Armaturi Industriale

CUPRINS

INTRODUCERE

CAPITOLUL I ARMĂTURI INDUSTRIALE

1.1. Clasificarea robinetelor și rolul lor funcțional

1.2. Elementele constructive ale robinetelui cu sertar

CAPITOLUL II ALEGEREA SEMIFABRICATULUI

2.1. Stabilirea variantei tehnologice de obținere a semifabricatului

2.2. Calitățile tehnico-economice ale semifabricatului în variantă turnată

2.3 Alegerea variantei de turnare

2.4. Alegerea materialului

2.5. Condiții tehnice de calitate

CAPITOLUL III PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE FABRICAȚIE PENTRU SEMIFABRICATUL TURNAT

3.1. Principii de bază în proiectarea tehnologiilor de prelucrare

3.2. Analiza datelor de bază și stabilirea caracterului producției

3.2.1. Analiza datelor de bază

3.2.2. Stabilirea caracterului producției

3.2.3. Stabilirea ultimei operații de prelucrare

3.3. Traseul tehnologic

3.4. Instalarea semifabricatului pentru prelucrarea mecanică

3.5. Determinarea adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor intermediare

3.5.1. Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor intermediare

3.5.2. Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimesiunilor intermediare pentru suprafața S1

3.5.3. Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimesiunilor intermediare pentru suprafața S5

3.6. Alegerea mașinilor-unelte

3.7. Alegerea sculelor așchietoare

3.8. Calculul regimurilor de așchiere

3.8.1. Strunjire cilindrică exterioară de finisare S1, faza 15 (Ø215,9 ± 1,5)

3.8.2. Strunjire cilindrică exterioară de degroșare S1, faza 1 ( Ø218,2)

3.8.3. Strunjire cilindrică interioară de degroșare S6, faza 6 ( Ø49,7 )

3.8.4. Strunjire cilindrică interioară de finisare S6, faza 20 ( Ø52,4 )

3.9. Proiectarea parametrilor tratamentului termic

3.10. Calculul normelor tehnice de timp

CONCLUZII

BIBLIOGRAFIE

INTRODUCERE

La baza activității de producție stă procesul tehnologic. Activitatea de producție se bazează pe folosirea unor metode tehnologice și organizatorice care s-au dezvoltat și s-au perfecționat în urma activității mai multor generații și care în totalitatea lor determină procedeele folosite pentru transformarea materiei prime în produs finit.

Procesul tehnologic constă în transformarea directă, cantitativă și calitativă a obiectului muncii. Înainte de începerea activității de producție se impune mai întâi proiectarea procesului tehnologic, care constă în succesiunea operațiilor de obținere a semifabricatelor, tratamentele termice aplicate, stabilirea mașinilor – unelte și a sculelor așchietoare necesare prelucrării mecanice, stabilirea regimului de așchiere pe baza cărora se determină norma de timp alocată pentru obținerea produsului finit. Procesele tehnologice, fiind sisteme complexe, prezintă următoarele caracteristici sistemice:

sunt multidimensionale, în sensul că sunt formate dintr-un număr relativ mare de componente (operații și faze);

posedă o structură ierarhică : în cazul general, orice PT poate fi considerat ca o totalitate de subsisteme (operațiile), iar fiecare dintre acestea se subdivide în subsisteme și mai simple (fazele);

prezintă intercorelații multiple care se exprimă printr-un număr mare de legături între subsisteme la același nivel ierarhic și prin interdependențe între diferitele niveluri ierarhice ale sistemului-proces tehnologic;

sunt multicriteriale: pentru unele subsisteme componente, soluțiile optime se pot adopta pe baza mai multor criterii de optimizare;

sinteza sistemelor proces-tehnologic pe baza unei anumite funcții date este o problemă multivariantă

Procedeele de producție sunt concepute, proiectate, organizate și conduse din punct de vedere tehnico-economic de specialiști cu calificare corespunzătoare.

Un factor principal al performanței unei organizații este calitatea produselor și/sau a serviciilor sale. Scopul oricărei organizații este să crească. Daca nu poate să crească, încearca cel puțin să se mențină pe piață. Pentru a putea desfășura o activitate de succes este nevoie de un personal cu o bună calificare economică. Realizarea oricărui obiectiv din activitatea întreprinderii nu se înfăptuiește prin analiza acestuia, ci prin acțiunea factorului uman care, pe baza analizei, a concluziilor desprinse, dirijează efortul, astfel încat, efectele să fie maxime.

Proiectul de față are ca principal obiectiv proiectarea tehnologiei de fabricație pentru corpul robinetului cu sertar, analiza posibilităților de obținere a semifabricatului, precum și criteriile pe baza căruia se alege o anumită variantă de semifabricat.

CAPITOLUL I

ARMĂTURI INDUSTRIALE

1.1 Clasificarea robinetelor și rolul lor funcțional

Robinetele sunt dipozitive speciale, montate pe conducte, recipiente și instalații destinate transportului, depozitării sau ditribuirii fluidelor, care au scopul de a închide, deschide, de a distribui, de a dirija sau pentru a controla și regla parametrii fluidelor respective.

Robineții cu sertar sunt robineți cu trecere directă și sunt cei mai cunoscuți și utilizați robineți.În funcție de materialele folosite în execuția acestor robineți, ei pot fi utilizați la exploatarea, transportul și distribuția apei industriale rece și caldă, a apei potabile, a vaporilor saturați și a produselor petroliere.

Rolul acestora este de a modifica secțiunea de trecere a orificiului de trecere în vederea realizării următoarelor funcții:

izolarea unei porțiuni de conductă sau închiderea unui orificiu de scurgere în atmosferă ori într-un recipient;

modificarea direcției și a sensului de curgere (distribuție sau dirijare) a fluidului;

blocarea (reținerea) circulatiei fluidului în sens invers celui prescris;

evacuarea condensului din conductele cu abur sau instalții, în mod periodic sau continuu, fãrã a recurge la surse de energie exterioare;

reglarea automată sau comandată a parametrilor fluidului în vederea bunei desfăsurari a procesului tehnologic sau pentru siguranța instalației.

Particularitățile robinetelor cu sertar prezintă o serie de avantaje și dezavantaje, în ceea ce priveste construcția, funcționarea și exploatarea lor, cum ar fi:

Avantaje:

au o rezistență hidraulică redusă, la curgerea fluidului de lucru prin corpul robinetului;

fluidul de lucru poate circula în orice sens prin robinet;

au o construcție simplă și robustă;

lungimea de racordare la elementele alăturate conjugate este mică;

necesită o supraveghere normală, nepretențioasă, în timpul exploatării.

Dezavantaje:

pentru prelucrarea suprafețelor de etanșare (înclinate sau verticale), necesită dispozitive speciale;

au o inalțime mai mare decât alte robinete, necesitând spații de montare și manevra relativ mari;

fixarea în corp a inelelor de etanșare este greoaie si pretențioasă;

repararea este dificilă, mai ales la fața locului, tocmai de aceea robinetele defecte sau avariate sunt înlocuite și apoi reparate în atelierele de întreținere;

se uzează repede la manevre repetate, datorită frecărilor de alunecare dintre suprafețele de etanșare.

Clasificarea robinetelor se poate face după mai multe criterii, astfel:

a) domeniul de utilizare sau procesul tehnologic în care urmează a se folosi, care poate fi un proces chimic, petrochimic, metalurgic, de transport al fluidelor în conducte, de prelucrare a țițeiului, aceste procese fiind reglementate de anumite norme care recomandă utilizarea unor anumite tipuri constructiv-funcționale de robinete, ca de exemplu normele americane API (American Petroleum Institute), etc.

Corespunzător acestor domenii de utilizare, robinetele se numesc:

energetice

pentru foraj-extracție

nuclearo-electrice

navale

de uz general (acele robinete care nu au destinație specială și funcționeaza la parametri normali)

b) criterii hidraulice se referă la micșorarea pierderilor hidraulice prin robinete.

Forma geometrica a interiorului robinetului determina valoarea coeficientului de pierdere care, din punct de vedere al cheltuielilor de exploatare, trebuie sa fie cat mai redus la minim.

c) criterii constructive

Un robinet poate diferi de un alt robinet, mai ales din punct de vedere constructiv, dar și prin următoarele elemente:

tipul obturatorului, care poate fi ventil, sertar, clapă-valvă, clapă-fluture, cep, sferă, diafragmă;

modul de acționare (manual, pneumatic, hidraulic, servomotor acționat cu energie electrica sau diferite combinații ale acestora);

forma corpului ( corp de trecere, corp oval, corp rotund, corp cu mai multe cai sau cu corp plat);

racordarea la conductă ( prin flanșe, prin capete filetate, prin sudare sau combinatii ale acestora);

materialul corpului ( oțel carbon, oțel aliat, oțel inoxidabil,metale grele, metale usoare, fonta, nemetale, metale nobile);

d) criterii privind rolul funcțional au în vedere clasificarea robinetelor în concordanță cu funcția impusă de procesul industrial și astfel avem:

robinete de închidere;

robinete de rețtinere;

robinete de reglare;

robinete de siguranță;

robinete de eliminare condens.

Elementele constructive ale robinetului cu sertar

Elementele componente ale robinetului:

corpul robinetului reprezintă limita primară ce conține fluidul sub presiune și extremitățile de racordare la conducte;

capacul este partea robinetului care conține etanșarea tijei.Capacul poate fi separat sau poate fi parte integrată a corpului robinetului;

scaunele robinetului sunt suprafețe de etanșare în interiorul corpului robinetului care stabilesc un contact total când robinetul este în poziția închisă. Pentru a se evita ințepenirea ventilului in scaun, acesta din urma este construit cu un diametru mai mare în zona de etanșare;

piesele interioare reprezintă piesele robinetului care se găsesc în contact cu fluidul reglat. Ca exemplu de organe de închidere avem tijă și elementele de legătură ale tijei cu organul de închidere, scaunul, colivia. Din echipamentul intern nu fac parte elemente precum capacul, corpul robinetului, capacul inferior și garniturile;

organul de inchidere este piesa mobilă a robinetului care este plasată în locul de trecere a debitului pentru reducerea curgerii acestuia;

tija robinetului este elementul care traversează capacul și leagă acționarea de organul de închidere și îl poziționează;

obturatorul este astfel profilat încat sa asigure caracteristica intrinsecă dorită. Cel mai utilizat obturator este ventilul masiv profilat, ca urmare a suprafeței sale netede și a profilului favorabil din punctul de vedere al tehnicii curgerii, el este indicat pentru toate cazurile de reglare.;

acționarea reprezintă un dispozitiv sau mecanism care are rolul de a transforma un semnal într-o mișcare corespunzătoare.

Robinetul cu sertar este construit din trei părți :

partea fixă

partea mobilă

sistemul de etanșare a tijei

Partea fixă a robinetului cu sertar este formată din corp (1), garnitură (5). Partea mobilă a robinetului cu sertar este formată din sertar (2), piulița sertarului (3), tija filetată(4), iar sistemul de etanșare este format din:capac (6), bucșă de fixare (7), prezon (8), piuliță (9), inel cu reazem (10), garnituri (11), bucșă de presare (12), presgarnitură sau presetupă (13), șurub cu ochi (14), piuliță (15), bolț (16), roată de manevră (17), șaibă plată (18), piuliță (19).

Desenul de ansamblu al corpului de robinet cu sertar paralel este reprezentat în figurile de mai jos:

Figura 1.1 Vedere generală a robinetului

Figura 1.2 Corpul robinetului

Figura 1.3 Desenul de execuție

Desenul semifabricatului reprezintă un element important necesar proiectării proceselor tehnologice cu ajutorul căruia se vor evidenția adaosurile de prelucrare totale, volumul de prelucrări necesare pentru a-l aduce în stadiul de piesă finită, bazele tehnologice utilizate la prima operatie. Ca o primă operație a procesului tehnologic de fabricație o reprezintă stunjirea de degroșare a celor două flanșe paralele (flanșa de inchidere este piesa mobilă a robinetului care este plasată în locul de trecere a debitului pentru reducerea curgerii acestuia;

tija robinetului este elementul care traversează capacul și leagă acționarea de organul de închidere și îl poziționează;

obturatorul este astfel profilat încat sa asigure caracteristica intrinsecă dorită. Cel mai utilizat obturator este ventilul masiv profilat, ca urmare a suprafeței sale netede și a profilului favorabil din punctul de vedere al tehnicii curgerii, el este indicat pentru toate cazurile de reglare.;

acționarea reprezintă un dispozitiv sau mecanism care are rolul de a transforma un semnal într-o mișcare corespunzătoare.

Robinetul cu sertar este construit din trei părți :

partea fixă

partea mobilă

sistemul de etanșare a tijei

Partea fixă a robinetului cu sertar este formată din corp (1), garnitură (5). Partea mobilă a robinetului cu sertar este formată din sertar (2), piulița sertarului (3), tija filetată(4), iar sistemul de etanșare este format din:capac (6), bucșă de fixare (7), prezon (8), piuliță (9), inel cu reazem (10), garnituri (11), bucșă de presare (12), presgarnitură sau presetupă (13), șurub cu ochi (14), piuliță (15), bolț (16), roată de manevră (17), șaibă plată (18), piuliță (19).

Desenul de ansamblu al corpului de robinet cu sertar paralel este reprezentat în figurile de mai jos:

Figura 1.1 Vedere generală a robinetului

Figura 1.2 Corpul robinetului

Figura 1.3 Desenul de execuție

Desenul semifabricatului reprezintă un element important necesar proiectării proceselor tehnologice cu ajutorul căruia se vor evidenția adaosurile de prelucrare totale, volumul de prelucrări necesare pentru a-l aduce în stadiul de piesă finită, bazele tehnologice utilizate la prima operatie. Ca o primă operație a procesului tehnologic de fabricație o reprezintă stunjirea de degroșare a celor două flanșe paralele (flanșa I si flanșa II), apoi urmând strunjirea flanșei III.

Aceste operații se execută pe strunguri clasice cu scule convenționale, iar pentru strunjirile interioare a fost necesară conceperea, construirea și montarea unui dispozitiv special pe mașina unealtă, care realizează fixarea corpului si centrarea pe axa flanșei.

Ansamblul condițiilor tehnice din desenul de execuție definește precizia de prelucrare a piesei, care influențează lungimea procesului tehnologic. Pentru a se realiza suprafețe cu precizii superioare și netezimi avansate este necesar să se execute operații suplimentare de finisare și control, care maresc considerabil volumul de muncă și costul piesei.

Pentru operațiile de strunjire a locașurilor scaunelor robinetului se folosește o bară de strunjit interior, antivibratoare, construită dintr-o carbură metalică.

Verificarea aspectului robinetelor se face cu ochiul liber, iar verificarea dimensiunilor se face cu aparate universale de măsurat, șabloane și calibre. Pentru anumite tipuri de de robinete speciale de lucru se pot prevedea verificări suplimentare la materiale pe baza acordului între producător și beneficiar.

Important de amintit este faptul că, după prelucrările de degroșare, semifabricatul va suferi un tratament termic de îmbunatățire a materialului.

CAPITOLUL II

ALEGEREA SEMIFABRICATULUI

2.1 Stabilirea variantei tehnologice de obținere a semifabricatului

Metodele industriale de obținere a semifabricatului sunt reprezentate de tehnologiile primare. Tehnologia primară de obținere a semifabricatului pentru corp robinet cu sertar paralel este turnarea în model.

Turnarea este o metodă tehnologică de fabricare a pieselor prin solidificarea materialului metalic topit introdus în cavitățile de lucru ale unor forme cu configurație și dimensiuni corespunzătoare, numite forme de turnare.

În funcție de natura și durabilitatea de utilizare formele pot fi :

forme temporare executate din amestecuri și utilizate la o singură turnare;

forme semipermanente executate dintr-o combinație de amestecuri și semifabricate metalice sau ceramice care pot fi utilizate la sute de turnări cu mici reparații de la o turnare la alta;

forme permanente executate din materiale metalice, numite cochilii, care pot fi utilizate la zeci de mii de turnări.

Formarea manuală a formelor cu pereți groși este cea mai indicată metodă în cazul turnării pieselor unicate sau de serie mică.

Desenul piesei turnate se întocmește luându-se drept bază desenul piesei finite. Din desenul piesei finite rezultă forma și dimensiunile piesei, clasa de precizie, gradul de rugozitate a suprafețelor, tipul aliajului și conditiile speciale impuse. O construcție ușoară trebuie să asigure alimentarea și umplerea completă cu aliaj a cavității formei.

2.2 Calitățile tehnico-economice ale semifabricatului în

variantă turnată

Turnarea reprezintă procedeul de fabricare al unei piese prin solidificarea unei cantități determinate dintr-un material metalic topit, introdus în cavitatea unei forme de turnare, având forma și dimensiunile piesei ce trebuie turnate.

Avantajele acestui procedeu sunt: realizarea unei piese cu configurație geometrică complexă și/sau greutate mare și realizarea unor piese din materiale metalice ce nu se pot prelucra economic prin alte metode și procedee clasice.

Dezavantajele acestui procedeu sunt: materialul metalic este topit pentru a putea fi turnat, iar în timpul răcirii se produce fenomenul de contracție. Datorită acestui fapt, în piesele turnate se formează goluri de construcție numite retasuri.

Datorită configurației geometrice, în general complexe, răcirea nu se realizează simultan în toată masa piesei, fapt ce determină crearea în interiorul lor a unor diferențe de temperatură. Rezultă că, în timpul contracției, în zonele cu temperaturi diferite se vor genera tensiuni de natură termică.

În timpul elaborării, turnării și menținerii în forme, materialul metalic interacționează cu gazele din atmosferă și cu gazele care rezultă în urma reacției metalurgice de elaborare, care prin difuziune, se distribuie în întreaga masă, formand combinații chimice si sulfuri.

Prezența sulfurilor și a incluziunilor nemetalice este nefavorabilă, ca urmare a reducerii caracteristicilor mecanice.

Deformarea plastică este metoda tehnologică de prelucrare, în scopul obținerii unor semifabricate sau piese finite prin care se realizează deformarea permanentă a materialului în stare solidă, ca urmare a aplicarii unor forțe exterioare fară fisurare macroscopică.

Avantajele sunt: proprietați mecanice îmbunătățite prin compactizarea structurii piesei. Se pot obține forme finale complexe cu un număr minim de operații și cu o manoperă simplă, productivă, cu un consum minim de material.

Tipul seriei de fabricație este cel de serie mijlocie. Numărul pieselor ce se prelucrează este de 300 de bucăți.

Pentru obținerea semifabricatului turnat a fost necesară și realizarea modelului pentru turnare. Costul modelului se amortizează prin valorificarea pieselor obținute pe baza lui. Cu cât numărul de piese realizate prin turnare este mai mare, cu atât cota parte din valoarea modelului care se regăsește în prețul de cost al unei piese este mai mică.

2.3 Alegerea variantei de turnare

Alegerea semifabricatului este una din problemele importante ale proiectării proceselor tehnologice, deoarece, de alegerea semifabricatului depinde felul operațiilor de prelucrare si numărul lor, precizia de prelucrare și costul de producție.

Alegerea semifabricatului constă în alegerea formei, a metodei de obținere, determinarea adaosurilor de prelucrare și a preciziei dimensionale.

Problema alegerii semifabricatului se poate rezolva prin doua metode principale diferite, cunoscându-se ca:

a) obținerea unui semifabricat cât mai aproape ca formă și dimensiuni de piesa finită are ca efect, faptul că, cea mai mare parte a manoperei se consumă în atelierele de semifabricate și numai o parte mică din procesul de prelucrare se execută în atelierele mecanice;

b) obținerea unui semifabricat cu adaosuri mari de prelucrare conduce la realizarea părții principale a procesului tehnologic și a costului de producție în atelierele mecanice. Alegerea metodei de obținere a semifabricatului se face pe baza comparării tehnico-economice a metodelor posibile de aplicat, având în vedere și volumul de muncă necesar prelucrării ulterioare.

Folosirea procedeului de turnare asigură obținerea unor importante avantaje tehnico-economice și anume, realizarea unor produse cu structură fină și uniformă, prezentând caracteristici mecanice ridicate.

Precizia pieselor turnate depinde, în general, de:

precizia de execuție a formei de turnare;

precizia utilajelor folosite;

natura materialului turnat;

condițiile de solidificare și răcire ale materialului.

În mod curent piesele turnate din fontă sau din oțel în forme executate cu formare mecanică, după modele matematice, se încadrează în clasele de precizie I și II, cele turnate în forme executate manual după modele, se încadrează în clasa III, iar piesele turnate în forme executate manual cu șablonare se încadrează în clasele IV și V de precizie.

Clasele de precizie mai depind și de modul de turnare:

clasa I de precizie – piese turnate sub presiune;

clasa II de precizie – piese turnate în forme obținute în cochilie prin turnare statică sau centrifugală, în miezuri, în forme executate mecanic cu modele metalice;

clasa III de precizie – piese turnate în forme de nisip, executate manual.

clasele IV și V de precizie – piese turnate în forme de nisip, executate manual cu ajutorul șabloanelor.

Adaosurile de prelucrare sunt prezentate în figurile următoare:

Figura 2.1 Vedere semifabricat turnat

Figura 2.2 Vedere de sus a semifabricatului turnat

Figura 2.3 Vedere laterală a semifabricatului turnat

Figura 2.4 Vedere din față a semifabricatului turnat

2.4 Alegerea materialului

Alegerea materialului pentru execuție se face ținând seama de cerințele de rezistență mecanică, rezistență la coroziune, la uzură, la temperaturi înalte, de comportarea la temperaturi scăzute, la particularitățile lor tehnologice și de cost.

Rezultă că, alegerea optimă a materialelor trebuie să corespundă cerințelor constructive tehnologice și economice.

Latura constructivă se referă la satisfacerea condițiilor complexe de solicitare mecanică, statică sau variabilă, în prezența unor medii agresive, în condiții de temperatură și presiuni ridicate sau joase.

Economicitatea alegerii unui material este o problemă complexă, de multe ori un material cu un cost mai ridicat, dar mai rezistent putând fi mai avantajos din punct de vedere economic față de altul mai ieftin.

Oțelul T35MoCrNi08 face parte din categoria mărcilor de oțeluri pentru construcții de mașini turnate în piese, conform STAS 1773. De regulă, se livrează sub formă de semifabricate turnate (T), tratate termic (omogenizare, normalizare, călire și revenire), caracteristicile mecanice depinzând de starea de tratament termic, motiv pentru care în simbolizare este indicată compoziția chimică.

Oțelul T35MoCrNi08 este un oțel foarte utilizat datorită calității ridicate și a faptului că sunt insensibile la fragilitatea reversibilă la revenire. Molibdenul micșorează sensibilitatea la supraîncălzire, mărind mult calitatea, de aceea, piesele cu diametre de 150…200mm se pot căli în aer reducându-se astfel tensiunile și deformațiile.

Cromul mărește rezistența mecanică fără a înrăutați substanțial tenacitatea, sporește și capacitatea de îmbunătățire a acestora. Oțelurile cu crom sunt însă, fragile la revenire și au tendința de a forma fulgi.

Oțelurile aliate Cr – Ni sunt preferate, deoarece Mo în cantități de 0,15…0,30% anulează pericolul fragilității la revenire, îmbunătătește tenacitatea și stabilitatea la revenire, având un efect favorabil și asupra călibilității oțelurilor cu Cr.

2.5 Condiții tehnice de calitate

a) Compoziția chimică

O analiză a fiecărei șarje de oțel va fi făcută de către producător, pe o probă luată în apropierea momentului turnării. Elementele reziduale nu vor depăși 1%.

Tabelul 2.1 Compoziția chimică

b) Caracteristici mecanice

Proprietățile mecanice după tratamentul termic final sunt listate mai jos. Fiecare lot de tratament termic va fi testat, iar proprietățile mecanice vor fi raportate.

Tabelul 2.2 Propietățile mecanice

a) Cerințe tratament termic

Toate produsele vor fi călite (Q) și revenite (T).

b) Tratament termic

Tratamentul termic primar va fi executat conform specificațiilor tehnice pentru fiecare tip de piesă în parte. Recomandările pentru ciclul de tratament termic primar sunt prezentate în tabelul următor:

Tabelul 2.3 Tratamentul termic primar

Etapele recomandate mai sus pot fi modificate sau completate în funcție de cerințele producătorului fară ca aceste modificări să constituie abateri de la prezenta specificație.

Tabelul 2.4 Etape

CAPITOLUL III

PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE

FABRICAȚIE PENTRU SEMIFABRICATUL TURNAT

3.1 Principii de bază în proiectarea tehnologiilor de prelucrare

Alegerea judicioasă a bazelor tehnologice constituie una dintre problemele cele mai importante ale proiectării proceselor tehnologice. Un principiu fundamental în tehnologia prelucrării mecanice este acela de a utiliza, pe cat posibil, aceleasi baze tehnologice pentru cât posibil, aceleași baze tehnologice pentru cât mai multe operații de prelucrare. De aici decurge necesitatea ca, în primele două-trei operații, să se realizeze pe piesă baze tehnologice unice, care să poată fi utilizate pentru execuția tuturor operațiilor următoare.

Principul tehnic spune că procesul tehnologic trebuie să asigure respectarea tuturor condițiilor privitoare la precizia dimensiunilor, a formei geometrice și a poziției reciproce a suprafețelor, calitatea suprafețelor,adica să respecte condițiile tehnice prevăzute în desenele de execuție ale pieselor.

Un alt pricipiu de bază în elaborarea proceselor tehnologice îl reprezintă principiul economic, conform caruia, execuția pieselor trebuie să se realizeze cu cheltuieli minime de muncă, energie, materiale, adică piesele să se obțină la un cost minim și un volum minim de muncă.

Condițiile tehnice prescrise și condițiile de economicitate a producției reprezintă, de obicei, factorii decisivi pentru proiectarea unui proces tehnologic optim și de aceea trebuie respectați.

Stabilirea succesiunii operațiilor de prelucrare reprezintă o altă etapă importantă în proiectarea proceselor tehnologice, deoarece împarțirea procesului tehnologic pe operații de prelucrare oferă o imagine concretă a stadiilor pe care obiectele muncii le parcurg în fabricație.

La stabilirea succesiunii operațiilor de prelucrare, trebuie să fie respectate următoarele principii :

în primele operații ale procesului tehnologic se prelucrează suprafețele care vor servi ca baze tehnologice pentru prelucrările ulterioare ;

la început se vor prelucra, pe cât posibil, suprafețele care reprezintă baze de cotare principale ;

operațiile de degroșare, în cursul cărora se îndepărtează cea mai mare parte a adaosului de prelucrare, se efectuează la începutul procesului tehnologic ;

suprafețele cu rugozitate mică și precizie ridicată se finisează în ultimele operații de prelucrare, pentru a se evita deteriorarea lor in cursul altor prelucrări sau al transportului piesei de la un loc de muncă la altul ;

suprafețele pentru care sunt impuse anumite condiții severe de precizie a poziției reciproce, cum ar fi concentricitatea, paralelismul, perpendicularitatea, se prelucrează la aceeași orientare și fixare a piesei ;

în cazul prelucrării pe linii tehnologice ăn flux, volumul de lucrări atribuit fiecarei operații trebuie corelat cu ritmul mediu al liniei.

Respectarea principiilor menționate conduce la o structură de proces tehnologic a cărui schemă generală este următoarea :

prelucrarea suprafețelor care devin baze tehnologice pentru prelucrările ulterioare ;

prelucrarea de degroșare a suprafețelor principale ;

prelucrarea de degroșare a suprafețelor secundare ;

prelucrarea de finisare a suprafețelor principale ;

prelucrarea de finisare a suprafețelor secundare ;

executarea tratamentelor termice de îmbunătățire a proprietăților mecanice ;

executarea prelucrărilor de netezire a suprafețelor principale ;

controlul tehnic final, marcarea, conservarea și depozitarea piesei.

Controlul calității reprezintă un factor esențial al oricărui sistem științific de organizare a producției și a muncii. În concepția modernă, controlul de calitate nu se reduce la rolul pasiv de depistare, constatare și înregistrare a rebuturilor, ci are rolul activ de a influența activitatea productivă, în scopul prevenirii defectelor de fabricație.

În acest scop, controlul de calitate trebuie să intervină nu numai în faza finală, de produs finit, ci în toate etapele procesului de fabricație.

3.2 Analiza datelor de bază și stabilirea caracterului

producției

Tema proiectului constă în elaborarea tehnologiei de fabricație pentru piesa corp robinet cu sertar paralel.

Proiectarea procesului tehnologic este inerent legat de cunoașterea unor elemente numite “date inițiale”. Aceste date inițiale se referă la:

Documentația tehnică de bază;

Caracterul producției ;

Desenul de execuție;

Echipamentul tehnic disponibil;

Nivelul de calificare al cadrelor;

Alte condiții de lucru.

3.2.1 Analiza datelor de bază

Documentația tehnică de bază cuprinde acele documente ale căror prevederi trebuie neapărat respectate în cursul execuției unui anumit produs.Din documentația tehnică de bază fac parte:

desenele de execuție;

schemele;

desenele de instalare;

borderoul documentației de bază;

caietul de sarcini;

lista standardelor de stat, a normelor interne și a instrucțiunilor;

calculele speciale.

Desenele de execuție sunt destinate să evidențieze forma, dimensiunile, condițiile tehnice pentru obiectul fabricat și pentru elementele lui componente (ansambluri de toate gradele, repere).

Schemele sunt reprezentări grafice legate de funcționarea și construcția obiectului. În această categorie se încadrează schemele cinematice, hidraulice, electrice, diagramele de funcționare etc.

Desenele de instalare au menirea de a stabili legăturile obiectului executat cu elementele la care se racordează, pentru punerea sa în funcțiune, astfel se pot stabili eventualele corelații cu agregatele vecine.

Borderoul documentației de bază cuprinde o evidență a documentelor componente ale documentației de bază.

Caietul de sarcini se întocmește în scopul indicării tuturor condițiilor tehnice ( referitoare atat la execuția, cat și la încercarea, exploatarea și verificarea obiectului de executat ) care sunt precizate în standarde, în normele interne sau pe desenul de execuție.

Lista standardelor de stat, a normelor interne și a instrucțiunilor referitoare la obiectul de executat, la modelul de verificare al acestuia, la materialele din care este obținut, este necesară pentru a vedea în ce masură aceste standarde, norme etc. au fost respectate.

Calculele speciale se referă cu precădere la acele calcule care trebuie eventual repetate în cursul procesului tehnologic de fabricație, cum ar fi calculele de rezolvare a lanțurilor de dimensiuni, calculele privind echilibrarea pieselor care suportă mișcări de rotație. Aceste calcule se completează, în masura în care este posibil, cu un exemplu parțial sau total rezolvate.

Se poate observa, din cele arătate, că elementul cel mai important și în unele cazuri unicul element component al documentației de bază, aflat la dispoziția tehnologiei, il constituie desenul de execuție. De menționat este, faptul că, prin desen de execuție se poate întelege atât desenul de ansamblu general sau de ansamblu, cât și desenul de execuție al unei piese oarecare.

Desenul de ansamblu general trebuie să permită tehnologului întelegerea construcției și uneori chiar a funcționarii mașinii, cunoașterea ansamblurilor componente, a condițiilor esențiale referitoare la montajul mașinii, la principalele caracteristici de exploatare.

Desenul de subansamblu precizează caracterul și mărimea ajustajelor între diferite piese componente, dimensiunile de legătura cu subansambluri învecinate, condițiile referitoare la asamblarea și montarea subansamblului.

Tehnologul poate stabili prin desenul de subansamblu destinația și condițiile de funcționare a pieselor, necesitatea unor elemente privind precizia și rugozitatea suprafețelor.

Desenul de execuție oferă urmatoarele date necesare întocmirii procesului tehnologic:

suprafețele de prelucrat cu rugozitatea necesară;

indicații speciale privind calitatea materialului și uneori a metodei de semifabricare;

dimensiunile și toleranțele de respectat;

indicații privind metodele de prelucrare mecanică;

prescripții tehnice privind precizia formei și a suprafețelor.

Analiza și controlul desenului privește următoarele aspecte:

suprafețele prelucrate au precizate rugozitățile pe desen, iar cele la care rugozitatea nu este menționată, vor fi prelucrate cu Ra=12,5µm înscrisă deasupra indicatorului;

pe desenul de execuție sunt trecute cotele libere, executate în clasa mijlocie, conform STAS 2300-88 care prezintă urmatoarele abateri limită înscrise în tabelul 3.1.

toleranțele la dimensiuni și toleranțele de formă și poziție sunt corect trecute pe desen, conform STAS 6265;

muchiile se vor teși la 0,5 x 45º.

Tabelul 3.1

Din analiza desenului de execuție tragem concluzia că piesa este tehnologică prin dimensiuni, toleranțe și rugozități.

Tehnologicitatea este o caracteristică complexă, care arată masura în care soluția constructivă satisface caracteristicile de funcționare, permite fabricarea la un cost minim, cu productivitate ridicată, în volumul cerut și în condițiile date.

Tehnologicitatea este o categorie evolutivă ce se modifică cu progresul tehnic și cu schimbarea condițiilor de fabricație ( tipul și programul de producție, masinile-unelte și utilajele folosite ). Ea se reflectă în toate etapele procesului de fabricație: elaborarea semifabricatelor; prelucrările mecanice; tratamentul termic; sudarea; montarea și controlul tehnic.

3.2.2 Stabilirea caracterului producției

Stabilirea etapelor elaborării procesului tehnologic revine cunoașterii caracterului producției și mărimii lotului.

Diferite produse sau piese se confecționează în anumite cantități în unitatea de timp, care poate fi anul, trimestrul sau luna.

Cantitatea respectivă de produse sau piese se numește program sau plan de producție.

Marimea seriei este dată de numarul de piese sau semifabricate care se confecționeaza intr-o perioadă de timp stabilită.

În ceea ce privește atribuirea caracterului de producție individuală, de serie sau de masă, o anumită clasificare se poate face pe baza greutății și a numărului de piese ce urmeaza a fi executate, conform tabelului 3.2.

Tabelul 3.2

Știind că programul de fabricație dat este de 300 de piese, iar greutatea piesei este de , incluzându-se în categoria pieselor mijlocii, se poate stabili caracterul producției de serie mijlocie.

Principala caracteristică a producției de serie, o constituie repetarea periodică a executării aceleiași operații la majoritatea locurilor de muncă. Nomenclatura fabricatelor este restrânsă, caracterul utilajului oscilează între utilaj universal și specializat, aceasta depinzând de nomenclatura produselor și de mărimea lotului pentru fiecare produs.

3.2.3 Stabilirea ultimei operații de prelucrare

Stabilirea ultimei operații de prelucrare mecanică se face în scopul determinării gradului de precizie al piesei în funcție de care se aleg sculele așchietoare și se determină parametrii regimurilor de așchiere.

În tabelul 3.3 sunt prezentate ultimele operații de prelucrare mecanică pentru suprafețele cu rol important în funcționare care necesită o prelucrare fină.

Tabelul 3.3

Piesa nu prezintă suprafețe de mare precizie, deoarece condițiile de funcționare nu impun precizie ridicată. Doar suprafețele interioare au o precizie mai mare. Suprafețele exterioare netehnologice nu condiționează funcționarea.

Operațiile tehnologice se vor succede în următoarea ordine:

turnare semifabricat;

strunjire de degroșare;

control dimensional;

tratament termic de îmbunătățire;

șablare;

strunjire de finisare;

găurire;

filetare;

control final.

3.3 Traseul tehnologic

O etapă importantă în proiectarea procesului tehnologic de prelucrare prin așchiere o reprezintă determinarea structurii procesului și a numărului de operații.

Numărul fazelor tehnologice necesare executării pieselor este în strânsă legătura cu condițiile tehnico-funcționale prescrise acestora. Operațiile tehnologice se pot grupa în: operații de degroșare, operații de finisare și operații de netezire. În cadrul unui proces tehnologic se pot prevedea operații din categoria celor arătate mai înainte sau se poate renunța complet la prescrierea uneia sau chiar a tuturor categoriilor de operații tehnologice, suprafata piesei ramânând în starea rezultată din procesul de semifabricare.

O corectă succesiune a operațiilor se stabilește atunci când se ține seama atat de condițiile tehnice, care asigură posibilitatea realizării lor, cât și considerente economice, care asigură cheltuieli minime de fabricație.

Proiectarea proceselor tehnologice și în special stabilirea succesiunii operațiilor de prelucrare și a conținutului acestora se efectuează pe baza unor principii care conduc în final la reducerea numărului variantelor tehnologice, apropiindu-le de varianta optimă din punct de vedere economic.

Aceste principii sunt:

în cazul când piesa nu poate fi executată complet dintr-o singură operație, atunci se recomandă ca la prima operație a procesului tehnologic să fie prelucrată acea suprafață sau în cazul în care este necesar, acele suprafețe care vor servi drept baze tehnologice pentru operațiile ulterioare;

operațiile sau fazele în timpul cărora există posibilitatea depistării unor defecte de semifabricare ( porozități, fisuri, neomogenități etc. ) se recomandă a fi executate pe cat posibil la începutul prelucrării;

dacă baza de așezare nu coincide cu baza de măsurare este necesar ca în operațiile următoare să se realizeze neapărat baza de masurare prevazută pe desenul piesei;

se recomandă realizarea mai întâi a etapei de degroșare a suprafețelor și apoi finisarea lor ;

dacă în timpul realizării piesei, rigiditatea acesteia se poate schimba, atunci este indicat să se realizeze operațiile care nu conduc la micșorarea rigidității piesei;

la piesele de revoluție se vor prelucra mai întâi suprafețele cilindrice sau conice și apoi se vor executa suprafețele frontale; această recomandare apare necesară în scopul realizării dimensiunilor de lungime ale pieselor;

în cazul pieselor cu mai multe dimensiuni tolerate se va avea în vedere ca ordinea operațiilor de prelucrare să fie inverse gradului de precizie, o suprafață cu precizie ridicată se va prelucra înaintea altor suprafețe de precizie mai mică, întrucât aceasta este susceptibilă de a fi rebutată;

pentru înlăturarea cheltuielilor legate de transportul interoperațional, în situația amplasării mașinilor după tipul prelucrărilor, se vor grupa operațiile identice;

executarea găurilor, canalelor de pană, a canelurilor, a filetelor etc. se recomandă a se aplica către sfârsitul procesului tehnologic în scopul evitării deteriorării cu ocazia transportului interoperațional;

în timpul elaborării semifabricatului pot lua naștere tensiuni interne, iar în acest caz este indicat ca între operațiile de degroșare și cele de finisare să existe un anumit timp pentru a se elimina aceste tensiuni ( pe cale naturală sau artificială );

succesiunea operațiilor tehnologice va fi astfel adoptată, încât să se obțină un timp de bază minim ( pe baza micșorării lungimii cursei de lucru );

este indicat ca la prelucrarea unei piese să se utilizeze cât mai puține baze tehnologice, pentru a se reduce numărul de prinderi și desprinderi, care atrag după sine erori de prelucrare și timpi auxiliari mari.

Succesiunea operațiilor, a așezărilor și a fazelor pentru prelucrarea piesei sunt prezentate în tabelul 3.4.

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

Tabelul 3.4 Succesiunea operațiilor tehnologice

3.4 Instalarea semifabricatului pentru prelucrarea mecanică

Orice semifabricat, pentru a putea fi prelucrat trebuie instalat fie direct pe masa mașinii-unelte, fie cu ajutorul unui dispozitiv de lucru într-o anumită poziție a suprafeței ce urmează a fi prelucrată în raport cu poziția sculei așchietoare .

Orientarea semifabricatului pe masa mașinii-unelte sau în dispozitiv, pentru a determina corect poziția relativă a suprafeței de prelucrat cu tăișul sculei așchietoare, în vederea prelucrării mecanice, se numește bazare.

Suprafețele, liniile sau punctele care servesc la orientarea semifabricatului pe baza mașinii-unelte sau în dispozitiv se numesc baze tehnologice de instalare sau simplu baze tehnologice .

După efectuarea bazării, în vederea prelucrării mecanice, semifabricatul trebuie mobilizat în poziția respectivă. Imobilizarea semifabricatului în poziția stabilită la bazare, pentru efectuarea prelucrării mecanice, se numește fixare .

Bazarea și fixarea semifabricatului formează instalarea acestuia. La bazare nu este necesar întotdeauna să i se ridice semifabricatului toate cele șase grade de libertate, însă fixarea trebuie să asigure întotdeauna preluarea celor șase grade de libertate ale semifabricatului în raport cu dispozitivul sau masa mașinii-unelte în care se instalează semifabricatul repectiv.

Orice suprafață ce se obține în urma prelucrării mecanice trebuie raportată la o altă suprafață, intersecție de suprafețe sau puncte ale semifabricatului.

Este posibil ca orientarea semifabricatului, adică bazarea acestuia în vederea prelucrării mecanice să se facă cu o anumită eroare, numită eroare de bazare.

De asemenea, după aplicarea eforturilor de fixare a semifabricatului, este posibil ca suprafața de prelucrat să se deplaseze din poziția inițială, ca urmare a anumitor deformații care apar în sistemul tehnologic și care produc astfel eroarea de fixare a semifabricatului.

În tabelul precedent, la stabilirea succesiunii așezărilor și fazelor s-au reprezentat și prinderile la mașinile-unelte astfel:

la strungul normal, piesa se prinde universal prin patru bacuri și prin vârful păpușii mobile, dar și cu ajutorul linetei;

la mașina de găurit, prinderea se face cu ajutorul unui dispozitiv de găurit și a unui inel de centrare.

3.5 Determinarea adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor intermediare

În construcția de mașini, pentru obținerea pieselor cu precizia necesară și calitatea suprafeței impusă de condițiile funcționale este necesar, de obicei, ca de pe semifabricat să se îndepărteze prin așchiere un strat de material care constituie adaosul de prelucrare.

Pentru determinarea adaosurilor de prelucrare se utilizează două metode:

metoda experimental-statistică

metoda analitică de calcul

1. Metoda experimental-statistică de determinare a adaosurilor de prelucrare

Această metodă este bazată pe datele obținute ca urmare a generalizării experienței atelierelor de prelucrare mecanică, adaosurile de prelucrare stabilindu-se pe baza standardelor, normativelor sau a tabelelor de adaosuri. Utilizarea tabelelor de adaosuri va facilita proiectarea proceselor tehnologice, dar nu va prezenta garanția că adaosurile stabilite în acest mod sunt minime pentru condițiile concrete de prelucrare, deoarece adaosurile sunt determinate fară a ține seama de succesiunea concretă a operațiilor (fazelor) de prelucrare mecanică a fiecărei suprafețe, de schemele de așejare a semifabricatului pentru diferite operatii de prelucrare prin așchiere și de erorile prelucrării anterioare.

Valorile experimental-statistice ale adaosurilor sunt, în general, mai mari decât este strict necesar și sunt prezentate în tabelul 3.5.

Tabelul 3.5 Valorile experimental-statistice ale adaosurilor

2. Metoda analitică de calcul se bazează pe analiza factorilor care determină marimea adaosului și stabilirea elementelor componente ale acestuia pentru condițiile concrete de efectuare a operațiilor tehnologice. Această metodă permite evidențierea posibilităților de reducere a consumului specific de material și de micsorare a volumului de munca al prelucrărilor mecanice la proiectarea unor procese tehnologice noi, precum si la analiza celor existente.

Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare permite determinarea unor dimensiuni intermediare optime la toate operațiile succesive de prelucrare și asigură un număr minim de operații și faze de prelucrare, deoarece în condițiile concrete de fabricație, să se obțină produse de înaltă calitate, la un preț de cost minim.

Dacă adaosurile de prelucrare sunt prea mari, se mărește greutatea semifabricatului și consumul de metal, ceea ce conduce la un număr de faze sau operații suplimentare de prelucrare prin așchiere, la mărirea consumului de scule așchietoare și uzura utilajelor, la creșterea consumului de energie electrică și alte cheltuieli legate de exploatarea mașinilor-unelte. În consecință, piesele finite se obțin la un pret de cost ridicat.

Pe de altă parte, când adaosurile de prelucrare sunt prea mici, nu se pot îndepărta complet straturile superficiale cu defecte ale semifabricatului, astfel încat nu se poate obține precizia și rugozitatea suprafețelor prelucrate și ca urmare se mărește procentul de rebuturi. Pentru a se lucra cu adaosuri mici trebuie să se folosească metode mai precise de semifabricare, ceea ce poate mări uneori prețul de cost al pieselor.

În comparație cu valorile adaosurilor determinate experimental-statistic, calculul analitic poate conduce la reduceri de 6… 15% din masa netă a piesei.

Metoda de calcul analitic se recomandă să fie utilizată în cazul producției de masă și de serie mare, dar poate fi recomandată și în cazul construcției de utilaje grele, chiar în condițiile fabricației individuale a pieselor de dimensiuni mari.

3.5.1 Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimensiunilor intermediare

Calculul adaosului de prelucrare minim și al dimensiunilor intermediare se efectuează în ordine inversă celei în care se execută operațiile (fazele) de prelucrare.

Calculul analitic al adaosurilor de prelucrare se efectuează numai după stabilirea traseului tehnologic, cu precizarea schemei de orientare, a schemei de fixare la fiecare operație și precizarea procedeului de obținere a semifabricatului.

Adaosul de prelucrare intermediar minim, pentru prelucrarea prin metoda obținerii automate a preciziei dimensiunilor, se calculează cu relațiile următoare:

pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafete exterioare și interioare de revoluție:

[mm]

pentru adaosuri asimetrice, a suprafețelor plane opuse, prelucrate în faze diferite sau pe o singură suprafață plană:

[mm]

Unde: – adaosul de prelucrare minim considerat pe o parte (pe rază sau pe o singură fată plană);

– înălțimea neregularităților de suprafață rezultate la faza precedentă;

– adâncimea stratului superficial defect, format la faza precedentă;

– abaterile spațiale ale suprafeței de prelucrat, rămase după efectuarea fazei precedente;

– eroarea de așezare la faza de prelucrare considerată.

Notațiile folosite sunt:

– adaosul de prelucrare minim, respectiv maxim pentru operația considerată;

– dimensiunea minima, respectiv maximă care se obține la operația sau faza precedentă de prelucrare;

– dimensiunea minimă, respectiv maximă care se obține la operația sau faza considerată;

Dimensiunile intermediare sau interoperaționale sunt dimensiunile successive pe care le capătă suprafețele piesei la diferite operații (faze) de prelucrare prin așchiere, începând de la starea de semifabricat până la piesa finită.

Acestea sunt dimensiuni tehnologice care se notează în documentația de fabricație (plane de operații, fișe tehnologice) și care determină dimensiunile sculelor așchietoare pentu prelucrarea găurilor: burghiu, lărgitor, alezor.

Dimensiunile intermediare trebuie realizate în limitele toleranțelor tehnologice stabilite de tehnologul de concepție, la elaborarea documentației de fabricatie .

Relațiile de calcul ale dimensiunilor intermediare se stabilesc din analiza schemelor de depunere a adaosurilor intermediare și a toleranțelor tehnologice. Depunerea adaosurilor intermediare este diferită, după cum prelucrarea se realizează prin metoda obținerii individuale a dimensiunilor sau prin metoda obținerii automate a dimensiunilor.

Dimensiunile intermediare de prelucrare se determină cu relațiile:

Lpmax = Lcmax + Acmin

Lpnom = (Lpmax) ro

Lpmin = Lpnom – Tp

În care s-a notat:

Lpmax,min.nom – dimensiunea maximă, minimă respectiv nominală a suprafeței cu adaos asimetric care se obțin la operația (faza) precedentă.

3.5.2 Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimesiunilor intermediare pentru suprafața S1

Pentru strunjirea cilindrică exterioară a suprafeței S1, adaosul de prelucrare prin metoda analitică va fi:

La finisare:

=50 µm

=0

µm

εc =160 µm

µm

mm

Tp – toleranta dimensiunii prelucrate anterior;

La degroșare:

=50µm

=0

µm

εc = 700 µm

µm=3mm

mm

Dimensiunile intermediare de prelucrare pentru suprafața S1 se vor determina pe baza urmatoarelor calcule:

Suprafața 1

Ø215,9±1,5

1. Strunjire cilindrică exterioară de finisare

Ø215,9±1,5×49

2. Strunjire cilindrică exterioară de degroșare

Ø218,2×49

Toleranța de groșării T=1,85mm (IT 15)

3. Semifabricat

Ø222,4±1,2

3.5.3 Calculul adaosurilor de prelucrare și a dimesiunilor intermediare pentru suprafața S5

Pentru strunjirea frontală a suprafeței S5, adaosul de prelucrare prin metoda analitică va fi:

1. La finisare:

=50 µm

=0

µm

Unde: K – coeficient de corecție pentru abaterile spațiale;

∆c – curba specifică, în µm/mm;

L – lungimea totală a piesei, în mm;

=140 µm

=50+0+22,3+140=212,3µm=0,21mm

2. La degroșare:

+ =700µm

µm

εc =140 µm

=700+371,4+140=1211,4 µm=1,2mm

Ai – abaterea inferioară a dimensiunii prelucrate anterior;

Lsemif =373,4+3,65=377,05=377±1,25mm.

Dimensiunile intermediare de prelucrare pentru suprafața S5 se vor determina pe baza urmatoarelor calcule:

Suprafața 5:

371,4±1,5

1. Strunjire frontală de finisare

371,4 ± 1,5 x Ø215,9 ± 1,5

2. Strunjire frontală de degroșare

375,6 x Ø215,9 ± 1,5

Toleranța degroșării

T=3,6 mm (IT 16)

3. Semifabricat

382 ± 1,5

3.6 Alegerea mașinilor-unelte

La proiectarea procesului tehnologic, odată cu precizarea metodelor de lucru și a structurii operațiilor, se aleg și mașinile-unelte.

Criteriile de alegere a mașinilor-unelte sunt urmatoarele:

mașina-unealtă trebuie să asigure îndeplinirea condițiilor tehnice impuse piesei de prelucrat în ceea ce privește precizia dimensiunilor, a formei și rugozitatea suprafeței;

dimensiunile formei de lucru să corespundă cu dimensiunile de gabarit ale piesei de prelucrat ;

productivitatea mașinii-unelte trebuie să corespundă cu programul de fabricație impus;

pentru a se realiza regimul de așchiere optim, puterea mașinii-unelte trebuie să corespundă cu puterea necesară pentru așchiere ;

să asigure costul minim al prelucrării.

La stabilirea procesului tehnologic, după precizarea operațiilor și alegerea mașinilor-unelte se determină și tipul dispozitivului necesar pentru efectuarea operațiilor de prelucrare.

Tipul sculei așchietoare se alege în funcție de procesul de prelucrare, materialul piesei de prelucrat, precizia de prelucrare și rugozitatea necesară.

Mașinile-unelte necesare pentru obținerea piesei corp robinet sunt:

1. Strung normal SN 400×1500

În mod uzual, strungul monoax, paralel, orizontal, cu portsculă normală și neautomat este denumit strung normal.

Pe acest tip de mașină unealtă se poate prelucra o gamă foarte variată de piese, de dimensiuni și din materiale diferite, precum și un număr mare de tipuri de filete, acest lucru fiind posibil numai în condițiile unui domeniu larg de reglare a turațiilor, avansurilor și pașilor filetelor.

Caracteristicile utilajului:

diametrul peste sanie 400 [mm]

lungimea de prelucrare 100-1500 [mm]

turația max = 1500 rot/min

putere motor principal = 7.5 kW

avans longitudinal sl = 0.06-3.52

avans transversal st = 0.046-2.72

2. Mașina de găurit radială și mașina de filetat Csepel RF2

Mașinile de găurit sunt mașinile-unelte pe care se execută operațiile tehnologice de găurire, lărgire, alezare, lamare, filetare și găurire fină.

La aceste mașini de găurit, mișcarea principală de așchiere este de rotație și este executată de sculă. Mișcarea de avans se execută axial. Scula este montată în arborele principal al mașinii prin intermediul conului Morse sau a altor dispozitive; în afara faptului că transmite momentul necesar găuririi, alezării, filetării etc, transmite și forța necesară prelucrării.

Solicitările sculei pot fi și radiale, în cazul unor ascuțiri incorecte, deci construcția arborelui principal trebuie astfel concepută încât să poată prelua și aceste solicitări. De menționat este că solicitările radiale sunt numai întâmplătoare deci mașina nu poate fi folosită la operațiile la care forța are și componentă radială.

Caracteristicile utilajului

adâncimea de găurire 40 [mm]

distanța maximă între axul principal și placa de bază 1435 [mm]

distanța între burghiu și coloană 350 [mm]

gama de turații 47.5 – 2100 [rot/min]

gama de avansuri 0.048 – 1.20 [mm/rot]

3.7 Alegerea sculelor așchietoare

Sculele așchietoare se aleg în funcție de formă și dimensiunile suprafeței de prelucrat, tipul prelucrării și materialul piesei, tipul și dimensiunile mașinii−unelte. Alegerea sculelor presupune stabilirea tipului, formei, dimensiunilor și materialului părții active. Se recomandă utilizarea sculelor standardizate care sunt fabricate de producători specializați și care se găsesc în mod curent, pe piață.

Pentru operațiile tehnologice cuprinse în filmul tehnologic al piesei, se aleg următoarele scule:

Cuțit încovoiat conform STAS 6377 – 80

Cuțit frontal conform STAS 6382 – 89

Cuțit profilat conform STAS 6383 – 80

Cuțit lateral conform STAS 6381 – 89

Cuțit pentru interior conform STAS 6384 – 89

Cuțit pentru colț interior conform STAS 6379 – 80

Burghiu elicoidal conform STAS 9128/3 – 86

Burghiu elicoidal conform STAS 9128/3 – 86

Tarozi conform STAS 1112/5 – 76

3.8 Calculul regimurilor de așchiere

Regimul de așchiere este factorul principal care determină mărimea normei de timp și influentează direct productivitatea și costul prelucrării.

Pentru optimizarea regimului de așchiere trebuie să se aibă în vedere urmatoarele criterii de optimizare:

costul prelucrării;

productivitatea prelucrării;

precizia de prelucrare;

calitatea suprafeței.

Regimul de așchiere se determină în așa fel încât, costul prelucrării să fie minim, iar productivitatea, precizia și calitatea suprafeței să corespundă valorilor date.

Parametrii regimului de așchiere se determină în urmatoarea ordine: adâncimea de așchiere t, avansul s, viteza de așchiere v.

Adâncimea de așchiere t, se alege în funcție de adaosul de prelucrare calculat și de numărul de treceri.

La strunjirea de finisare, prelucrarea se face într-o singură trecere. La prelucrarea în mai multe treceri, adâncimea de așchiere este recomandată să se aleagă la valoarea maximă admisă de rezistența sculei și de puterea mașinii unelte. Pentru obținerea unei productivități maxime, adâncimea de așchiere se alege la valoarea maximă admisă.

Valoarea avansului ‚,s”, este limitată de următorii factori:

rezistența sculei;

rezistența mecanismului de avans;

rigiditatea piesei de prelucrat;

precizia de prelucrare;

rugozitatea suprafeței de prelucrat.

La fazele de degroșare, valoarea avansului este limitată de rezistența celui mai slab element al sistemului tehnologic, iar la finisare, avansul se alege în funcție de precizia și rugozitatea dorită a piesei.

Viteza de așchiere se calculează cu formula din teoria așchierii, avându-se în vedere drept criteriu de optimizare productivitatea maximă a prelucrării.

Turația suprafeței de prelucrat se calculează cu relația:

[rot/min];

Unde: v – viteza de așchiere calculată [m/min];

D – diametrul suprafeței de prelucrat [mm];

Se adoptă o turație din gama de turații a mașinilor-unelte, cea mai apropiata de valoarea calculată.

Viteza de așchiere reală va avea astfel valoarea:

[m/min];

Puterea efectivă necesară regimului de așchiere stabilit, se determină cu relația:

[kw];

Unde: Fz – forța principală de așchiere [daN];

η – randamentul mașinii-unelte.

3.8.1 Strunjire cilindrică exterioară de finisare S1,faza 15 ( Ø215,9 ± 1,5 )

Mașina-unealtă: SN 400×1500;

Scula folosită: cuțit frontal conform STAS 6382 – 89

D=215,9 mm;

L=49mm;

Ap=2,3mm;

Stabilirea adâncimii de așchiere:

unde: A- adaosul de prelucrare;

i – numărul de treceri;

i=1;

Stabilirea avansului:

s=0,3 mm/rot;

Din caracteristicile mașinii – unelte: s=0,3 mm/rot;

c) Determinarea vitezei de așchiere:

Unde:

cv – coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și

ale materialului sculei așchietoare;

cv = 257

T – durabilitatea sculei așchietoare, în minute;

T=90 min;

m – exponentul durabilității;

m=0,125;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=1,15;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,3 mm/rot;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

După tratamentul termic de îmbunătățire HB se calculează cu relația:

;

xv, zv, n – exponenții adâncimii de așchiere, a avansului si durității;

xv =0,18

zv = 0,2

n = 1,5

– coeficient ce ține seama de influența secțiunii transversale a cuțitului;

;

În care: q – suprafața secțiunii transversale, în mm;

ξ – coeficient în funcție de materialul prelucrat;

ξ=0,08;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului de atac principal;

;

Unde: ρ – exponent în funcție de natura materialului de prelucrat;

ρ =0,3;

χ=90º;

;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului tăișului secundar ;

pentru ≠0;

a=15 pentru scule cu plăcuțe dure;

=5º;

;

– coeficient ce tine seama de influenta razei de racordare a varfului cutitului;

;

µ – exponent în funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat;

µ=0,2 pentru finisare;

;

– coeficient ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei;

=1;

– coeficient ce ține seama de materialul de prelucrat;

=1,1;

– coeficient ce ține seama de modul de obținere a semifabricatului;

=1;

– coeficient ce ține seama de starea stratului superficial;

=1;

– coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare;

=1;

Turația:

rot/min;

Din caracteristicile mașinilor – unelte se alege: =185rot/min

Viteza reala va fi:

m/min;

Verificarea puterii la așchiere:

[kW] < [kW];

Unde: – puterea consumată;

– puterea mașinii – unelte;

η – randamentul mașinii – unelte;

– forța principală de așchiere;

[daN];

În care: – coeficient în funcție de materialul de prelucrat și de materialul sculei așchietoare;

=3,57;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=1,15mm;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,3mm/rot;

– exponenții adâncimii și avansului de așchiere;

=1;

=0,75;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB=187;

– exponentul durității materialului de prelucrat;

=0,75;

.

3.8.2 Strunjire cilindrică exterioară de degroșare S1, faza 1 ( Ø218,2 )

Mașina – unealtă: SN 400 x 1500;

Scula folosită: cuțit frontal conform STAS 6382 – 89;

D=218,2 mm;

L=49 mm;

A=4,2 mm;

Stabilirea adâncimii de așchiere:

i=1;

Stabilirea avansului:

s=0,8 mm/rot;

Din caracteristicile mașinilor – unelte avansul longitudinal este: s=0,8mm/rot;

Determinarea vitezei de așchiere:

Unde:

cv – coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și ale materialului sculei așchietoare;

cv = 285;

T – durabilitatea sculei așchietoare, în minute;

T=90 min;

m – exponentul durabilității;

m=0,15;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=2,1;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,8 mm/rot;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB = 237;

xv, zv, n – exponenții adâncimii de așchiere, a avansului și durității;

xv =0,18;

zv = 0,45;

n = 1,5

– coeficient ce ține seama de influența secțiunii transversale a cuțitului;

;

În care: q – suprafața secțiunii transversale, în mm;

q=hxb=25×25=625 mm

ξ – coeficient în funcție de materialul prelucrat;

ξ=0,08;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului de atac principal;

;

Unde: ρ – exponent în funcție de natura materialului de prelucrat;

ρ =0,3;

χ=45º;

;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului tăișului secundar ;

pentru ≠0;

a=15 pentru scule cu plăcuțe dure;

=45º;

– coeficient ce ține seama de influența razei de racordare a vârfului cuțitului;

;

µ – exponent în funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat;

µ=0,1 pentru degroșare;

r=0,8

;

– coeficient ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei;

=1;

– coeficient ce ține seama de materialul de prelucrat;

=1,1;

– coeficient ce ține seama de modul de obținere a semifabricatului;

=1;

– coeficient ce ține seama de starea stratului superficial;

=1;

– coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare;

=1;

Turația:

rot/min;

Din caracteristicile mașinilor – unelte se alege: =120rot/min

Viteza reală va fi:

m/min;

Verificarea puterii la așchiere:

[kW] < [kW];

Unde: – puterea consumată;

– puterea mașinii – unelte;

η – randamentul mașinii – unelte;

η=0,8;

– forța principală de așchiere;

[daN];

În care: – coeficient în funcție de materialul de prelucrat și de materialul sculei așchietoare;

=3,57;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=2,1mm;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,8mm/rot;

– exponenții adâncimii și avansului de așchiere;

=1;

=0,75;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB=237;

– exponentul durității materialului de prelucrat;

=0,35;

daN;

kW < 7,5 kW;

3.8.3 Strunjire cilindrică interioară de degroșare S6, faza 6 ( Ø49,7 )

Mașina – unealtă: SN 400 x 1500

Scula folosită: cuțit pentru interior, STAS 6384 – 89;

D=49,7mm ;

A=6,7 mm;

a) Stabilirea adâncimii de așchiere:

mm; i=1;

b) Stabilirea avansului:

s=0,4 mm/rot;

Din caracteristicile mașinilor – unelte: s=0,4 mm/rot;

c) Determinarea vitezei de așchiere:

Unde:

cv – coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și ale materialului sculei așchietoare;

cv = 267;

T – durabilitatea sculei așchietoare, în minute;

T=90 min;

m – exponentul durabilității;

m=0,125;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=3,35;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,4 mm/rot;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB = 237;

xv, zv, n – exponenții adâncimii de așchiere, a avansului și a durității;

xv =0,18;

zv = 0,35;

n = 1,5

– coeficient ce ține seama de influența secțiunii transversale a cuțitului;

;

În care: q – suprafața secțiunii transversale, în mm;

q=hxb=25×25=625 mm

ξ – coeficient în funcție de materialul prelucrat;

ξ= 0,08;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului de atac principal;

;

Unde: ρ – exponent în funcție de natura materialului de prelucrat;

ρ =0,3;

χ=90º;

;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului tăișului secundar ;

pentru ≠0;

a=15 pentru scule cu plăcuțe dure;

=5º;

– coeficient ce ține seama de influența razei de racordare a vârfului cuțitului;

;

µ – exponent în funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat;

µ=0,1 pentru finisare;

r=0,8

;

– coeficient ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei;

=1;

– coeficient ce ține seama de materialul de prelucrat;

=1,1;

– coeficient ce ține seama de modul de obținere a semifabricatului;

=1;

– coeficient ce ține seama de starea stratului superficial;

=1;

– coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare;

=1;

m/min;

d) Turația:

rot/min;

Din caracteristicile mașinii – unelte n=600 rot/min;

Viteza reala va fi:

m/min;

e) Verificarea puterii la așchiere:

[kW] < [kW];

Unde: – puterea consumată;

– puterea mașinii – unelte;

η – randamentul mașinii – unelte;

η=0,8;

– forța principală de așchiere;

[daN];

În care: – coeficient în funcție de materialul de prelucrat și de materialul sculei așchietoare;

=3,57;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=3,35mm;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,4mm/rot;

– exponenții adâncimii și avansului de așchiere;

=1;

=0,75;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB=237;

– exponentul durității materialului de prelucrat;

=0,75;

daN;

kW < 7,5 kW;

3.8.4 Strunjire cilindrică interioară de finisare S6, faza 20 ( Ø52,4)

Mașina – unealtă: SN 400 x 1500;

Scula folosită: cuțit pentru interior STAS 6384 – 89;

D=52,4 mm;

A=2,7 mm;

Stabilirea adâncimii de așchiere:

mm; i=1;

Stabilirea avansului:

s=0,22 mm/rot;

Din caracteristicile mașinilor – unelte: s=0,22 mm/rot;

Determinarea vitezei de așchiere:

Unde:

cv – coeficient care depinde de caracteristicile materialului care se prelucrează și ale materialului sculei așchietoare;

cv = 242;

T – durabilitatea sculei așchietoare, în minute;

T=90 min;

m – exponentul durabilității;

m=0,125;

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=1,35;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,22 mm/rot;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

După tratamentul termic de îmbunătățire HB se calculează cu relația:

HB = 187;

xv, zv, n – exponenții adâncimii de așchiere, a avansului și a durității;

xv =0,18;

zv = 0,2;

n = 1,5

– coeficient ce ține seama de influența secțiunii transversale a cuțitului;

;

În care: q – suprafața secțiunii transversale, în mm;

q=hxb=25×25=625 mm

ξ – coeficient în funcție de materialul prelucrat;

ξ=0,08;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului de atac principal;

;

Unde: ρ – exponent în funcție de natura materialului de prelucrat;

ρ =0,3;

χ=90º;

;

– coeficient ce ține seama de influența unghiului tăișului secundar ;

pentru ≠0;

a=15 pentru scule cu plăcuțe dure;

=5º;

– coeficient ce ține seama de influența razei de racordare a vârfului cuțitului;

;

µ – exponent în funcție de tipul prelucrării și de materialul prelucrat;

µ=0,2 pentru finisare;

r=0,8

;

– coeficient ce ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei;

=1;

– coeficient ce ține seama de materialul de prelucrat;

=1,1;

– coeficient ce ține seama de modul de obținere a semifabricatului;

=1;

– coeficient ce ține seama de starea stratului superficial;

=1;

– coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare;

=1;

m/min;

Viteza economică calculată se corectează cu coeficientul de corecție k=0,7;

m/min;

Turația:

rot/min;

Din caracteristicile mașinii – unelte: n=600 rot/min;

m/min;

e) Verificarea puterii:

[kW] < [kW];

Unde: – puterea consumată;

– puterea mașinii – unelte;

η – randamentul mașinii – unelte;

η=0,8;

– forța principală de așchiere;

[daN];

În care: – coeficient în funcție de materialul de prelucrat și de materialul sculei așchietoare;

=3,57

t – adâncimea de așchiere, în mm;

t=1,35mm;

s – avansul de așchiere, în mm/rot;

s=0,22mm/rot;

– exponenții adâncimii și avansului de așchiere;

=1;

=0,75;

HB – duritatea materialului de prelucrat, în unități Brinell;

HB=187;

– exponentul durității materialului de prelucrat;

=0,75;

daN;

kW < 7,5 kW

Valorile parametrilor regimurilor de așchiere pentru toate celelalte suprafețe au fost trecute în tabelul 3.6.

Tabelul 3.6

3.9 Proiectarea parametrilor tratamentului termic

Caracteristicile metalurgice, structura metalelor și a aliajelor, precum și caracteristicile fizico-mecanice sunt determinate de condițiile de elaborare a semifabricatului și de tratamentele termice aplicate.

Tratamentul termic este un proces tehnologic de prelucrare prin acțiune termică a semifabricatelor și pieselor din metale sau aliaje, cu scopul obtinerii structurilor și prin aceasta a caracteristicilor fizico – mecanice cerute acestora.

Tratamentele termice se intercalează pe parcursul procesului tehnologic de fabricație a pieselor, sculelor sau altor produse metalice și pot fi aplicate:

în cadrul procesului de execuție al semifabricatului;

intercalate între operațiile de prelucrare mecanică;

ca tratamente finale.

Tratamentele termice constituie o rezervă importantă de diversificare a caracteristicilor fizico – mecanice ale metalelor și aliajelor, a modificarii lor în direcțiile dorite.

Procesul de tratament termic se descrie printr-o diagramă în coordonate temperatură – timp care indică:

parametrii regimului de încălzire: viteza de încălzire, v în ºC/h,durata încălzirii, în ore, temperatura inițială și finală;

parametrii regimului de menținere la temperatura de tratament termic: temperatura de tratament termic, t în ºC, timpul de menținere , în ore;

parametrii regimului de răcire: viteza de răcire, d în ºC/h, temperatura inițială și finală.

Tratamentul termic constă în tratamentul de îmbunătățire efectuat prin călire, urmat de revenire, ce se aplică dupa prelucrarea de degroșare a piesei.

Călirea martensitică este un tratament termic ce constă în încălzirea oțelului deasupra unui punct critic de transformare, menținere și răcire cu viteza de răcire mai mare decât viteza critică de călire, în scopul obținerii unei stări structurale noi, caracterizată prin anumite proprietăți fizico – geografice.

Realizarea corectă a tratamentului termic de călire, în funcție de tipul oțelului, impune stabilirea parametrilor optimi t, v, τ, v și mediul de răcire.

Temperatura de încălzire t=820….860 ºC, fiind mai mare cu 30ºC..50ºC decât A3.Timpul de menținere necesar pentru uniformizarea temperaturii este de câteva minute.

Răcirea se face relativ lent, în ulei, viteza de răcire fiind 60 ºC/s.

Viteza de răcire Vr a unei piese din oțel, în vederea călirii, este limitată superior de o valoare admisibilă Vad, ce reprezintă viteza maximă de încălzire pentru care tensiunile interne, ce apar datorită neuniformității temperaturii pe secțiunea piesei, nu produc fisuri sau deformații nepermise ale acesteia.

Structurile obținute prin călirea martensitică nu asigură proprietăți mecanice optime pieselor tratate ( de exemplu, densitatea și rezistența mecanică sunt ridicate, dar tenacitatea scazută ). Din această cauză, după călire se aplică tratamentul termic de revenire.

Revenirea este tratamentul termic care constă în încălzirea unui oțel calit, la o temperatură t1<A1, menținerea unui timp suficient la această temperatură și răcirea cu o anumită viteză de răcire.

Scopul aplicării acestui tratament termic este obținerea unei stări structurale mai apropiate de echilibru, cu un complex de proprietăți mecanice favorabil utilizării ulterioare a piesei tratate.

t =820….860ºC

, dacă D >

Unde: t – temperatura de încălzire;

– timpul de încălzire și menținere;

ti =650…680ºC – se aplica tratamentul de revenire înaltă;

τm=15 h;

Deoarece prin aplicarea lui se obține cuplul optim de proprietăți de rezistentă mecanică și tenacitate, tratamentul termic constă în călirea martensitică urmată de o revenire înaltă și poartă numele de tratament termic de îmbunătățire.

3.10 Calculul normelor tehnice de timp

Norma de muncă reprezintă cantitatea de muncă care se stabilește unui executant care are calificarea corespunzătoare și lucrează în ritm normal pentru efectuarea unei operații, lucrări sau serviciu în anumite condiții tehnico – organizatorice prezentate.

Norma de muncă stabilește pentru toate categoriile de personal și cuprinde numai acțiunile utile ale executantului și acele întreruperi care sunt obligatorii pentru desfășurarea procesului de producție.

Structura timpului de muncă al executantului

Prin TM – timpul de muncă, se întelege timpul de care dispune un executant pentru a-și îndeplini sarcinile de muncă conform duratei reglementate a zilei de muncă și se exprimă în ore – om, minute – om, secunde – om.

Timpul de muncă productiv diferă de la o ramura industrială la alta și se împarte în timp productiv și timp neproductiv.

Timpul productiv Tp este timpul, în cursul căruia, un executant efectuează lucrările necesare pentru realizarea unei sarcini de muncă.

În funcție de conexiunile care există între munca efectuată și obiectul ei se disting trei categorii de timp productiv: timpi de pregătire – încheiere, timpi operativi și timpi de deservire a locului de muncă.

timpul de pregatire – încheiere Tpi reprezintă timpul, în cursul căruia, un executant, înaintea începerii unei lucrări ( lot de piese ), creează condițiile necesare efectuării acesteia și, după terminarea ei, aduce lotul de muncă în starea inițială.

timpul operativ Top este timpul, în cursul căruia, un executant efectuează sau supraveghează lucrările necesare pentru modificarea cantitativă și calitativă a obiectelor muncii, efectuând totodata și acțiunii ajutătoare pentru ca modificarea sa aibă loc.Este format din timpul de bază și timpul ajutător.

timpul de bază tb este timpul, în cursul căruia, un executant efectuează sau supraveghează lucrări necesare pentru modificarea nemijlocită cantitativă și calitativă a obiectului muncii.

timpul ajutător ta este timpul, în cursul căruia, nu se produce nici o modificare cantitativă sau calitativă a obiectului muncii, însa un executant trebuie să realizeze mărimile necesare sau să supravegheze utilajul pentru ca această modificare să aibă loc.

timpul de deservire a locului de muncă „Tdl’ este timpul, în cursul căruia, executantul asigură pe toata perioada schimbului de muncă atât menținerea în stare de funcționare a utilajelor și sculelor cât și organizarea, aprovizionarea, ordinea și curățenia la locul de muncă, conform sarcinilor stabilite. Acest timp poate fi împărțit în funcție de scopul muncii efectuate în timp de deservire tehnică și timp de deservire organizatorică.

timpul de deservire tehnică „Tdt”, a locului de muncă este timpul, în cursul căruia, un executant asigură pe întreaga perioadă a schimbului de muncă, menținerea în stare normală de funcționare a utilajelor și de utilizare a sculelor.

timpul de deservire organizatorică „Tdo”, a locului de muncă este acel timp, în cursul căruia, un executant asigură pe întreaga perioadă a schimbului de muncă îngrijirea, aprovizionarea și organizarea locului de muncă.

b) Timpul neproductiv TN este acel timp în cursul căruia au loc întreruperi în muncă executantului, oricare ar fi natura lor sau în cazul încare acest nu efectueaza lucrări necesare pentru realizarea sarcinilor de muncă.

În cadrul acestei categorii de timp distingem timpul de întreruperi reglementate, timpul de muncă neproductivă și timpul de întreruperi nereglementate.

timpul de întreruperi reglementate „Tir” este timpul, în cursul căruia, procesul de muncă este întrerupt pentru a avea loc de odihnă și de necesitățile firești ale executantului, precum și întreruperi condiționate de tehnologie și de organizarea muncii.

timpul de odihnă și necesități fiziologice „Ton” este timpul în cursul căruia, procesul de muncă este întrerupt în scopul menținerii capacității de muncă și al satisfacerii necesităților fiziologice și de igienă personală ale executantului.

timpul de muncă neproductivă „Tmn” este timpul în cursul căruia executantul efectuează acțiuni ce nu sunt utile desfășurării normale a procesului de producție.

timpul de întreruperi nereglementate „Tin” este un timp neproductiv în care procesul de muncă este întrerupt din cauze nereglementate, care pot fi dependente sau independente de executant.

timpul de întreruperi independente de executant „Ti” are în vedere timpul de întreruperi nereglementate în muncă provenite din cauze organizatorice sau naturale și care nu depind de executant.

timpul de întreruperi dependente de executant „Td” îl reprezintă timpul de întreruperi în muncă cauzate de încălcarea disciplinei în muncă de către executant.

Figura 3.4 Componentele normei de timp

Norma de timp se calculează plecând de la elementele ei de bază:

;

;

Calculul normelor de timp

Faza 1

Strunjire cilindrică de degroșare S1

Determinarea timpului de bază

Timpul de bază necesar pentru strunjirea unei suprafețe este definit prin relația:

; min;

Unde: L – lungimea cursei de lucru în sensul avansului, în mm.

w – viteza de avans, în mm/min;

i – numărul de treceri necesar pentru executarea suprafeței respective;

l – lungimea suprafeței prelucrate, în mm;

l – distanța de patrundere a cuțitului, în mm;

;

l – distanța de depășire a sculei, în mm;

l=0……5 mm;

l – lungimea suprafeței prelucrate pentru așchia de probă, în mm;

l=0…….10 mm;

s – avansul, în mm/rot;

n – turația piesei, în rot/min;

Relația de calcul a timpului de bază devine:

[min];

l=49 mm;

mm;

l=2,5 mm;

l=5 mm;

s=0,8 mm/rot;

n=120 rot/min;

min/om;

Determinarea timpului de pregătire-încheiere

În funcție de diametrul piesei, se alege timpul de pregătire – încheiere Tpi=19,5 min/om;

Determinarea timpului ajutător

Timpul ajutător se determină din tabelele normative pentru următoarele operații:

prinderea și desprinderea piesei – tal ;

tal=4 min;

comanda mașinii – ta2;

ta2= 0,05+0,05+0,15+0,1+0,05+0,05+0,05+0,5+0,3=1,3 min;

complexele de mânuiri legate de faza – ta3;

ta3= 0,3 min;

mărimile de control – ta4;

ta4 =0,36 min;

Rezultă: ta= tal+ ta2+ ta3+ ta4

ta=4+1,3+0,3+0,36=5,96 min;

Timpul de deservire și odihnă

Timpii de deservire tehnică și organizatorică „tdt” si „tdo” se calculează în procente din timpul de bază „tb”.

Se alege: tdt=2,5% ∙ tb

tdt=2,5% ∙ 0,56=0,014 min-om

tdo=1,1% ∙ tb

tdo=1,1% ∙ 0,56=0,006 min-om

Timpul de odihnă și necesități firești ton se calculează în procente din timpul operativ „top”.

top= tb+ ta=0,56+5,96=6,52 min-om

Se alege ton=2% ∙ top=2% ∙ 6,52=0,13 min

Norma de timp pentru faza 1 va fi:

NT=tb+ta+tdt+tdo+ton min – om

NT=0,56+5,96+0,014+0,006+0,13=6,67 min – om

Faza 2

Strunjire de degroșare S2

Determinarea timpului de bază

Timpul de bază necesar pentru strunjirea unei suprafețe este definit prin relația:

; min;

Unde: L – lungimea cursei de lucru în sensul avansului, în mm.

w – viteza de avans, în mm/min;

i – numarul de treceri necesar pentru executarea suprafeței respective;

l – lungimea suprafeței prelucrate, în mm;

l – distanța de pătrundere a cuțitului, în mm;

;

l – distanța de depășire a sculei, în mm;

l=0……5 mm;

l – lungimea suprafeței prelucrate pentru așchia de probă, în mm;

l=0…….10 mm;

s – avansul, în mm/rot;

n – turația piesei, în rot/min;

Relația de calcul a timpului de bază devine:

[min];

l=55,65 mm;

mm;

l=5 mm;

l=5 mm;

s=0,796 mm/rot;

n=76 rot/min;

min-om;

Determinarea timpului de pregătire-încheiere

În funcție de diametrul piesei, se alege timpul de pregătire -încheiere Tpi=19,5 min/om;

Determinarea timpului ajutător

Timpul ajutător se determină din tabelele normative pentru următoarele operații:

prinderea și desprinderea piesei – tal ; tal=0 min;

comanda mașinii – ta2: ta2= 0,05+0,05+0,05+0,05+0,05+0,7+0,4=1,35 min;

complexele de mânuiri legate de faza – ta3; ta3= 0,25 min;

mărimile de control – ta4; ta4 =0,36 min;

Rezultă: ta= tal+ ta2+ ta3+ ta4

ta=0+1,35+0,25+0,36=1,46 min;

Timpul de deservire și odihnă

Timpii de deservire tehnică și organizatorică „tdt” și „tdo” se calculează în procente din timpul de bază „tb”.

Se alege: tdt=2,5% ∙ tb

tdt=2,5% ∙ 1,12=0,028 min-om

tdo=1,1% ∙ tb

tdo=1,1% ∙ 1,12=0,012 min-om

Timpul de odihnă și necesități firești „ton” se calculează în procente din timpul operativ Top.

Top= tb+ ta=1,12+1,46=2,58 min-om

Se alege ton=2% ∙ Top=2% ∙ 2,58=0,051 min

Norma de timp pentru faza 2 va fi:

NT=tb+ta+tdt+tdo+ton min – om

NT=1,12+1,46+0,028+0,012+0,051=2,67 min-om

Faza 5

Strunjire frontală de degroșare S5

Determinarea timpului de bază

Timpul de bază necesar pentru strunjirea unei suprafețe este definit prin relația:

; min;

Unde: L – lungimea cursei de lucru în sensul avansului, în mm.

w – viteza de avans, în mm/min;

i – numărul de treceri necesar pentru executarea suprafeței respective;

l – lungimea suprafeței prelucrate, în mm;

l – distanța de patrundere a cuțitului, în mm;

;

l – distanța de depășire a sculei, în mm;

l=0……5 mm;

l – lungimea suprafeței prelucrate pentru așchia de probă, în mm;

l=0…….10 mm;

s – avansul, în mm/rot;

n – turația piesei, în rot/min;

Relația de calcul a timpului de bază devine:

[min];

l=D/2=215,9/2=107,95 mm;

mm;

l=5 mm;

l=5 mm;

s=0,796 mm/rot;

n=76 rot/min;

min-om;

Determinarea timpului de pregătire-încheiere

În funcție de diametrul piesei, se alege timpul de pregătire -încheiere Tpi=19,5 min/om;

Determinarea timpului ajutător

Timpul ajutător se determină din tabelele normative pentru următoarele operații:

prinderea și desprinderea piesei – tal ;

tal=3,5 min;

comanda mașinii – ta2;

ta2= 0,05+0,05+0,05+0,05+0,05+0,7+0,3=1,25 min;

complexele de mânuiri legate de faza – ta3;

ta3= 0,25 min;

mărimile de control – ta4;

ta4 =0,32 min;

Rezultă: ta= tal+ ta2+ ta3+ ta4

ta=3,5+1,25+0,25+0,32=5,32 min;

Timpul de deservire și odihnă

Timpii de deservire tehnică și organizatorică „tdt” și „tdo” se calculează în procente din timpul de bază „tb”.

Se alege: tdt=2,5% ∙ tb

tdt=2,5% ∙ 1,99=0,049 min-om

tdo=1,1% ∙ tb

tdo=1,1% ∙ 1,99=0,021 min-om

Timpul de odihnă și necesități firești „ton” se calculează în procente din timpul operativ Top.

Top= tb+ ta=1,99+5,32=7,31 min-om

Se alege ton=2% ∙ Top=2% ∙ 7,31=0,146 min

Norma de timp pentru faza 5 va fi:

NT=tb+ta+tdt+tdo+ton min – om

NT=1,99+5,32+0,049+0,021+0,146=7,53 min-o

Capitolul IV. CALCULUL ECONOMIC

4.1 Costurile de producție pentru cele două tipuri de piese

4.1.1 Costul de fabricație în variantă turnată

Deoarece se urmărește ca prelucrările să se realizeze cu un cost minim, se va face un calcul economic, care vizează obținerea costului de fabricație:

C = Cm + Cs • ( 1 + R /100 )

Unde:

Cm – costul materialelor și cheltuielile de transport, excluzând valoarea deșeurilor;

Cs – cheltuieli cu salariile directe ( manopera directă); R – regia de secție; R = 300%.

1) Calculul costului materialelor

Se face cu relația:

Cm = Cu • msf – Cud • ( msf – mp )

Unde:

Cu – costul unitar pentru materialul de execuție, A487-4C;

Cu = 2,5 €/kg = 2,5 • 4,1127 lei/kg

msf – masa semifabricatului;

msf = 58,9 kg

Cud – costul unitar al deșeurilor;

Cud = 0,25 lei/kg

mp – masa piesei;

mp = 49,3 kg

Cm = 2,5 • 4,1127 lei/kg • 58,9 kg – 0,25 lei/kg • ( 58,9 kg – 49,3 kg ) = 603,195 lei

2) Calculul cheltuielilor cu salariile directe

Se face cu relația:

Cs = ∑ NTi ∙ Si ∙ Ksi

Unde:

NTi – norma de timp pentru operație;

NTi = 74.78 min – pentru degroșare

NTi = 161.22 min – pentru finisare

Si – salariul orar al operatorului pentru operația respectivă;

Sm – salariul mediu pe economie;

Sm = 1450 lei

Si = 8,529 lei

Ksi – coeficient de importanță al operației;

Ksi = 0,8 – pentru degroșare

Ksi = 1 – pentru finisare

Cs = (74.78 · 0,8 + 161.22 · 1) · 8,529 = 1885,28 lei

– asigurările de sănătate (CAS):

CAS = Cs · 32,33%

CAS = 1885,28 · 32,33% = 609.51 lei

– ajutor șomaj (Ajs):

Ajs = Cs · 5%

Ajs = 1885,28 · 5% = 94.26 lei

3) Valoarea salariilor directe va fi:

Csd = Cs + CAS + Ajs

Csd = 1885,28 + 609.51 + 94.26 = 2589.05 lei

4) Costul de fabricație în variantă turnată

C = Cm + Csd · ( 1 + R /100 ) = 603,195 + 2589.05 · ( 1 + 300/100 ) = 10959.41 lei

5) Cheltuielile indirecte pe secție

Se calculează astfel:

Rs = (Cs + CAS + Ajs) · 300% = (1885,28 + 609.51 + 94.26) · 300% = 7767.15 lei

Dacă la aceste cheltuieli indirecte se va adăuga totalul cheltuielilor cu materiale și cheltuieli cu salariile se va obține costul total pe secție Tcs.

Tcs = Cm + Csd + Rs = 603,195 + 2589.05 + 7767.15 = 10959.41 lei

5.1.2 Costul de fabricație în variantă forjată

C = Cm + Cs • ( 1 + R /100 )

1) Calculul costului materialelor

Cm = Cu • msf – Cud • ( msf – mp )

Cu = 1,2 €/kg = 1,2 ∙ 4,1127 lei/kg msf = 137 kg

Cud = 0,25 lei/kg mp = 49,3 kg

Cm = 1,2 ∙ 4,1127 lei/kg ∙ 137 kg – 0,25 lei/kg ∙ ( 137 kg – 49,3 kg ) = 654,202 lei

2) Calculul cheltuielilor cu salariile directe

Se face cu relația:

Cs = ∑ NTi ∙ Si ∙ Ksi

NTi = 343,951 min – pentru degroșare

NTi = 604,569 min – pentru finisare

Ksi = 0,8 – pentru degroșare

Ksi = 1 – pentru finisare

Cs = (343,951 · 0,8 + 604,569 · 1) · 8,529 = 7503,215 lei

În cheltuielile directe se mai găsesc:

– asigurările de sănătate (CAS):

CAS = Cs · 32,33% = 7503,215 · 32,33% = 2425,789 lei

– ajutor șomaj (Ajs):

Ajs = Cs · 5% = 7503,215 · 5% = 375,160 lei

3) Valoarea salariilor directe va fi:

Csd = Cs + CAS + Ajs = 7503,215 + 2425,789 + 375,160 = 10304,164 lei

4) Costul de fabricație în variantă forjată

C = Cm + Csd · ( 1 + 300/100 ) = 654,202 + 10304,164 · ( 1 + 300/100 ) = 41870,858 lei

5) Cheltuieli indirecte pe secție

Se calculează astfel:

Rs = Csd · 300% = 10304,164 · 300% = 30912,492 lei

Totalul cheltuielilor pe secție este format din cheltuieli materiale, cheltuieli directe și cheltuieli indirecte.

Tcs = Cm + Csd + Rs = 654,202 + 10304,164 + 30912,492 = 41870,858 lei

În urma calculelor efectuate s-a obținut un cost al cheltuielilor materiale egal cu 603,195 lei în varianta turnată și un cost al materialelor egal cu 654,202 lei în varianta forjată. Cheltuielile materiale dețin o pondere mai mare sau mai mică în funcție de profilul de activitate al întreprinderii Acestea reprezintă expresia valorică a consumului de surse materiale și al prestărilor de servicii, de către terți și se compun din:

– materii prime;

– cheltuieli de transport;

– lucrări și servicii prestate de terți;

– alte cheltuieli materiale.

Costul de producție reprezintă valoarea bănească a materialelor, manoperii și a tuturor celorlal- te cheltuieli pe care le necesită realizarea unui produs. În urma comparării celor două variante se observă o diferență de cost între varianta forjată față de cea turnată de 23741,311 lei, este clar că varianta turnată este mai eficientă din punct de vedere economic pentru un program de fabricație de 10.000 piese.

În etapa următoare a calcului costului de producție al piesei pentru cele două variante de semi- fabricat se determină cheltuielile indirecte pe societate, adică regia de întreprindere apreciată ca fiind 10% · Tcs.

Astfel vom avea:

1) Pentru varianta turnată

Rî = 10% · Tcs

Rî = 10% · 10959.41 = 1095.94 lei

2) Pentru varianta forjată

Rî = 10% · Tcs = 10% · 41870,85 = 4187,08 lei

Costul total al piesei se determină din însumarea tuturor cheltuielilor:

1) Pentru varianta turnată

Ct = Tcs + Rî

Ct = 10959.41 + 1095.94 = 12055.35 lei

2) Pentru varianta forjată

Ct = Tcs + Rî

Ct = 41870,858 + 4187,0858 = 46057,943 lei

Pentru ambele variante se aplică o cotă a profitului Pr de 8% · Ct, rezultând astfel și prețul de vânzare al piesei (pv).

1) Pentru varianta turnată

Pr = 8% · Ct

Pr = 8% · 12055.35 = 946.42 lei

pv = Pr + Ct

pv = 946.42 + 12055.35 = 13019.77 lei/buc

2) Pentru varianta forjată

Pr = 8% · Ct

Pr = 8% · 46057,943 = 3684,63544 lei

pv = Pr + Ct

pv = 3684,63544 + 46057,943 = 49742,578 lei/buc

Tab. 4.1. Costurile variantelor tehnologice

Analizând global valorile obținute în tabelul 4.1 se observă că, dacă corpul RSE se realizează plecând de la un semifabricat în variantă forjată, întreprinderea care îl realizează este nevoită de a vinde produsul la un preț de vânzare de 49742,578 lei/buc pentru a acoperi totalul cheltuielilor. Elementul care a determinat o creștere a cheltuielilor cu salariile directe, în cazul variantei forjate, mai mare cu 36722,8 lei, îl constituie norma tehnică de timp a operațiilor tehnologice, care este mai mare cu 712,52 min față de varianta turnată. Norma tehnică de timp a operațiilor tehnologice la varianta forjată crește ca urmare a faptului că apar operații tehnologice în plus față de varianta turnată, cum sunt: găurit, prelucrat bosaj, lărgire, mortezat contur balon și raze și rectificare locaș scaun.

CAPITOLUL V. NORME DE TEHNICA

SECURITĂȚII MUNCII

Principalele surse de pericol ce pot apărea la prelucrarea prin așchiere, dacă nu sunt luate măsurile corespunzătoare, sunt legate de: așchiile ce se detașează în cursul desfășurării procesului, bucățile de sculă așchietoare expulzate din zona de așchiere, organele de transmitere si mecanismele de acționare ale mașinii – unelte, dispozitivele de fixare a piesei ce se prelucrează și curentul electric.

Acțiunea așchiilor se manifestă prin tăieturi și arsuri a căror gravitate este determinatș, în mare măsură de forma si temperatura acestora. Cele mai periculoase sunt așchiile conținue sub formă de bandă, ce se degajă în mod dezordonat din zona de așchiere.

Prevenirea accidentelor datorate așchiilor se poate realiza prin măsuri luate asupra geometriei sculei și regimului de așchiere, astfel încât să se obțină așchii nepericuloase și prin măsuri de protecție a omului împotriva acțiunii acestora (ecrane de protecție, apărători, ochelari etc.).

Dispozitivele de prindere a pieselor și sculelor sunt foarte frecvent modificate, potrivit proceselor tehnologice de prelucrare și de aceea, permanent trebuie atenție sporită asigurării acestora, astfel încât să fie evitat orice pericol de accidente.

Normele departamentale de protecție a muncii se referă, în mod deosebit la dispozitivele universale de lucru. Pentru cele speciale, măsurile de tehnică a securității muncii sunt, de asemenea, speciale și trebuie luate de către toți acei care răspund de introducerea lor în producție.

Principalele pericole ce le pot prezenta dispozitivele de prindere sunt legate de vătămările provocate prin acțiunea organelor provenite aflate în mișcarea de rotație și de posibilitățile slăbirii elementelor prinse cu ajutorul acestora – scule sau piese.

La repartizarea personalului pe locuri de muncă se ține seama de următoarele aspecte:

– Calificarea personală necesară pentru executarea lucrărilor ce se încredințează și modul cum au fost însușite noțiunile corespunzătoare în ceea ce privește utilizarea fără pericol a suprafețelor, utilajelor, sculelor și uneltelor la locul de muncă unde urmează a lucra;

– Condițiile speciale ce trebuie create pentru munca tinerilor.

În același timp, tuturor persoanelor care depind de o activitate cu caracter direct productiv, de manipulare și transport, de intreținere, de reparații și altele asemănătoare, precum și celor care prin natura obligațiilor profesionale, conduc aceste activități sau au acces liber in secțiile, sectoarele și unitățile unde se desfășoară aceste activități, li se efectuează instructajul de protecție a muncii.

BIBLIOGRAFIE

Dorin Al., Ghionea A., Predincea N. „Alimentarea automată cu semifabricate și scule a strungurilor” , Editura Didactică și Pedagogică București, 1981

Istrate Gh., Toboc P. „Controlul de calitate și remanierea defectelor pieselor turnate” , Editura Tehnică, 1981

Juneja B. L., Nitin Seth ”Fundamentals of Metal Cutting and Machine Tools” New Age International (P) Ltd. Publishers, 2003

Neacșu M. „Mașini-unelte și prelucrări prin așchiere – Elemente de teoria așchierii”, Editura Universității din Ploiești, 2001

Picoș C., Pruteanu O., Bohosievici C. „Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere vol. I și vol. II”, Editura Universitas, Chișinău, 1992

Poșchină I., Stoica M., Manea C. „Armături industriale”, Editura Tehnică București, 1991

Vlase A., Sturzu A., Mihail A., Bercea I. „Regimuri de așchiere adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp” , Editura Tehnică, 1983

Vlase A., Sturzu A., Stăncescu C., Neagu C., Atanase M. „Tehnologii de prelucrare pe strunguri”, Editura Tehnică, 1989

BIBLIOGRAFIE

Dorin Al., Ghionea A., Predincea N. „Alimentarea automată cu semifabricate și scule a strungurilor” , Editura Didactică și Pedagogică București, 1981

Istrate Gh., Toboc P. „Controlul de calitate și remanierea defectelor pieselor turnate” , Editura Tehnică, 1981

Juneja B. L., Nitin Seth ”Fundamentals of Metal Cutting and Machine Tools” New Age International (P) Ltd. Publishers, 2003

Neacșu M. „Mașini-unelte și prelucrări prin așchiere – Elemente de teoria așchierii”, Editura Universității din Ploiești, 2001

Picoș C., Pruteanu O., Bohosievici C. „Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere vol. I și vol. II”, Editura Universitas, Chișinău, 1992

Poșchină I., Stoica M., Manea C. „Armături industriale”, Editura Tehnică București, 1991

Vlase A., Sturzu A., Mihail A., Bercea I. „Regimuri de așchiere adaosuri de prelucrare și norme tehnice de timp” , Editura Tehnică, 1983

Vlase A., Sturzu A., Stăncescu C., Neagu C., Atanase M. „Tehnologii de prelucrare pe strunguri”, Editura Tehnică, 1989