Technologiczne Przygotowanie Produkcji
rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie - construction drawings - technology - read

Rysunek konstrukcyjny a technologia. Jak czytać?

Podczas zajęć projektowych zaobserwowałem, iż analiza rysunku konstrukcyjnego pod kątem technologicznym stanowi wyzwanie. Umiejętność tę uznaję za kluczową z punktu widzenia technologicznego przygotowania produkcji. Rysunek konstrukcyjny umożliwia rozpoznanie powierzchni funkcjonalnych i swobodnych. Współczesne zasady zapisu m.in. chropowatości są rozbudowane i umożliwiają bezpośrednie wskazanie metody obróbkowej, a także szerokości naddatku obróbkowego.

Dziękuję czujnemu Panu Filipowi, który wskazał na bardzo ważny aspekt dotyczący rysunków konstrukcyjnych i wykonawczych. Zasady opracowywanie rysunków technicznych pozornie jedynie są niezmienne. To powoduje, że dokumentacje konstrukcyjne i technologiczne, które powstały w różnych okresach mogą stosować m.in. odmienne opisy chropowatości powierzchni.

Powierzchnie funkcjonalne to przede wszystkim powierzchnie obrabiane w ramach procesu technologicznego oraz pełniące rolę baz technologicznych. W przypadku pierwszej operacji technologicznej ustalenie przedmiotu obrabianego następuje z wykorzystaniem powierzchni surowej półfabrykatu (odlew, odkuwka, pręty o różnych przekrojach, rura). Jeżeli są powierzchnie nieobrabiane to jedna z tych powierzchni powinna posłużyć jak główna technologiczna baza stykowa w pierwszej operacji technologicznej.

Na ilustracji 1 przedstawiono przykładowy rysunek konstrukcyjny części klasy tuleja, który został opracowany na podstawie nieważnej już normy PN-58/M-04252.

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 1. Rysunek konstrukcyjny przykładowej tulei.

Oznaczenie rodzaju materiału niejako wskazuje bezpośrednio i pośrednio na technikę wytwarzania jaka powinna być użyta do wytworzenia półfabrykatu. W przypadku tulei na ilustracji mamy określoną stal. W produkcji seryjnej można wykorzystać odkuwkę, a w produkcji jednostkowej pręt o odpowiednio dobranej średnicy. Odlew w produkcji seryjnej stosujemy dla materiałów predysponowanych swoimi właściwościami do tej techniki wytwarzania, np. żeliwo. Jednak w produkcji jednostkowej stosowanie żeliwa nie jest zalecane ze względu ekonomiczne uwarunkowania. W takiej sytuacji należy w porozumieniu ze zleceniodawcą albo konstruktorem dobrać inny materiał (stal).

Analiza rysunku konstrukcyjnego jest ważna na etapie doboru i opracowywania projektu półfabrykatu. Konieczne jest rozpoznanie powierzchni funkcjonalnych (istotnych), które będą obrabiane. W zależności od rodzaju półfabrykatu (odlew, odkuwka, kształtownik) dobiera się naddatki obróbkowe.

Chropowatość powierzchni

W pierwszej kolejności zwracamy uwagę na ogólne informacje dotyczące chropowatości powierzchni, które powinny być w prawym górnym rogu rysunku konstrukcyjnego (ilustracja 2) lub w pobliżu tabelki rysunkowej.

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 2. Przykładowy ogólny opis chropowatości powierzchni na rysunku konstrukcyjnym 2D.

Oznaczenia chropowatości ujęte w nawiasach to wartości, które powinny być naniesione na właściwym rysunku konstrukcyjnym (ilustracja 3).

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 3. Opis ogólny chropowatości a oznaczenia chropowatości na rysunku konstrukcyjnym.

Na rysunku konstrukcyjnym są również powierzchnie, które nie posiadają żadnego przypisanego oznaczenia chropowatości. W takim przypadku chropowatość takich powierzchni określa znak chropowatości poprzedzający nawias w prawy górnym rogu (ilustracja 4.a i 4.b).

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 4.a i b. Oznaczenia chropowatości, które mogą wystąpić przed nawiasem w opisie ogólnych chropowatości powierzchni przedmiotu.

Znak na ilustracji 4.a oznacza, iż dana powierzchnia zachowuje swoje właściwości, w tym chropowatość z poprzedzającego etapu produkcji danego procesu produkcyjnego. W przypadku produkcji seryjnej omawianej tulei będzie to proces wytwarzania półfabrykatu. Dla produkcji seryjnej będą to odlew lub odkuwka. Dla produkcji jednostkowej np. pręt lub wydruk 3D z metali.

Oznaczenie na ilustracji 4.b określa, że powierzchnie na rysunku konstrukcyjnym pozbawione indywidualnie określonej chropowatości mają być obrabiane. Uzyskana chropowatość ma być zgodna z zapisem oznaczenia na ilustracji 4.b.

W przypadku zalecanej aktualnie normy PN-EN ISO 1302:2004 oznaczenie chropowatości jest już nieco inne, a sama lokalizacja ogólnej informacji (ilustracja 2) została przeniesiona bliżej tabelki rysunkowej. W normie PN-EN ISO 1302:2004 m.in. można spotkać się z następującymi oznaczeniami chropowatości (ilustracja 5).

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 5. Wybrane sposoby oznaczania chropowatości wg normy PE-EN 1302:2004.

Ilustracja 5 przedstawia wybrane, przykładowe oznaczenia chropowatości wg normy PE-EN 1302:2004:

a.) powierzchnia nie może być obrabiana metodami ubytkowymi ani poddawana innym obróbkom (teksturowanie laserowe, druk 3D);

b.) powierzchnia nie powinna być obrabiana, lecz wcześniejsze operacje powinny zapewnić określoną chropowatość powierzchni;

c.) powierzchnia powinna być obrabiana, a chropowatość po obróbce powinna wynosić Ra 5;

d.) powierzchnia powinna być obrabiana, szlifowaniem, a chropowatość po obróbce powinna wynosić Ra 5 – wskazana jest ściśle określona metoda obróbki;

Na ilustracji 5.e.) przedstawiono przykład ogólnej informacji o chropowatościach powierzchni przedmiotu w ramach rysunku konstrukcyjnego oraz wykonawczego. Jeżeli jakaś powierzchnia na rysunku nie ma przypisanego indywidualnie oznaczenia chropowatości obowiązuje oznaczenie poprzedzające nawias. Oznaczenia chropowatości umieszczone w nawiasie są tymi jakie można odszukać na samym rysunku. Ogólny opis chropowatości umieszcza się w pobliżu tabelki rysunkowej.

Dokładność wymiarów geometrycznych

Chropowatość i dokładność wymiarowa są skorelowane ze sobą technologicznie. Z użytkowego punktu widzenia mogą być wymagania bardzo małej chropowatości (duża gładkość) danej powierzchni przy jednoczesnym braku wymagania co do dokładności obróbki. Jeżeli na rysunku konstrukcyjnym jest wymiar o wartości pozbawionej odchyłek (ilustracja 6) to w takim przypadku zastosowania ma klasa dokładności IT14÷15. W przemyśle metalowym i maszynowym klasy te określane są mianem klasy warsztatowe. Duże odchyłki powodują, że nie uznaje się jej za dokładną.

rysunek konstrukcyjny - proces technologiczny - czytanie

Ilustracja 6. Przykład wymiarów nietolerowanych na rysunku konstrukcyjnym.

Zwróćmy uwagę na samo ocechowanie wymiaru wartością bez odchyłek. W rzeczywistości technologicznej każda technika wytwarzania umożliwia osiągnięcie określonych chropowatości i dokładności geometrycznych. W konsekwencji nie istnieje możliwość uzyskania powtarzalnej jednej i tylko jednej wartości danego wymiaru. Wartość wymiaru pozbawiona odchyłek niejako podkreśla niskie wymagania dokładnościowe. W przypadku części klasy tulei wymiary takie dotyczą bardzo często powierzchni, które nie są obrabiane.

W przypadku ilustracji 6 wymiar Ø44 dotyczy rowka technologicznego, który zapewnia nam możliwość obróbki otworu na wymiar Ø40H8. Rowek zapewnia nam warunki dla wyjścia narzędzia bez styku z inną powierzchnią. Bez tego rowka nie byłaby możliwa obróbka otworu na żądany wymiar z określoną chropowatością (obróbka wykańczająca). Z kolei wymiar Ø46 dotyczy rowka technologicznego lub podcięcia technologicznego, które ma to samo zadanie, czyli umożliwienie obróbki zewnętrznej powierzchni cylindrycznej na wymiar Ø50h6. Tu również dzięki temu narzędzie ma zapewnione wyjście i odejście od przedmiotu obrabianego.

Istotnym technologicznie jest tolerancja złożona położenia i kształtu – tolerancja bicia wzdłużnego (osiowego), dla którego bazą jest powierzchnia oznaczona literą A (Ø40H8). Obróbki wykańczające powierzchni bazowej A (powierzchni otworu głównego tulei) oraz wskazanej (zależnej) powierzchni zewnętrznej (Ø50h6) są ze sobą powiązane. Ramowy proces technologiczny tulei z bazowaniem na otworze z użyciem obrabiarek konwencjonalnych wskazuje, że obróbka wykańczająca otworu jest operacja przedostatnią. Takie umiejscowienie tej operacji wynika z istnienia z tolerancji złożonej położenia i kształtu, a także od zewnętrznych rowków wpustowych i otworów poprzecznych. Precyzyjna obróbka zewnętrznych powierzchni tulei to ostatnia operacja technologiczna. Powodem tego jest także minimalizowanie powstawania uszkodzeń powierzchni zewnętrznej.

Wymiar, którego wartość jest uzupełniona o alfanumeryczny opis np. H9 lub g6 umożliwia rozpoznanie powierzchni funkcjonalnych, które finalnie w maszynie lub urządzeniu współpracują z powierzchniami innej części. W ten sposób określany jest rodzaj pasowania. Nie oznacza to jednak wysokiej dokładności wykonania (wąskiego pola tolerancji).

Otwory poprzeczne, rowki wpustowe

Otwory poprzeczne (ilustracja 7) oraz różnego rodzaju rowki wpustowe lub wielowypusty wpływają m.in. na to czy będzie możliwe w przypadku części klasy tuleja wykonanie otworu głównego (w osi przedmiotu) na gotowo (finalnie) w pierwszej operacji. Wszelkiego rodzaje przecięcia powierzchni (rowki, otwory poprzeczne) z reguły oznaczają wprowadzenia operacji gratowania czyli usuwania zadziorów. Usuwanie zadziorów może być przeprowadzane zarówno na stanowisku ślusarskim za pomocą okrawarek, z użyciem elektronarzędzia jak również na obrabiarkach CNC.

Ilustracja 7. Otwór poprzeczny w części klasy tuleja.

Rysunek konstrukcyjny stanowi nie tylko graficzne opisanie konstrukcji (ang. GPS – Geometrical Product Specification) ale jednocześnie stanowi najważniejsze źródło dla technologa odpowiedzialnego za technologiczne przygotowanie produkcji.

Pod tym adresem znajdziecie pierwszą część opisu przykładowego procesu technologicznego części klasy tuleja i tarcza.

Źródła

 

 

 

 

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

Nadchodzące wydarzenia

  1. ITM POLSKA na drodze do Przemysłu 4.0

    Czerwiec 4 - Czerwiec 7
  2. MSPO

    Wrzesień 3 - Wrzesień 6
  3. TOOLEX

    Październik 1 - Październik 3
  4. Maintenance

    Październik 2 - Październik 3
  5. Kompozyt EXPO (R)

    Październik 8 - Październik 9
%d bloggers like this: