1 PROCES PRODUKCYJNY i TECHNOLOGICZNY.doc

1. Pojęcia podstawowe.

1.1. Proces produkcyjny i proces technologiczny oraz elementy składowe procesu technolo­gicznego.

Procesem produkcyjnym nazywamy całokształt wszystkich czynności potrzebnych do przerobienia materiału, surówek lub półfabrykatów w gotowy wyrób.

W procesie produkcyjnym wyróżniamy procesy technologiczne i pomocnicze.

Procesem technologicznym nazywamy tę część procesu produkcyjnego zakładu budowy maszyn, która jest związana bezpośrednio ze zmianą kształtu, wymiarów, jakości powierzchni i własności fizyko-chemicznych poszczególnych części maszyny, bądź też łączenia tych elementów w zespół, zwany maszyną.

Z definicji wynika, że proces technologiczny można podzielić na proces części oraz proces technologiczny montażu.

Przedstawiono strukturalny schemat procesu technologicznego

Podstawowymi elementami składowymi technologicznego są operacje, które z kolei dzielimy na zabiegi.

Operacja nazywamy zamkniętą część procesu technologicznego, obejmującą całokształt czynności wykonywanych bez przerw na określonym przedmiocie lub na kilku przedmiotach przez jednego robotnika lub brygadę robotniczą, na jednym stanowisku roboczym i przy jednym lub kilku zamocowaniach przedmiotu.             
Przedstawione cechy operacji zostaną wyjaśnione na przykładach :rys.1.1;1.2.;.1.3;1.4;

Zamocowaniem lub ustawieniem będziemy nazywać tę operację, która jest wykonywana przy jednym ściśle określonym położeniu przedmiotu na obrabiarce, przy czym każde przemieszczenie przedmiotu na obrabiarce (nie związane z ruchem skrawania) jest nowym  zamocowaniem (ustawieniem).

Wg PN pod pojęciem „ustawienie" wyróżnia się dwa pojęcia: „ustalenie przedmiotu” tj|.  nadanie przedmiotowi określonego położenia wymaganego w danej operacji i „zamocowania przedmiotu" tj. unieruchomienie przedmiotu w ustalonym położeniu z siłą potrzebną do wykonania danej operacji.

Z pojęciem „zamocowania" nie należy mylić pojęcia „pozycja". Przykładem może być frezowanie uzębienia koła zębatego walcowego frezem modułowym na frezarce poziomej rys.1.6.

Pozycja nazywamy każde położenie przedmiotu zamocowanego w przyrządzie z urządzeniem podziałowym lub na stole obrotowym, przy jednym jego zamocowania (ustawieniu). Zmiana pozycji przedmiotu zależy wyłącznie od tych urządzeń i nie wymaga żad­nych zmian mocowania.

Zabiegiem (w procesie obróbki części) nazywamy zamkniętą część operacji, przy której następuje zmiana kształtu, wymiarów, chropowatości, własności fizycznych lub stanu go określonego elementu (lub całości) obrabianej części, przy stałych parametrach obróbki cha­rakterystycznych dla danego procesu.

W operacjach obróbki skrawaniem zabieg jest częścią operacji, w której obrabia się powierzchnię jednym narzędziem (rys. 1.7) lub zespół powierzchni zespołem narzędzi (rys.1.8) przy ustalonych parametrach skrawania.

W przypadku obróbki jednym narzędziem, zabieg nazywamy prostym, a w przypadku obróbki kilkoma narzędziami, zabieg nazywamy złożonym.

Podobnie zabiegiem złożonym na­zwiemy jednoczesne wiercenie szeregu otworów na wiertarce wielowrzecionowej, bądź też jed­noczesne toczenie powierzchni zewnętrznej i wiercenie otworu tulejki na tokarce rewolwerowej.

W operacjach obróbki cieplnej zabieg jest częścią operacji, w którym stosuje się stałe parametry (temperatura, szybkość nagrzewania, szybkość studzenia), np. wygrzewanie wstępne w określonej temperaturze, chłodzenie w oleju z określoną szybkością itp

Przy dokładnej analizie procesu technologicznego, a zwłaszcza wtedy gdy chcemy określić czas trwania obróbki jakiegoś przedmiotu, widoczne jest, że podział na elementy podstawowe jest niewystarczający. Z tych też względów najmniejszy element procesu technologicznego, Jakim jest zabieg, dzielimy na: przejścia, czynności i ruchy robocze.

Przejściem nazywamy elementarną część zabiegu, w której następuje zdjęcie jednej war­stwy materiału. W szczególnym przypadku jedno przejście może tworzyć zabieg.

Analizując przykład toczenia części A z rys. 1.1 wyodrębniamy następujące zabiegi:

- toczenie zgrubne z ф55 mm na ф 40,5 mm,

- toczenie wykańczające z ф40,5 mm na ф 40 mm

Ilość materiału, jaką należy usunąć, aby przejść ze średnicy 55 mm na średnicę 40,5 mm, jest zbyt duża, aby zabieg ten wykonać w jednym przejściu, dlatego też rozbijamy ten zabieg na dwa przejścia:

- toczenie zgrubne z ф 55 mm na ф 46 mm,

- toczenie zgrubne z ф 46 mm na  ф 40,5 mm,

Do wykonania każdego z tych przejść potrzebne są następujące czynności:

- uruchomienie tokarki,

- dosunięcie noża,

- ustawienie noża na wymiar,

- włączenie posuwu samoczynnego,

- toczenie,

- wyłączenie posuwu samoczynnego,

- odsunięcie noża,

- zatrzymanie tokarki,

- przesunięcie suportu do położenia wyjściowego,

- pomiar.

Z wymienionych czynności tylko jedna (toczenie) ma cechy procesu technologicznego, pozostałe tych cech nie mają, ale są konieczne do przeprowadzenia obróbki.

Tak więc, czynność jest to część operacji lub zabiegu, stanowiąca odrębne działanie od elementu procesu technologicznego, charakteryzująca się ścisłym określonym zadaniem.

schemat procesu obróbki wałka z rys.1.1  (slajd 8)

1.2. Rodzaje obróbki

Proces technologiczny obróbki skrawaniem określonej części charakteryzuje się stopniowym  nadawaniem  kształtu, dokładności i właściwości  użytkowych.

To stopniowe dochodzenie do gotowego kształtu, a zatem i liczba rodzajów obróbki, zależy przede wszystkim od wymagań narzu­conych przez konstruktora odnośnie do dokładności wymiarów i chropowatości poszczególnych powierzchni. Kształt i wymiary półfabrykatu (odlewu, odkuwki, pręta walcowanego itd.) różnią się nieraz znacznie od kształtu i wymiarów gotowej części. Te różnice są usuwane na drodze obróbki skrawaniem.

Dokładnych powierzchni nie można otrzymać po jednym rodzaju ob­róbki, gdyż w wyniku zdjęcia głębokich warstw materiału powstają duże siły skrawania, które wywołują sprężyste, a częściowo nawet i plastyczne odkształcenia materiału. Dodatkowo powstają również odkształcenia w wyniku silnego nagrzewania się przedmiotu obrabianego.

Te czynniki powodują właśnie konieczność podziału obróbki w procesie technologicz­nym na: zgrubną, kształtującą (półwykańczającą) i wykańczającą.

W specjalnych przypadkach dochodzi jeszcze niekiedy tzw. obróbka bardzo dokładna, tam gdzie żądania dotyczące dokładności są wysokie, a chropowatość powierzchni określona parametrem Ra wynosi 0,16-0,01 urn.

Wspomniany proces obróbki wynika również z określonej niesztywności układu obrabiarka-uchwyt-przedmiot-narzędzie (o-u-p-n). W rezul­tacie tego znaczne błędy geometryczne półfabrykatu nie mogą być usu­nięte w jednym przejściu obróbkowym, lecz redukują się w kolejnych ope­racjach (zabiegach), przy zmniejszającym się posuwie i głębokości skra­wania, do wartości dopuszczalnej, określonej warunkami dokładności dla danej powierzchni.

             Obróbkę zgrubną stosuje się w celu usunięcia zewnętrznych warstw materiału, a w przypadku półfabrykatu w postaci pręta walcowa­nego - w celu zapewnienia w przybliżeniu równomiernych naddatków na dalszą obróbkę. Dla uzyskania maksymalnej wydajności obróbkę zgrubną powinno się przeprowadzać przy dużej głębokości skrawania oraz sto­sunkowo dużym posuwie, co jednak powoduje powstanie znacznych sił skrawania, wydzielanie się dużych ilości ciepła, a często wywołuje rów­nież drgania. Te czynniki powodują, że jest ona mało dokładna. Średnia ekonomiczna dokładność, jaką uzyskuje się w wyniku obróbki zgrubnej, odpowiada tolerancji warsztatowej, czyli 14 klasie dokładności. Chropo­watość powierzchni powinna mieścić się w granicach Ra = 40-10 urn. Zwykle przyjmuje się Ra - 20 um.

                 Obróbka kształtująca (półwykańczającą), jak to wynika z na­zwy, służy do kształtowania przedmiotu, tj. nadania mu kształtu zgodnego z rysunkiem. Nieduże naddatki pozostawia się tylko na tych po­wierzchniach, które będą podlegały jeszcze dalszej obróbce wykańcza­jącej. Chropowatość powierzchni, jaką uzyskuje się w obróbce kształtu­jącej, wynosi Ra = 5-2,5 ^im, dokładność wykonania zaś odpowiada 9-11 klasie dokładności.

                 Obróbkę wykańczającą można przeprowadzić tylko za pomocą niektórych sposobów obróbki. Najczęściej stosowanym sposobem jest szli­fowanie, wytaczanie oraz dokładne frezowanie. W obróbce wykańczającej uzyskuje się chropowatość powierzchni rzędu Ra = 0,63 u,m, natomiast dokładność wykonania odpowiada 5-8 klasie dokładności.

                   W przypadku obróbki bardzo dokładnej wysokie dokładności wymiarowe, przy równoczesnym znacznym zmniejszeniu chropowatości powierzchni (Ra = 0,16-0,01 u.m), można uzyskać stosując: obróbki wió­rowe, obróbki ścierne i plastyczne.

Przeciętne zakresy dokładności i chropowatości powierzchni dla róż­nych sposobów i rodzajów obróbki zawiera tabl. 1.1, w której podano ekonomiczne dokładności i wartości chropowatości. Przez pojęcie "ekono­miczne" należy rozumieć wyniki możliwe do osiągnięcia w normalnych warunkach produkcyjnych, przez pracownika o odpowiednich kwalifika­cjach.