• Zostavenie údajovej a poznatkovej základne potrebnej pre tvorbu systému a jej podrobná analýza
• Zostavenie virtuálneho modelu
• Zostavenie konštruktívneho modelu – podrobná projektová dokumentácia
• Impklementácia na reálnej výrobnej ploche

Úlohou virtuálnej etapy projektovania je určenie základných štruktúrnych prvkov systému, ich vzťahov a funkcií. Konštruktívna etapa projektovania rieši podrobné špecifikácie systému až do úrovne projektovej dokumentácie.

Projektovanie výrobných pracovísk, systémov a zoskupení vzhľadom na špecifické technické a organizačno-ekonomické podmienky využíva nové meotdické postupy a algoritmy činnosti. Z obsahového hľadiska pri projektovaní výrobných pracovísk, systémov a zoskupení je potrebné zabezpečiť spracovanie súboru funkcií podľa technického zadania. Tieto funkcie je možné štrukturalizovať do nasledovných typových modulov projektovej činnosti.

Spracovanie vstupných údajov a cieľových funkcií v zmysle technického zadania – predstavuje analýzu všeobecnej množiny obmedzujúcich podmienok a optimalizačných funkcií, vrátane výberu tých, ktoré sú pre daný projekt rozhodujúce so stanovením ich priority.

Profilácia výrobkov a výrobných zariadení – analyzuje a vyhodnocuje súčiastkovú základňu a výrobky z hľadiska technologických, manipulačných, skladových, systémových a resp. iných kritérií. Realizuje sa výber výrobných metód a štruktúr.

Kvantifikácia potrieb a zdrojov – kapacitné výpočty – pre uvažovaný sortiment vyrábaných objektov na výrobnom pracovisku a systéme sa na základe príslušných výpočtových postupov stanovuje potrebný počet výrobných, manipulačných, skladovacích, riadiacich a systémových prostriedkov a prvkov zaznamenaných v informačnom systéme – s vektorom požadovaných vlastností.

Syntéza štruktúr výrobného pracoviska – systému – zabezpečuje sa zlúčenie funkcií realizovaných technickými prostriedkami a prvkami realizačného celku. Zlučovanie sa vykonáva na základe vyhodnocovania vhodnosti technických prostriedkov a prvkov plniť funkcie výrobných metód a štruktúr.

Riešenie zonálnych a priestorových vzťahov, materiálových a informačných rozhraní – v tejto etape sa riešia zonálne problémy v 2D, resp. 3D priestore. Optimalizácia rozmiestňovacích úloh sa vykonáva na základe geometrických prepočtov a výpočtov a vyúsťuje do grafického znázornenia výrobného systému.

Spracovanie funkčného režimu činnosti a jeho simulácia – spracováva sa funkčný režim činnosti výrobného pracoviska, resp. systému, t.tj. sled technologických, manipulačných, riadiacich a pomocných operácií, plán činnosti a pod.

Výpočet technicko-ekonomických ukazovateľov – rozpracované, resp. zvolené varianty riešenia výrobného pracoviska, resp. systému, posudzujú sa na základe presného výpočtu technických a ekonomických ukazovateľov.

Vypracovanie výstupnej dokumentácie – vypracováva sa v dvoch formátoch:

• grafický záznam príslušneho riešenia (dispozičné, priestorové riešenie, grafy manipulačných cyklov, atď…)
• výpis kvantitatívnych údajov na príslušné tlačivá (špecifikácia technických prostriedkov a prvkov, výpis technicko-ekonomických ukazovateľov a pod.)

Základné druhy polovýrobkov a ich triedenie:

• tyčové materiály rôzneho profilu – vyrábajú sa s voľnými toleranciami alebo sú kalibrované
• delený tyčový materiál – delený na potrebnú dĺžku – v mnohých prípadoch majú tyče opracované čelá a strediace otvory
• polovýrobky kované alebo lisované
• odliatky vyhotovené do pieskových alebo kovových foriem, alebo presným liatím
• zvarky z plechu alebo v kombinácii s odliatymi polovýrobkami
• kombinované výkovky a zvarky
• lisované polovýrobky z platov

V praxi sa najviac používajú polovýrobky z valcovaného materiálu a polovýrobky tvarové.

Odliatky

majú odôvodnenie vo výrobách so špeciálnymi požiadavkami na vlastnosti výrobku (tlmenie kmitov, vysoká tuhosť) a pri zložitých tvaroch súčiastok vyrábaných vo veľkých sériách. Triedenie sa zakladá na charakteristikách odliatkov a spôsobe ich výroby.

Delia sa na:

• odliatky bez dutín jednoduché
• odliatky bez dutín členité
• odliatky duté jednoduché
• odliatky duté členité
• odliatky duté skriňovité

Výroba polovýrobkov technológiami liatia:

Základné množstvo odliatkov sa vyrába liatím do pieskových foriem. Presnosť odliatkov sa značne zvyšuje strojovým formovaním. Mechanizácia umožňuje prechod na progresívnejšie formy liatia. Požaduje sa špecializácia lejární a rentabilné vybavovanie výkonným technologickým a transportným zariadením.

Progresívnym spôsobom riešenia ťažkostí, ktoré vznikajú pri zhotovovaní pieskových foriem je liatie do kokíl. Uplatňuje sa najmä v leteckom priemysle a pri výrobe automobilov, poľnohospodárskych strojoch… Kokilové liatie zabezpečuje vysokú kvalitu získaných polovýrobkov. Kovové formy pri dostatočnej starostlivosti zachovávajú svoje rozmery po dlhý čas, tým sa zaručuje konštantnosť rozmerov polovýrobkov.

Kovová forma sa volí vtedy, ak výroba polovýrobkov je sériová alebo hromadná. Ekonomicky je efektívne používať kovové formy vtedy, ak má séria 300 až 400 kusov pri liatí do malých foriem, 3000 až 5000 kusov pri odlievaní do stredne zložitých foriem a 8000 až 10000 kusov pri liatí do zložitých foriem.

Liatie pod tlakom sa používa v hromadnej výrobe na výrobu tenkostenných odliatkov zo zliatin neželezných kovov. Liatie pod tlakom je všeobecne hospodárne v hromadnej a veľkosériovej výrobe. Čas tuhnutia kovu pri liatí pod tlakom je krátky (sekundy).

K presnému liatiu patrí aj liatie do škrupinových foriem. Škrupinové formy na bakelitovom základe sa používajú na odliatky s hrúbkou stien 5 až 10 mm. Náklady na odliatky do škrupinových foriem sú vyššie ako na odliatky vyrobené v pieskových formách. Pevnosť je o 5 až 10% vyššia oproti odliatkom vyrobených v pieskových formách.

Zvarky

Využívajú sa v kusových a malosériových výrobách

Polovýrobky tyčové z valcovaného materiálu

Uplatňujú sa vo výrobách všetkých druhov. Pri ich použití sa vychádza z tvarov profilov.

Polovýrobky vyhotovené kovaním

Používajú sa na tvarovo zložitejšie a vysoko namáhané súčiastky.

Výkovky – voľné a zápustkové

Norma klasifikuje voľné výkovky do tried:

1. neosadené výkovky
2. jednostranne osadené výkovky – hriadele, pastorky
3. obojstranne osadené výkovky – hriadele, valce, príruby
4. dierované výkovky – ozubené kolesá
5. výkovky s vybraním – hriadele
6. tvarové výkovky – konzoly, ťahadlá
7. tvarové ohýbané výkovky – konzoly, vahadlá

Zápustkové výkovky sa klasifikujú do tried na základe charakteristického tvaru výkovku:

1. rotačné
2. rotačné a súmerné
3. nesúmerné
4. súmerné výkovky pozdĺžne
5. nesúmerne výkovky pozdĺžne
6. s nabíjacou hlavou
7. osobitne zložité
8. kované v uzavretých zápustkách
9. kované na horizontálnych kovacích strojoch

Výroba polovýrobkov technológiami tvárnenia:

Tvárnenie je najrozšírenejší spôsob výroby polovýrobkov a strojových súčiastok. Okrem úspory kovu je dôležité aj zvyšovanie produktivity práce.

Voľné kovanie sa využíva v malosériovej a kusovej výrobe. Pokrok pri voľnom kovaní zabezpečuje používanie kľukových a hydraulických lisov namiesto bucharov, používanie valcovaného materiálu namiesto ingotov, používanie manipulátorov, priípravkov, ktorými možno regulovať tečenie kovu a zmenšovať dotyk s nástrojom.

Zápustkové kovanie nahrádza voľné kovanie. Prednosť – väčšia presnosť, úspora kovu, väčšia výrobnosť. Vhodné pre výrobu polovýrobkov ľubovoľného tvaru. Kovanie v zápustkách sa skladá z etapy prípravných operácií (vplýva na rozdelenie kovu) a z etapypresného tvárnenia (celý výrobok sa zakryje pásovými plochami zápustky). Pokrok pri zápustkovom kovaní zabezpečuje vybavovanie pracovísk manipulátormi, robotmi a inými zariadeniami.

Polovýrobky vyrábané lisovaním

Triedia sa podľa použitej technológie lisovania a tvaru geometrických prvkov výlisku:

• rôzne priamky ohraničujúce vonkajší tvar
• zaoblenia uhlov a polomery
• rôzne umiestnené priamkové a kruhové otvory
• ohyby

Hlavné ukazovatele a zásady pri výbere polovýrobku:

• funkcie súčiastky, materál, technické podmienky
• veľkosť výrobných sérií
• typ a konštrukcia súčiastky
• rozmery súčiastky a výrobného zariadenia
• požadovaná akosť polovýrobku a jej skutočné charakteristiky
• ekonomická výhodnosť spôsobu výroby polovýrobkov

Technologické procesy spracovania materiálov a polovýrobkov v strojárstve možno klasifikovať na základné druhy:

• Procesy delenia materiálov – lámanie strihanie – uplatňujú sa vo výrobe polovýrobkov
• Procesy spájania materiálov – zváranie, spájkovanie, spekanie, lisovanie, lepenie
• Procesy tvarovania materiálu a polovýrobkov – tvarovanie materiálu v tekutom stave (liatím do pieskových a kovových foriem, liatie pod tlakom, liatie s vytaviteľným modelom, odstredivé liatie), tvarovanie materiálu plastickou deformáciou (kovanie, lisovanie, valcovanie), tvarovanie práškovou metalurgiou (lisovanie prášku za studena s jeho následným spekaním, lisovanie za tepla), tvarovanie rezaním materiálu (sústruženie, frézovanie, vŕtanie, brúsenie), tvarovanie odstraňovaním materiálu fyzikálno-chemickým úberom (elektroimpulzové a elektroiskové obrábanie, chemické obrábanie)
• Procesy zmenou fyzikálno-chemických vlastností materiálov – tepelné spracovanie (normalizovanie, žíhanie, starnutie, kalenie), termomechanické spracovanie, chemicko-tepelné spracovanie (centrovanie, nitridovanie), galvanizovanie (poniklovanie, pochrómovanie, pokovovanie)
• Rozmerové opracovanie súčiastok – odstraňuje vzniknuté nepresnosti tvaru, rozmerov odoberaním špeciálne ponechaného prídavku. Zabezpečuje vysokú presnosť výroby a je to najmä obrábanie rezaním
• Procesy zmenou stavu povrchu – zlepšujú kvalitu povrchu pri zmene rozmerov a tvaru v rámci tolerančného poľa súčiastky (brúsením, honovaním, superfinišovaním, dokončovaním)

Postup projektovania sa rozčleňuje na rad čiastkových procesov. Rozlišujú tieto stupne projektovania:

• návrh principiálnej schémy technologického procesu
• projektovanie operácií v technologickom procese
• detailné projektovanie technologických operácií na základe skôr získaného postupu
• projektovanie pri strojoch s číslicovým riadením
• v prvej etape sa uskutoční konštrukčno-technologické posúdenie výkresu vyrábanej súčiastky
• v druhej etape sa navrhuje polovýrobok súčiastky a spôsob jeho výroby
• ďalšia časť návrhu pozostáva z výberu metód technologického spracovania jednotlivých elementárnych súčiastok
• vybrané technologické metódy sa ďalej prehodnocujú z hľadiska možnosti súčasného technologického spracovania
• v nasledujúcom kroku sa venuje pozornosť výberu štruktúry operácií
• Predchádzajúce kroky predstavujú štúdium na vytvorenie optimálneho technologického postupu, v ďalšej etape technologického postupu sa určuje sled operácií a ich detailný návrh
• Do technologického projektu sa zahŕňajú aj etapy súvisiace s prípravou realizácie výroby

Tento proces sa zakladá na dosiahnutých výsledkoch vedy, techniky a praxe a uvažuje sa aj predpokladaný ich ďalší vývoj.

Objektom štandardizačnej činnosti v strojárskej výrobe môžu byť všetky prvky štruktúry objektov strojárskej výroby.

Funkcie a systémy štandardizácie

Prínos štandardizačnej činnosti v strojárskom priemysle vo veľkej miere závisí od princípov, podľa ktorých sú jednotlivé štandardy vytvorené.

Rozvinutie štandardizácie v jednotlivých oblastiach má svoje špecifiká, majú však spoločných 9 princípov:

1. Princíp komplexnosti štandardizácie – vyžaduje detailne a všestranne analyzovať možné väzby vytváraných štandardov alebo metód ich tvorby s poznávaním štandardov existujúcich v iných oblastiach. Druhým aspektom je požiadavka komplexnosti vo vertikálnom smere – v rôznych úrovniach hrierarchie nositeľov štandardizácie. Tretím aspektom je požiadavka komplexnosti štandardizovanosti strojových alebo technologických systémov.
2. Princíp progresívnosti – zvýrazňuje sa tým požiadavka jednosmernosti pôsobenia. Úlohou je stanoviť neprekročiteľnú dolnú hranicu kvalitatívnych parametrov – fyzikálnych, funkčných, ekonomických… a stanoviť návod, ako túto hranicu dosiahnuť. Druhým aspektom je, že za štandard sa prijíma v danej etape vývoja tá z možných metód a spôsobov výroby, ktorá je najprogresívnejšia.
3. Princíp účelovosti – vyžaduje sa úzka väzba medzi tvorbou a inováciou štandardov s procesmi používania štandardov v praxi. (nesmie zabiehať do samoúčelnosti).
4. Princíp maximálnej ekonomizácie zdrojov – ústredný princíp každej štandardizačnej činnosti. Množinu zdrojov tvoria suroviny, polovýrobky, existujúce výrobné i nevýrobné stroje, nástroje, prípravky, pracovné sily, a pod. (nehmotné zdroje – potenciál vety a techniky.
5. Princíp priority bezpečnosti pri práci – bezpečnosť je nadradená otázkam ekonomiky práce.
6. Princíp aktívnych spätných väzieb – zvýrazňuje nevyhnutnosť aktívneho pôsobenia spätných väzieb – vnútorných, vonkajších – spájajúcich štandardizačný systém s okolím – s výrobným procesom.
7. Princíp optimálnej kvality – z teórie riadenia kvality výroby sú známe metódy určenia optimálnej kvality produkcie v závislosti od vývoja trhu.
8. Princíp optimálneho počtu druhov – redukcia počtu tvarových a rozmerových modifikácií výrobku
9. Princíp jednoznačnosti – aby štandardizáciou vznikli jednoznačne interpretovateľné štandardy, ktoré v konkrétnych podmienkach určujú štandardizovaný výrobok.

Štandardizačná činnosť má prínos, najmä:

• Usporiadanie – mení sa stav chaosu
• Zjednotenie – pojmov, názvov…
• Zameniteľnosť- jednej súčiastky druhou,…
• Usmernenie výroby – v smere najprogresívnejších metód,…
• Ekonomizácia výroby – zvyšuje sériovosť, znižuje nároky na strojové vybavenie,…
• Optimálna kvalita a diferenciácia výrobku. – optimum z hľadiska výrobcov aj spotrebiteľov.

Normalizačné činnosti:

1. Simplifikácia – cieľom je vylúčiť všetky rozdielnosti výrobkov, ktoré nie sú nevyhnutné, je to prvá metóda št. a ostatné sa modifikovali z jej základu.
2. Typizácia – redukuje sa počet existujúcich alebo možných variantov druhov, rozmerov a tvarov na optimálny počet.
3. Unifikácia – zlúčením viacerých variantov vzniká jeden ekvivalent.
4. Agregátovanie – metóda stavby a využívania strojov, ktorá sa zakladá na geometrickej a funkčnej zameniteľnosti uzlov.

DVE GENERÁCIE ŠTANDARDIZÁCIE

1. Systém SSS (simplifikácia, štandardizácia, špecializácia) – prvá generácia vývoja štandard. Produktom epochy priemyselnej revolúcie.
2. Systém SSA (štandardizácia, špecializácia, automatizácia) – druhá generácia vývoja štandard. Produktom epochy vedecko-technickej revolúcie.

Štandardizácia vo výrobných procesoch:

Skúma sa najmä:

1. Konečná funkcia súčiastky
2. Funkčné osobitosti súčiastky
3. Konštrukčno-technologické osobitosti súčiastky
4. Osobitosti použitia súčiastky

Základnými spôsobmi štandardizácie súčiastok sú:

• Unifikácia súčiastok
• Normalizácia súčiastok
• Typizácia súčiastok
• Dedičnosť súčiastok

Projektovanie technológie treba orientovať na inovačné projekty výroby.

Technologické procesy spracovania materiálov a polovýrobkov v strojárstve možno klasifikovať na základné druhy:

• Procesy delenia materiálov – lámanie strihanie – uplatňujú sa vo výrobe polovýrobkov
• Procesy spájania materiálov – zváranie, spájkovanie, spekanie, lisovanie, lepenie
• Procesy tvarovania materiálu a polovýrobkov – tvarovanie materiálu v tekutom stave (liatím do pieskových a kovových foriem, liatie pod tlakom, liatie s vytaviteľným modelom, odstredivé liatie), tvarovanie materiálu plastickou deformáciou (kovanie, lisovanie, valcovanie), tvarovanie práškovou metalurgiou (lisovanie prášku za studena s jeho následným spekaním, lisovanie za tepla), tvarovanie rezaním materiálu (sústruženie, frézovanie, vŕtanie, brúsenie), tvarovanie odstraňovaním materiálu fyzikálno-chemickým úberom (elektroimpulzové a elektroiskové obrábanie, chemické obrábanie)
• Procesy zmenou fyzikálno-chemických vlastností materiálov – tepelné spracovanie (normalizovanie, žíhanie, starnutie, kalenie), termomechanické spracovanie, chemicko-tepelné spracovanie (centrovanie, nitridovanie), galvanizovanie (poniklovanie, pochrómovanie, pokovovanie)
• Rozmerové opracovanie súčiastok – odstraňuje vzniknuté nepresnosti tvaru, rozmerov odoberaním špeciálne ponechaného prídavku. Zabezpečuje vysokú presnosť výroby a je to najmä obrábanie rezaním
• Procesy zmenou stavu povrchu – zlepšujú kvalitu povrchu pri zmene rozmerov a tvaru v rámci tolerančného poľa súčiastky (brúsením, honovaním, superfinišovaním, dokončovaním)

Projektová práca sa rozdeľuje na 3 základné časti:

• Prípravná etapa
• Riešenie a spracovanie projektu
• Realizácia

Postup projektanta sa rozčleňuje na rad čiastkových procesov. Rozlišujú tieto stupne projektovania technologického procesu:

• návrh principiálnej schémy technologického procesu
• projektovanie operácií v technologickom procese
• detailné projektovanie technologických operácií na základe skôr získaného postupu
• projektovanie pri strojoch s číslicovým riadením
• v prvej etape sa uskutoční konštrukčno-technologické posúdenie výkresu vyrábanej súčiastky
• v druhej etape sa navrhuje polovýrobok súčiastky a spôsob jeho výroby
• ďalšia časť návrhu pozostáva z výberu metód technologického spracovania jednotlivých elementárnych súčiastok
• vybrané technologické metódy sa ďalej prehodnocujú z hľadiska možnosti súčasného technologického spracovania
• v nasledujúcom kroku sa venuje pozornosť výberu štruktúry operácií
• Predchádzajúce kroky predstavujú štúdium na vytvorenie optimálneho technologického postupu, v ďalšej etape technologického postupu sa určuje sled operácií a ich detailný návrh
• Do technologického projektu sa zahŕňajú aj etapy súvisiace s prípravou realizácie výroby