, nie wytwarza się specjalnych uchwytów, przyrządów, narzędzi, operacje wykonuje się na obrabiarkach uniwersalnych), natomiast koszt jednostkowy będzie wysoki (z uwagi na jednostkowy czas wykonania). W produkcji seryjnej koszt przygotowania produkcji będzie wysoki, natomiast koszt jednostkowy będzie niski (z uwagi na oprzyrządowanie specjalne i specjalne obrabiarki czas jednostkowy będzie bardzo krótki).
Dobór półfabrykatu (materiału wejściowego, surówki) Przed przystąpieniem do opracowania procesu technologicznego technolog musi ustalić rodzaj półfabrykatu, z którego będzie wykonywany wyrób. Półfabrykaty możemy podzielić na:
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Ćwiczenie 1 Określ rodzaj produkcji do przedstawionych zleceń. Nazwa zlecenia: Rodzaj produkcji Dorobienie stalowego wałka do małej przekładni zębatej Wykonanie 10 kół pasowych o średnicy 150 mm Wykonanie dwóch kół pasowych o średnicy 1000 mm Wykonanie 10 000 stalowych osi o średnicy 30 mm i długości 200 mm Wykonanie 500 stalowych osi o masie 200 kg każda
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
Wyposażenie stanowiska pracy:
Ćwiczenie 2 Dobierz półfabrykat i uzasadnij wybór. Przyjmij, że zakład produkcyjny posiada bardzo bogate wyposażenie w obrabiarki, narzędzia, przyrządy i urządzenia pomocnicze.
Nazwa zlecenia: Rodzaj półfabrykatu Uzasadnienie wyrobu Dorobienie stalowego wałka do małej przekładni zębatej
Wykonanie 10 kół pasowych o średnicy 150 mm
Wykonanie dwóch kół pasowych o średnicy 1000 mm
Wykonanie10 000 stalowych osi o średnicy 30 mm i długości 200 mm Wykonanie 500 stalowych osi o masie 200 kg każda
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
Wyposażenie stanowiska pracy:
Ćwiczenie 3 Dobierz półfabrykat i uzasadnij wybór. Przyjmij, że zakład produkcyjny posiada frezarki i tokarki uniwersalne średniej wielkości. Nazwa zlecenia: Rodzaj półfabrykatu Uzasadnienie wyrobu Dorobienie stalowego wałka do małej przekładni zębatej
Wykonanie 10 kół pasowych o średnicy 150 mm
Wykonanie dwóch kół pasowych o średnicy 1000 mm Wykonanie10 000 stalowych osi o średnicy 30 mm i długości 200 mm Wykonanie 500 stalowych osi o masie 200 kg każda
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
Wyposażenie stanowiska pracy:
Czy potrafisz: Tak Nie
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Uzyskanie dużych dokładności wymaga zastosowania kolejno po sobie następujących operacji. Przykładem jest obróbka czopa pod łożysko, który wykonany ma być w 6 klasie dokładności i posiadać chropowatość powierzchni Ra = 0,63μm. Kolejnymi operacjami będą: toczenie zgrubne (po którym zostawiamy odpowiedni naddatek), toczenie kształtujące (po którym zostawiamy odpowiedni naddatek), , toczenie wykańczające (po którym zostawiamy odpowiedni naddatek) i szlifowanie. Dopiero podczas szlifowania uzyskujemy właściwy wymiar średnicy czopa. Określenie odpowiednich wielkości naddatków pozwala nam dobrać odpowiedni materiał wejściowy (półfabrykat). Średnica materiału wejściowego dla czopa łożyska omówionego wyżej będzie więc sumą średnicy końcowej (zaznaczonej na rysunku) i naddatków na toczenie zgrubne, kształtujące, wykańczające i szlifowanie. Wielkość naddatków przyjmuje się z odpowiednich tablic zamieszczonych w poradnikach lub innej literaturze fachowej. Naddatki te określa się osobno na:
Bazy Bazą nazywamy płaszczyznę, krawędź, bądź punkt, względem którego określamy położenie innych płaszczyzn, krawędzi, bądź punktów. Bazy możemy podzielić na konstrukcyjne i technologiczne. Baza konstrukcyjna jest przyjmowana przez konstruktora wyrobu w celu określenia położenia powierzchni, linii lub punktu w sposób zapewniający współpracę tej części z innymi częściami. Bazy te uwidocznione są na rysunkach technicznych (np. płaszczyzna od której zaczynają się wymiary). Baza technologiczna jest to płaszczyzna, linia lub punkt przyjęte w procesie obróbki części w sposób określający położenie obrabianych powierzchni (np. płaszczyzna dolna frezowanej kostki metalowej, od której określamy wysokość obrabianej powierzchni górnej). Bazy technologiczne możemy podzielić na bazy obróbkowe (wykorzystywane w procesach technologicznych obróbki skrawaniem) i bazy montażowe (wykorzystywane do wzajemnego ustalania części w procesie montażu). W procesie wykonania części optymalnym rozwiązaniem jest pokrywanie się baz konstrukcyjnych z technologicznymi, gdyż wtedy jest większe prawdopodobieństwo osiągnięcia większej dokładności wykonania. W procesach technologicznych przyjęto pewne symbole służące do bazowania (ustalania przedmiotów obrabianych). Wybrane przykłady symboli bazowania przedstawia tabela 3.
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Tabela 3. Wybrane przykłady symboli bazowania Nazwa Symbol Objaśnienia
Podpora stała
Podporą stałą może być płaszczyzna stołu frezarki, pryzmy, kołki oporowe w przyrządzie.
Docisk Dociskiem może być szczęka ruchoma imadła maszynowego, łapy mocujące przedmiot do stołu obrabiarki. Uchwyt samocentrujący
Przykładem jest trójszczękowy, samocentrujący uchwyt tokarski. Trójszczękowy, samocentrujący uchwyt wiertarski. Cyfra na symbolu oznaczać będzie liczbę szczęk. Uchwyt magnetyczny
Przykładem jest stół magnetyczny na szlifierce do płaszczyzn. Trzpień stały Przykładem jest stały trzpień tokarski do mocowania przedmiotów (typu tuleja) z otworem. Kieł stały Przykładem jest kieł mocowany we wrzecionie tokarki, służący do ustalania wałów w nakiełkach. Kieł obrotowy Przykładem jest kieł mocowany w koniku tokarki, służący do ustalania wałów w nakiełkach (obrotowy). Zabierak stały (sercówka)
Przykładem jest sercówka do nadawania obrotów wałom obrabianym w kłach. Zabierak czołowy
Przykładem jest kieł z zabierakiem mocowany we wrzecionie tokarki.
Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.
Ćwiczenie 1 Dobierz sposoby i rodzaje obróbki. Opis operacji Sposób/ sposoby Rodzaj/ rodzaje Obróbka wałka stopniowego, którego czopy wymagają wykonania w 8 klasie dokładności, a ich powierzchnia powinna mieć chropowatość Ra = 0,63μm. Półfabrykatem jest pręt okrągły walcowany.
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
Wyposażenie stanowiska pracy:
Ćwiczenie 3 Korzystając z normy PN-83/M-01152 lub z: poradnika, innej literatury lub Internetu dobierz przykłady wykorzystania symboli stosowanych w opracowaniach technologicznych. Element ustawienia lub zamocowania Podpora stała Podpora ruchoma Kieł stały Kieł obrotowy Zabierak Stół magnetyczny
Sposób wykonania ćwiczenia
Aby wykonać ćwiczenie powinieneś:
Wyposażenie stanowiska pracy : − poradnik ucznia, − PN-83/M-01153, − literatura z zakresu projektowania procesów technologicznych, − zestaw komputerowy z dostępem do Internetu.
Czy potrafisz: Tak Nie
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
4.3. Projektowanie procesów technologicznych
Dokumentacja technologiczna Dokumentacja technologiczna jest opracowywana w różnej postaci. Zależy to od wielkości produkcji. Dla produkcji jednostkowej dokumentacja ta jest uproszczona i najczęściej składa się wyłącznie z karty technologicznej. Dla produkcji seryjnej dokumentacja musi być bardziej szczegółowa i obok kart technologicznych, zawiera instrukcje, karty kalkulacyjne, spis pomocy warsztatowych. Karta technologiczna (rys. 1) sporządzana jest do jednego przedmiotu obrabianego. Stanowi ona opis operacji uzupełniony wyszczególnieniem stanowisk roboczych, pomocy specjalnych oraz czasów; przygotowawczo-zakończeniowego, jednostkowego i łącznego czasu wykonania. W karcie technologicznej wypisuje się kolejne numery operacji (często numerując co 5 lub co 10, tak aby była możliwość dopisania w środku jakiejś operacji), opisy operacji, stanowiska, na których mają być wykonywane, przewidziane oprzyrządowanie i czasy przewidziane na te operacje.
Nazwa szkoły: Karta technologiczna
Nazwa części: Nr rys.
Gatunek materiału
Postać i wymiar materiału Norma materiału [kg/szt.]
Materiał [kg/partię] Szt./na partię
Nr operacji Opis operacji Obrabiarka Czas w godz. (stanowisko)
Pomoce warsztatowe t (^) pz t (^) j t
Kolumny w tym wierszu
zajmuj
ą^
ca
łą
stron
ę
Opracował: Sprawdził: Arkusz Ilość arkuszy Rys.1. Przykład karty technologicznej^2
Instrukcja obróbki (rys. 2) sporządzana jest dla wszystkich, bądź wybranych operacji. Ma ona na celu podanie treści operacji pracownikowi obsługującemu stanowisko robocze. Zwykle podawana jest w postaci opisowej i szkicowej. Zamieszcza się na niej rysunek technologiczny, opis kolejnych zabiegów, wypisuje oprzyrządowanie oraz warunki obróbki. Rysunki technologiczne wykonane są w uproszeniu. Rysuje się cały przedmiot obrabiany w wersji „po danej operacji”. Ponadto zaznacza się linią pogrubioną wszystkie powierzchnie obrabiane w tej operacji i nanosi niezbędne wymiary.
(^2) Na podstawie www.tu.koszalin.pl
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
Proces technologiczny wałka Proces technologiczny przedstawiono na przykładzie wałka z rys. 3.
Rys. 3. Przykład wałka stopniowego 4
Rysunek przedstawia wałek stopniowy z rowkami na wpusty, dokładnie wykonanymi powierzchniami walcowymi oraz wymagającego obróbki cieplnej. Analiza konstrukcji: Jest to wałek stalowy stopniowy. Kształt wałka narzuca jego obróbkę na tokarce. Wałek posiada dwa rowki na wpust, które wykonane mogą być na frezarce pionowej frezem palcowym. Posiada on kilka powierzchni dokładnie obrobionych (6 klasa dokładności i chropowatość Ra = 0,63 μm). Osiągnięcie takiej dokładności i chropowatości wymaga szlifowania na szlifierce do wałków. Wałek posiada również podcięcia, które wymagają
(^4) P. Dryl: Proces technologiczny wałka. Praca dyplomowa pod kierunkiem H. Janowicz, ZSM Białystok
,,Projekt współfinansowany ze środków europejskiego Funduszu Społecznego”
od tokarza dużej precyzji. Na końcach wałka konstruktor umieścił nakiełki, które wskazują na konieczność mocowania w kłach. Ponadto na potrzebę obróbki w kłach wskazuje długość wałka. Oś symetrii walka będzie więc główną bazą technologiczną. Dobór surówki: Liczba szt. w serii wynosi 100. Jest to przedmiot średnio ciężki. Całą partię wałków kwalifikujemy jako małoseryjną. Z uwagi na rodzaj produkcji, kształt wyrobu oraz narzucony materiał na półfabrykat przyjmujemy materiał walcowany (wałek stalowy). Średnice wałka dobieramy uwzględniając wielkość naddatków. Największa średnica gotowego wyrobu wynosi Ф = 50 mm. Do tej średnicy dodajemy naddatki. Przewidujemy toczenie zgrubne i kształtowe w jednej operacji oraz szlifowanie. Z tablic dobieramy (dla wałka o średnicy od Ф50 do Ф80 i długości od 250 do 400 mm): Naddatek na obróbkę zgrubną wynosi 3,5 mm, na obróbkę kształtująca wynosi 1,1 mm. Naddatek na szlifowanie wynosi 0,4 mm. Suma naddatków wynosi więc 5 mm. Z programu produkcji przyjmujemy najmniejszy występujący typowy wymiar. Będzie to Ф55mm. Opracowanie kart technologicznych: Karta technologiczna dla tego procesu technologicznego przedstawiona jest na rysunku 4.
Rys. 4. Karta technologiczna obróbki wałka^5.
Na karcie technologicznej zaprojektowano 12 operacji technologicznej. Na początku występuje operacja cięcia materiału prętowego na przecinarce tarczowej (operacja nr 10). Drugą operacją (operacja 20) jest planowanie czoła oraz wykonanie nakiełków. Operacja ta składa się z dwóch zamocowań (pozycja 2 i 3 na karcie technologicznej). W operacji 30 planuje się toczenie zgrubne i kształtujące wałka z obydwu stron (2 zamocowania). W operacji 40 planuje się wykonanie podcięć i faz. W operacji 50 planuje się wyfrezować rowki pod wpust. W operacji 60 planuje się obróbkę cieplną. W operacji 70 planuje się szlifowanie czopów, które muszą mieć wysoką dokładność i niską chropowatość.
(^5) Tamże.
100
