Tehnolo Ki Procesi - Projektiranje i Modeliranje

UNIVERZITET U TUZLI MASINSKI FAKULTET

Milan Jurkovic Dzemo Tufekcic

f

__

Tuzla, 2000

---+-------o~-----~--------

----

· dLsci. Milan Jurkovic, Tehnicki fakultet Rijeka dLsci. Dzemo TufekCic, Masinski fakultet u Tuzli

PREDGOVOR TEHNOLOSKI PROCESI - projektiranje i modeliranje Recenzenti Profdr Juraj Ljubetic, Tehnicki fakultet u Rijeci Profdr. Janez Kopat, Fakultet za strojnistvo v Ljubljani ·Izdavac: m Univerzitet u Tuzli

JAYNA U, 'tAN.YA

Tehnologije i tehnoloski procesi su temelj svake orgamZ1rane proizvodnje, pa tako i procesa obrade matetijala. Modema i profitabilna proizvodnja pociva na zahtijevima trZista, optimalnoj tehnologiji i optimiziranom tehnoloskom procesu. Osnovni su ciljevi savremeno projektiranog tehnoloskog procesa, odnosno uspjesne proizvodnje: osiguranje kvaliteta proizvoda u skladu sa zahtijevima tdista, manji utrosak materijala i energije, te primjena modemih metoda u proizvodnji. Dakako, sve je ovo potrebno postiCi liZ minimalno moguce vrijeme izrade, trazeni rok isporuke i najnize moguce troskove proizvodnje.

NAJitOONA i UNIVEfall iTSKA illilUOTEKA

Tiraz: 300 primjeraka Godina: 2000.

"DERVI3 SUSie" T\JZlA tnv.broj:

Sign,

C

?tC1J;~ __ i

Stampa: 0.0.0. SOKOPLAST Tuzla Rjesenjem br. 04-15-5503 100 OD 31.1 0.2000.godine Federalnog ministarstva obrazovanja, nauke, kulture i sporta knjiga je oslobodena poreza na promet.

CIP - Katalogizacija u publikaciji Nacionalna i univerzitetska biblioteka Bosne i Hercegovine, Sarajevo 621.7 I. 9 . 004. 42 I ( 075.8 ) TIJRKOVIC, Milan ,1941.god. Tehnoloski procesi: projektiranje i Modeliranje / Milan lurkovi6, Dzemo TufekCi6. Tuzla. Univerzitet, 2000. - 377 str. : graf prikazi: 25cm

Bibliografija: str.355 - 370 ISBN 9958 - 609 - 03 - 7 1. Tufekcic, Dzemo COBISSlBiH - ID 8477190

U skladu sa navedenim ova knjiga ima osnovnu poruku "Danas projektirani tehnoloski proces mora biti bolji nego juce, a sutra bolji nego danas ': Ova poruka proizilazi iz spoznaje da je tehnoloski proces dinamican i da je podlozan stalnim i neprekidnim promjenama, usavrsavanju i inoviranju. Zbog toga ovaj udibenik ne treba shvatiti kao konstantu, vec kao osnovu koju valja stalno nadogradivati i usavrsavati, jer je projektiranje tehnoloskog procesa kreativan rad koji se svakodnevno svojom aplikacijom potvrduje u proizvodnji i prije svega na trZistu~ Svaka tehnologija i tehnoloski proces ima odredeni tehno-ckonomski vijek trajanja sto trazi intenzivnu revitalizaciju i modemizacilll postojecih procesa i implementaciju modemih procesa, sistema i bel/a znanja te diseminaciju, razvoj metoda modeliranja, simulacije i optimizacije i ptimjenu informacijskih tehnologija. Za projektiranje profitabilnog tehnoloskog procesa potrebna su teorijska znanja iz sirokog podrucja tehnologija obrade, nauke 0 metalima, osnova konstruisanja, matematicke statistike, operacijskih istrazi'vanja, modeliranja, simulacije i optimizacije procesa, kontrole kvaliteta, studija i analize vremena, obradnih sistema, alata i naprava i troskova obrade te CAD/CAPP/CAM sistema i dakako prakticnih iskustava. Knjiga 'Tehnoloski procesi -- projektiranje i modeliranje" je podijeljena u deset poglavlja: Uvod, OSilOVi telmoloskih procesa, Osnovne podloge za projektiranje tehnoloskih procesa obrade, Projektiranje klasicnih tehnoloskih procesa, Projektiral1je grupnih tehnoloskih procesa, Projektiranje i programiranje tehnoloskih procesa za CNC masine - CAM, Projektiranje tehnoloskih procesa pomocu racunara CAPP, Projektir(1l1]e . tehnoloskih procesa za fleksibilne proizvodne sisteme, .f!odeliranje i

Tehlloloski procesi - projektiranje i mooeiirallje

MUml Jurkovic Dzemo Tu!ekcic

SADRZAJ optimizacija tehnoloskih

obradnih procesa i Projektiranje tehnoloskih

procesa montaZe.

Slijed izlozene materije u ovom udzbeniku metodoloski odgovara u velikoj mjeri redoslijedu poslova koji se obavljaju pri projektiranju tehnoloskog procesa, tako da se knjigom mogu koristiti i drugi strucIijaci koji rade u tehnoloskoj p rip remi i razvoju proizvodnje, kao i strucnjaci u proizvodnji. , v Kako je vee vnavedeno tehnoloski procesi su kompleksno podrucje, zoog cega se za promenJe znanJa mogu koristiti pored ostalih udzbenika i "Tehnoloski procesi automatske proizvodnje" [Mecanin, Iurkovi6, Visekruna, Sarajevo, 1988], "Obrada rezanjem i alatne masine" [TufekCi6 Brdarevi6 Tuzla,1995] , , . Ug~dn~ je. ciuznost. autora zahvaliti cijenjenim recezentima prof. dr. JuraJu LJuoetlcu 1 prof. dr. Ianezu Kopacu na vrlo korisnim savjetima i prij edl ozima. v Mnogo .~apora prilikom tehnicke obrade knjige ulozio je dipL inz. mas. Enver Zuhc, te mu se autori ovom prilikom najtoplije zahvaljuju.

1.

UVOD ....................................................................................... 1

Ll.

1.3. 1.4. IS

Tehnologije obrade i tehnoloski procesi ................................... 1 Proizvodne tehnologije obrade skidanjem strugotine ............... 2 Proizvodne tehnologije plasticne obrade .................................. .4 Proizvodne tehnologije zavarivanja .......................................... 7 Tehnologije termicke obrade ..................................................... 8 Tehnologije livenja i metalnog praha ........................................ 9 Tehnologije povrsinske obrade ............................................... 10 Nivo tehnologije i tehnoloskog procesa .................................. 12 Zivi i minuli rad po jedinici proizvoda .................................... 16 Klasicni i modemizirani procesi obrade .................................. 16 Sposobnost tehnoloskog procesa u proizvodnji ...................... 18

2.

OSNOVI TEHNOLOSKIH PROCESA .............................. 21

2.1. 2.2.

Znacaj projektiranja tehnoloskog procesa ............................... 21 Obradni, tehnoloski i proizvodni procesi ................................ 22 Osnovni sistemi projektiranja tehnoloskih procesa obrade ..... 25 Osnovna struktura tehnoloskog procesa i uticajni faktori ....... 26 Tehnoloski mjemi nizovi ......................................................... 30 Metode rjesavanja mjemih nizova .......................................... 30 Metoda apsolutne zamjenljivosti ............................................. 31 Odredivanje nepoznatih tolerancija sastavnih clanova mjemog niza ............................................................................ 32 Primjeri izracunavanja tehnoloskih mjera niza ....................... 34 Podrucje primjene prikazanih metoda ..................................... 39

LLI. 1.1.2. 1.1.3. 1.1.4. U.S. 1.1.6. 1.2.

2.3. 2.4.

. . .Sve korisne primjedbe i sugestije autori 6e sa zadovoljstvom primiti i konstItl za naredno izdanje. Tuzla, 2000. god

2.5. 2.S.I. 2.5.1.1. 2.5.1.2. 2.5.2. 2.5.2.1.

Autori M. Jurkovic i Dt. TufekCic

3.

OSNOVNE PODLOGE ZA PROJEKTIRANJE TEHNOLOSKOG PROCESA OBRADE ...........................40

3.l.

Proizvod ........................................................ '" ...................... ..41 Metoae oblikovanja i razvoj proizvoda .................................. .42 Simultano projektiranje proizvoda ......................................... .43 ....................................... ..46 Gecmetrijske i tehnolosLC' Sistem analize proizvoda ........................................................ ~41 Analiza konstruktivno - tehnoloske dokumentacije .............. .47

3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.1.4.

3.1.4.1.

, I

Milan Jurkovic Dienw Tu/i'I.Ch'

3.1.4.2. 3.2. 3.2.1. 3.2.2.

3.2.3. 3.2.4.

3.3. 3.3.l. 3.3.2. 3.3.3. 3.3.4.

3.3.5. ::U.6.

3.3.7. 3.3.8. 3.3.9. 3.3.10. 3.3.11. 3.5. 3.5.I.

3.5.2. 3.5.3.

3.6. 3.6.l. 3.6.2. 3.7.

lehllolo,ki pmcesi - projektiranje i modelirarife

Anal iza tehnologicl1ostl pruiz\·oda .......................................... 50 Tacnost i kvalitet obradc ........................................................ 55 Uticajni faktori tacnosti obrade ............................................... 56 Tacnost i kvalitet obradene povrsine ....................................... 57 Kvalitet povrsine u funkciji postupka obrade .......................... 60 Odstupanje geometrijskog oblika pri obradi ........................... 63 Greske obrade .................................... ,..................................... 67 Geometrijska greska ................................................................ 68 Metodska greska ...................................................................... 69 Greska baziranja ...................................................................... 70 Greska stezanja ........................................................................ 80 Greske elasticnih deformacUa ................................................. 81 Greske toplinskih deiormacija ................................................. 82 Greske dodataka ;:a obradll ...................................................... 84 Greske istrosenoSli alata i podesavanje .................................. 84 Greske lInutrasnjih nLlprczanJLl ......... :...................................... 87 Greske dinamike obradl1og sistcma ....................................... 88 Proracun ukupne grcskc obrade pomocu mjernih nizova ....... 88 Dodaci za obradu ..................................................................... 92 Izbor poJaznog oblika materijala - pripremka ......................... 95 Izbor optimalne varijanle pripremka ....................................... 97 Stepen iskoristenja materijala kod povrsinskih pripremaka .. lOl Iskoristenje materijala ovisno 0 vrsti obrade ......................... 103 Izbor varijame tehnoloskog procesa ...................................... 105 Troskovi obrade·· .. ··· .. ·.······· ................................................... 106 Varijante tehnoloskog pJ"Ocesa obrade ................................... 109 Izbor obradne masi ne ............................................................ 112

4.

PROJEKTIRANJE KLASICNIH TEHNOLOSKIH PROCESA ............................................................................ 115

4.1.

Projektiranjc procesa obrade ............................................... 115 Odrec1iv3l1je redoslijeJa operacija i zahvata .......................... 122 Koncentracija operacija i zahvata .......................................... 128 DifercnclJelCija tehnoloskih operacija (konccntracija nultog rcda) .................................................... 130 Koncentracija zahvata prvog reda ......................................... 131 Koncentracija zahvata drugog reda ....................................... 132

4.2. 4.3. 4.3.1.

4.3.2. 4.3.3. 4.3.4. 4.4.

'4.5.

II

I(oncentracija zab'~-ata

TelllUJlo,~ki procesi -

4.6. 4.7. 4.7.1.

4.7.2. 4.7.3. 4.8. 4.9.

projektirallje i mo(/cliranje

Milan Jurkovic Dzemo TufekCic

Izbor reznih alata ................................................................... 134 Odredivanje parametara rezima obrade ................................. 139 Odredivanje dubine rezanja i broja prolaza ........................... 140 Odredivanje posmaka obrade ................................................ 141 Odredivanje brzine obrade .................................................... 142

Izbor optimainog reZima obrade ............................................ 144

4.13.

Odredivanje vremena obrade ................................................. 152 Projektiranje tehnoJoskog procesa za univerzalne strugove .. 1S5 Projektiranje tehnoioskog procesa za automatske masine sa klasicnim upravljanjem ..................................................... 157 Projektiranje tehnoloskog procesa za jednovretene automatske strugove .............................................................. 157 Projektiranje tehnoloskog procesa za visevretene automatske strugove .............................................................. 165 Projektiranje tehnoloskog procesa za specijalne masine ....... l72 Projektiranje tehnoloskog procesa za automatske linije ....... l78

5.

PROJEKTIRANJE GRUPNIH TEHNOLOSKIH

4.10. 4.11. 4.11.1. 4.11.2. 4.12.

POSTUPAKA ...................................................................... 186 5.1. 5.2.

5.3.

5.4. 5.4.1.

5.4.2. 5.4.3. 5.5. 5.6.

Osnove i metode grupisanja izradaka .................................... 186 Osnovna metodologija grupisLinja izradaka i predstavnik grupe .................................................................. 188 Osnovni ciljevi i prednost primjene grupne tehnologije ....... 192 Klasifikacija izradaka i kJasifikator.. ..................................... 193 Klasifi kator Instituta za alatne masi ne Aachen ..................... 195 Klasifikator NIITMAS .......................................................... 196 Klasifikator lAMA ................................................................ 197 Grupna tehnologija i CAD/CAPP/CAM ............................... 201 Projektiranje grupnog tehnoloskog procesa ......................... 203

6.

PROJEKTIRANJE I PROGRAMIRANJE TEHNOLOSKIH PROCESA ZA CNC MASINE - CAM ........................................................ 213

6.1.

Sistemi kodiranja ................................................................... 217 Rucno programiranje ............................................................. 221 Koordinatni sistemi ............................................................... 224 Karakteristicne tacke obradnog sistema ................................ 225 Geometrijske podloge rucnog programiranja ........................ 221· Tehnoloske podloge ............................................\ ................. 229

6.2. 6.2.1.

reda ................. ........................ ; 33

6.2.2.

Izbor naCina baziranja i dcfiniranje baznih povrsina ............ 133 Izbor steznih aJata ............ \ ..................................................... 134

6.2.3. 6.2.4.

, III

Milan Jurkovic Dtemo TujekCic

Tehnolo.~ki procesi - projektiranje i modeliranje

6.3. 6.3.l. 6.4. 6.4.1. 6.4.2. 6.5. 6.5.1.

Po!uautomatizirano programiranjc ........................................ 233 Osnovni clementi jezika ........................................................ 234 Automatizirano programiranje .............................................. 236 APT sistem automatiziranog programiranja .......................... 239 EXAPT sistem automatiziranog programiranja .................... 242 Programiranje u CAD/CAM sistemu ................................... 248 Generiranje instrukcija interaktivnim CAD/CAM programiranjem ..................................................................... 250

7.

PROJEKTIRANJE TEHNOLOSKIH PROCESA POMOCIJ RACUNARA - CAPP ..................................... 253

7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.4.1. 7.4.2.

7.5. 7.6.

8. 8.l. 8.2. 8.3. 8.4.

8.5.

9. 9.1. 9.1.1. 9.1.2. 9.2.

IV

Osnovc automaliziranog projckti ranja tehno!oskih postupaka i osnovna struktura CAPP-a ................................. 253 Vrste CAPP sistema prcma metodologiji projektiranja ....... 255 Varijantna metoda projcktiranja proccsa ............................... 256 Generativna metoda projei~I