Planowanie procesu technologicznego wymaga uwzględnienia rodzaju produkcji. Formalnie rozróżniania się pięć rodzajów produkcji. W tabeli 1 przedstawiono orientacyjne wielkości poszczególnych rodzajów produkcji. Współcześnie przy zmieniającym się charakterze produkcji dane przedstawione poniżej są danymi umownymi.

TEWY Nr 3/2017 (14) - Planowanie procesu technologicznego 671.87 KB 2650 downloads

TEWY Nr 3/2017 (14) - Planowanie procesu technologicznego ...

Download

Produkcja jednostkowa

Wytwarza się przedmioty w niewielkiej liczbie lub pojedyncze sztuki. Proces technologiczny należy przeprowadzić z zastosowaniem obrabiarek uniwersalnych oraz uniwersalnego oprzyrządowania technologicznego. Obróbka przedmiotu ma być jak najtańsza, za wyjątkiem sytuacji kiedy kluczowym kryterium są określone właściwości produktu finalnego. Stosowanie narzędzi i oprzyrządowania specjalnego oraz specjalistycznego nie jest brane pod uwagę ze względu na koszty. Współcześnie wykorzystywane są zarówno obrabiarki tradycyjne (konwencjonalne – ilustracja 1) jak i centra obróbkowego CNC (ilustracja 2). Czas t_pz (czas przygotowawczo-zakończeniowy) w przypadku produkcji jednostkowej jest istotnie dłuższy. Produkcja jednostkowa może charakteryzować się większym udziałem obróbek ręcznych.

Ilustracja 1. Tokarka konwencjonalna (tradycyjna)

Ilustracja 2. Centrum frezarskie CNC firmy GF Machining Solutions MIKRON VCE 800 Pro.

Produkcja seryjna

Produkcja seryjna polega wytwarzaniu produktu w określonej liczbie w powtarzających się seriach. Planowanie procesu technologicznego przy tym rodzaju produkcji wykorzystuje już narzędzia i oprzyrządowanie specjalne i specjalistyczne (ilustracja 3). Liczba operacji technologicznych będzie większa niż w przypadku produkcji jednostkowej. W ramach parku maszynowego oprócz obrabiarek uniwersalnych i centrów obróbkowych CNC będą wykorzystywane już obrabiarki specjalizowane.

Ilustracja 3. Przykład specjalistycznego oprzyrządowania technologicznego dedykowanego do 5-osiowej obróbki CNC firmy KIPP.

Produkcja masowa

Planowanie procesu technologicznego polega na opracowaniu i wdrożeniu procesu dla dużej liczby produktów wytwarzanych przez dłuższy w sposób ciągły. Do niedawna każda operacja technologiczna była związana z określonych stanowiskiem obróbkowym. Do niedawna wykorzystywano głównie obrabiarki specjalne i specjalistyczne ze specjalnym lub specjalistycznym oprzyrządowaniem technologicznym. Obrabiarki takie mogą wykonywać kilkanaście zabiegów w ramach jednej operacji (kilkanaście osi sterowanych – np. automaty tokarskie).

Powyżej przedstawione uproszczone definicje rodzajów produkcji w zasadzie nadal zachowują swoją słuszność. Współczesna produkcja ma charakter przede wszystkim jednostkowy co związane jest także ze zmieniającym się rynkiem odbiorców, a także postępem jakościowym. Przemysł 4.0 w swoich założeniach wręcz dąży do maksymalizacji kastomizacji produktów tym samym zwracając się ku produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Powszechnie stosowane są centra obróbkowe CNC co podyktowane jest ich coraz większymi możliwościami oraz coraz częstszą automatyzacją stanowisk obróbkowych. Postęp technologiczny choć głównie o charakterze jakościowym również przyczynia się do zmian. Rozwój technik przyrostowych (druk 3D) również stanowi czynnik wpływający na charakter współczesnych procesów produkcyjnych. W takim ujęciu zmianie ulega postrzeganie dotychczasowych rodzajów produkcji.

Planowanie procesu technologicznego

Planowanie procesu technologicznego w ujęciu dydaktycznym skupia się przede wszystkim na aspekcie jakościowym obróbki, doborze i projektowaniu półfabrykatu, właściwym określeniem kolejności obróbki powierzchni obrabianych, prawidłowym ustaleniu i zamocowaniu przedmiotu obrabianego oraz doborze parametrów obróbkowych. Pierwszym krokiem opracowywania procesu technologicznego jest analiza technologiczności konstrukcji wraz z analizą jej funkcjonowania w danym mechaniźmie. Analiza funkcjonalności komponentu pozwala na zweryfikowanie wymagań stawianych prawidłowej pracy urządzenia.

W pierwszej kolejności należy wstępnie określić liczbę etapów obróbki w ramach procesu technologicznego:

1. Obróbka zgrubna.
2. Obróbka kształtująca.
3. Obróbka wykańczająca.

Współczesne metody obróbki w ramach technik wytwarzania umożliwiają zredukowanie liczby etapów do obróbki zgrubnej i wykańczającej. Należy to rozumieć tak, że obróbka zgrubna zapewnia przygotowanie powierzchni do obróbki wykańczającej zarówno pod kątem dokładności geometrycznej jak i stanu warstwy wierzchniej powierzchni obrabianej.

Planowanie procesu technologicznego dopuszcza połączenie w ramach jednej operacji technologicznej  zabiegów obróbki zgrubnej oraz kształtującej (średnio dokładnej).

Dobór oprzyrządowania, narzędzi i parametrów obróbkowych

Planowanie procesu technologicznego wymaga nie tylko opracowania procesu technologicznego jako marszruty lecz jednocześnie wymaga odpowiedniego dobrania obrabiarek, uchwytów obróbkowych, narzędzi, oprawek narzędziowych oraz określenia koniecznych zabiegów i operacji kontroli technicznej.

W przypadku tokarek i trójszczękowych uchwytów obróbkowych dobiera się szczęki w celu dopasowania do kształtu przedmiotu obrabianego.

Liczba etapów obróbki

Liczba etapów w zależności od żądanej klasy dokładności komponentu finalnego przedstawiono w tabeli 2.

Liczba operacji uzależniona jest także od stosunku tolerancji T_s półfabrykatu do tolerancji T_g określonej przez konstruktora. Tabela 3 przedstawia zależności i ich znaczenia dla obróbki toczeniem.

Tabela 3.

	Możliwa realizacja całego procesu technologicznego w jednej operacji technologicznej.
	Proces technologiczny wymaga dwóch etapów obróbki. Możliwe jest przeprowadzenie obróbki w dwóch operacjach.
	Konieczne jest przeprowadzenie procesu technologicznego z wykorzystaniem obróbki zgrubnej, kształtującej i wykańczającej.

Powyższe dane mają charakter orientacyjny. Liczba operacji zależy od możliwości danego wytwórcy i implikować wykorzystywanie podwykonawców.

W ramach danego etapu obróbki jako pierwsze powinny być obrobione powierzchnie, które mogą cechować się wadami materiałowymi. W kolejnym kroku należy obrobić powierzchnie, przy obróbce których istnieje wyższe prawdopodobieństwo wystąpienia braków produkcyjnych. Określanie kolejności obróbki poszczególnych powierzchni zależy także od klasy przedmiotu obrabianego, dla których opracowane są tzw. ramowe procesy technologiczne.

Współcześnie panuje trend polegający na obróbce jak największej liczby powierzchni przedmiotu obrabianego w jednym ustaleniu i zamocowaniu.

Źródła

1. Kapiński S., Skawiński P., Sobieszczański J., Sobolewski J.Z., Projektowanie technologii maszyn, OWPW 2002
2. Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
3. Materiały własne.

TEWY Nr 3/2017 (14) - Planowanie procesu technologicznego 671.87 KB 2650 downloads

TEWY Nr 3/2017 (14) - Planowanie procesu technologicznego ...

Download