Proces technologiczny, jak go opisać krok po kroku na przykładzie wałka

Zanim technolog zacznie pisać proces, zbiera dane wejściowe. Jest to rysunek wykonawczy z tolerancjami wymiarów, chropowatością i tolerancjami kształtu, wielkość partii, gatunek materiału, dostępny park maszynowy i uchwyty, a także wymagania klienta dotyczące certyfikatów i badań. Nasz przykład to wałek stopniowany ze stali C45 (1.0503), długość 110 mm. Czop Ø30 h6 ma długość 50 mm i chropowatość Ra 0,8. Czop Ø25 k6 ma długość 40 mm, także Ra 0,8. Kołnierz Ø36 ma długość 20 mm, a na czopie Ø30 frezuje się rowek wpustowy 8 x 5 mm, długość 32 mm. Partia to 50 sztuk. Pełną kartę dla tego wałka znajdziesz w artykule karta technologiczna, przykład wałka.

Półfabrykat dobiera się tak, aby naddatek był wystarczający, ale nie zbyteczny. Dla największej średnicy Ø36 wystarcza pręt ciągniony Ø40, co daje zapas na toczenie zgrubne i wykańczające. Długość odcinka to 113 mm: 110 mm wyrobu plus po 1,5 mm na planowanie obu czół. Kolejność operacji wynika z baz. Pierwsza operacja toczenia powinna wykonać bazy do kolejnych ustawień: czoło i zgrubne ukształtowanie jednej strony. Wałki obrabia się zwykle w układzie dwóch zamocowań, a bazą dla szlifowania i frezowania są osie czopów oraz czoła. Zasada jedności baz mówi, że gdy tylko się da, tę samą bazę stosuje się w kolejnych operacjach, bo ogranicza to kumulację błędów.

Ogólna logika wygląda tak: najpierw zgrubnie i z dużym naddatkiem, na końcu dokładnie i delikatnie. Operacje, które wprowadzają naprężenia lub ryzyko odkształcenia, idą przed wykańczającymi. Szlifowanie jest ostatnie wśród operacji kształtujących, bo daje wymaganą tolerancję h6 i Ra 0,8. Kolejność można zmienić, jeśli rysunek lub park maszynowy tego wymaga. Rowek wpustowy bywa frezowany przed szlifowaniem albo po nim, zależnie od tego, czy zadziory mogłyby zniszczyć dokładną powierzchnię. Technolog podejmuje taką decyzję świadomie i zapisuje uzasadnienie.

Dla każdego zabiegu podaje się narzędzie i parametry: prędkość skrawania vc, posuw f i głębokość skrawania ap. Wartości zależą od materiału, płytki i sztywności układu. Dla stali C45 przy toczeniu zgrubnym płytką węglikową typowo przyjmuje się vc w zakresie 180 do 250 m/min, posuw 0,25 do 0,4 mm/obr i ap do 3 mm. Przy toczeniu wykańczającym vc rośnie, a posuw i ap spadają, na przykład f 0,1 do 0,15 mm/obr i ap 0,3 do 0,5 mm. Obroty wrzeciona wylicza się z zależności n = 1000 x vc / (π x D). Dla średnicy 40 mm i vc 200 m/min wychodzi około 1590 obr/min. Zawsze sprawdza się też limit obrotów uchwytu i bicie, a przy długich wałkach podparcie kłem, aby uniknąć drgań. Tabele producentów narzędzi są punktem wyjścia, a ostateczne wartości technolog koryguje po próbie.

Każda operacja dostaje normę czasu. Czas przygotowawczo zakończeniowy tpz obejmuje zapoznanie się z dokumentacją, ustawienie narzędzi, zamocowanie oprawek i pierwszą sztukę, a płaci się go raz na partię. Czas jednostkowy tj to czas na jedną sztukę: czas główny maszynowy, czas pomocniczy (zamocowanie, zdjęcie, pomiar) oraz dodatki na obsługę stanowiska i potrzeby fizjologiczne. Czas całej operacji dla partii liczymy ze wzoru T = tpz + n x tj. Szczegóły metod normowania, od chronometrażu po normatywy, omawiamy w artykule o normowaniu czasu pracy tpz i tj. Dla naszego wałka suma tpz wynosi 155 min, a suma tj 16,8 min, więc partia 50 sztuk to 155 + 50 x 16,8 = 995 min, czyli około 16,6 godziny.

Kontrola w procesie ma dwa poziomy. Pierwszy to pomiar własny operatora po ustawieniu i w trakcie serii, na przykład co dziesiątą sztukę mikrometrem lub sprawdzianem granicznym. Drugi to kontrola końcowa na stanowisku pomiarowym: średnice czopów, długości, chropowatość profilometrem, bicie w kłach, wygląd rowka. Plan kontroli wpisuje się do karty tak samo jak operacje. Dzięki temu wiadomo, kto i czym mierzy, z jaką częstością i co robi, gdy wymiar wychodzi poza tolerancję. Wyniki kontroli to dane, które potem zasilają statystykę braków i koryguje się nimi normy.

Proces zapisany w dokumencie niewiele daje, jeśli nie przekłada się na plan i rejestrację pracy. Operacje z normami trafiają do harmonogramu produkcji, gdzie widać obciążenie maszyn i terminy. Na hali każdą operację rejestruje się w systemie MES, dzięki czemu rzeczywisty czas można porównać z normą. Z kolei dane o czasach, materiale i narzędziach są podstawą do rzetelnej kalkulacji kosztów produkcji. W Technolodzy rysunek wałka przechodzi do karty technologicznej z proponowaną marszrutą i normami, a technolog je weryfikuje i zatwierdza. Oszczędza się czas na przepisywaniu, a odpowiedzialność za proces zostaje przy człowieku.

• sprawdź proponowaną kolejność operacji i bazy,
• skoryguj parametry skrawania do swoich narzędzi,
• zatwierdź normy tpz i tj albo wpisz własne,
• zapisz kartę i przekaż ją do harmonogramu.