Moduł 2/3 Projekt procesu technologicznego obróbki przedmiotu typu bryła obrotowa

Transkrypt

1 Moduł 2/3 Projekt procesu technologicznego obróbki przedmiotu typu bryła obrotowa Zajęcia nr: 2 Temat zajęć: Określenie klasy konstrukcyjno-technologicznej przedmiotu. Dobór postaci i metody wykonania półfabrykatu. Materiał przygotowany z wykorzystaniem opracowań dr inż. Jacka Habla Prowadzący: mgr inż. Łukasz Gola, mgr inż. Dorota Warżołek lugola@gmail.com, dorotawarzolek@gmail.com

2 1. Określenie klasy konstrukcyjno-technologicznej przedmiotu Identyfikację klasy konstrukcyjno- technologicznej przedmiotu obrabianego PO można określić wg tzw. klasyfikatora części. Od poprawnego jej określenia zależy późniejsza struktura procesu technologicznego (kolejność operacji). W projekcie dobór zostanie uproszczony do sprawdzenia trzech warunków: Warunek 1 Jeżeli Czy przedmiot jest osiowo symetryczny? TAK Oraz Jaki jest stosunek długości przedmiotu L do jego największej średnicy D max? L 1 D max Oraz Czy przedmiot posiada otwór osiowy przelotowy? NIE Wtedy WAŁ

3 1. Określenie klasy konstrukcyjno-technologicznej przedmiotu Warunek 2 Jeżeli Czy przedmiot jest osiowo symetryczny? TAK Oraz Jaki jest stosunek długości przedmiotu L do jego największej średnicy D max? Wtedy TARCZA L D max < 1 Warunek 3 Jeżeli Czy przedmiot jest osiowo symetryczny? TAK Oraz Jaki jest stosunek długości przedmiotu L do jego największej średnicy D max? L D max 1 Oraz Czy przedmiot posiada otwór osiowy przelotowy? TAK Wtedy TULEJA

4 2. Dobór postaci i metody wykonania półfabrykatu Przed rozpoczęciem projektowania procesu technologicznego obróbki należy podjąć bardzo istotną decyzję wybrać postać i metodę wykonania półfabrykatu Decyzja ta ma wpływ na przebieg planowanego procesu PTO Jeśli półfabrykat jest tani, to jest również mało dokładny to oznacza zwykle konieczność wykonania wielu operacji, usuwania większej ilości materiału co przekłada się na dłuższy czas realizacji procesu i wyższe koszty charakterystyczne dla produkcji jednostkowej i małoseryjnej Jeśli półfabrykat jest drogi, to jest również bardzo dokładny swoim kształtem przypomina gotowy przedmiot dlatego wystarczy wykonać tylko kilka operacji usuwając niewielką ilość materiału to znacznie skraca czas obróbki i zmniejsza koszty wytwarzania charakterystyczne dla produkcji masowej Dlatego wybór półfabrykatu jest najważniejszą decyzją wstępną. Dotyczy ona wyboru: Postaci półfabrykatu i metody wykonania np. pręt walcowany na gorąco Odpowiednich wielkości naddatków obróbkowych, uwzględniając sposób mocowania PO Projektowanie procesów obróbki i montażu 4

5 Główne kryteria wyboru półfabrykatu Czynniki, które mają wpływ na wybór postaci i dokładności półfabrykatu: Klasa przedmiotu obrabianego (wał, tarcza, tuleja, dźwignia itp.) Wielkość produkcji (jednostkowa, seryjna, masowa itd.) Kształt PO (złożoność kształtu) = współczynnik O [% wiórów] Materiał z jakiego jest wykonany PO Dokładność i wzajemne położenie powierzchni w PO Konieczność obróbki powierzchni (np. obróbka cieplna) Maksymalne wymiary gabarytowe półfabrykatów znormalizowanych dostępnych w handlu Klasa dokładności (tolerancja wymiarowa) powierzchni wyznaczającej maksymalny rozmiar półfabrykatu znormalizowanego Procedurę można przedstawić w postaci algorytmu obliczeń Projektowanie procesów obróbki i montażu 5

6 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

7 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

8 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

9 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

10 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

11 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

12 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

13 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

14 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

15 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

16 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

17 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

18 wykonania TPO dla Narysowanie kolejnych stanów

19 3.1. Smukłość wału Smukłość wału określa jego podatność na zginanie i zależy od stosunku jego długości do średnicy: LPO S D max gdzie: L PO całkowita długość wału (poza uchwytem) D max największa średnica wału ma wpływ na konieczny sposób jego ustalenia: Jeżeli S < 3 wał krótki wystarczy w uchwycie szczękowym Jeżeli 3 < S < 12 wał sztywny mocowanie w kłach, wymaga obróbki nakiełków Jeżeli S > 12 wał niesztywny należy zastosować dodatkowo podtrzymkę, wymaga zabielenia (dodatkowe toczenie zgrubne, skórowanie) pod podtrzymkę

20 3.2. Obliczenie objętości przedmiotu obrabianego PO i półfabrykatu PF Obliczenie objętości PO i PF: Z rysunku odczytujemy dla jego średnicę oraz długość. Na tej podstawie obliczamy całkowitą objętość PO. UWAGA: dla dalszych obliczeń wymiary podajemy w [dm] a objętość w [dm 3 ] Dla półfabrykatu z objętość obliczamy wg wzoru: Na tej podstawie można obliczyć procent objętości zamieniany w wióry wg wzoru (np. jeśli O > 40% to odkuwka zamiast ): Obliczenie masy PO, PF oraz wiórów: Zależność do obliczenia masy: Dla stali gęstość materiału wynosi: Masa wiórów: m W m PF m PO l d 4 dm V PO V PF V O n i 1 PF li d 4 V V PF PO m m V[kg] V kg 7,85[ 3] 2 2 i 100%

21 3.3. Liczbę niezbędnych operacji obróbkowych można określić obliczając wskaźnik wzrostu dokładności Ko, który równy jest stosunkowi tolerancji półfabrykatu i tolerancji gotowej części. Tpf Ko T gdzie: T pf wartość tolerancji półfabrykatu, T po wartość tolerancji wymiaru średnicy powierzchni gotowej części. Dla obliczonej wartości wskaźnika: gdy Ko < 10 to możliwa jest obróbka w jednym przejściu N k = 1 (jedna operacja), gdy 10 < Ko < 50 obróbka wymaga dwu przejść N k = 2 (dwie operacje), gdy Ko > 50 to wymaga co najmniej trzech przejść N k = 3 (trzy operacje). Na przykład przy tolerancji odkuwki G: +1.2, D: -0.4 (cała wartość tolerancji odkuwki wynosi 1,6 mm) i tolerancji gotowej części 0,05 K o 1,6 0,05 po

22 przykład Dla ustalonego półfabrykatu i jego gabarytów odczytujemy odchyłki i obliczamy tolerancję: Na przykład dla walcowanego ø50 o zwykłej dokładności (1) odczytujemy: Górna odchyłka G = 0.8 Dolna odchyłka D = -0.8 Stąd tolerancja półfabrykatu TPF = G D = = 1.6 [mm] = [µm]

23 przykład Tolerancję dla PO odczytujemy dla osobno Jeśli nie ma podanego pasowania, to przyjmujemy klasę IT = 12 Wartości odchyłek dla pasowań odczytujemy z tablic: Na przykład dla powierzchni ø45g6 odczytujemy: Górna odchyłka G = -9 Dolna odchyłka D = -25 Stąd tolerancja przedmiotu obrabianego T PO = G D = = 16 [µm]!!! Stąd współczynnik K 0 = 1600/16 = 100, czyli N k = 3 trzy różne operacje!

24 KONIEC