Технологическое оснащение предприятий автосервиса, являясь составляющим элементом производственно-технической базы (ПТБ), в значительной мере определяет производительность и качество работ по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей, условия труда персонала, защиту окружающей среды.
Техническое оснащение предприятия, предназначенное для осуществления технологических процессов основного производства, включает в себя инженерные сооружения, технологическое оборудование, оснастку, инструмент, средства измерения и контроля (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1 - Структура парка технологических сооружений, оборудования, оснастки и инструмента предприятий автосервиса
К инженерным технологическим сооружениям относятся осмотровые канавы, эстакады, одно- и многоярусные площадки и лестницы.
Технологическое оборудование состоит из машин и аппаратов. Технологические машины осуществляют воздействие на предмет труда за счет затрат и преобразований в основном механической энергии (металлообрабатывающий станок, пресс, автомобильный подъемник и др.). В технологических аппаратах обработка предметов труда происходит при помощи энергий немеханических видов (тепловой , химической , ультразвуковой и др;). К аппаратам относятся шланговые моечные установки, сварочное, окрасочное оборудование и др. В отдельных видах оборудования используется как механическая, так и немеханическая энергия. В этом случае отнесение оборудования к группе машин или аппаратов производится на основании определения вида энергии, дающей основное технологическое воздействие.
Технологическое оборудование, в зависимости от целевого назначения, делится на две группы: общепромышленное оборудование и оборудование отраслевое.
В первую группу входит производственное оборудование, которое широко применяется не только на предприятиях автосервиса, но и на других объектах разных отраслей экономики. Сюда относится оборудование для выполнения сварочных, кузнечных, металлообрабатывающих, медницких, аккумуляторных, электроремонтных, радиотехнических, деревообрабатывающих и прочих работ.
Отраслевое технологическое оборудование создано специально для использования на предприятиях автомобильного транспорта с целью поддержания или восстановления технически исправного состояния автомобиля, его агрегатов и систем.
Современное технологическое оборудование, выпускаемое отечественными и зарубежными заводами, достаточно разнообразно по номенклатуре, назначению, рабочим процессам, техническим параметрам, технологическим и конструктивным характеристикам, приводным устройствам и т. п. При всем многообразии конструкций парк технологического оборудования, в зависимости от вида обобщающих признаков, может быть разделен на отдельные классификационные группы.
К таким признакам относятся:
Функциональное назначение;
Организационно-технологическая применяемость;
Технологическое назначение выполняемых операций;
Характер машинного или аппаратного процесса;
Физическое содержание технологического процесса, лежащего в основе машинной (аппаратной) операции;
Характер взаимодействия рабочих органов оборудования с объектом обработки;
Вид привода;
Степень автоматизации, конструктивное исполнение и др.
В зависимости от организационно-технологической применяемости на предприятиях автосервиса различают оборудование постовое и участковое. Постовое оборудование предназначено для обслуживания и ремонта автомобиля, установленного на посту (автомобильные подъемники, портальные и туннельные моечные установки, оборудование для регулировки углов установки управляемых колес и др.).
Участковое оборудование используется для диагностики, регулировки и восстановления технической исправности отдельных агрегатов, сборочных единиц и деталей, снятых с автомобиля (балансировочные станки, стенды для проверки изделий электрооборудования автомобиля, станки для правки колесных дисков и др.).
Для малых предприятий автосервиса и мастерских такое деление оборудования является весьма условным, так как для них характерно совмещение в одном производственном помещении постовых и участковых работ.
Технологическое оборудование для автосервиса выпускается с различным видом привода: электромеханическим, электрогидравлическим, пневматическим, мускульным, комбинированным, — а также без привода.
Анализ технологических возможностей оборудования позволяет разделить его на две группы по уровню специализации — универсальное и специальное.
К универсальному относится оборудование, предназначенное для выполнения значительного количества разноименных операций на конструктивно различных изделиях. Наиболее характерным представителем этой группы является передвижная шланговая моечная установка высокого давления, которую можно использовать для наружной мойки любых моделей и типов автомобилей, мойки всех полостей кузова, а также агрегатов и деталей. К этой группе относятся также мотор-тестеры, оборудование для кузовных работ и др.
Специальное (или специализированное) оборудование предназначено для выполнения одной или нескольких технологически связанных операций (как правило, не более двух-трех) на различных изделиях (моделях) или обработки только одного вида (модели) изделия, например автомобильный подъемник или станок для балансировки колес непосредственно на легковом автомобиле. Степень универсальности является одной из важнейших технических характеристик оборудования, определяющих его применимость и экономическую эффективность на предприятиях различной мощности и специализации.
По уровню автоматизации технологическое оборудование может быть неавтоматизированным, частично автоматизированным или автоматического действия. В неавтоматизированном оборудовании механизированы только основные операции. Выполнение всех вспомогательных операций осуществляется вручную. Оператор также вручную управляет рабочими органа-ми оборудования в основных операциях и контролирует качество обработки.
В частично автоматизированном оборудовании все основные и часть вспомогательных операций, включая останов оборудования после обработки изделия, выполняется автоматически. Непосредственное участие оператора требуется для выполнения установочных, съемочных, контрольных или некоторых других вспомогательных операций (в зависимости от процента автоматизации машины), а также включения маши-ны в следующий цикл работы.
Полностью автоматизированное оборудование обеспечивает обработку изделия без участия человека. На долю оператора оставлены функции подготовки оборудования к работе и наблюдения за ее исправностью. Рабочий периодически контролирует качество обработки изделий и проводит подналадку механизмов.
Универсальное оборудование автосервиса в подавляющем большинстве своем относится к неавтома-тизированному или частично автоматизированному, исключение составляют многопрограммные моечные установки портального типа.
Система неавтоматизированных и (или) частично автоматизированных машин и аппаратов, расположенных в технологической последовательности, составляют поточную линию. Примером поточной линии в автосервисе является линия инструментального контроля технического состояния автомобиля при государ-ственном техническом осмотре, а в автотранспортных предприятиях — линия ЕО или ТО-1, ТО-2 автомоби-лей. Перемещение автомобилей по линии может осуществляться принудительно с помощью конвейерных устройств или своим ходом.
К автоматическим линиям в автосервисе относятся многопрограммные моечные установки туннельно-го типа модульной компоновки. На предприятиях автосервиса достаточно широко применяется технологическая и организационно-технологическая оснастки. Технологическая оснастка имеет второе название — технологические приспособления.
Как элемент технического обеспечения производственного процесса технологическое приспособление представляет собой отдельное устройство, предназначенное для использования в основных и вспомога-тельных технологических операциях совместно с оборудованием или самостоятельно с целью повышения производительности труда, увеличения мускульных усилий рабочего, а также улучшения качества выполняемой операции.
Приспособления, устанавливаемые на оборудовании и используемые для выполнения захватных, прижимных, установочно-съемочных, мерительных и других операций, по аналогии с общемашинострои-тельной терминологией носят название станочных. Эти приспособления в автосервисе применяются в гораздо меньшей мере, чем автономные, номенклатура которых чрезвычайно широка. К последним относятся различные съемники, оправки, винтовые приспособления для запрессовки-выпрессовки деталей, струбцины для сборки-разборки сборочных единиц с упругими деталями, контрольные шаблоны, надставки и др.
Организационно-технологическая оснастка предназначена для улучшения условий труда рабочих и повышения культуры производства. В эту группу входят тележки и передвижные контейнеры для инстру-мента, агрегатов и деталей, снимаемых с автомобиля, телескопические и поворотные кронштейны для инструмента, специальные передвижные стойки для диагностической аппаратуры и др.
Отдельную, достаточно широкую по номенклатуре группу технического обеспечения технологических процессов автосервиса составляют средства диагностики, измерения и контроля. Сюда входят стенды, приборы и инструмент.
Стенды автомобильные диагностические и контрольные представляют собой стационарное оборудование, предназначенное для общей или поэлементной диагностики систем автомобиля, например подвески или тормозной системы, а также для установления соответствия параметров автомобиля нормативным значениям.
Кроме этих стендов для контроля исправности, проверки работоспособности и обкатки после ремонта отдельных сборочных единиц и агрегатов автомобиля (двигатели, генераторы, топливная аппаратура и др.) на различных участках ПТС применяются агрегатные стенды, выполненные как стационарное оборудование, имитирующее работу систем автомобиля и снабженное необходимым комплектом измерительных приборов.
Современная приборная техника, используемая для диагностики и регулировки агрегатов и систем автомобилей, может быть разделена на две группы. В первую группу входят средства считывания, измерения и контроля структурных и функциональных параметров, во вторую — средства измерения физических величин или процессов, являющихся диагностическими параметрами.
Приборы первой группы, как правило, конструктивно и функционально совместимы с системой бортовой диагностики автомобиля и включают в себя сканеры и электронно-вычислительные машины с различной конфигурацией периферийных устройств. Приборы второй группы по своей сути практически ничем не отличаются от общетехнических приборов для измерения физических величин и процессов. К ним относят-ся компрессометры, осциллографы, мотор-тестеры и др.
Мерительный и контрольный инструмент, созданный для работ в системе автосервиса, имеет конст-руктивные отличия от общемашиностроительного инструмента аналогичного назначения, вызванные конструктивными особенностями объекта измерения или контроля — автомобиля, его агрегатов, сборочных еди-ниц и деталей. В эту группу входят люфтомеры, специальные линейки, динамометрические ключи, шаблоны и др. Классическим является разделение оборудования на группы по функционально-технологическим признакам.
Принято выделять следующие основные группы оборудования:
Уборочно-моечное;
Подъемно-транспортное;
Смазочно-заправочное;
Сборочно-разборочное;
Шиномонтажное и шиноремонтное;
Контрольно-диагностическое;
Окрасочно-сушильное;
Ремонтное для агрегатов и систем автомобиля.
Под технологическими свойствами полимеров понимают совокупность их характеристик, определяющих выбор процесса переработки. К основным технологическим свойствам полимеров относятся:
· реологические свойства;
· теплофизические свойства;
· стабильность полимеров;
· физические характеристики материалов в твердом состоянии.
Ниже кратко описываются важнейшие из них:
1. Реологические свойства
Определяют поведение ПМ при его деформировании в твердом и жидком агрегатном состоянии. Они имеют первостепенное значение при выборе метода переработки и других целей.
Реологические свойства подразделяют на:
· вязкостные;
· высокоэластические;
· релаксационные.
Вязкостные свойства определяют механизмы и процессы вязкого течения, т. е. развитие необратимых (пластических) деформаций и саму возможность придания полимеру требуемой формы.
Высокоэластические свойства характеризуют способность материала развивать и накапливать (запоминать) при течении обратимые (вязкоэластические) деформации.
Релаксационные свойства определяют процессы релаксации касательных и нормальных напряжений, высокоэластической деформации, ориентации макромолекулярных цепей и т. д.
2. Теплофизические свойства и структурные характеристики
Теплофизические свойства определяют отношение ПМ к нагреванию и охлаждению (коэффициенты тепло- и температурнопроводности, удельные теплоемкости и т. п.) и подчиняются законам термодинамики и теплопередачи. Эти свойства характеризуются изменением объема полимера при воздействии температурных полей (тепловое расширение и сжатие материалов), термомеханическим и структурным превращением (агрегатные, физические и фазовые состояния и переходы, например, стеклование и кристаллизация) и другими особенностями поведения полимера при переработке.
3. Стабильность полимеров
Стабильность полимеров – это их комплексная характеристика, оценивающая стойкость полимера к термоокислительной, гидролитической и механической деструкции в процессах его подготовки (сушки, измельчения, смешения и т. п.) и переработки. Реакции полимеров под напряжением во многом определяют не только реологические свойства и выбор температурно-скоростных режимов переработки, но и комплекс свойств и эксплуатационных характеристик получаемых изделий.
4. Физические характеристики полимеров в твердом состоянии
Эта группа технологических свойств определяет такие важные процессы, как дозирование полимера, его захват рабочими органами перерабатывающих машин, уплотнение (при прессовании, экструзии) и существенно влияет на выбор конструкций дозаторов, зоны загрузки экструдеров, полостей пресс-форм и т. п. Физические характеристики включают коэффициент трения, насыпную плотность, гранулометрический состав, сыпучесть, склонность к агломерации и слеживанию и др. характеристики сырья.
Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.
Определение и характеристика
ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего , включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.
Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.
Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:
- Маршрутная карта - описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
- Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
- Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка.
Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.
Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:
Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:
- Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
- Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
- Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
- Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
- Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.
Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.
Виды техпроцессов
Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.
По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:
- единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
- типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
- групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.
По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:
- Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
- Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.
По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:
- Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
- Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.
Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.
Существуют и другие классификации видов технологических процессов.
Этапы ТП
В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:
- Сбор, обработка и изучение исходных данных.
- Определение основных технологических решений.
- Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
- Документирование техпроцесса.
Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.
Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.
Сущность технологического процесса
Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.
Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.
В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять:
- техническим спецификациям на конечное изделие;
- плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;
За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.
Принцип укрупнения операций
В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.
Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.
Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.
Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.
Принцип расчленения операций
Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.
Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.
Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.
Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.
Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.
Обработка дерева и металла
На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.
На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:
- техническим условиям на конечный продукт;
- требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
- финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.
На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.
В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.
При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.
При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.
Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе
Средства выполнения технологических процессов
Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.
Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.
Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.
Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.
В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.
Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.
Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.
Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.
Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.
Влияние электрического и электромагнитного поля на функциональные свойства SATA в системе ПК
Влияние температуры на параметры SATA (изменение механических и электропроводных свойств)
Физические свойства связи в SATA не изменяются в том диапазоне температур, которые рекомендованы для ПК
Интерфейс подвержен влиянию высокочастотных электромагнитных полей
Высокая производительность: Serial-ATA быстрее, чем параллельный ATA. Из-за последовательной организации Serial-ATA нуждается только в двух проводниках - один для посылки, другой для получения данных. При передаче множественных сигналов, синхронизированных по фазе, происходит их взаимовлияние, отрицательно сказывающееся на качестве связи. Когда же два сигнала передаются в противофазе, необходимость в экранировании проводников отпадает.
Снижение напряжения сигнала. Serial-ATA не требует высокого напряжения на сигнальных проводниках (амплитуда 500 милливольт), что снимает проблему согласования различных уровней напряжений на шлейфе и материнской плате. Снижение напряжения означает улучшенное энергосбережение, а это особенно актуально в мобильных устройствах (где важно не только экономное потребление энергии, но и миниатюрность, и гибкость кабеля).
Маленькие в поперечнике, легкие для монтажа, более длинные кабели. Serial-ATA меняет широкий PATA-шлейф на узкий, длина которого может достигать 1 м. Новый кабель легко направить по любому маршруту в системном блоке. Его маленький поперечник способствует улучшению отвода тепла от "горячих" мест. Кроме того, дизайн этих кабелей согласуется с общей тенденцией изменений в архитектуре системного блока. Маленькое число проводников делает ненужной широкую и громоздкую контактную площадку, облегчая инсталляцию дисков. Увеличенная длина кабеля делает возможным применение внешних Serial-ATA-дисков. Повышенная ошибкоустойчивость данных. Serial-ATA предлагает более полную проверку ошибок и методы их исправления, в сравнениии с PATA. Новая шина гарантирует непрерывную и безошибочную передачу данных и команд. Увеличенная скорость передачи данных между диском и другими компонентами. Известно, что сегодня скорость передачи данных с жестких дисков не может достигнуть даже уровня ATA100, так почему же надо переходить на Serial-ATA? Максимальная внутренняя скорость передачи данных в большинстве IDE - дисков сегодня не превышает ~72 Мб/сек. Т.е. предел ATA/100 еще не достигнут. Но основная причина того, что скорость передачи данных с IDE - устройств находится на низком уровне, состоит в том, что единственный путь (шлейф) должен быть разделен между двумя устройствами. Serial-ATA позволит дискам продолжать повышение своей производительности, сохраняя ценовой паритет с PATA. Совместимость сверху вниз. Serial-ATA обеспечивает обратную совместимость со своими предками PATA и ATAPI, что достигается двумя различными способами. Во-первых, вы можете использовать чипсетную поддержку SATA-устройств или установить отдельные компоненты, обеспечивающие поддержку Serial-ATA-дисков. Эти отдельные компоненты легкодоступны и могут быть приобретены либо отдельно, либо в составе материнской платы. Во-вторых, можно использовать последовательные или параллельные переходники, которые осуществляют трансляцию сигнала с SATA в РATA или наоборот. подключение к одному каналу только одного устройства.
К обычному Parallel ATA можно подключить два устройства, дав им атрибуты "Master" и "Slave". Serial ATA рассчитан только на соединение "точка-точка". Большинство SATA-контроллеров, включая встроенные в чипсет, оснащены двумя каналами и потому позволяют подключить только два устройства. Поэтому первое время придется использовать оба интерфейса - Serial ATA для винчестеров и Parallel ATA для оптических накопителей (DVD, CD).возможность "горячего" подключения/отключения устройств. Для Parallel ATA эта возможность тоже существует (вспомним Mobile Rack), но она неофициальная и не поддерживается со стороны системы - BIOS, драйверов, операционной системы. У Serial ATA есть все возможности для реализации "горячего" подключения: разъем сконструирован таким образом, чтобы при подключении кабеля сначала в контакт входили линии "земли", а потом интерфейса. Это позволяет избежать тех неприятностей, от которых не застрахованы обычные винчестеры - сгорания микросхем при подключении "по-горячему".встроенная поддержка механизма переупорядочивания команд (NCQ - Native Command Queuing). Это один из методов увеличения производительности жесткого диска: поток запросов на чтение и запись перестраивается таким образом, чтобы наиболее ресурсоемкие операции (у винчестера это операции позиционирования головок) выполнялись оптимальнее. Например, чем ближе два блока секторов, к которым выполняется доступ, тем меньше времени потребуется на переключение между ними. Контроллер винчестера может перестроить запросы так, чтобы минимально перемещать головки. Впрочем, первая версия Serial ATA имеет очень ограниченную поддержку переупорядочивания команд. Широкое использование этого механизма начнется с внедрения интерфейса Serial ATA II, в котором предусмотрены средства асинхронного возврата состояния, управления тэгами команд, инициирования обмена по каналу DMA со стороны винчестера, частичного заполнения блока данных и т.п.
Электрооборудование мастерских
По техническому труду
Лекция № 2.9.1
Ручные фрезеры
Курс, группа, факультет : факультет технологии, 2 курс, дневное отделение
Дата проведение занятия : ________________
Цель занятия : изучение назначения, общего устройства, технологических характеристик, принципа работы и мер безопасности при работе с электроинструментами и бытовыми приборами в мастерских по техническому труду.
Задачи занятия:
1. Формирование у студентов минимально необходимых знаний основных законов электричества и освоение методов проведения электрических измерений в электрических цепях и выполнения поверок электроизмерительных приборов
2. Формирование знаний о назначении, общем устройстве, технологических характеристиках, принципах работы и мерах безопасности при работе с электроинструментами и бытовыми приборами в мастерских по техническому труду.
3. Привитие навыков электромонтажных работ в мастерских и выполнения первичных ремонтных работ электрооборудования в мастерских по техническому труду.
План занятия:
1. Назначение, общее устройство и классификация по техническим возможностям и фирмам-производителям фрезеров.
2. Технологические характеристики и принцип работы.
3. Эксплуатация и меры безопасности.
Назначение, общее устройство и классификация по техническим возможностям и фирмам-производителям фрезеров
Фрезер ручной предназначен для обработки дерева, пластика, а также искусственного камня и металла. Возможности инструмента разнообразны, потому что объединяют работу лобзика, дрели и рубанка. Основными операциями, осуществляемыми с использованием фрезера, являются :
Декоративное оформление с использование копиров и шаблонов;
формирование выемок для столярной фурнитуры;
выборка четверти и черновое выравнивание;
качественное шлифование и гравирование;
профилирование прямое или фигурное;
устройство фальцев, шлицов и пазов;
высверливание канавок и отверстий;
нарезка соединительных шипов.
Основными действующими элементами фрезера являются электродвигатель и фреза. При этом в рабочем состоянии фреза совершает вращательные движения, а заготовка – поступательные.
Конструкция ручного фрезера напоминает настоящий фрезерный станок, только выполненный в миниатюре и с расширенными возможностями. Ручной фрезер по дереву состоитиз следующих частей : корпуса с электродвигателем; копировальной втулки; направляющих штанг; держателей для рук; кнопки пуска; подошвы; упоров; фрезы.
Ручные фрезеры предназначены для точных работ, которые корректируются параметром глубины среза, поэтому немаловажными становятся: мощность и скорость вращения, число оборотов, глубина обработки. диаметр режущего инструмента.
Данные параметры являются количественной величиной, которая условно разделяет фрезеры по дереву на три типа : верхний, кромочный и ламельный.
Верхний фрезер - универсальный агрегат, поэтому может быть использован для абсолютно любых работ по дереву. В свою очередь верхние фрезеры бывают двух разновидностей: неподвижные и погружные.
Верхнийнеподвижный фрезер жестко смонтирован на базе двигателя. При работе с этим инструментом настройка глубины фрезерования осуществляется путем перемещения устройства вверх и вниз. Для начинающего столяра сложно будет выполнить свои первые работы с помощью этого инструмента.
Верхний погружной фрезер представляет собой такой вариант устройства, когда двигатель с фрезой может перемещаться по закрепленным на базе направляющих вниз и вверх. Использование этого инструмента удобно тем, что во время обработки детали фрезер не нужно снимать с заготовки.
Фрезер кромочный используется исключительно для снятия фасок, пазов и чистовой обточки кромок заготовки.
Фрезер ламельный используется при изготовлении соединительных пазов. Ламельные и кромочные фрезеры относятся к узкоспециализированным электроинструментам.
В настоящее время пользуются популярностью фрезеры: DeWalt DW615, Makita RP1800F, Интерскол ФМ-62/2200Э, Bosch Pof 1400 Ace, BOSCH POF1200 AE.
Технологические характеристики
Такая характеристика фрезера, как потребляемая мощность , может указывать на об щую производительность агрегата. Иными словами, имея больше ватт, разработчики позволяют установить более крупную фрезу и дают возможность сделать быструю подачу и более глубокий проход без перегрева обмоток. Однако большая мощность влечёт за собой значительное увеличение массы изделия и его габаритов, а высокий крутящий момент не совсем корректно сосуществует со многими «деликатными» оснастками. По этому признаку фрезеры подразделяют на несколько классов: лёгкие (до 700 Вт), средние (700–1500 Вт) и тяжёлые (свыше 1500 Вт). Некоторые производители мельчить не стали и для полноты ассортимента предложили модели мощностью в 2,3 кВт, например, DeWalt DW626 или Makita RP 2300FC (глубина резания 70 мм, вес 6,1 кг, скорость до 22000 об./мин., размер цанги 12 мм). Для сравнения, вес 900-ваттной машины Makita RP 0910 - почти вдвое меньше и составляет 3,3 кг, но до 57 мм уменьшается глубина обработки.
Частоту вращения шпинделя производители «держат» в пределах 20–30 тысяч оборотов в минуту, «кромочники» добивают и до 35000 об./мин. Интересно, что, чем меньше диаметр рекомендованной оснастки (серьёзно зависит от мощности), тем большую скорость может развивать конкретный фрезер. Крупная фреза используется с меньшей частотой вращения, так как скорость движения точки на краю её окружности - значительно выше. Небольшая частота нужна при обработке пластмассы и металла, чтобы не было перегрева рабочей зоны и оплавления материала. Выходит, на деле мы имеем следующую зависимость: потребляемая мощность/размер фрезы/глубина обработки/материал заготовки/скорость вращения - каждый из пунктов влияет на остальные, поэтому его максимальные значения тщательно подбираются производителем.
Чем выше скорость - тем чище получается обработка и тем проще работать с твёрдыми материалами. А вот если нужна высокая точность, или материал более вязкий - есть смысл перейти на меньшую частоту. Именно по этим соображениям большинство фрезеров позволяют для определённых условий и материалов разной плотности сделать предустановку частоты вращения Black&Decker KW900E. Как правило, это плавное или ступенчатое регулирование колёсиком - до 8 позиций. Выбор скорости ложится на практический опыт оператора, но разработчики нередко делают подсказки, указывая рекомендованные цифры в паспортах или на фрезах.
Многие продвинутые машины имеют константную электронику , которая управляет мощностью мотора для стабилизации заранее установленной скорости (Hitachi M12V2). Это помогает компенсировать потерю крутящего момента и предотвращать падение скорости вращения режущего полотна при изменении плотности неоднородного материала или при изменении манеры подачи инструмента.
Мощные фрезеры снабжаются системой «плавный пуск », которая плавно разгоняет инструмент, исключая резкий рывок оснастки и перегрузку сети под действием пусковых токов высокой силы (Bosch GOF 2000 CE). Кроме всего прочего такой агрегат прослужит дольше, так как его узлы защищены от периодичных ударных нагрузок.
Если температура обмоток мотора превышает критическую отметку, в дело вступает система защиты от перегрузок . Реализована она может быть по-разному, начиная от простой индикации соответствующего светодиода, и заканчивая временным отключением питания. Подобная опция свойственна только профессиональным моделям высокого ценового диапазона (Bosch GOF 2000 CE).
Ещё одна полезная функция, получившая куда большее распространение - защита от непреднамеренного пуска . Это дополнительная кнопка, которую для подачи напряжения на мотор необходимо нажать одновременно с основной клавишей. Посредством этого узла пусковая клавиша может блокироваться в нажатом положении, что позволяет во время работы отпустить основную рукоятку. Многие профессионалы очень часто пользуются блокировкой, так как предпочитают вести инструмент, придерживая его не за ручки, а за опорную платформу. Ну, и чтобы закрыть тему пусковой кнопки, упомянём о плавном курке, силой нажатия на который можно регулировать скорость, «газовать». И ещё, некоторые фрезеры не имеют привычной клавиши, а включаются ползунковым устройством.
Принцип работы
Подошва . Опорная площадка ручного фрезера выполняется из штампованного металла (бюджетный вариант) или из алюминиевых сплавов - это важнейший элемент машины. Литая подошва небезосновательно считается признаком высокого класса инструмента, так как она отличается чёткой геометрической формой и хорошим прилеганием к основе - в результате получаем высокое качество работы (AEG OF2050E). Именно на базовой опоре располагаются проушины для крепления всевозможных направляющих приспособлений, револьверный упор, на ней закреплены вертикальные штанги.
Нижняя плоскость опорной платформы обязательно должна быть закрыта специальной накладкой - этот элемент выполняется либо из пластика, либо из лакированной древесины твёрдых пород. Важный момент - это размер отверстия в подошве (проём), очевидно, что он ограничивает максимально допустимый диаметр оснастки (фрезы).
Штанговый механизм . Особенности вертикального перемещения головной части во многом определяют функциональность и производительность всего инструмента. Голова движется по двум направляющим штангам, правильно этот узел функционирует, если фрезу удаётся опустить плавно, без применения излишней силы. Серьёзным минусом базы считается наличие люфтов и перекосов, а также излишнего сопротивления. Этот узел всегда следует содержать в чистоте и в смазанном состоянии.
Глубина погружения фрезы может фиксироваться рычагом, расположенным на одной из рукояток, или специальным винтом (идеальный вариант, если фиксация осуществляется на обеих штангах). На самом деле установка вылета оснастки осуществляется вертикальным упором, который устанавливается с разной степенью точности. Продвинутые машины имеют предустановку согласно вертикальной шкале, либо колёсиком, учитывающим даже доли миллиметров (Metabo OFE 1229). Чем шире, точнее и стабильнее регулировки, тем более функциональный и качественный инструмент у вас в руках.
Если необходимо делать несколько проходов с изменением глубины обработки, можно воспользоваться револьверным упором с несколькими (чаще всего их три) ступенями, ножками разной высоты. По сути, это изменяемая по высоте ответная часть вертикального упора, расположенного на «голове». Револьверная головка позволяет быстро перенастраивать глубину погружения фрезы. Если она выполнена в виде нескольких болтов с резьбой, то ступени можно дополнительно подрегулировать по высоте, вкручивая или выкручивая их.
В некоторых фрезерах верхняя часть (голова) отсоединяется от платформы, благодаря чему инструмент можно закрепить в стационарной конструкции (стойке), или применять в качестве прямошлифовального аппарата, сверхмощной бормашины. Фрезер со специальными отверстиями в подошве иногда закрепляют на верстаке оснасткой вверх, что позволяет обрабатывать мелкогабаритные детали (Hitachi M12SA2).
Узел крепления оснастки. Мы уже говорили, что оснастка закрепляется непосредственно на шпинделе. Фиксируется она с помощью цангового зажима - специальная гайка навинчивается на конус (втулку) с прорезями и зажимает вставленный туда хвостовик. Диаметр цанги должен соответствовать диаметру фрезы, поэтому важно определиться с типом используемых фрез и допустимых диаметров. Лёгкие фрезеры рассчитаны на хвостовики диаметром 6 мм, средние по мощности машины могут зажимать 8-миллиметровые фрезы, например Фиолент МФ 3–1100Э. Самые мощные фрезеры в основном имеют цанги диаметром 12 мм. Очевидно, что крупная, более «забористая», фреза имеет более массивный хвост, а для её вращения нужны особые силовые характеристики. Важно не ошибиться с выбором правильного установочного диаметра фрезы, так как на рынке имеются «европейские» экземпляры с подобными цифрами (6,35; 12,7…), что соответствует определённым долям дюйма.
Как правило, всегда есть возможность в посадочное гнездо большего диаметра установить фрезу с более тонким хвостовиком, для этого придётся воспользоваться специальной переходной втулкой (сменной цангой), которая идёт в комплекте или приобретается отдельно. К «подмене» оснастки следует отнестись очень осторожно, здесь обязательно должна совпадать (с установками в инструменте) рекомендованная частота вращения и скорость подачи фрезера, в противном случае тонкий хвостовик может не выдержать нагрузки и сломаться.
Высококачественная цанга надёжно фиксирует хвостовик строго по оси шпинделя и не допускает появления вибраций, разбивающей кромки фрезы и подшипники инструмента. Более удачными считаются зажимы, в которых имеется большее число прорезей, так как они лучше центрируют фрезу (Bosch GMF 1600 CE).
Чтобы поменять фрезу, обычно необходимо применить два рожковых ключа, если шпиндель блокируется кнопкой или рычагом-зажимом, то только один (Sparky X 205CE). Глубина посадки хвостовика составляет 3/4 или 2/3 его длины, но в любом случае, оснастка имеет специальную разметку.
Вспомогательные элементы (упоры и направляющие). Довольно редко фрезер применяют для работы «от руки» (при черновой подгонке заготовки, декоративной резьбе), чаще же нужна филигранная точность. Вот тут на помощь приходят всевозможные устройства и направляющие, многие из которых входят в базовую комплектацию изделия.
Параллельный, горизонтальный упор позволяет вести фрезер на равном удалении (это расстояние ограничено) от кромки детали. Этот элемент на своих штангах крепится к подошве, где фиксируется винтами. Надёжность фиксации и точность подгонки (на колодке могут быть свои винты/колёсики для коррекции) - вот основные достоинства данного узла. Он по размерам может быть либо на всю ширину опорной площадки, либо состоять из двух отдельных коротких упоров. Изготавливают горизонтальный упор из сплавов или из штампованной стали (бюджетный вариант), плоскость его соприкосновения с заготовкой изолируют съёмной пластиковой накладкой.
Направляющая шина предназначена для прямолинейной подачи фрезера, но, в отличие от параллельного упора, она устанавливается на любом удалении от края заготовки и под любым углом. По сути, это специальная профилированная линейка, закрепляемая струбцинами. К фрезеру вместо горизонтального упора подсоединяют специальный башмак, который ходит по пазам шины и направляет инструмент.
Копировальное кольцо (втулка) - это штампованный элемент, круглая пластина с бортиком, которая вставляется в проём опорной подошвы и образует вокруг фрезы своеобразный упор. Получается, что можно вести фрезер впритирку с шаблоном, получая копию изделия, только немного большего размера. Несомненным плюсом продуманного копировального кольца считается простота фиксации (быстрозажимная конструкция), не требующая центровки (Bosch POF 1200 AE), в противном случае приходится совершать дополнительные телодвижения в плане позиционирования элемента.
Угловой упор позволяет изготовить точную копию детали. При этом заготовка располагается над шаблоном, а фрезер ведётся с опорой на специальный щуп, который зачастую имеет возможность регулировок.
Линейка-циркуль помогает обрабатывать заготовку по радиусу, например, сделать скруглённую столешницу. Площадка циркуля привинчивается к подошве фрезера, а её нога закрепляется штифтом в отверстии, просверленном в центре окружности. Как и в случае с копировальным кольцом, следует учесть, что рабочее отверстие приспособления «пропустит» фрезу только ограниченного диаметра.
Опорный подшипник , расположенный на фрезе, служит для стабилизации инструмента при некоторых видах обработки кромок. Плюсом такой конструкции можно считать надёжное позиционирование фрезера относительно заготовки, минус - такой оснасткой не получится что-либо выровнять, она повторит контур кромки.
Эксплуатация
Очень важно правильно установить регулятор скорости вращения. Если этого не сделать, заготовка может испортиться. В особенности большим риск порчи заготовки становится при работе с большим по диаметру фрезом.
Частоту оборотов подбирайте в соответствии с особенностями предстоящей работы и характеристиками материалов. Чем правильнее будет соотношение частоты вращения фрезы по отношению к характеристикам обрабатываемой древесины, тем более качественной и чистой будет работа.
При выборе фрезера необходимо обратить внимание на рабочее поле, оптимальный размер которого 12000х1200 мм, и на мощность инструмента.
С увеличением диаметра фреза частоту вращения нужно уменьшать. К примеру, фрез диаметром 1 см можно использовать на скорости порядка 20000 об/мин, а изделием диаметром в 4 см лучше работать на скорости до 10000 об/мин. В комплекте с каждым фрезом обязательно идет инструкция. Убедитесь в ее наличии при покупке инструмента. В инструкции указываются все требования, которые необходимо соблюдать для получения хорошего результата. Во время работы вы можете держать фрезер руками или закрепить его на столе. Обрабатывать мелкие изделия удобнее и предпочтительнее именно на столе. В данном случае работа будет максимально качественной. Установка фрезера на подобного рода стол осуществляется шпинделем вверх. При желании также вы можете купить или собрать своими руками станок.
Фрезерование древесины на столе требует соблюдения следующих правил :
1. На поверхности стола должна быть установлена линейка под форму, которую планируется вырезать. Если будет вырезаться полукруг, применяются дугообразные направляющие. В случае создания линий направляющие тоже должны быть ровными.
2. При работе с деталями переменного профиля применяйте узкие линейки с овальным торцом. Прикрепляйте их перпендикулярно по отношению к обрабатываемой заготовке.
При работе с фрезером не забывайте о том, что по обрабатываемому изделию фрезер нужно двигать исключительно в обратном направлении по отношению движения фрезы. В противном случае вы рискуете не удержать инструмент и травмироваться.
Меры безопасности
В комплекте с каждым инструментом идет инструкция производителя. В ней описываются технические характеристики и приводятся рекомендации по безопасной работе с инструментом. При использовании фрезера по дереву необходимо строго соблюдать ряд правил, которые позволяют минимизировать риск травмирования.
Когда вы заканчиваете работать с фрезером или делаете перерыв, обязательно выдергивайте шнур питания из розетки.
При работе с ручным фрезером будьте предельно внимательны и сконцентрированы. Займите устойчивую позицию, чтобы не потерять равновесие, и крепко держите инструмент в руках.
Непосредственно обрабатываемая деталь тоже должна быть прочно и надежно закреплена. Держите фрезер очень крепко. При соприкосновении изделия с заготовкой может произойти довольно ощутимый ответный удар. Если вы будете держать инструмент недостаточно крепко, он может вырваться из ваших рук и нанести травму.
Работайте в подходящей защитной одежде. Следите, чтобы не было свисающих кусков материала, способных намотаться на фрезер. Сама одежда не должна быть слишком свободной. Также рекомендуется надевать респиратор, чтобы защитить легкие от вредной мелкой пыли.
Таким образом, работать с ручным фрезером не так уж сложно. Обязательно запомните требования техники безопасности, выполняйте все в соответствии с инструкцией.