CNC projektowanie przebiegu obróbki.pdf

14. PROJEKTOWANIE PRZEBIEGU OBRÓBKI — PROCES

TECHNOLOGICZNY

14.1. INFORMACJE PODSTAWOWE

W rozdz.1 zasygnalizowano już, że w trakcie przygotowywania każdego

wyrobu występują dwa podstawowe etapy: przygotowanie konstrukcyjne wyrobu

oraz przygotowanie technologiczne. W tym ostatnim przypadku określony zostaje

sposób wykonania zaprojektowanego wyrobu. Bardzo istotnym składnikiem przy-

gotowania technologicznego wyrobu jest opracowanie procesu technologicznego.

Jeżeli w trakcie tego procesu zmianie ulega kształt, własności, wygląd przedmiotu

obrabianego, to jest to proces technologiczny obróbki . Jeżeli w trakcie procesu

gotowa część otrzymuje określone położenie w mechanizmie — będzie to proces

technologiczny montażu . W przypadku jednego jak i drugiego procesu określony

zostanie przebieg obróbki ( a więc jak po kolei zmieniać się będzie przedmiot ob-

rabiany w trakcie trwania tego procesu) lub w jakiej kolejności montowane będą

poszczególne części tak aby otrzymać wyrób finalny. Prawidłowe zaprojektowanie

tych procesów to możliwość minimalizacji kosztów wytwarzania, a więc większa

konkurencyjność wyrobu na rynku. Na rys.14.1 przedstawiono poglądowy

(uproszczony) schemat przedstawiający na tle kształtowania wału stopniowego po-

szczególne elementy składowe ( strukturę) procesu technologicznego.

Proces technologiczny składa się z operacji technologicznych czyli za-

mkniętych części procesu technologicznego wykonywanych na określonym

przedmiocie przez jednego pracownika na jednym stanowisku pracy. W operacji

wyróżnić można zabiegi — czyli jednostki kalkulacyjne czasu obróbki i dalej

przejścia charakteryzujące w ilu warstwach skrawany jest naddatek na obróbkę. W

danej operacji występować mogą różne zamocowania , charakteryzujące położenie

przedmiotu w stosunku do narzędzia. W uproszczeniu ilustruje to rys.14.1.

14. Projektowanie przebiegu obróbki- proces technologiczny

141

Uproszczony rysunek gotowej

części

∅d1

∅d2 ∅d3

∅d1 + naddatek na obróbkę

Operacja 10 : Cięcie materiału

∅d2+ naddatek

Operacja 20: Toczenie zgrubne

3 przejścia

∅d2

∅d3

Operacja 30 : Toczenie kształtujące

Zabieg : toczenie ∅ d2

Zabieg : toczenie ∅ d3

∅d1

+ naddatek

na szlif.

Zmiana zamocowania

Operacja 40: Szlifowanie

Rys.14.1. Uproszczony schemat poglądowy

przykładowego procesu technologicznego

14. Projektowanie przebiegu obróbki- proces technologiczny

142

Opracowanie procesu technologicznego wymaga przygotowania informacji wstęp-

nych tzw. danych wejściowych do projektowania procesu technologicznego. Sta-

nowią je:

• Rysunek konstrukcyjny , na który naniesiono wszystkie informacje geome-

tryczne, a także inne informacje (dotyczące przykładowo końcowego stanu

powierzchni przedmiotu) niezbędne do opracowania struktury procesu tech-

nologicznego,

• Informacje dotyczące programu produkcji , a więc ilości sztuk części które

należy wytworzyć; jeżeli ilość części jest niewielka (produkcja jednostkowa i

małoseryjna) stosujemy obrabiarki elastyczne, łatwo przezbrajalne zmierzając

raczej w kierunku zmniejszenia ilości operacji (koncentracja operacji); w przy-

padku produkcji wielkoseryjnej lub masowej celowe jest zastosowanie obra-

biarek specjalizowanych , droższych lecz umożliwiających wysokowydajną

obróbkę ,

• Dane o parku obrabiarkowym ; posiadanie tej informacji jest konieczne, gdyż

wiedząc jakimi obrabiarkami dysponujemy przygotowujemy proces technolo-

giczny pod konkretne posiadane obrabiarki a nie pod takie którymi nie dyspo-

nujemy, chociaż rozważając problematykę uruchomienia produkcji nowego

wyrobu należy rozważać ewentualną celowość zakupu obrabiarek lub tez ko-

rzystanie z usług kooperacyjnych w zakresie jakiś operacji procesu technolo-

gicznego,

• Dane dotyczące surówek czyli materiałów wyjściowych po przejściu proce-

sów technologicznych przygotowawczych (np. odlewy, odkuwki, wytłoczki

itd.); dobór surówki decyduje o projektowanym procesie technologicznym a w

zasadzie o konieczności realizacji niektórych jego operacji technologicznych.

Projektowanie procesu technologicznego odbywa się według schematu przedsta-

wionego na rys.14.2.

Etapy obróbkowe są „niezmiennikiem” procesu technologicznego — nie można

zmieniać ich kolejności. Nie znaczy to, że w procesie technologicznym muszą wy-

stępować wszystkie etapy obróbkowe. Przykładowo dobranie bardzo dokładnej su-

rówki eliminuje etap obróbki zgrubnej, natomiast brak wymagań związanych z du-

żą dokładnością może eliminować etap obróbki wykańczającej i bardzo dokładnej,

tak że cały proces technologiczny stanowić będą jedynie operacje obróbki kształ-

tującej. Kolejność operacji technologicznych w poszczególnych etapach obróbko-

wych nie jest w zasadzie ograniczona. Może ona być dostosowana do rodzaju

urządzeń technologicznych, ich położenia na terenie firmy i od innych czynników

których uwzględnienie rzutować może na efektywność projektowanego procesu

technologicznego.

Przebieg procesu technologicznego opracowuje się w formie dokumentacji

technologicznej . Dokumentacja to obejmuje już ostatecznie opracowany proces

technologiczny i zawierać musi informacje i zalecenia niezbędne do fizycznej re-

alizacji procesu technologicznego. Zalecenia zawarte w dokumentacji przekazane

pracownikom bezpośrednio produkcyjnym, winny umożliwić produkcję wyrobu o

wymaganej jakości i możliwie największej wydajności, przy jednoczesnym za-

14. Projektowanie przebiegu obróbki- proces technologiczny

143

chowaniu minimalizacji kosztów wytworzenia. W skład dokumentacji technolo-

gicznej wchodzą przede wszystkim:

• Karta technologiczna przedstawiająca cały przebieg obróbki od materiału wyj-

ściowego do gotowej części,

• Karta instrukcyjna — jest to szczegółowe opracowanie dotyczące poszczegól-

nych operacji procesu technologicznego, zawiera obok szczegółowego opisu

(najczęściej ze szkicem) obróbki także zalecenia dotyczące doboru parametrów

obróbki, stosowanych narzędzi, sposobu mocowania przedmiotu i inne infor-

macje pozwalające pracownikowi bezproblemowo i dobrze wykonać daną ope-

rację technologiczną,

• Ewentualnie instrukcja uzbrojenia obrabiarki sporządzana tylko dla niektórych

typów obrabiarek (np. uzbrojenie głowicy rewolwerowej na tokarce rewolwe-

rowej)

Wykonanie półwyrobu

Przykładowe

sposoby obróbki

Obróbka

cieplna

TAK

NIE

TAK

NIE

Obróbka zgrubna

IT 9-14

R a =10-40 µ m

toczenie

frezowanie

struganie

szlifowanie

cięcie

TAK

NIE

Obróbka

kształtująca

IT 6 – 8

R a =2,5-5,0 µ m

toczenie

frezowanie

struganie

szlifowanie

HEDG

wiercenie

erozja

Obróbka

cieplna

TAK

NIE

TAK

NIE

Obróbka wykań-

czająca

IT 3 -5

R a = 0,16 –1,25 µ m

TAK

NIE

Obróbka

bardzo dokładna

IT 1-3

R a < 0,16 µ m

obróbka HSM

obróbka

ścierna

erozja

Wykonanie

części

Montaż

części

Rys.14.2. Etapy obróbkowe procesu technologicznego

14. Projektowanie przebiegu obróbki- proces technologiczny

144

Szczególnie dwie pierwsze karty stanowią podstawę dokumentacji, chociaż

w niektórych przypadkach dokumentację technologiczną stanowić może jedynie

karta technologiczna. Należy zwrócić uwagę, że z jednej strony dokładne opraco-

wanie technologii, rozpatrywanie wariantów procesu technologicznego i symulacja

jego efektów powoduje zmniejszenie kosztów produkcji, lecz z drugiej strony zbyt

szczegółowe opracowanie dokumentacji odsuwa w czasie produkcję wyrobu.

Trudno tutaj jednoznacznie wyrokować o stopniu szczegółowości dokumentacji

technologicznej, warto jednak pamiętać że błędy popełnione w trakcie jej przygo-

towania zwielokrotniają koszty produkcji.

14.2. OPTYMALIZACJA PARAMETRÓW OBRÓBKI

Obróbka realizowana jest w określonych warunkach, które zależą głównie

od rodzaju materiału obrabianego określanego przez skrawalność 22 , stosowanego

narzędzia oraz efektów jakie oczekujemy po tej obróbce. O ile rodzaj materiału

obrabianego narzucony jest przez konstruktora, to zarówno zastosowane narzędzia

jak i parametry które dawać mają pożądany efekt obróbki, zależą od technologa.

Efekty tych ustaleń znajdują odzwierciedlenie w postaci zapisów na kartach in-

strukcyjnych obróbki.

W ramach doboru parametrów obróbki wyznacza się :

• naddatki na obróbkę,

• parametry skrawania a przede wszystkim prędkość skrawania, prędkość po-

suwu oraz głębokość skrawania.

Naddatkiem na obróbkę (całkowitym) nazywa się warstwę materiału, która powin-

na być usunięta z surówki dla otrzymania gotowej części. Naddatek całkowity

usuwany jest sukcesywnie w poszczególnych operacjach procesu technologiczne-

go. Stąd usuwany w danej operacji nazywany jest naddatkiem operacyjnym. Wła-

ściwy dobór naddatku jest zagadnieniem niezwykle ważnym gdyż:

• zbyt mała wartość naddatku sprzyja co prawda minimalizacji zużycia materia-

łu, obniżeniu kosztów obróbki (mniej przejść narzędzia), jednakże może nie

spowodować eliminacji błędów występujących w trakcie obróbki oraz błędów

przedmiotu będących wynikiem obróbki poprzedzającej; można więc nie uzy-

skać wymaganej dokładności przedmiotu,

• zbyt duży naddatek, to nadmierne zużycie materiału, wydłużony czas obróbki,

dodatkowe zużycie narzędzi skrawających itd.

Doboru naddatków dokonuje się w oparciu o tablicowe normatywy naddatków za-

mieszczone w różnych publikacjach (np. [3]) lub indywidualnie dla danego proce-

su technologicznego. W pierwszym przypadku jest to czynność szybka lecz należy

sobie zdawać sprawę, że tak wyznaczone naddatki stanowią one pewne uogólnie-

nie doświadczeń różnych jednostek związanych z obróbką określonych części. In-

dywidualne określenie naddatków dla danego procesu technologicznego jest proce-

sem dłuższym i kosztowniejszym, lecz niekiedy może mieć on swoje uzasadnienie

22 Skrawalnością (obrabialnością) nazywa się podatność materiału na zmianę objętości lub

chropowatości jego powierzchni w jednostce czasu.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: