Operacja – część procesu techn. Wykonywana na jednym

Operacja – część procesu techn. Wykonywana na jednym

Operacja – część procesu techn. Wykonywana na jednym
stanowisku, przez jednego pracownika lub grupe na jednym
przedmiocie bez przerw na inna prace.
Zamocowanie – przyłoŜenie sił i momentów do przedmiotu
obrabianego w celu zapewnienia stałości połoŜenia
przedmiotu w czasie danej operacji.
Operacja w dwóch zamocowaniach ma miejsce gdy przy
zmianie zamocowania nie przezbrajamy stanowiska
roboczego.
Zabieg – część operacji technologicznej realizowana za
pomocą tych samych środków technologicznych i przy tych
samych parametrach obróbki, zamocowaniu i pozycji.
narzędzia. MoŜe pracować długi czas bez dozoru. MoŜna
stosować głowice narzędziowe.
Serie
przedmiotów
jednakowych,
lub
podobnych
technologicznie.
Elastyczne systemy produkcyjne – kilka centrów
obróbkowych w linii, magazyny buforowe, myjnia,
stanowiska
pomiarowe
połączone
ze
sobą
zautomatyzowanymi urządzeniami transportowymi.
Obróbka przedmiotów technologicznie podobnych.
Stosowane w produkcji seryjnej i małoseryjnej.
Półfabrykaty:
1. Hutnicze
Pozycja – określone połoŜenie przedmiotu względem
narzędzia przy jednym zamocowaniu.
Formy organizacyjne produkcji:
Produkcja jednostkowa – wykonanie pojedynczych
przedmiotów, właściwie jednorazowo. Przedmioty o duŜych
gabarytach nie stosuje się specjalnych narzędzi i
oprzyrządowania specjalnego.
Dominują obrabiarki uniwersalne. DuŜy udział operacji
wykonywanych ręcznie. Łatwo moŜna zmieniać profil
produkcji. Wysokie kwalifikacje pracowników.
Produkcja seryjna – powtarzalne serie zawierające określoną
liczbę wyrobów. Stosuje się oprzyrządowanie specjalne,
większa liczba operacji, obrabiarki uniwersalne + obrabiarki
specjalizowane. Obróbka ręczna w bardzo małym stopniu.
Przy duŜych seriach przedmiotów, stanowiska ustawione są w
gniazda obróbkowe.
Produkcja masowa – duŜa liczba produkowanych wyrobów
przez dłuŜszy okres w sposób ciągły.
Operacja związana ściśle z określonym stanowiskiem.
Obrabiarki i oprzyrządowanie specjalne, obrabiarki
zespołowe, pozwalające łączyć kilka operacji w jedną.
Linie obróbkowe. Kwalifikacje pracowników: niskie.
Pręty walcowane – (8-250 mm) – niewielka dokładnośc
wykonania (15-16 klasa dokładności)
Pręty ciągnione – (5-60 mm) znacznie lepsza jakość
powierzchni i jakość wykonania od prętów walcowanych,
stosowane do obróbki na automatach tokarskich, których
tuleja zaciskowa nie pozwala na zamocowanie pręta
walcowanego. Znacznie droŜsze. 9-13 klasa dokładności.
Dokładniejsze pręty ciągnione są dodatkowo łuszczone i
szlifowane 8-11 klasa dokładności.
Gniazda obróbkowe – zestaw stanowisk roboczych do
wykonywania części technologicznie podobnych (koła zębate,
wałki itp.) Przedmioty obrabiane mogą róŜnić się dość
znacznie co do kształtów i wymiarów. Zestaw obrabiarek
tworzących gniazdo musi zapewnić ich całkowitą obróbkę.
Linie obróbkowe – podział
a)
- Linie ciągłe – przedmioty z jednego stanowiska na drugie
przechodzą bez planowych przerw.
- Linie przerywane
b)
- Linie stałe (moŜe być wykonywana tylko jedna część)
- Linie zmienne (moŜna obrabiać przedmioty technologicznie
podobne)
Rodzaje obrabiarek.
Obrabiarki produkcyjne – uproszczona budowa, silniki o
większej mocy, umoŜliwiają wydajną obróbkę. Stosowane w
produkcji seryjnej.
Obrabiarki specjalizowane – zbudowane na bazie obr.
Uniwersalnych, ale przystosowane są do obróbki wybranych
przedmiotów, lub wykonywania określonych operacji
technologicznych np. tokarka do cięŜkich wałów
Obrabiarki specjalne – są projektowane do wykonania
określonych operacji technologicznych. Zwykle prostej
operacji lub zabiegu technologicznego.
Obrabiarki NC – znaczne skrócenie czasów pomocniczych
jak i maszynowych (moŜliwość skrawania duŜych warstw
materiału – mocne silniki i sztywna budowa). Zabudowana
przestrzeń obróbkowa. Wysoka dokładność obróbki.
Stosowane w produkcji jednostkowej i małoseryjnej
przedmiotów o skomplikowanych kształtach, takŜe w prod.
Seryjnej z uwagi na wysokie parametry skrawania.
Centra obróbkowe – obrabiarka NC wyposaŜona w robot do
wymiany narzędzi obróbkowych. UmoŜliwia obróbkę w
jednym zamocowaniu wieloma róŜnymi narzędziami
pobieranymi z magazynu.
Stosowana w produkcji małoseryjne i seryjnej powtarzalnej.
Autonomiczna stacja obróbkowa – obrabiarka NC
wyposaŜona w roboty które zasilają obrabiarkę w materiały i
Obróbka
zgrubna
i
powierzchni walcowych
kształtująca
zewnętrznych
Tokarki kłowo-uchwytowe:
- uniwersalne (prod. jednostkowa i małoseryjna)
- produkcyjne (obróbka części o prostych kształtach w
produkcji seryjnej)
- uniwersalne NC (duŜa sztywność, moc silnika i duŜy
zakres obrotów – produkcja jednostkowa, seryjna i
wielkoseryjna, moŜliwa jest obróbka z V=200-300 m/s
dzięki narzędziom z płytkami z węglików spiekanych
mocowanymi mechanicznie)
Tokarki wielonarzędziowe NC: są wyposaŜone w 1-3
głowic rewolwerowych w których umieszcza się zestaw
narzędzi umoŜliwiający uzyskanie przedmiotu prawie
gotowego. Dwa wrzecienniki umoŜliwiają przymocowywanie
przedmiotu w trakcie operacji.
Druty ciągnione – (2-16 mm)
Rury: bez szwu – dokładniejsze – wlacowane na gorąco,
następnie na zimno
ze szwem – zgrzewanie lub spajanie taśm lub blach.
Odkuwki:
- swobodne: ze względu na małą dokładność i konieczność
stosowania stosunkowo duŜych naddatków, znajdują
zastosowanie w prod. jednostkowej i małoseryjnej.
- matrycowe: stosowane w prod. seryjnej, wielkoseryjnej i
masowej (konieczne są do ich wykonania skomplikowane
matryce)
Układ stanowisk roboczych produkcji:
1. Rodzajowy – ma zastosowanie w produkcji jednostkowej,
stanowiska obróbkowe grupuje się na poszczególne typy
(tokarki, frezarki itd.) Zalety: duŜa elastyczność, lepsze
wykorzystanie stanowisk
Wady: wydłuŜenie drogi przebiegu przedmiotów obrabianych,
drogi cykl produkcyjny, potrzebna duŜa powierzchnia do
magazynowania wyrobów.
2. Przepływowy – występuje w kilku odmianach w
zaleŜności od wielkości produkcji:
- nakiełczarkach (jedno lub dwu stronnych): wykonanie jest
najlepsze, zapewnia zachowanie współosiowości i stały
rozstaw nakiełków.
- frezarko-nakiełczarkach: moŜna przeprowadzić równieŜ
obróbkę pow. czołowych.
- tokarkach, wiertarkach, wiertarko frezarkach: w prod
jednostkowej i małoseryjnej, narzędziem jest nawiertak.
Odlewy:
- wytwarzane w formach piaskowych z formowaniem
ręcznym
- wytwarzane w formach piaskowych z formowaniem
maszynowym
- wytwarzane w formach metalowych (kokilach)
- odlewne pod ciśnieniem
- odlewane metodą odśrodkową
- odlewane precyzyjnie
Tworzywa sztuczne: mała gęstość (0.9-2.2 g/cm3)
- mała masa wyrobu
- właściwości dielektryczne
- odporność na działanie czynników atmosferycznych
- pręty, rury, płyty
- najczęściej obrabiane skrawaniem
Przygotowanie półfabrykatów do obróbki
Przecinanie
- przecinarko – tokarka - znaczne straty materiałowe z
uwagi na duŜa szerokość noŜa – przecinaka (2-6 mm).
MoŜna zostawić małe naddatki na powierzchniach
czołowych.
- przecinarka ramowa: szerokość piły 2-3 mm, moŜliwość
znacznego zukosowania powierzchni czołowej – większe
naddatki na obróbkę
- przecinarka tarczowa: grubość tarczy (5-8mm) – duŜe
straty materiałowe, mniejsze zukosowanie pow. Czołowej.
MoŜliwość jednoczesnego cięcia kilku prętów.
- przecinarka taśmowa: pracująca w ukł. poziomym maja
bardzo małą stratę materiału (1.2-2.0 mm), duŜa
dokładność i wydajność.
- przecinarka ściernicowa: narzędziem jest ściernica
wzmocniona siatką z włókna szklanego o spoiwie
Ŝywicznym. Szerokość przecięcia (1-6mm). Bardzo krótki
czas cięcia.
- przecinarki do cięcia bezodpadowego: dokładne
rozdzielenie metalu przez ścinanie. Zaletą jest wielokrotnie
zmniejszony czas jednostkowy i mała strata materiałowa.
Stosowane są w produkcji masowej.
Nakiełkowanie
Nakiełki słuŜą jako baza obróbkowa dla części klasy wałek,
nakiełki dzielą się na:
- zwykłe(A): dla przedmiotów które nie wymagają duŜej
dokładności wykonania, lub gdy nakiełki będą usunięte
- chronione(B): powszechnie stosowane, sfazowanie pod
kątem 120 chroni pow. Pracujące nakiełków i nie
dopuszcza do wypłynięcia materiału, dzięki czemu pow.
Czołowe wałka pozostają gładkie.
- łukowe( C): stosuje się do materiałów trudno obrabialnych
Nakiełki moŜna wykonywać na:
Autonomiczne stacje obróbkowe: tokarki wielonarzędziowe
NC + roboty do wymiany narzędzi i przedmiotów.
Tokarki-kopiarki: pracują w cyklu automatycznym wg
Wzorca, przy ciągłym ruchu posuwowym narzędzia. Dzięki
ustawieniu osi suportu po kątem 60 stopni do osi toczenia
istniej moŜliwość toczenia powierzchni czołowych i odsadzeń
pod katem 90 stopni do tej osi.
Automaty tokarskie: umoŜliwiają toczenie długich prętów
wskutek prowadzenia pręta tuz przy narzędziu. Daje to duŜą
sztywność układu i dokładność obróbki. Pręt wysuwa się z
wrzeciona. Automaty są sterowane numerycznie NC, lub
krzywkowo – starsze modele.
Obróbka frezotoczeniem: stosowana do obróbki materiałów
ciągliwych – niebezpieczeństwo powstawania wiórów
wstęgowych, lub skłębionych. Tokarka + frez czołowy.
Przedmiot jest w ruchu obrotowym, obrabiany jest prze
wirujące narzędzi zamontowane w osi wrzeciona. Proces
gwarantuje wióry łamliwe, odpryskowe.
Toczenie materiałów twardych: hartowanie na początku
procesu technologicznego – ostrza z regularnego azotku boru,
płytki ostrzowe z ceramiki mieszanej (Al2o3+TiC),
powlekane węgliki spiekane.
Obróbka wykańczająca zewn. pow. Walcowych
Szlifowanie kłowe z posuwem wzdłóŜnym:
Do
powierzchni walcowych
długich,
moŜe
być
przeprowadzane jako:
- szlifowanie wielokrotne z małym dosuwem ściernicy
(duŜy posuw osiowy ½ - 2/3 szerokości ściernicy)
przejście 2-3 µm + 2-12 przejść na wyiskrzanie
- szlifowanie głębokie – nastawiamy ściernicę na końcowy
wymiar, mały posuw 1-5 mm/obrót , kilka przejść
gładzących + wyiskrzanie. Metoda ta moŜe być stosowana
tylko do przedmiotów bardzo sztywnych.
Szlifowanie kłowe punktowe: Vskr=140 m/s , obroty
przedmiotu12000 obr/min. Narzędzie – ściernice z
regularnego azotku boru. Obrabiarka CNC.
Szlifowanie kłwe z posuwem poprzecznym – do powierzchni
krótkich. W czasie jednej operacji istnieje moŜliwośc obróbki
kilku powierzchni
Szlifowanie bezkłowe:
- z posuwem wzdłuŜnym ( do obróbki wałów gładkich bez
odsadzeń i kołnierz
- z posuwem poprzecznym (do przedmiotów o
skomplikowanych kształtach)
Toczenie wykańczające
walcowych.
zewnętrznych
powierzchni
7,8 klasa dokładności
- zmniejszenie kosztów inwestycyjnych i narzędziowych
- odpada problem wydzielania się duzych ilości ciepła
- zmniejszenie ilości odpadów
- zmniejszenie czasów przygotowawczo-zakończeniowych
- konieczne sztywne tokarki NC
- narzędzia z węglików spiekanych (wegliki powlekane oraz
spieki ceramiczne)
Obróbka bardzo dokładna zewnętrznych pow. walcowych
Toczenie bardzo dokładne:
- Vskr=1000 m/min
- posuw 0.01-0.06 mm/obr
- ostrza z węglików powlekanych, spieków ceramicznych,
regularnego azotku boru ( odporne na ścieranie)
Dogładzanie oscylacyjne
Ra=0.04-0.01 um
Polega na usunięciu drobnych nierówności, powstałych po
uprzedniej obróbce za pomocą odpowiednio zaprofilowanych
pilników ściernych, bez zmian wymiaru przedmiotu
Odznacza się:
- ruchem oscylacyjnym pilnika lub pilników ściernych w
kierunku równoległym do osi przedmiotu
- elastycznym dociskiem narzędzia
- ruchem obrotowym przedmiotu
- waŜna rola płynu obróbkowego
MoŜna wykonywać na tokarkach stosując odpowiednie
przystawki do nadania pilnikom ruchu oscylacyjnego lub na
specjalnych obrabiarkach.
Docieranie
Frezowanie
- narzedzia wieloostrzowe
- większa wydajność
- mniejsza dokładność
- IT 8-10 , Ra=2.5 um
- obróbka przerywana z uwagi na to Ŝe poszczególme ostrza
pracują okresowo (wada-moŜliwośc powstania odkształceń)
- zapewnia dokładną współosiowość
- gwint klasy dokładnej
Szlifowanie:
- najbardziej wydajne
- duŜe głębokości skrawania 1.5 mm dla Ŝeliwa i 0.5 mm dla
stali
- duŜy posuw 1m/min do 6 m/min dla stali
Szlifowanie gwintów:
- obróbka wykańczająca gwintów wykonanych innym
sposobem, lub wykonanie gwintu w pełnym materiale
obrobionym cieplnie.
Frezowanie gwintów:
- bardzo wydajne
- mozliwośc wykonywania
zewnętrznych
gwintów
wewnetrzych
i
Kształtowanie zębów w kołach zębatych walcowych:
Obróbka wykańczająca:
Szlifowanie
- obwodem ściernicy na szlifierkach do płaszczyzn
- przedmioty duŜe na szlifierkach specjalnych sciernicami
garnkowymi
- szlifowanie pełzające pełnym profilem ściernicy
(najwydajniejsze)
- szlifowanie taśmami ściernymi
Metody kształtowe:
Frezowanie frezem krąŜkowym
(na frezarce uniwersalnej za pomoca podzielnicy)
Przeciąganie
(stosowane w produkcji wielkoseryjnej przede wszystkim do
uzębień wewnetrznych)
Dłutowanie
Metody mało dokładne – zastępcze
Maszynowe
Maszynowo – ręcznie – wykonywane na tokarce (wał ma ruch
obrotowy, a docierak w postaci tulei jest zamocowany w
specjalnym uchwycie wykonuje ruch posuwisto zwrotnyręcznie)
Szlifowanie z wysokimi prędkościami skrawania:
- specjalne szlifierki Vskr=80-160 m/s
- ściernice diamentowe i regularnego azotku boru
Nagniatanie
Jest to proces plastycznego kształtowania warstwy
wierzchniej części maszyn. Realizowany on jest za pomocą
kulek lub rolek o wysokiej twardościi malej chropowatości
powierzchni, które osadzone w odpowiedniej oprawie
dociskane są do obrabianej powierzchni i przemieszczane
względem niej, przy ruchach względnych narzędzia i
przedmiotu obrabianego.
Nagniatanie wygładzające i umacniające.
Ra=1.25-0.08 um
Operacje kształtowania otworów:
Przeciąganie
W produkcji wielkoseryjnej w odniesieniu do nieduzych
powierzchni
Na przeciągarkach pionowych
Bardzo wydajne , 5-8 razy wydajniejsze od frezowania
Ra=0.63-0.08 um
Obróbka bardzo dokładna pow. płaskich
Skrobanie:
Obróbka wiórowa
Przeprowadzana ręcznie
Polega na zdjmowaniu drobnych warstw materiału
skrobakiem
Miara dokładności jest liczba plamek, która uzyskuje się w
wyniku tuszowania na pow. o wymiarach 25x25 mm
Docieranie
Ręczne lub maszynowe
IT 01-6, Ra=0.16-0.01
Rolę ostrz skrawających spełniają mikroziarna ścierne
znajdujące chwilowe oparcie na docieraku, który stanowi
część chwytowa narzędzia. Ziarna ścierne są dostarczane w
strefę obróbki w postaci zawisiny cieczy, lub mikropasty.
Obróbka zgrubna otworów normalnych (l/d<8)
- wiertła kręte (12-13 klasa dokładności Ra=20 um) na
tokarce konieczne nawiercanie w celu uniknięcia obróbki
ścinem
- wiertła z płytkami z węglików spiekanych mocowanymi
mechanicznie
otwory odlane: wytaczanie, pogłębianie, wiertła z płtkami
mocowanymi mechanicznie
Obróbka kształtująca otworów:
- rozwiercanie: stosowane w prod jednostkowej i
małoseryjnej, rozwiertaki zdzieraki i wykańczaki
(znormalizowane) 6-8 klas dokładności
- wytaczanie: do duŜych otworów
- przeciąganie: prod. seryjna i wielkoseryjna IT5 Ra<0.32
- otwór wstępnie wiercimy i rozwiercamy zgrubnie
- szlifowanie
w prod. jednostkowej dla średnic >100 mm, aby uniknąc
wykonywania specjalnych rozwiertaków
Mikroszlifowanie:
Narzędziem jest ściernica, kinematyka procesu docierania
- znacznie większa wydajność w porównaniu z klasycznym
docieraniem
- materiały narzedzia – supertwarde.
Kształtowanie powierzchni kształtowych:
Toczenie przez skręcenie suportu
Toczenie przez przesuniecie osi konika (do stoŜków długich)
Toczenie za pomocą przestawnego liniału
Toczenie noŜem kształtowym
Toczenie na obrabiarkach NC
Rowki wpustowe na powierzchniach zewnetrznych:
Frezem do rowków na frezarce pionowej
Frezem tarczowym na frezarce poziomej
Rowki wpustowe na pow. wewnetrznych
Otwory długie l/d>8
Obróbka na specjalnych obrabiarkach przy uŜyciu specjalnych
narzędzi (wiertła lufowe, BTA, płytkowe).
Metoda wyróznia się podawaniem pod ciścieniem płynu
obróbkowego (smaruje, chłodzi i wypłukuje wióry)
9-11 klas dokladności, Ra=0.16-0.32
odchyłki kołowości 2 um
W produkcji jednostkowej i małoseryjnej: dłutowanie na
dłutownicy, w prod. seryjnej: przeciąganie
Wielowypusty na pow. zewnetrznych w prod seryjnej:
Frezowanie obwiedniowe za pomoca freza slimakowego
Wielowypusty w pow. wewnętrznych:
Przeciąganie: same rowki, lub rowki z otworem
Obróbka bardzo dokładna otworów
Gwinty:
IT5-7 Ra=0.01-0.16
- dogładzanie oscylacyjne,
gładzenie(na honownicach) Ra=0.16-0.02 IT 5-7,
docieranie: sposobem maszynowo – ręcznym, nagniatanie
Nacinanie gwintów narzynkami:
- na tokarce przy zast. Specjalnych oprawek
- małe prędkości skrawania
- częsta zmiana kierunku obrotów
- gwinty średniodokładne i zgrubne
Operacje kształtowania powierzchni płaskich
Obróbka zgrubna i kształtująca:
Struganie: w prod. jedn. i małoseryjnej na strugrkach
wzdłuŜnych
- wysoka dokładność 0.2-0.1 mm na długości 1000 mm
- mały czas przygotowawczo - zakończenowy
- mała wydajność (małe pr. Skr i straty biegu jałowego)
- obróbka ciągła
Głowice gwinciarskie
- produkcja seryjna
- samootwierające się głowice dla wałków
- samozamykajace się głowice dla otworów
- wyeliminowany jest ruch powrotny a tym samym
niebezpieczeństwo zniszczenia gwintu
Nacinanie gwintów noŜami:
- prod. jednostkowa i małoseryjna
- nieekonomiczne
Metody kopiowe:
Stosowane b. Rzadko, wykonywane na strugarkach dla kół o
duŜych modułach
Metody obwiedniowe:
W metodach tych zarysy boków zęba są obrabiane przez
kolejne połoŜenie krawedzi skrawających narzędzia,
wykonującego oprócz ruchu roboczego, ruch toczny z
obrabianym kołem. Ruch toczny moŜe być zrealizowany na
zasadzie współpracy dwóch kół zębatych, z których jedno jest
narzędziem, lub na zasadzie współpracy koła obrabianego z
narzędziem w kaształcie zębatki (metoda Maaga –
dłutowanie, ruchy toczne wykonuje koło)
Dłutowanie metodą fellowsa (do kół o module<=2.5)
Dla większych kół stosuje się frezowanie obwiedniowe.
Wałek bez obróbki cieplnej:
1. Przecinanie materiału
2. Prostowanie
3. Nakiełkowanie
4. Obróbka zgrubna
5. Obróbka wykańczająca
6. Obróbka kształtująca
7. Toczenie pow. stoŜkowych i kształtowych
8. Frezowanie rowków wpustowych
9. Wykonywanie wielowypustów
10. Wykonywanie gwintów
11. Wykonywanie otworów poprzecznych
12. Obróbka wykańczająca
13. Obróbka b. Dokładna
14. Kontrola jakości
Wałek z obr. Cieplna
1. cięcie
2. prostowanie
3. nakiełkowanie
4. obróbka zgrubna
5. obróbka kształtująca powierzchni które mają
hartowane
6. nawęglanie
7. obróbka kształtująca pozostałych powierzchni
8. hartowanie i odpuszczanie
9. prostowanie
10. poprawienie nakiełków
11. obróbka wykańczająca
12. obróbka bardzo dokładna
13. kontrola jakości
być
Dźwignia:
1. obróbka powierzchni czołowych
2. obróbka otworu o wiekszej średnicy z równoczesną
obróbką powierzchni czołowych
3. obróbka otworu o mniejszej średnicy i powierzchni
czołowej z ustaleniem dźwigni na wykonanym otworze
4. wykonanie operacji drugorzędnych
5. kontrola jakości