2. A GYÁRTÁSI FOLYAMAT TERVEZÉSÉNEK ALAPJAI
Gyártástervezés alatt a gyártás fő- és segédfolyamatainak
tervezését értjük, mégpedig olyan mélységben, amilyen a
gyártórendszer tervezéséhez és a gyártás szervezéséhez
szükséges.
A gyártás technológiai folyamatainak tervezése gyártás
tárgyának tulajdonságát közvetlenül befolyásoló állapotváltozási
folyamatok tervezésére irányul.
Technológiai előtervezés: technológia-helyességi vizsgálata,
előgyártmány megválasztása és tervezése, ráhagyás számítás.
Előgyártási technológiák tervezése: az előgyártmánygyártás
technológiai folyamatainak tervezése.
Forgácsolással előállítható alkatrészek technológiai folyamatainak
tervezése.
A gyártmányszerelés technológiai folyamatainak tervezése.
t
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
GY
ÁR
TÁS
TERV
EZÉS
VÁ
LLAL
ATIR
ÁN
YÍTÁS
TECH
NO
LÓG
IAI ELŐ
TERV
EZÉS
ELŐGYÁRTMÁNYGYÁRTÁS TECHNOLÓGIAI
FOLYAMATAINAK TERVEZÉSE
ALKATRÉSZGYÁRTÁS TECHNOLÓGIAI
FOLYAMATAINAK TERVEZÉSE
SZERELÉS TECHNOLÓGIAI FOLYAMATAINAK
TERVEZÉSE
GY
ÁR
TÁS
I FOLYA
MA
TIRÁ
NYÍTÁ
S
KONSTRUKCIÓS TERVEZÉS
TERMELÉSIRÁNYÍTÁS KÉSZLETGAZDÁLKODÁS
2.1. ábra
A technológiai tervezés főbb területei és kapcsolata a környezetével Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1. A gépgyártástechnológiai folyamatok tervezésének
fő szakaszai
A gyártás műszaki előkészítésének és irányításának
kapcsolatait jól mutatja a 2.2. ábra.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
TECHNOLÓGIAI
ELŐTERVEZÉS
MŰVELETI
SORREND
TERVEZÉS
T
E
R
M
E
L
É
S
I
R
Á
N
Y
í
T
Á
S
=
P
P
S
=
T
I
R
=
K
O
N
S
T
R
U
K
C
I
Ó
S
T
E
R
V
E
Z
É
S
=
C
A
D
=
K
É
S
Z
Ü
L
É
K
S
Z
E
R
S
Z
Á
M
TE
RM
EL
ÉS
TE
RV
EZ
ÉS
(év
es
, ne
gy
ed
év
es
)
TE
RM
EL
EL
ÉS
ÜT
EM
EZ
ÉS
(he
ti, h
av
i)
OP
ER
AT
íV IR
ÁN
YíT
ÁS
(fin
om
pro
gra
mo
zás
)
MŰVELET- ÉS
MŰVELETELEM
TERVEZÉS
ADAPTÁLÁS,
POSZTPROCESSZÁLÁS
GYÁRTÓRENDSZER
(üzem, műhely, gyártósor)
= CAM = IGYR =
gyártmánytervezési igény
gyártmány, részegységek,alkatrészek leírása
technológiahelyes
konstrukció
kialakításaalkatrész
előgyártmány,fő
gyártási eljárások
készüléktervezési
igény
készülék leírásaalkatrészgyártási
feladat leírása
műveleti
sorrendváltozatok
optimális sorrend
má
so
dla
go
s o
pti
má
lás
mű
ve
let-
irá
ny
ítá
si
lap
mű
ve
let-
terv
ek
szeszámtervezési
igény
szerszám leírása
technológiai dokumentáció
gyártási program és
dokumentáció
jelentés a gyártási
program végrehajtásáról
G
Y
Á
R
T
M
Á
N
Y
2.2. ábra
A gyártás műszaki
előkészítésének
és irányításának
információs
kapcsolatai
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Műveleti sorrendtervezés:
• megmunkálási igények feltárása;
• befogási sémák meghatározása;
• gyártóberendezések kiválasztása, az egyes
berendezéseken végrehajtandó megmunkálási feladatok
kijelölése. (műveletek és végrehajtási sorrendjük
meghatározása), technológiai változatok képzése, optimális
változat kijelölése (esetleg TIR-rel együttműködve).
• műveletközi méretek, ráhagyások meghatározása;
• befogókészülékek választása, tervezési igény
megfogalmazása;
• MŰVELETI SORRENDTERV (2.3. ábra) szerkesztése.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Művelettervezés:
• műveletelemek kijelölése (generálása);
• műveletelemekhez szerszámok választása (esetleg
szerszámtervezési igény megfogalmazása);
• műveletelemek végrehajtási sorrendjének
meghatározása;
• szerszámelrendezés tervezése;
MŰVELETTERV szerkesztése (2.4. ábra).
Műveletelem-tervezés:
• forgácsolási paraméterek meghatározása;
• szerszám mozgásciklusok tervezése;
• normaidők számítása.
• Adaptálás, posztprocesszálás:
• technológiai dokumentáció szerkesztése;
• NC-CNC vezérlőprogramok kódolása.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A technológiai tervezés és nyilvánvalóan a technológiai
dokumentáció részletessége függ:
•a gyártás tömegszerűségétől;
•a gépkezelő képzettségétől;
•a gyártóberendezés automatizáltsági szintjétől;
•a munkadarab méretétől, a nyersdarab értékétől;
•a gyártás szervezettségi szintjétől.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.3. ábra
Műveleti
sorrendterv
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi
Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.4. ábra
Műveletterv (részlet)
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet,
Prof. Dr. Dudás Illés
A gyártás tömegszerűségének növekedésével növekszik a
technológiai dokumentáció részletessége. Tömeggyártásnál
részletes, műveleti utasítás szintű dokumentációt dolgoznak
ki.
Szerszám/készülék szerkesztését kérő lap
NC-CNC vezérlőprogram
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Gyár:
DIGÉPSzerszám vagy készülék szerkesztését
kérő lap
Folyószám:
Munkadarab jele:
Rajzszám:
26-223 C02-1
Munkadarab megnevezése:
Íveltprofilú csiga
Műveleti utasítás száma:
Művelet jele: Művelet megnevezése:
Köszörűkorong lefejtés
Gyártási jel:
Szerszám vagy készülék megnevezése:
26-223 C02-1/SZ1 rajzszámú lefejtő készülék, [30] alapján.
Vázlat
Műszaki előírás, magyarázat:
A gyémántceruza helyzetbeállítása biztosítja a tengelymetszeti körívprofilt (ax.és K paraméterek
állíthatóságával).
A gyémántceruza csúcsa a kengyelben levő furathoz képest excentrikusan helyezkedik el,
. ezáltal a csúcs pontosan a lefejtendő köszörűkorong tengelye és a készüléket befogó csúcsok
tengelye által meghatározott síkban van. ( lehúzó lefejtés szerint )
Munkagép
megnevezése leltári száma
a
Szerszám vagy készülékrajzszáma:
26-223 C02-1/SZ1.
Egyszerre befogott vagylegyártott darabok száma:
1.
Készítendő szerszám vagykészülék darabszáma:
1.
változatban
b
c
d
Szerszám vagy készülékjele, száma:
Összes munkadarabokszáma:
Mérési eljárás:
példányKiállította:HornyákBeatrix
Kelet:1985május 06
Ellenőrizte: Kelet: 1985május 06.
Kapjaosztály
2.5. ábra
Szerszám vagy készülék
szerkesztését kérő lap
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi
Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
A tervezés egyes feladatai valós időben, a gyártás során is
megoldhatók, ilyen pl. CNC-ben:
• a szerszámpálya generálása;
• a forgácsolási paraméterek meghatározása.
2.1.1. A technológiai tervezés sajátosságai, néhány fogalom,
alapelv
a.) Több megoldás lehetséges. Közülük kiválasztható a
legkedvezőbb (optimális).
b.) A technológusi tudás
• receptek
• modellek
• intuitív
c.) A technológiai tervezés többlépcsős iterációs folyamat
d.) A technológiai döntések fokozatos illesztésének
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
e.) „Ökölszabályok„
• a bázisfelületek megmunkálása megelőzi a többi felületét;
• a hordozófelület megmunkálása megelőzi a hordozottét;
• a nagy kiterjedésű felületek megmunkálása megelőzi a
kicsikét;
• a durva (nagyoló) megmunkálás megelőzi a
finommegmunkálást simítást.
f.) Bázisváltások minimalizálásának elve
g.) Munkadarab felületek típusai
• szabad felületek; melyek nincsenek megmunkálva
• megmunkált felületek
• bázis - és szorítási felületek
• technológiai felületek
h.) Felületcsoport
i.) Alkatrész a felületcsoportok rendezett halmaza Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
1. Előgyártás Előgyártmány előállítása és hőkezelése
2. Nagyolás Felesleges ráhagyás eltávolítása
3. Hőkezelés I. Nemesítés vagy feszültségmentesítés
4. Félsimító megmunkálás I. Megm.pontosság IT11-IT12, Ra > 2.5
5. Hőkezelés II. Cementálás.
6. Félsimító megmunkálás II. A cementálni nem kívánt felületekről a
cementált réteg eltávolítása.
7. Hőkezelés III. Edzés vagy nemesítés.
8. Simító megm. I. Megm. pont. IT7-IT10, Ra > 0.63
9. Hőkezelés IV. Nitridálás vagy feszültségmentesítés.
10. Simító megm. II. A nitridálni nem kívánt felületek
köszörülése.
11. Simító megm. III. IT6-IT7, Ra > 0.32
12. Felületkezelés Krómozás, nikkelezés, stb.
13. Befejező megmunkálás Ra = 0.08-0.04
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.6. ábra
Példa a technológiai felületekre Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.7. ábra
Munkadarab felületei
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Hordozófelület vagy főelem
Hordozott felület vagy mellékelem
2.8. ábra
A felületek hierarchiája
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1.2. Generatív, félgeneratív, típustechnológiai, tudásbázisú
vagy szakértői rendszer tervezési elv
Generatív elv, vagy többlépcsős (többfázisú) iteratív tervezési
elv
A technológus a feladat megoldását egy olyan terv
létrehozásával keresi, melynél lépésről lépésre dönt a
következő tervezési elemről.
A számítógépes megvalósítását nevezik generatív elvnek.
Variogeneratív (félgeneratív) elv
A vezér-, vagy reprezentáns alkatrészre kidolgozott technológiai
folyamattervből alakul ki a konkrét alkatrész gyártásához
alkalmazható technológiai terv.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1.3. Az alkatrészgyártás technológiai folyamatának a
kidolgozása [9]
Művelettervek és műveleti utasítások kidolgozása.
A művelettervezéskor nem elégséges külön-külön vizsgálni az
alkatrész egyes felületeit és ezek megmunkálási módozatait,
hanem az alkatrészt is, a technológiai folyamatot is
teljességében kell tanulmányozni.
A művelettervezéskor végzendő vizsgálatok tárgy- és
ismeretkörök szerinti csoportosítását a 2.1. táblázatban
találjuk.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1. táblázat
Az alkatrész és a munkamenet vizsgálatai
1.
geometriai vizsgálatok
2.
technológiai vizsgálatok
3.
gazdaságossági
vizsgálatok
4.
a megmunkálás
vizsgálata a
termelési
kapacitások és
program előírások
szempontjából
a) A gyártmány-
konstrukció
gyártásgeometriai
helyességének vizsgálata
b) A származék (gyártási)
méretlánc vizsgá-lata
c) A tűrések be-
tarthatóságának
vizsgálata
d) A ráhagyások
számítása
e) A műveleti méretek és
tűrések megállapítása
a) A gyárt-
mánykonstrukció
gyártástechnológiai
helyességének vizsgálata
b) A műveletek
megválasztása és a
műveleti sor-rend
megállapítása
c) A művelet
végrehajtásának
meghatározása
d) A forgácsolási adatok
megállapítása
a) A gyártmány-
konstrukció gyár-
tásgazdaságosságának
vizsgálata
b) A gyártás gazdaságos
tömegszerűségének
vizsgálata
c) A gép és a gyártási
eszközök
megválasztásának
gazdaságossági
vizsgálata
d) A munka szociális
körülményeinek
vizsgálata
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1.3.1. Az alkatrész és a munkamenet geometriai szempontok
vizsgálata
Gyártásgeometriai helyességének vizsgálata a következő:
a) A fentiekkel egyidőben ellenőrzi a szerkesztési méretláncot és
tűréseket, megadásuk helyességét, megállapítja, mely
felületek használhatók fel főbázisokként, mely szerkesztési
méreteket lehet technológiai méretekként felhasználni.
b) A származék (gyártási) méretlánc vizsgálata.
A bázisok megválasztásakor a művelettervező megállapítja a
helyzetmeghatározás és a szorítás módját, a méretek
mérésének módját és eszközeit. Vigyáz arra, hogy ezek
biztosan, de kényelmesen végezhetők legyenek.
a) A tűrések betarthatóságának vizsgálata, bár geometriai jellegű
számítás, csak a technológiai vizsgálatokkal egyidőben
végezhető. Sok esetben a tűrések betarthatóságának
vizsgálata visszahat a technológiai adatok megváltoztatására
és fordítva.
b) A ráhagyások számítása a megmunkálási és
helyzetmeghatározási hibák ismeretében lépésről lépésre
végezhető. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1.3.2. Az alkatrész és a munkamenet technológiai vizsgálatának menete
a) A gyártmánykonstrukció gyártástechnológiai helyességének
vizsgálata egyidejű a gyártás geometriai helyességének, de
gazdaságosságának vizsgálatával is.
Felül kell bírálni a tűréseket és érdességi előírásokat és meg kell
vizsgálni, hogy azok bizonyos mértékű változtatásával
miképpen egyszerűsödne a gyártás.
b) A műveletek megválasztása és a műveleti sorrend
megállapítása az egyes felületek megmunkálásához szükséges
forgácsolási módok hozzávetőleges elképzelésével kezdődik.
Jellegzetes alkatrészekre lehetnek típusművelettervek is,
amelyeket a művelettervező alapul vehet munkájában.
c) A művelet végrehajtásának meghatározása. Azonban a
technológiai szempontokat is egyeztetnie kell a gazdaságosság
követelményeivel, mielőtt végleg elhatározza a legmegfelelőbb
megoldást. A tisztán technológiai szempontok: a forgácsolási
feladat, a forgácsolóerő és teljesítmény, a forgács leválasztás,
az alakkiképzés, a pontosság stb
d) Forgácsolási adatok megállapítása. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.1.3.3. Az alkatrész és a megmunkálás gazdaságossági vizsgálata
a) A gyártmánykonstrukció gyártásgazdaságosságának vizsgálata
nem választható el a geometriai és a technológiai helyességének
a vizsgálatától, de tisztán gazdaságossági szempont: az
anyagmegtakarítás, a ráfordított idő- és költségcsökkentés,
valamint a termelékenység fokozása is.
b) A gyártás gazdaságos tömegszerűségének vizsgálata főképpen
sorozat- és tömeggyártásban lényeges. Megfelelő sorozat
esetén tanulmányozza a többgépes munka lehetőségeit.
c) A gép- és a gyártási eszközök megválasztásának
gazdaságossága.
d) A munka szociális körülményeinek vizsgálata a balesetelhárítás
és tisztaság követelményeinek betartásán túl terjedjen ki a
munkás fizikai és szellemi igénybevételének csökkentésére is
2.1.3.4. A megmunkálás vizsgálata a termelési kapacitások és a
programelőírások szempontjából
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
2.2. Típus- és csoporttechnológiai folyamatok, alkatrészek
technológiai osztályozása.
Az alkatrészosztályozás célja lehetővé tenni:
• a technológiai tervezést típustechnológiai folyamatok
alapján;
• a gyártás szervezését a csoportmegmunkálás elvére
alapozva.
A csoportmegmunkálás (GT=Group Technology) elve
Lényege, hogy a gyártástechnológiájuk alapján egy csoportba
sorolható munkadarabokat egy gyártósoron lehet megmunkálni.
Előny a gyártás relatív tömegszerűségének növekedése,
következésképpen:
• a gyártóberendezések a technológiai sorrend szerint
telepíthetők (csökken a műveletközi szállítás) és
gazdaságossá válik
• az egységes szerszámozás, készülékezés;
• a speciális szerszámok, készülékek alkalmazása. Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Az alkatrész technológiai kódja megmondja, hogy
• az alkatrész mely megmunkálási csoportba
tartozik;
• az alkatrész milyen típustechnológiai folyamat
révén állítható elő.
A csoportmegmunkálás és a típustechnológia
kapcsolatának lényege, hogy míg a
• csoportmegmunkálás mindig típustechnológia
alkalmazására épít, addig a
• típustechnológia nem feltétlenül igényli a
csoportmegmunkálás alkalmazását.
Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Reprezentáns vezér vagy komplex alkatrész: amely képviseli az
azonos technológiai sajátosságokkal bíró alkatrészek csoportját és
amelyre a típustechnológiai folyamat készíthető.
Célszerű olyan osztályozási rendszert kialakítani, melyben az
adott alkatrész technológiai kódja a műhelyrajz alapján
meghatározható.
Az osztályozási rendszer utal az alkalmazandó megmunkálási módra.
Például:
• függőleges marógépen,
• vízszintes marógépen
• gyalugépen
állítható elő a prizmatikus alkatrész.
Szerencsésebb, ha a kódrendszer a munkadarab
• alakjára;
• méreteire;
• pontossági követelményeire épül.
2.3. A megmunkálási eljárások rendszerezése Miskolci Egyetem, Gyártástudományi Intézet, Prof. Dr. Dudás Illés
Alaklétesítés
1.
Képlékeny-
alakítás
2.
Szétválasztás
3.
Egyesítés
4.
Bevonás
5.
Anyag-
tulajdonság
változtatás
6.
Esztergálás
3.2.1.1.
Forg. nélküli
szétv álasztás
3.1.
Forgácsolás
3.2.
Leválasztás
3.3.
Bontás
3.4.
Tisztítás
3.5.
Ürítés
3.6.
Határozott
élgeometriájú
szerszámmal
3.2.1.
Határozatlan
élgeometriájú
szerszámmal
3.2.2.
Furat-
megmunkálás
3.2.1.2.
Marás
3.2.1.3.
Gyalulás
Vésés
3.2.1.4.
Üregelés
3.2.1.5.
Örvénylő
forgácsolás
3.2.1.6.
Fűrészelés
3.2.1.7.
Reszelés
3.2.1.8.
Köszörülés
3.2.2.1.
Erodálás
- üreges
- huzalos
3.3.1.
Szalag
köszörülés
3.2.2.2.
Dörzscsiszolás
( hónolás )
3.2.2.3.
Tükrösítés
( leppelés )
3.2.2.4.
Polírozás
( fényezés )
3.2.2.5.
Koptató
csiszolás
3.2.2.6.
Anyagsugaras
megmunkálás
3.2.2.7.
Fenés
3.2.2.8.
Elizálás
3.3.2.
Elektrokémiai
megmunkálás
3.3.3.
Kémiai
maratás
3.3.4.
Leválasztás
elektronsugárral
3.3.5.
Leválasztás
plazmasugárral
3.3.6.
Leválasztás
lézersugárral
3.3.7.
Leválasztás
ultrahanggal
3.3.8.
2.9. ábra
A megmunkálási
eljárások
rendszerezése
Miskolci Egyetem,
Gyártástudományi Intézet,
Prof. Dr. Dudás Illés