Technologiczne Przygotowanie Produkcji
dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Dźwignia #1 – proces technologiczny – półfabrykat

Część pierwsza opisu procesu technologicznego części klasy dźwignia. Dźwignia jako przedmiot swoją konstrukcją przypomina połączone trzonem dwie lub więcej tuleje.  Taki charakter konstrukcji dźwigni powoduje, że ich obróbka na tokarkach jest niemożliwa lub utrudniona. Przedstawione w dalszej części rozważania dotyczą przede wszystkim procesu technologicznego z wykorzystaniem konwencjonalnych obrabiarek. Jak wielokrotnie wspominałem takie procesy technologiczne umożliwiają efektywniejsze zapoznanie się z kolejnością obróbki powierzchni, doborem baz technologicznych, znaczeniem chropowatości powierzchni, pasowań. Warto zapoznać się z Rysunek konstrukcyjny a technologia. Jak czytać? co jest istotne od samego początku opracowywania procesu technologicznego, od momentu otrzymania dokumentacji konstrukcyjnej.

Przykładowe konstrukcje

Na ilustracji 1 przedstawiono przykładową dźwignię zaworową.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Ilustracja 1. Przykładowa konstrukcja dźwigni zaworowej.

Konstrukcja dźwigni zaworowej (ilustracji 1) odbiega od klasycznej definicji dźwigni przedstawionej powyżej. Tego typu dźwignia określana jest też mianem dźwigni jednostronnej. Na poniższej ilustracji 2 pokazano przykłady dwóch dźwigni dwustronnych o klasycznej konstrukcji (dwie połączone tuleje) z jednym otworem o jednoznacznie większej średnicy. Półfabrykatem dźwigni na górze jest odlew. Dźwignia na dole obrabiana jest z odkuwki jako półfabrykatu.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Ilustracja 2. Przykłady dźwigni o klasycznych konstrukcjach.

Półfabrykaty dźwigni

Wykorzystanie odlewów lub odkuwek świadczy o produkcji seryjnej lub wielkoseryjnej. Ilustracja 2 przedstawia dwa rodzaje półfabrykatów odlewu (dźwignia na górze) i odkuwki (dźwignia na dole). W przypadku produkcji jednostkowej dotychczas dźwignia może być wykonywana:

Współcześnie możliwe jest wykorzystanie druku 3D w produkcji zarówno jednostkowej jak i seryjnej. Autor [1] skupiał się przede wszystkim na procesach technologicznych z wykorzystaniem obrabiarek konwencjonalnych.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Ilustracja 3. Przestrzeń obróbkowa frezarskiego 5-osiowego centrum obróbkowego CNC firmy GF Machining Solutions – Mikron MILL P 500 UD.

Współczesne obrabiarki CNC oraz druk 3D znacząco wpływają na technologiczne zdolności obróbki dźwigni. Frezarskie centra obróbkowe CNC sprawdzają się zarówno w produkcji jednostkowej jak i seryjnej. W produkcji jednostkowej przy półfabrykatach z płaskowników mamy do czynienia ze znacznym objętościowym udziałem materiału, który należy usunąć. Jeżeli jednak półfabrykat to odlew lub odkuwka to obrabiarki CNC z powodzeniem można stosować w produkcji seryjnej. Rodzaj zastosowanych środków produkcji ma znaczący wpływ na przebieg procesu technologiczny i tym samym dokumentację technologiczną.

Dźwignia – technologiczność konstrukcji

Z punktu widzenia doboru głównej stykowej bazy technologicznej najlepiej jest gdy powierzchnie czołowe dźwigni znajdują się w jednej płaszczyźnie, przy najmniej z jednej strony. Tego typu konstrukcja dźwigni znacząco ułatwia jej obróbkę w procesie technologicznym wykorzystującym obrabiarki konwencjonalne. W pierwszej operacji obrabia się powierzchni czołowo znajdujące się na jednej płaszczyźnie, a w kolejnych operacjach te powierzchnie czołowe stanowią główną stykową bazę technologiczną.

W przypadku kiedy powierzchnie czołowe nie znajdują się w jednej płaszczyźnie istnieje możliwość wystąpienia większego błędu obróbkowego. Wynika to z faktu, iż odległość między powierzchniami czołowymi może być istotnie różna dla różnych partii półfabrykatów. Minimalizowanie wpływu zróżnicowanej odległości między powierzchniami czołowymi można realizować poprzez stosowanie właściwie zaprojektowanego i wykonanego oprzyrządowania technologicznego (złożone konstrukcje uchwytów obróbkowych – jedna główna stykowa baza technologiczna, druga nastawna baza technologiczna).

Proces technologiczny części klasy dźwignia – półfabrykat

Na ilustracji 4 przedstawiono projekt jednostronnej dźwigni zaworowej, której proces technologiczny zostanie omówiony w dalszej części.

dźwignia - lever - proces technologiczny - technological process

Ilustracja 4. Rysunek konstrukcyjny jednostronnej dźwigni zaworowej.

Dźwignia ma być wykonana ze stali dedykowanej do obróbki cieplnej (ulepszanie, hartowanie powierzchniowe) – 40H. Inne oznaczenia tej samej stali to 1.7035 oraz 41CR4. Oznaczenie literowo-numeryczne 40H pochodzi z normy PN-EN 10027-1. Oznaczenie numeryczne 1.7035 wprowadziła norma PN-EN 10027-2. Ostatnie oznaczenie, literowo-numeryczne to norma DIN. W realiach przemysłowych spotykamy je wszystkie (dokumentacja konstrukcyjna opracowana wiele lat temu, przyzwyczajenia pracowników).

Stal 40H jest trudno spawalna ale podatna na obróbkę mechaniczną (obróbka plastyczna i skrawanie). Stosowana jest przy wytwarzaniu części typu: wały korbowe, tuleje, osie, koła zębate, drągi tłokowe, koła zębate, dźwignie  i części złączne. W przypadku produkcji seryjnej zastosowanie stali oznacza, iż półfabrykatem będzie odkuwka (ilustracja 5).

Ilustracja 5. Szkic konstrukcyjny odkuwki jako półfabrykatu rozpatrywanej dźwigni.

Naddatki obróbkowe na ilustracji 5 zostały zakreskowane wzorem kratki. Moje doświadczenie wskazuje, że częściej jako oznaczenie naddatków w przekroju lub wyrwaniu na rysunku technologicznych stosuje się klasyczne kreskowanie o podwójnej gęstości, a kreskowanie wzorem kratki oznacza rdzeń w przypadku odlewu.

Szkic technologiczny jak na ilustracji 5 umożliwia łatwe rozpoznanie, które powierzchnia nie będą obrabiane. Wynika to przede wszystkim z symboli chropowatości w prawym górnym rogu rysunku konstrukcyjnego (ilustracja 4). W jaki sposób odczytywać ich znaczenie opisałem w artykule Rysunek konstrukcyjny a technologia. Jak czytać?. W jaki sposób opracować projekt odkuwki opiszę w całkowicie temu poświęconym artykule.

W dalszych częściach przedstawię proces technologiczny przedstawionej powyżej jednostronnej dźwigni zaworowej.

Następny wpis: Dźwignia #2 – operacja 10 – powierzchnie czołowe.

Źródła
  1. Feld M.,  Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
  2. Wiedza i konsultacje – dr inż. Maciej Horczyczak – ZAiOS ITW WIP PW
  3. Gatunek Stali : 40H; 41Cr4; 1.7035
  4. 40H/1.7035/41CR4
  5. Porównanie międzynarodowych oznaczeń stali

About author

morek

Rocznik 1973. W 1993 skończyłem Technikum Elektryczne Nr 1. W 1998 roku Wydział Mechaniczny Technologiczny i Automatyzacji (obecnie WIP) PW. 1997-2000 konstruktor narzędzi skrawających w F.W.P. VIS S.A. 2004. Doktorat z technologii kół zębatych. Technologie wytwarzania i procesy technologiczne to moja pasja.

Related Articles

Leave a reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

YouTube



Kategorie

%d bloggers like this: