2016-03-02

1

Podstawy Budowy Maszyn

Pojęcia podstawowe

TECHNOLOGIA – nauka o metodach i sposobach wytwarzania,

a więc nauka o procesach produkcyjnych, których celem

jest zmiana surowców i półwyrobów (półfabrykatów) w

gotowe produkty.

Technologia obejmuje:

1. Wykonywanie z surówek lub z półfabrykatów elementów

maszyn zgodnie z rysunkiem wykonawczym,

2. Zachowanie się elementów maszyn podczas obróbki oraz

wpływem tej obróbki na ich własności eksploatacyjne,

3. Sposobami łączenia w gotowy wyrób lub zespoły.

Technolog musi znać następujące dane wyjściowe:

1. Dokumentację konstrukcyjną (np. rysunek wykonawczy),

2. Program produkcyjny (wielkość produkcji),

3. Dane dotyczące parku maszynowego,

4. Dane dotyczące materiałów wyjściowych (pręty, blachy)

Technologia maszyn – to nauka o procesach wytwarzania

elementów maszyn i o procesach łączenia tych elementów w

gotowy wyrób.

Technologia maszyn ma powiązania z takimi dyscyplinami nauk

jak: wytrzymałość materiałów, metaloznawstwo, obróbka

skrawaniem, obróbka plastyczna, obrabiarki, ekonomika, itp.

TECHNOLOGIA WYTWARZANIA

WIADOMOŚCI PODSTAWOWE

ODLEWNICTWO

OBRÓBKA PLASTYCZNA

SPAJANIE (SPAWANIE I ZGRZEWANIE)

OBRÓBKA SKRAWANIEM

2016-03-02

2

PROCES PRODUKCYJNY – całokształt wszystkich czynności potrzebnych do przerobienia materiału,

surówek lub półfabrykatów w gotowy wyrób.

Materiał wyjściowy – jest to tworzywo określonej postaci ogólnego przeznaczenia, podlegające dalszej

obróbce (pręty, drut, folia, blacha, itd.).

Surówka – jest to tworzywo w postaci specjalnie

ukształtowanej do wytwarzania określonej części wytwarzanej w zakładzie (pasy pociętej blachy, odlewy,

odkuwki , wytłoczki, itp.).

Półwyrób (półfabrykat) – jest to celowo niewykończona

część pobierana z magazynu do dalszej obróbki.

Rodzaje procesów produkcyjnych:

podstawowe, których celem jest wytworzenie wyrobów

gotowych zaliczanych do produkcji podstawowej

przedsiębiorstwa produkcyjnego, np.: samochody, samoloty,

silniki,

pomocnicze, których celem jest tzw. produkcja pomocnicza,

niezbędna do realizacji procesów podstawowych, np.:

wytwarzanie narzędzi, energii, gazów technicznych,

wykonywania remontów itd.,

obsługi, związane z technicznym przygotowaniem produkcji

oraz kontrolą.

PROCES TECHNOLOGICZNY – zamknięta część procesu

produkcyjnego, związana bezpośrednio ze zmianą kształtu,

wymiarów, jakości powierzchni, własności

fizykochemicznych i miejsca poszczególnych elementów

maszyn

PODSTAWOWE ELEMENTY SKŁADOWE PROCESU TECHNOLOGICZNEGO :

• operacja,

• zabieg,

• przejście

Czynności wchodzące w skład procesu

technologicznego:

• Ściśle związane ze zmianą kształtów, wymiarów,

jakości

• O charakterze pomocniczym – nie zmieniają jego

kształtu ani własności

2016-03-02

3

OPERACJA – zamknięta część procesu technologicznego

wykonywana na jednym stanowisku roboczym (lub kilku),

przez jednego pracownika (lub grupę pracowników), na

jednym przedmiocie (lub grupie przedmiotów), przy

jednym lub kilku zamocowaniach, bez przerw na inną

pracę.

OPERACJĘ charakteryzują trzy cechy:

1.Niezmienność przedmiotu obrabianego

2.Niezmienność stanowiska roboczego,

3.Niezmienność wykonawcy

ZABIEG – część operacji, w czasie której następuje

zmiana kształtu, wymiarów, chropowatości, własności

fizycznych, przy stałych parametrach obróbki

charakterystycznych dla danego procesu

ZABIEG może być:

• prosty

• złożony

Cechy charakterystyczne zabiegu:

• niezmienność obrabianej powierzchni,

• niezmienność narzędzia,

• niezmienność warunków obróbki np. skrawania

ZABIEG to najdrobniejsza część procesu technologicznego, która zachowuje wszystkie jego własności.

Pomocnicze elementy: przejście, ruchy robocze i elementarne

PRZEJŚCIE – część zabiegu związana ze zdjęciem lub nałożeniem warstwy materiału.

CZYNNOŚĆ – jest to część zabiegu (lub operacji – przy operacjach jednozabiegowych) obejmująca pewną liczbę

ruchów (człowieka lub mechanizmów maszyn), których kolejne wykonanie daje pewien określony efekt działania

człowieka lub maszyny (np. włączenie napędu maszyny, włączenie mechanicznego posuwu, zamocowanie

przedmiotu, itp.)

2016-03-02

4

RUCHY ROBOCZE I RUCHY ELEMENTARNE

Ruch roboczy jest to podstawowy element czynności

(np. uchwycenie, uwolnienie, przesunięcie, obrót przedmiotu obrabianego, narzędzi lub elementów

maszyny).

Ruchy robocze składają się z ruchów elementarnych

(np. ruch ramienia, przedramienia, dłoni, palców, głowy).

PROGRAM PRODUKCYJNY – to liczba sztuk (niekiedy

liczba ton) maszyn lub urządzeń jaką zakład ma

wykonać w ciągu określonego czasu (np. rok lub

miesiąc ).

W zależności od wielkości produkcji rozróżniamy

następujące rodzaje produkcji:

1. jednostkowa

2. seryjna

3. masowa

2016-03-02

5

Produkcja jednostkowa – wytwarzanie wyrobów pojedynczo lub po kilka sztuk.

Produkcja seryjna – wytwarzanie wyrobów jednakowych pod względem konstrukcji, jak i wymiarów w

określonych odstępach czasu, seriami lub partiami.

Produkcja seryjna dzieli się na:

• małoseryjną

• średnioseryjną

• wielkoseryjną

Produkcja masowa – to produkcja, w której wyroby

wykonywane są w dużych ilościach bez przerwy, przy czym konstrukcja wyrobów zmienia się rzadko.

Zakresy współczynnika k wyznaczają poszczególne

typy produkcji:

k=1 typ produkcji masowej

k=2÷10 typ produkcji wieloseryjnej

k=10÷20 produkcji średnioseryjnej

k=20÷30 produkcji małoseryjnej

k >30 produkcji jednostkowej

2016-03-02

6

Cechy produkcji jednostkowej:

• wykonywanie na jednej obrabiarce (lub nawet stanowisku

montażowym) wielu operacji, a często nawet całkowitej obróbki danej części,

• stosowanie uniwersalnych obrabiarek i urządzeń ogólnego przeznaczenia,

•Ustawianie obrabiarek grupowo (tj. wg typów – np.

oddzielnie tokarki, frezarki, strugarki, itp.),

• stosowanie prawie wyłącznie narzędzi znormalizowanych,

• duży udział robót ręcznych, zwłaszcza przy montażu,

• zatrudnianie wysokokwalifikowanych robotników do obsługi obrabiarek,

• duża liczba detalooperacji

FAMOT Europa tokarka uniwersalna

Cechy produkcji seryjnej:

• obciążenie poszczególnych stanowisk pracy

powtarzającymi się okresowo operacjami,

• park maszynowy składa się z obrabiarek ogólnego

przeznaczenia, specjalizowanych i specjalnych,

• ustawienie obrabiarek i stanowisk pracy np. wg kolejno wykonywanych operacji,

• stosowanie narzędzi i przyrządów specjalnych, rzadziej znormalizowanych,

• ograniczenie obróbki ręcznej do niezbędnego minimum,

• zmniejszenie liczby detalooperacji,

• zmniejszenie liczby pracowników wysokokwalifikowanych,

• procesy technologiczne bardziej szczegółowe niż dla produkcji jednostkowej.

2016-03-02

7

UBB-112N tokarka do obróbki zestawów kołowych

sterowana numerycznie

Cechy produkcji masowej:

• jedna operacja na jednym stanowisku,

• ścisła specjalizacja poszczególnych stanowisk pracy,

• szerokie lub wyłączne stosowanie obrabiarek

specjalnych i przystosowanych tylko do jednej

operacji,

• szerokie lub wyłączne stosowanie przyrządów i narzędzi

specjalnych,

• ustawienie stanowisk pracy w linie obróbkowe i

montażowe, gniazda obróbkowe,

• prawie zupełne wyeliminowanie pracy ręcznej, wysoki

stopień mechanizacji i automatyzacji produkcji,

• stosowanie materiałów wyjściowych zbliżonych kształtem

i wymiarami do przedmiotów gotowych,

• wysoki stopień wykorzystania obrabiarek,

• wysoki % pracowników o niskich kwalifikacjach,

• szczegółowe i obszerne opracowanie procesów

technologicznych,

• mała liczba detalooperacji.

Decydujący wpływ na wybór obrabiarki ma: przedmiot obrabiany (jego klasa i wymiary gabarytowe), materiał obrabiany, wielkość produkcji i jej powtarzalność.

2016-03-02

8

PARK MASZYNOWY:

1. Obrabiarki uniwersalne – można na nich wykonywać

dużo detalooperacji,

2. Obrabiarki specjalizowane – w produkcji seryjnej; np.

toczenie długich wałków, toczenie stożków,

3. Obrabiarki specjalne – w produkcji seryjnej; np.

tokarka do kół wagonowych, tokarka do fazowania rur,

4. Automaty produkcyjne – w produkcji masowej;

• Sterowane sekwencyjnie (krzywkami),

• Sterowanie numeryczne (procesami),

5. Linie produkcyjne – np. 20 obrabiarek ( blok silnika – nawiercanie i gwintowanie otworów).

Tokarka uniwersalna

Centrum obróbcze

TECHNOLOGICZNOŚĆ KONSTRUKCJI

Jest to zespół cech konstrukcyjnych, które umożliwiają

otrzymanie wyrobu o wysokiej jakości, przy zastosowaniu

znanych, dostępnych, możliwie prostych, łatwych, tanich i mało

pracochłonnych procesów technologicznych.

CECHY :

• Minimalny ciężar

• Zamienność części

• Normalizacja i unifikacja

• Minimalna liczba rodzajów materiałów

• Dużo obróbek bezwiórowych oraz spawalniczych

Zamienność części maszyn: ( wymagania w produkcji

wielkoseryjnej i masowej )

Zamiennymi są te elementy lub całe zespoły elementów, które

można nawzajem zastępować bez naruszenia poprawności

działania maszyny.

Unifikacja – stosowanie w różnych rodzajach maszyn tych

samych elementów lub ich zespołów, dzięki czemu zmniejsza się

znacznie ich różnorodność.

2016-03-02

9

Normalizacją w technice nazywamy planowy proces wyboru,

podporządkowania, upraszczania i ujednolicania typów, wymiarów,

kształtów i własności wyrobu, metod i dokładności jego wykonania oraz

warunków dostawy i odbioru.

Typizacja – polega na zmniejszeniu liczby istniejących lub możliwych

odmian określonego wyrobu – do liczby wystarczającej w danych

warunkach. (typowielkości, typowymiary)

Technologiczność konstrukcji

Technologiczność

części

Technologiczność

montażu

Technologiczność części :

1. Minimalny ciężar

2. Obróbka i obrabiarki uniwersalne ( proste )

3. Dokładność minimalna

4. Czas główny - mały

5. Czas pomocniczy - mały

Technologiczność montażu :

1. Możliwie najmniejsza dokładność

2. Możliwie maksymalna liczba ludzi montująca

równocześnie

3. Możliwość podziału obiektu na podzespoły

( możliwie duża ich liczba )

2016-03-02

10

BAZOWANIE

BAZOWANIE jest to odebranie wszystkich 6 stopni

swobody obrabianemu elementowi.

BAZĄ nazywamy powierzchnię, krawędź lub punkt

przedmiotu, względem których określamy

położenie innych punktów, powierzchni i krawędzi.

BAZOWANIE składa się z :

1. Ustawienia np. postawienie elementu na stole

2. Ustalenia

3. Zamocowania

USTALENIE – polega na jednoznacznym wyznaczeniu miejsca i przestrzennego położenia przedmiotu względem osi układu współrzędnych, które mają wpływ na uzyskanie wymaganych wymiarów po obróbce.

ZAMOCOWANIE – unieruchomienie przedmiotu w ustalonym położeniu, czyli odebranie części obrabianej stopni swobody w kierunkach, w których część nie może się przemieszczać pod wpływem sił działających podczas obróbki.

Mocowanie przedmiotów odbywa się za pomocą: uchwytów, imadeł, podstawek, docisków, śrub mocujących, pryzm, itp.

BAZA KONSTRUKCYJNA – jest to baza przyjęta przy

konstruowaniu części w celu określenia powierzchni, krawędzi lub punktu tak, aby współpracowała ona

prawidłowo z innymi częściami.

BAZA TECHNOLOGICZNA – jest to baza przyjęta w celu

określenia położenia w części ( lub w przedmiocie) jakiegoś punktu, krawędzi lub powierzchni przy

realizowaniu procesu technologicznego.

Rozwiązanie optymalne, gdy baza konstrukcyjna

pokrywa się z bazą technologiczną.

2016-03-02

11

Elementy podpierające

KŁY Oprawki

2016-03-02

12

Tuleje redukcyjne

2016-03-02

13

2016-03-02

14

Przedmiotem badania i normowania czasu jest ustalony wycinek

procesu pracy zakończony określonym produktem ( wynikiem ).

Proces pracy to celowe działanie człowieka za pomocą

odpowiednich narzędzi i maszyn dla osiągnięcia określonych

produktów, czy rezultatów działalności.

Ustalenie norm pracy jest m.in. podstawą sterowania produkcją,

zarządzania produktywnością w skali przedsiębiorstwa,

planowania, kalkulacji kosztów.

NORMOWANIE CZASU PRACY

Czasem pracy nazywamy tę część czasu, kiedy pracownik (lub

maszyna ) znajduje się w czasie czynnym. W odniesieniu do

człowieka stan czynny może wyrazić się w postaci

wykonywania czynności fizycznych, jak i umysłowych, np.

ręczne sterowanie pracą maszyny.

Czas przerw jest to okres czasu, w którym stan czynny nie

występuje, np. czekanie tokarza na zakończenie

samoczynnego procesu skrawania, aby wykonać następną

czynność – odsunięcie suportu, zamocowanie następnego

przedmiotu.

2016-03-02

15

CZAS PRACY :

• Niezbędnej,

• Zbędnej ( zalicza się do czasu nienormowanego –

nieracjonalne wykorzystanie środków produkcyjnych,

stosowanie wadliwych metod pracy ).

Czas zużyty na stanowisku pracy można podzielić na:

• Czas pracy ( czas przygotowawczo – zakończeniowy,

czas wykonania, czas obsługi stanowiska )

• Czas przerw :

1. z przyczyn zależnych ( potrzeby fizjologiczne – czas

przerw na odpoczynek i na potrzeby fizjologiczne;

nagła choroba, )

2. niezależnych ( z przyczyn technologicznych,

organizacyjno – technicznych / przerwy w

zaopatrzeniu stanowiska / )

Techniczna norma czasu jest to ilość czasu potrzebnego do

wykonania operacji obróbkowych lub montażowych.

T = n • tj + z • tpz [ min ]

tpz – czas przygotowawczo – zakończeniowy

z – liczba zmian roboczych,

tj – czas jednostkowy, jest to czas potrzebny na wykonanie 1

sztuki produktu,

n- liczba sztuk do wykonania.

Tpz - obejmuje czas na takie typowe czynności jak: zapoznanie

się z dokumentacją zadania do wykonania, pobranie

niezbędnych narzędzi, uzbrojenie maszyny, rozliczenie się z

wykonanej roboty, doprowadzenie stanowiska pracy do stanu

wyjściowego; cechą charakterystyczną tej kategorii czasu jest

to, że występuje raz na partię lub serię wykonywanych

wyrobów ( lub raz na zmianę ).

2016-03-02

16

tj = tw + tu

tw – czas wykonania warunkuje pracochłonność zadania;

jest to czas potrzebny na jednorazowe wykonanie czynności

bezpośrednio związanych z daną operacją.

tu – czas uzupełniający, jest to czas przeznaczony na obsługę

stanowiska roboczego to oraz potrzeby fizjologiczne robotnika tf .

tw = tg + tp

tg – czas główny to czas, w którym zależnie od rodzaju operacji

następuje zmian kształtu, wymiarów, własności wykonywanego

przedmiotu bądź zmiana wzajemnego położenia i zamocowania

części wyrobu.

tgm –czas pracy wykonywanej przez samą maszynę,

tgmr – czas maszynowo – ręczny, zmiany w kształcie

przedmiotu,.... zachodzą przy bezpośrednim udziale robotnika i

połączone są z użyciem energii obcej (maszyny),

tgr- czas ręczny, gdy zmiany zachodzą bez użycia energii obcej,

tp – czas pomocniczy jest to czas zużywany na wykonanie

różnych ruchów niezbędnych do wykonania czynności

technologicznych ( powtarzających się przy każdej sztuce )

przykłady: mocowanie przedmiotu w uchwycie, ustawienie

wielkości posuwu, mierzenie średnicy przedmiotu, ustawienie

narzędzia, itd.

tu = to + tf

to – czas obsługi stanowiska roboczego przeznaczony jest na

czynności robotnika związane z organizacją i utrzymaniem

zdolności stanowiska do ciągłej pracy.

to = tot + too

tot - czas obsługi technicznej jest związany ze sposobem

eksploatacji maszyny i narzędzi pracy, zapewniający

utrzymanie stanowiska w pełnej gotowości ( np. czas na

wymianę stępionego narzędzia ),

too – jest to czas zużywany na wykonanie działań typowo

porządkowych,

tf = tfo + tfn

tfo – czas na odpoczynek wynikający z charakteru procesu

pracy,

tfn – czas na spożycie posiłku regeneracyjnego czy

śniadania przewidzianego w regulaminie pracy oraz

załatwienie potrzeb fizjologicznych,

2016-03-02

17

Czynniki uwzględniane przy ustalaniu technicznej normy

czasu:

• poprawne opracowanie operacji z punktu widzenia doboru

obrabiarki i jej wyposażenia,

• właściwa wielkość naddatków na obróbkę odpowiednią dla

danej operacji i wymiarów przedmiotu,

• najbardziej racjonalny przebieg obróbki w danych

warunkach technicznych,

• zastosowanie najbardziej dogodnych sposobów obróbki,

• właściwy dobór, stan obrabiarki, narzędzi i przyrządów,

• odpowiednie do danej pracy kwalifikacje robotnika,

• najlepsza organizacja pracy i obsługi stanowiska roboczego,

gwarantująca nieprzerwaną pracę.

Metody pomiaru czasu roboczego i jego struktury:

Chronometraż

Fotografia : Ciągła : indywidualna,

wielostanowiskowa, somatografia

Migawkowa : regularna, nieregularna

Fotografia ciągła – nieprzerwane śledzenie stanowiska roboczego i notowanie wszystkich elementów pracy i

przerw występujących w czasie obserwacji tej pracy.

Indywidualna – obiektem obserwacji jest jeden robotnik i jedno obsługiwane przez niego stanowisko.

Wielostanowiskowa – obserwacja jednego robotnika

obsługującego kilka maszyn; celem takiej fotografii jest ustalenie liczby i rodzajów maszyn, które robotnik może

obsłużyć w czasie zmiany.

Somatografia – obserwacja uczestnicząca, polega na

zapisywaniu przez samego pracownika czynności jakie

on wykonuje.

Migawkowa regularna – polega na śledzeniu kolejno

wielu stanowisk roboczych w określonych równych

odstępach czasu i na notowaniu zaobserwowanych na

stanowiskach elementów pracy i przerw.

Migawkowa nieregularna – określona liczba

przypadkowych obserwacji wielu stanowisk roboczych

z jednoczesnym notowaniem treści elementów pracy

lub przerw.

Chronometraż – pomiary czasu typowych,

powtarzalnych elementów pracy; charakterystyczną

cechą chronometrażu jest wielokrotność obserwacji

tej samej operacji, czy tej samej czynności.

2016-03-02

18

Metody normowania :

• sumaryczne polegające na tym, że normę czasu ustala się

w sposób całościowy bez podziału operacji na elementy

składowe ( zabiegi, czynności i ruchy robocze) i

przeprowadzania szczegółowej analizy metod pracy,

• analityczne polegające na rozłożeniu normowanej operacji

na elementy składowe oraz ustaleniu dla każdej z nich

oddzielnie czasów wykonania zadania przy określonych

warunkach pracy oraz racjonalnej metodzie pracy.

Metody sumaryczne :

• szacunkowa, oparta na doświadczeniu normisty, który na

podstawie wieloletniego doświadczenia szacuje ilość czasu

niezbędnego do wykonania danej operacji ( produkcja

jednostkowa, małoseryjna ),

• statystyczna, gdzie normę czasu ustala się na podstawie

danych statystycznych o zużyciu czasu przy wielokrotnym

wykonywaniu operacji w przeszłości,

• porównawcza, polegająca na ustaleniu normy czasu na

podstawie analogii do operacji zbliżonej, dla której

dysponujemy normą czasu.

Metody analityczne – wykorzystują omówione metody

pomiaru czasu pracy

• analityczno – badawcza, ( chronometraż, fotografia )

• analityczno – obliczeniowa (sumowanie czasów trwania

poszczególnych elementów składowych operacji,

wykorzystując w tym celu syntetyczne normatywy

czasów na typowe roboty.

DOKUMENTACJA TECHNOLOGICZNA

Jest to zbiór materiałów precyzujących dany proces

technologiczny.

PEŁNA DOKUMENTACJA to:

1. Całość dokumentów określających przebiegi procesów

technologicznych wykonania wszystkich części maszyn i

ich montażu,

2. Wszystkie dokumenty pomocy i urządzeń warsztatowych

specjalnych, potrzebnych do realizacji procesów

technologicznych, o których mowa w pkt.1,

3. Wszystkie normy i warunki techniczne, na które

powołują się dokumenty wymienione w pkt. 1 i 2.

2016-03-02

19

Dokumenty główne :

1. Karta technologiczna dla różnych części maszyn,

2. Karta operacyjna dla poszczególnych operacji,

3. Karta normowania czasów roboczych dla

poszczególnych operacji,

4. Karta zużycia materiału,

5. Wykazy pomocy warsztatowych wg odpowiednich

kart technologicznych.

RYSUNKI

1. Surówek (odlewów, odkuwek, wytłoczek, materiałów kształtowych specjalnych),

2. Narzędzi specjalnych do obróbki skrawaniem,

3. Narzędzi specjalnych do obróbki plastycznej na

zimno i gorąco,

4. Matryc, kokili, modeli,

5. Przyrządów i uchwytów specjalnych

DOKUMENTY ZWIĄZANE Z ORGANIZACJĄ PRODUKCJI

(opracowuje się w razie potrzeby, np. rozplanowanie

stanowisk pracy oddziału, zestawienie

pracochłonności wyrobu)

DOKUMENTY ZWIĄZANE Z DYSCYPLINĄ

TECHNOLOGICZNĄ:

1. Protokół sprawdzenia operacji,

2. Wniosek o zmianę procesu technologicznego,

3. Karta zmian procesu technologicznego

KARTA TECHNOLOGICZNA jest to dokument zawierający

wszystkie dane techniczne niezbędne do wykonania

przedmiotu, a więc podaje cały przebieg obróbki, od

materiału wyjściowego do gotowego przedmiotu.

KARTA INSTRUKCYJNA daje szczegółowe informacje

dla wykonania danej operacji:

szkic przedmiotu w położeniu w jakim znajduje

się w czasie obróbki,

sposób bazowania i zamocowania przedmiotu.

grubymi liniami zaznaczone powierzchnie

obrabiane,

wymiary otrzymywane w wyniku danej operacji

oraz wszystkie warunki techniczne