Technologia maszyn - Notatki z wykładu PDF

Preview

Summary

Notatki z wykładu...

Description

1.Charakterystyka Produkcji jednostkowej Produkcja jednostkowa- Polega na tym, że wyroby wytwarza się pojedynczo lub po klka sztuk (przy czym powtarzalność wykonania danego wyrobu jest niewielka w długim odstępie czasu lub żadna). P. jednostkowa ma miejsce przy wytwarzaniu ciężkich, jednostkowych obrabiarek (unikatowych), silników okrętowych, turbin parowych, prototypów; Produkcja ta jest charakterystyczna dla działów remontowych, narzędziarni, warsztatów szkolnych; P.jednostkowa jest elastyczna- łatwo jest przechodzić z jednego typu wykonań do innego. Poza tym są to kosztowne produkcje. Cechy charakterystyczne produkcji jednostkowej: a)na poszczególnych stanowiskach roboczych wykonywane są ciągle zmieniające się operacje b)stosowanie uniwersalnych obrabiarek, uchwytów, narzędzi pomiarowych c)stosowanie znormalizowanych narzędzi skrawających d)obróbka części odbywa się zwykle w gniazdach rodzajowych (inaczej technologicznych) – obrabiarki tego samego rodzaju w danym miejscu na hali e)duży udział trasowania f)PT opracowuje się wg zasady koncentracji zabiegów – polega ona na tym, że planuje się małą ilość operacji wielo-zabiegowych g)uproszczone opracowanie PT i norm czasowych– ilości czasu h)stosowanie mało dokładnych półfabrykatów z dużymi naddatkami i)wymagane wysokie kwalifikacje pracownika 2.Charakterystyka produkcji seryjnej Produkcja seryjna (mało- średnio- i wielkoseryjna) - Polega na tym, że o określonych odstępach czasu wytwarza się większą ilość powtarzalnych produktów (powtarzalność produkcji). Wyroby finalne montuje się seriami, natomiast poszczególne części tych wyrobów obrabia się partiami (najczęściej liczebność partii jest mniejsza od liczebności serii); w przemyśle maszynowym dominuje produkcja seryjna(ok. 80%) Cechy charakterystyczne produkcji seryjnej: a)na poszczególnych stanowiskach roboczych wykonuje się okresowo powtarzające się operacje b)stosowanie uniwersalnych, specjalizowanych(możliwość powrotu do kształtu pierwotnego, dostosowanie do gabarytów) i specjalnych(pod konkretny przedmiot) obrabiarek, uchwytów c)PT opracowuje się wg zasady zabiegu różnicowania d)obróbka części odbywa się w gniazdach przedmiotowych – tworzą wszystkie stanowiska robocze niezbędne do wykonania na gotowo wszystkich przedmiotów podobnych pod względem technologicznym i konstrukcyjnym należącym do tej samej klasy części e)mniejszy udział trasowania i obróbki ręcznej niż w produkcji jednostkowej i bardziej szczegółowy opis procesu PT f)stosowanie półfabrykatów o większej dokładności, mniejsze naddatki na obróbkę g)wymagane mniejsze kwalifikacje pracownika 3.Charakterystyka produkcji masowej Produkcja masowa – Polega na tym, że przez dłuższy czas (lata) wytwarza się nieprzerwanie takie same wyroby w dużych ilościach (możliwe jest jedynie unowocześnienie wyrobu-drobne zmiany) Cechy charakterystyczne produkcji masowej: a)na poszczególnych stanowiskach roboczych wykonuje się ciągle powtarzające się operacje b)szerokie lub wyłączne stosowanie narzędzi specjalnych d)obróbka części odbywa się w liniach obróbkowych-są odmianą linii produkcyjnej Linię obróbkową stanowią wszystkie stanowiska robocze wykonane na gotowo konkretnej części, ustalone ściśle wg kolejności operacji PT tej części. Części obrabiane są pojedynczo, po wykonaniu danej operacji części przekazywane są kolejno na dalsze stanowisko robocze. Występuje tutaj ciągły przepływ, nie ma magazynów międzyoperacyjnych. Aby linia pracowała efektywnie, czasy trwania poszczególnych operacji mogą być równe poszczególnemu taktowi produkcji lub stanowić jego wielokroć. 4.Czas jednostkowy operacji ( tj ) Czas jednostkowy operacji (tj) to czas przypadający na jedną sztukę Na czas jednostkowy składa się czas wykonania operacji i czas uzupełniający (tj=tw+tu) Czas uzupełniający (tu) to suma czasu obsługi stanowiska roboczego i czasu potrzeb fizjologicznych 5.Czas wykonania operacji ( tw ) i cele normowania Czas wykonania operacji (tw) to czas wykonania wszystkich czynności bezpośrednio związanych z wykonaniem operacji. Na czas wykonania operacji składa się czas główny i czas pomocniczy (tw=tg+tp) Czas główny (tg) to czas, w którym następuje zmiana kształtu i wymiaru części Czas pomocniczy (tp)to czas, na wykonanie czynności pomocniczych umożliwiających wykonanie czynności głównych (obróbki), np. ustawienie przedmiotu na obrabiarce i po zakończeniu obróbki zdjęcie go, czynności sterowania obrabiarką, zmiana prędkości posuwu, zmiana przemieszczania zespołów roboczych, dosuwanie i odsuwanie narzędzi, dokonywanie pomiarów. Mówiąc o czasie wykonania operacji nie można nie wspomnieć o jego składowych: czasie maszynowym (m), maszynowo-ręcznym (m-r), i ręcznym (r). Celem normowania jest przede wszystkim określenie nakładu pracy na wykonanie określonego przedsięwzięcia. Normowaniu podlegają poszczególne operacje PT, gdzie podaje się ją w formie ilościowej (ilość sztuk, ton) lub normy czasu (ilość czasu potrzebna do zrealizowania określonego zadania). Normy czasu służą do: -określenia zdolności produkcyjnych przedsiębiorstwa -planowania zatrudnienia(ilość pracowników) -organizacji produkcji (projektowanie gniazd i linii obróbkowych) -określenia powierzchni produkcyjnej -określenia kosztów wytwarzania -określenia wynagrodzenia za pracę

6.Czynniki wpływające na dobór półfabrykatów -Program Produkcyjny części = wielkość produkcji = typ produkcji -kształt i wymiary gotowej części -gatunek materiału części (np. staliwo) -warunki techniczne wykonania części (np. właściwości wytrzymałościowe) -możliwości technologiczne przedsiębiorstwa w zakresie wytwarzania półfabrykatów 7.Struktura naddatku całkowitego Naddatek całkowity to warstwa materiału przeznaczona do usunięcia w celu uzyskania gotowej części. Naddatek ten podaje się w [mm] i mierzy na kierunku prostopadłym do powierzchni obrabianej. Jego wartość zależy od dokładności półfabrykatów i od dokładności wymaganej w gotowej części.

Gdzie, b- wymiar nominalny półfabrykatu Tb- tolerancja wymiaru półfabrykatu a-Wymiar nominalny w gotowej części a1, a2 – wymiary operacyjne (a1 –po wykonaniu 1 operacji lub zabiegu; a2- po wykonaniu 2 operacji lub zabiegu) Ta1, Ta2- tolerancja wymiarów operacyjnych (w głąb materiału) q01- q02, q03- naddatki operacyjne (q01 na pierwszą operację, itd) qc=Σ q0i – naddatek jednostronny (niesymetryczny) 2qc=q+Σq0i – naddatek dwustronny (symetryczny) Nd=qα+Σqβ+Σqϒ 8.Struktura naddatku operacyjnego Naddatek operacyjny uwzględnia jakość powierzchni przed wykonywaną operacją oraz błędy związane z operacją wcześniejszą oraz rozpatrywaną. Naddatek ten zależy od sposobu obróbki (toczenie, szlifowanie itp), rodzaju obróbki (zgrubna, kształtująca, wykańczająca), sposobu ustawienia przedmiotu, sztywności, gabarytów, itp.

q01= Tb+Rz+Wa+(√9𝑎2 + 𝐸𝑢2) q01- naddatek operacyjny Tb- tolerancja wymiaru przed rozpatrywaną operacją (mierzona w głąb materiału) Rz- wysokość chropowatości wg 10 punktów profilu chropowatości Wa- grubość uszkodzonej warstwy materiału przed wykonaną operacją 9a- wypadkowa odchyłka wzajemnego położenia powierzchni przed wykonywaną operacją Eu- błąd ustawienia części w wykonywanej operacji 9a i Eu- sumujemy geometrycznie Wniosek: Duże naddatki, zarówno operacyjne jak i całkowite powodują utratę materiału, energii, wykonywanej pracy, narzędzia itd. Najefektywniejsze są naddatki optymalne. 9.NARYSOWAĆ PRZYKŁAD BAZY SPRZĘŻONEJ Baza sprzężona jest to powierzchnia, względem której wyznacza się położenie innych powierzchni obrabianych, powiązana z nimi bezpośrednimi wymiarami i obrabiana wraz z nimi przy tym samym ustawieniu przedmiotu. Baza sprzężona jest najczęściej związana bezpośrednim wymiarem z powierzchnią ustalającą przedmiotu, która stanowi bazę obróbkową stykową dla bazy sprzężonej.

Baza sprzężona :powierzchnia C dla powierzchni B 10.Zasady wyboru baz wyjściowych 1)Bazy wyjściowe powinny być możliwie gładkie, bez wybrzuszeń, w możliwie jak najlepszym stanie. PT wykonywanych półfabrykatów powinien zapewniać możliwie dokładne położenie baz wyjściowych względem powierzchni półfabrykatów. Dzięki temu będą mniejsze naddatki na obróbkę. 2)Jeśli nie wszystkie powierzchnie półfabrykatu będą obrabiane, to za bazę wyjściową należy przyjąć powierzchnię nieobrabianą. Jeśli powierzchni tych jest kilka, to za bazę wyjściową należy przyjąć powierzchnię, która powinna być najdokładniej położona względem powierzchni obrabianej (np. tarcze) 3)Jeśli wszystkie powierzchnie półfabrykatu będą obrabiane, to za bazę wyjściową należy przyjąć powierzchnię z minimalnym naddatkiem całkowitym. Dzięki temu ilość braków spowodowana niewystarczającym naddatkiem będzie minimalna, ponieważ te bazy wyjściowe będą odpowiednio dokładnie położone względem powierzchni przyjętej jako bazy w późniejszych operacjach. 4)Baza wyjściowa może być wykorzystana w procesie obróbki tylko jeden raz. Ponowne bazowanie jest niedopuszczalne. 11.Zasady wyboru baz do dalszych operacji 1)Jako bazy obróbkowe należy przyjąć takie, które pokrywają się z odpowiednimi bazami konstrukcyjnymi (bazy właściwe). Wskazane jet również, aby pokrywała się z bazą kontrolną i montażową (zasada jedności baz). W takim przypadku błąd ustawienia przedmiotu jest minimalny. Jeśli ze względów technologicznych jest niemożliwe, to jako bazę obróbkową można wybrać inną powierzchnię (baza zastępcza) pod warunkiem, że błąd ustalenia będzie mniejszy od tolerancji wykorzystywanego materiału. 2)Przy wyborze baz obróbkowych należy kierować się zasadą stałości baz(niezmiennością). Polega ona na tym, aby w procesie obróbki jak najwięcej operacji PT wykonać z tej samej bazy obróbkowej. 3)Bazy obróbkowe należy wybierać tak, aby odkształcenie przedmiotu od sił skrawania i mocowania były jak najmniejsze, czyli powierzchnie bazowe powinny być możliwie duże i położone blisko powierzchni obrabianych, co zwiększa sztywność przedmiotu. 4)Wybór baz obróbkowych powinien zapewniać możliwie prostą konstrukcję uchwytu obróbkowego oraz łatwe i szybkie ustalenie przedmiotu. 13. RODZAJE BŁĘDÓW OBRÓBKI (klasyfikacja i opisać) 1) BŁĘDY KSZTAŁTU- różnica w kształcie rzeczywistym a teoretycznym Stożkowość, Baryłkowość, Płaskość, Prostoliniowość, inne. 2) BŁĘDY WYMIARÓW- różnice pomiędzy wymiarami nominalnymi a rzeczywistymi 3) BŁĘDY WZAJEMNEGO POŁOŻENIA Bł. Prostopadłości (nieprostopadłości,) Równoległości ,Współosiowości, Bicie. 4) BŁĘDY POWIERZCHNI- odstępstwa od idealnie gładkiej powierzchni(chropowatość) i od żądanej warstwy wierzchniej. 14.Przyczyny powstawania błędów obróbki 1)niedokładność geometryczna obrabiarki 2)niedokładność wykonania narzędzi i ich zużywanie się 3)błąd nastawienia narzędzi na wymiar 4)błąd ustawienia przedmiotu na obrabiarce 5)odkształcenia sprężyste układu obróbkowego (OPN) 6)odkształcenia cieplne 7)brak powiązania pomiędzy wymaganą dokładnością i chropowatością 8)niejednorodność struktury materiału – niestabilność wymiarowa 9)błędy z winy pracownika (omylność) 15. ROZKŁAD NORMALNY BŁĘDÓW Prawo rozkładu normalnego, Gaussa 1

y= 𝛿√2𝜋 ∗ 𝑒

𝑥2

− 2 2𝜎

x-błąd (odchyłka wymiaru),𝝈-odchylenie standardowe 1 1.Odchyłka wymiaru średniego: 𝑙_ś𝑟= 𝑛 ∑ 1𝑖=1 𝑙𝑖 2.Obliczenie wartości błędu: 𝑥𝑖 = 𝑙𝑖 − 𝑙ś𝑟 ∑ 𝑛𝑖=1𝑥𝑖2

3.𝛿 = √

𝑛−1

Im mniejsze 𝛿, tym krzywa bardziej stroma

𝑦max|𝑥=0 = 0,24

Punkty przegięcia: 𝑦𝛿(𝑥=±𝛿) = 𝜎 Dla x=±3𝛿=6𝛿 zawiera się 99,73% błędu 𝑅𝑛 = ±3𝛿=6𝛿

0,4 𝜎

𝑅𝑛 = 𝑝 ∗ 6𝛿

Warunki bezbrakowej produkcji: 𝑅𝑟𝑧𝑒𝑐𝑧 ≤ 𝑇T- tolerancja 16.Określenie prawdopodobieństwa występowania części dobrych wykonywanych operacji (tw. Laplace’a)

Df- dolny wymiar graniczny Kolejność określenia: 1)Określamy wartość dla górnego wymiaru i dolnego wymiaru granicznego ś𝑟 ś𝑟ǀ Zg= 𝐷𝑔−𝐷 Zf= ǀ𝐷𝑓−𝐷 б б 2)Z tablic znajdujemy wartości funkcji φ(Zg) i φ(Zf) 3)Prawdopodobieństwo wystąpienia części dobrych:Pd= [φ(Zg)+ φ(Zf)]*100% Procent braków:ĨG= [0,5- φ(Zg)]*100% Procent braków poniżej dolnego wymiaru granicznego: ĨF= [0,5-φ(Zf)]*100% Ogólny procent braków: Ĩ= Ĩg+ Ĩf= [1-(φ(Zg)+φ(Zf)]*100% 19.Określenie liczebności partii partia - ilosc detali wykonywanych w scislej kolejnosci przy jednorazowym nakladzie czasu przygotowawczo - zakonczeniowego na kazda operacje w procesie technologicznym. Wzór do określenia optymalnej liczebności partii w początkowych operacjach PT 𝑃𝑖∗𝑓 Liczebność partii: np= 𝑇𝑑 [szt] Pi - Roczny program produkcji i-tej części f- ilość dni roboczych na które planuje się zapas części(f=2…10 dni) Td- ilość dni roboczych w roku Gdy PT jest opracowany korzystamy z wzoru. ś𝑟 np=𝑇𝑝𝑧 *a 𝑡𝑘ś𝑟 tkśr- średni czas kalkulowany Tpz śr średni czas przygotowawczy Produkcja małoseryjna a=3..10 ,średnioseryjna a=10..20, wielkoseryjna a=20..10 20.Kolejność opracowania PT obróbki 1)Analiza danych wejściowych 2)Dobór półfabrykatu i naddatków na obróbkę (całkowity) 3)Określenie planu operacyjnego (wyszczególnienie kolejno wykonywanych operacji z ich numerami i nazwami) 4)Wybór baz obróbkowych 5)Dobór środków produkcji (typy obrabiarek itp.) 6)Określenie parametrów obróbki, naddatków, wymiarów, tolerancji operacyjnych 7)Określenie normy czasu operacji, ilości obrabiarek i pracowników 8)Obliczenie kosztów własnych wytwarzania 9)Opracowanie dokumentacji technologicznej 10)Obserwacje i analiza procesu obróbki po uruchomieniu produkcji

21.Zasady ustalania kolejności operacji PT obróbki 1.Obrobić powierzchnie które będą wykorzystywane jako bazy w dalszych operacjach 2.W pierwszych operacjach należy obrabiać powierzchnie z dużymi naddatkami. Usuwanie dużych naddatków może powodować znaczne odkształcenia 3.W przypadku obrabiarek konwencjonalnych należy rozgraniczac obróbkę zgrubną, kształtującą i wykańczającą 4.Na początku PT należy planować operacje przy wykonywaniu których istnieje ryzyko występowania braków w wyniku odsłonięcia wad podpowierzchniowych lub złożoności obróbki mechanicznej 5.Po operacjach obróbki cieplnej w wyniku której mogą nastąpić odkształcenia przedmiotu należy przewidzieć operacje prostowania 6.Miejsce obróbki cieplnej w PT należy odpowiednio ulokować 7.Drobne gwinty zewnętrzne, wielowypusty zewnętrzne należy wykonywać pod koniec PT w obawie przed uszkodzeniem 8.Najdokładniejsze powierzchnie zewnętrzne współpracujące z innymi powierzchniami muszą być wykonywane w ostatniej operacji obróbkowej(w obawie przed uszkodzeniem) 22.Czas przygotowawczo-zakończeniowy Tpz Tpz-Zapoznanie się z dokumentacją technologiczną, pobranie potrzebnych uchwytów i narzędzi, uzbrojenie stanowiska roboczego, nastawienie narzędzi na wymiar, rozbroić stanowisko, zdać narzędzia...